Процессом называется совокупность состояний системы
,
упорядоченных по изменению какого - либо параметра t , определяющего свойства системы.
Эффективность процесса - степень его приспособленности к достижению цели.
Различают эффективность процесса, реализуемого системой, и качество системы. Эффективность проявляется только при функционировании и зависит от свойств самой системы, способа её применения и от воздействий внешней среды.
Критерий эффективности - обобщенный показатель и правило выбора лучшей системы (лучшего решения).
Например,
.
Основные понятия системного анализа (алгоритм функционирования, процесс, состояние системы).
Алгоритм функционирования - это
метод получения выходных характеристик
y(t)
с учетом входных воздействий x
(t),
управляющих воздействий u
(t) и
воздействий внешней среды n
(t). Алгоритм
функционирования раскрывает механизм
проявления внутренних свойств системы,
определяющих её поведение в соответствии
с законом функционирования. Один
и тот же закон функционирования элемента
системы может быть реализован различными
способами, т.е. с помощью множества
различных алгоритмов функционирования
.
Возможность выбора алгоритмов
приводит к тому, что системы с одним и
тем же законом функционирования обладают
разным качеством и эффективностью
процесса функционирования.
2. Процесс
Если система способна переходить из одного состояния в другое (например, S1→S2→S3...), то говорят, что она обладает поведением - в ней происходит процесс. В случае непрерывной смены состояний, процесс Р можно описать функцией времени: P=S(t), а в дискретном случае — множеством: P = {St1 St2….}, По отношению к системе можно рассматривать два вида процессов: внешний процесс - последовательная смена, воздействий на систему, т. е. последовательная смена состояний окружающей среды; внутренний процесс - последовательная смена состояний системы, которая наблюдается как процесс на выходе системы. Дискретный процесс сам может рассматриваться как система, состоящая из совокупности состояний, связанных последовательностью их смены.
Состояние системы.
В общем случае значения выходов системы зависят от следующих факторов: o значений (состояния) входных переменных; o начального состояния системы; o функции системы. Отсюда вытекает одна из наиболее важных задач системного анализа — установление причинно-следственных связей выходов системы с ее входами и состоянием.
Основные понятия системного анализа (структура системы, связь, ситуация, проблема).
Структура системы.
Под структурой системы понимается устойчивое множество отношений, которое сохраняется длительное время неизменным, по крайней мере в течение интервала наблюдения. Структура системы опережает определенный уровень сложности по составу отношений на множестве элементов системы или что эквивалентно, уровень разнообразий проявлений объекта.
Связи — это элементы, осуществляющие непосредственное взаимодействие между элементами (или подсистемами) системы, а также с элементами и подсистемами окружения.
Связь — одно из фундаментальных понятий в системном подходе. Система как единое целое существует именно благодаря наличию связей между ее элементами, т.е., иными словами, связи выражают законы функционирования системы. Связи различают по характеру взаимосвязи как прямые и обратные, а по виду проявления (описания) как детерминированные и вероятностные.
Прямые связи предназначены для заданной функциональной передачи вещества, энергии, информации или их комбинаций — от одного элемента к другому в направлении основного процесса.
Обратные связи, в основном, выполняют осведомляющие функции, отражая изменение состояния системы в результате управляющего воздействия на нее. Открытие принципа обратной связи явилось выдающимся событием в развитии техники и имело исключительно важные последствия. Процессы управления, адаптации, саморегулирования, самоорганизации, развития невозможны без использования обратных связей.
Рис. — Пример обратной связи
С помощью обратной связи сигнал (информация) с выхода системы (объекта управления) передается в орган управления. Здесь этот сигнал, содержащий информации о работе, выполненной объектом управления, сравнивается с сигналом, задающим содержание и объем работы (например, план). В случае возникновения рассогласования между фактическим и плановым состоянием работы принимаются меры по его устранению.
Определение функционирования системы связано с понятием «проблемной ситуации», которая возникает, если имеется различие между необходимым (желаемым) выходом и существующим (реальным) входом.
Проблема — это разница между существующей и желаемой системами. Если этой разницы нет, то нет и проблемы
Принципы системного анализа.
Принципы системного анализа. В основу системного подхода при исследовании или разработке объекта (системы) должны быть положены следующие принципы:
1) учет всех этапов жизненного цикла разрабатываемой системы – проектирования, производства, эксплуатации и утилизации;
2) учет истории, и особенно перспектив, развития систем данного и близких классов;
3) всестороннее рассмотрение взаимодействия системы с внешней средой;
4) учет основных видов взаимодействия внутри системы, т.е. между ее частями, – функционального, конструктивного, технологического, информационного, энергетического и др.;
5) учет возможности изменения исходных данных и даже решаемой задачи при проектировании, производстве и эксплуатации системы;
6) выделение главных показателей качества, подлежащих улучшению в первую очередь;
7) сочетание принципов композиции, декомпозиции и иерархичности;
8) выявление основных (в т.ч. технических) противоречий, препятствующих улучшению качества системы и ускорению процесса ее разработки, а также отысканию приемов их преодоления;
9) правильное сочетание различных методов проектирования (математических, эвристических, экспериментальных);
10) обеспечение должного взаимодействия в процессе проектирования специалистов различных уровней и профилей.
При огромном разнообразии задач, решаемых с помощью системного анализа, на сегодняшний день не существует его единой методологии, не выработан единый, пригодный для всех случаев инструментарий. На разных стадиях исследования, от интуитивной постановки проблемы до выбора оптимальных решений с помощью строгих математических методов, используются весьма разнообразные научные методы и приемы, выделяется различное число этапов анализа. При этом на разных уровнях принятия решений задачей системного анализа может быть любой частный вопрос общей проблемы, поэтому число этапов системного анализа и их содержание (т.е. выполняемые работы) будут зависеть от сложности решаемых задач.