135844 (Автоматизированные Системы Обработки Информации)

ОСНОВНЫЕ СИСТЕМНЫЕ ПОНЯТИЯ

1. Система - целостная совокупность взаимосвязанных элементов.

1. Свойства системы:

• целостность - наличие у системы функций и свойств, которые не присущи ни одному из ее элементов в отдельности и которые проявляются лишь в результате взаимодействия элементов;

• обязательным свойством системы является наличие связей между ее частями(элементами);

• в отношении с внешними объектами система образует особое единство. В большинстве случаев система не может существовать одна, вне связи с другими объектами;

• система является элементов системы более высокого уровня;

• любой элемент системы представляет в свою очередь систему низшего порядка.

3. Элемент - часть системы, имеющая некоторую самостоятельность по отношению ко всей системе, и связанная с другими частями.

Элемент не подлежит расчленению при данном рассмотрении системы.

Предметом изучения элемента является не его внутренние свойства, строение, а то, что определяет его взаимодействие с другими элементами и влияет на свойства системы в целом.

4. Связь - способ воздействия, взаимодействия или отношения элементов между собой, обуславливающий структуру и функционирование системы в пространстве и времени. Таким образом связь - это то, что соединяет элементы в системе. Могут быть различные связи: энергетические, информационные, генетические, управленческие и т.д. Связи могут обладать различной силой. Могут быть и паразитные связи.

1. Подсистема - часть системы, выделенная по определенному признаку и допускающая разложение на элементы. Отличается самостоятельностью и подчиненностью единой цели функционирования системы.

2. Состав – совокупность образующих систему элементов(подсистем).

1. Структура – способ взаимосвязей между элементами.

Часто в понятие структуры включают совокупность состояний системы, элементов и связей между ними.

Различают структуры: последовательную, параллельную, полную, централизованную, иерархическую, кольцевую, матричную и др.

Перечисленные типы структур обладают положительными и отрицательными свойствами и находят применение в соответствующих классах систем.

1. Свойство - сторона объекта, определяющая различие или сходство с другими объектами и проявляющаяся во взаимодействии с ними.

Каждый объект обладает неограниченным количеством свойств. Свойства, указывающие на то, что представляет собой объект и чем он отличается от других объектов , называются существенными. Именно эти свойства объектов рассматриваются в ОТС.

9. Характеристика -то, что отражает некоторое свойство объекта. Характеристика может быть количественной и качественной. Количественная характеристика называется параметром.

10. Состояние - множество значений существенных характеристик в данный момент времени.

Переход системы из одного состояния в другое определяется как внутренними свойствами так и окружающей средой.

11. Среда - множество объектов вне системы, которые оказывают влияние на систему, либо сами находятся под ее влиянием.

Состояния среды определяются также как и системы.

Обычно как только уточняют(меняют) систему, так приходится менять и среду.

1. Ситуация - совокупность состояний системы и среды в один и тот же момент времени.

2. Поведение - последовательность состояний объекта во времени.

3. Функционирование - проявление действий системы или осуществление различных процессов(химических, биологических, психических, энергетических т.д.).

4. Цель - область состояний (ситуация) системы, которой необходимо достичь в результате ее функционирования.

5. Назначение – то, для чего система создана, существует и функционирует.

В ОТС рассматриваются сложные, как правило, целенаправленные системы, имеющие единую цель. Причем именно с определения цели и начинается изучение системы, т.к. она определяет ‘’угол зрения’’ при выделении и анализе элементов, их существенных свойств и свойств системы в целом, связей между элементами.

1. Управление - процесс формирования целенаправленного поведения системы посредством информационного воздействия.

СУЩНОСТЬ И ПРИНЦИПЫ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА

Системный подход представляет собой направление методологии научного познания и социальной практики, в основе которой лежит рассмотрение объектов как систем.

Сущность СП заключается, во-первых, в понимании объекта исследования как системы и, во-вторых, в понимании процесса исследования объекта как системного по своей логике и применяемым средствам.

Как любая методология, системный подход подразумевает наличие определенных принципов и способов организации деятельности, в данном случае деятельности, связанной с анализом и синтезом систем.

В основе системного подхода лежат принципы: цели, двойственности, целостности, сложности, множественности и историзма. Рассмотрим подробнее содержание перечисленных принципов.

1. Принцип цели ориентирует на то, что при исследовании объекта необходимо прежде всего выявить цель его функционирования.

Нас в первую очередь должно интересовать не как построена система, а для чего она существует, какая цель стоит перед ней, чем она вызвана, каковы средства достижения цели?

Принцип цели конструктивен при соблюдении двух условий:

• цель должна быть сформулирована таким образом, чтобы степень ее достижения можно было оценить (задать) количественно;

• в системе должен быть механизм, позволяющий оценить степень достижения заданной цели.

1. Принцип двойственности вытекает из принципа цели и означает, что система должна рассматриваться как часть системы более высокого уровня и в то же время как самостоятельная часть, выступающая как единое целое во взаимодействии со средой. В свою очередь каждый элемент системы обладает собственной структурой и также может рассматриваться как система.

Взаимосвязь с принципом цели состоит в том, что цель функционирования объекта должна быть подчинена решению задач функционирования системы более высокого уровня. Цель – категория внешняя по отношению к системе. Она ставится ей системой более высокого уровня, куда данная система входит как элемент.

1. Принцип целостности требует рассматривать объект как нечто выделенное из совокупности других объектов, выступающее целым по отношению к окружающей среде, имеющее свои специфические функции и развивающееся по свойственным ему законам. При этом не отрицается необходимость изучения отдельных сторон.

2. Принцип сложности указывает на необходимость исследования объекта, как сложного образования и, если сложность очень высока, нужно последовательно упрощать представление объекта, на так чтобы сохранить все его существенные свойства.

3. Принцип множественности требует от исследователя представлять описание объекта на множестве уровней: морфологическом, функциональном, информационном.

Морфологический уровень дает представление о строении системы. Морфологическое описание не может быть исчерпывающим. Глубина описания, уровень детализации, то есть выбор элементов, внутрь которых описание не проникает, определяется назначением системы. Морфологическое описание иерархично.

Конкретизация морфологии дается на стольких уровнях, сколько их требуется для создания представления об основных свойствах системы.

Функциональное описание связано с преобразованием энергии и информации. Всякий объект интересен прежде всего результатом своего существования, местом, которое он занимает среди других объектов в окружающем мире.

Информационное описание дает представление об организации системы, т.е. об информационных взаимосвязях между элементами системы. Он дополняет функциональное и морфологическое описания.

На каждом уровне описания действуют свои, специфические закономерности. Все уровни тесно взаимосвязаны. Внося изменения на одном из уровней, необходимо проводить анализ возможных изменений на других уровнях.

1. Принцип историзма обязывает исследователя вскрывать прошлое системы и выявлять тенденции и закономерности ее развития в будущем.

Прогнозирование поведения системы в будущем является необходимым условием того, что принятые решения по совершенствованию существующей системы или создание новой обеспечивает эффективное функционирование системы в течении заданного времени.

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ

Системный анализ представляет совокупность научных методов и практических приемов решения разнообразных проблем на основе системного подхода.

В основе методологии системного анализа лежат три концепции: проблема, решение проблемы и система.

Проблема - это несоответствие или различие между существующим и требуемым положением дел в какой-либо системе.

В качестве требуемого положения может выступать необходимое или желаемое. Необходимое состояние диктуется объективными условиями, а желаемое определяется субъективными предпосылками, в основе которых лежат объективные условия функционирования системы.

Проблемы, существующие в одной системе, как правило, не равнозначны. Для сравнения проблем, определения их приоритета используются атрибуты: важность, масштаб, общность, актуальность и т.д.

Выявление проблемы осуществляется путем идентификации симптомов, определяющих несоответствие системы своему предназначению или недостаточную ее эффективность. Систематически проявляющиеся симптомы образуют тенденцию.

Идентификация симптомов производится путем измерения и анализа различных показателей системы, нормальное значение которых известны. Отклонение показателя от нормы и является симптомом.

Решение проблемы состоит в ликвидации различий между существующим и требуемым состоянием системы. Ликвидация различий может производиться либо путем совершенствования системы, либо путем ее замены на новую.

Решение о совершенствовании или замене принимается с учетом следующих положений. Если направление совершенствования обеспечивает существенное увеличение жизненного цикла системы и затраты несравнимо малы по отношению к стоимости разработки системы, то решение о совершенствовании оправдано. В противном случае следует рассматривать вопрос о ее замене новой.

Для решения проблемы создается система.

Основными компонентами системного анализа являются:

1. Цель системного анализа.

2. Цель, которую должна достигнуть система в процессе: функционирования.

3. Альтернативы или варианты построения или совершенствования системы, посредством которых возможно решение проблемы.

4. Ресурсы, необходимые для анализа и совершенствования существующей системы или создания новой.

5. Критерии или показатели, позволяющие сравнивать различные альтернативы и выбирать наиболее предпочтительные.

1. Модель, которая связывает воедино цель, альтернативы, ресурсы и критерии.

Методика проведения системного анализа

1. Описание системы:

а) определение цели системного анализа;

б) определение целей, назначения и функций системы(внешних и внутренних);

в) определение роли и места в системе более высокого уровня;

г) функциональное описание (вход, выход, процесс, обратная связь, ограничения);

д) структурное описание (вскрытие взаимосвязей, стратификация и декомпозиция системы);

е) информационное описание;

ж) описание жизненного цикла системы(создание, функционирование и в том числе совершенствование, разрушение);

1. Выявление и описание проблемы:

а) определение состава показателей эффективности и методик их вычисления;

б) Выбор функционала для оценки эффективности системы и задание требований к ней(определение необходимого (желаемого) положения дел);

б) определение фактического положения дел(вычисление эффективности существующей системы с использованием выбранного функционала);

в) установление несоответствия между необходимым(желаемым) и фактическим состоянием дел и его оценка;

г) история возникновения несоответствия и анализ причин ее возникновения (симптомы и тенденции);

д) формулировка проблемы;

е) выявление связей проблемы с другими проблемами;

ж) прогнозирование развития проблемы ;

з) оценка последствий проблемы и вывод о ее актуальности.

3. Выбор и реализация направления решения проблемы:

а) структуризация проблемы (выделение подпроблем);

б) определение узких мест в системе;

в) исследование альтернативы “совершенствование системы - создание новой системы”;

г) определение направлений решения проблемы(выбор альтернатив);

д) оценка реализуемости направлений решения проблемы;

е) сравнение альтернатив и выбор эффективного направления;

ж) согласование и утверждение выбранного направления решения проблемы;

з) выделение этапов решения проблемы;

и) реализация выбранного направления;

к) проверка его эффективности.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Рассмотри основные понятия теории эффективности.

Операция - этап функционирования системы, ограниченный выполнением определенной цели.

Операция реализуется определенной системой с управлением. К началу операции эта система должна располагать определенными ресурсами (люди, оружие, техника и т.д.). Операции могут быть простыми и сложными. Сложная операция - это совокупность взаимосвязанных по целям, средствам и времени простых операций.