КР1 (Болсунов Константин Николаевич)

иерархические (многоуровневые) и смешанные структуры (рис. 3.7). Для иерархических структур характерно наличие управляющих (командных) элементов. Такие системы более экономичны в функциональном отношении, но не способны быстро развиваться и совершенствоваться. В многосвязных системах связи возможны между всеми элементами системы (подсистемы). В неиерархических (многосвязных) структурах управляющие функции распределены между всеми элементами или группами элементов.

Устойчивость межэлементных отношений характеризует стабильность расположения элементов в пространстве. Отсюда классификация по характеру поведения. Наиболее устойчивы детерминированные структуры, т.

е. такие, в которых отношения либо неизменны, либо изменяются по некоторому известному закону. В вероятностных (стохастических) структурах

отношения между элементами описываются вероятностными законами.

Существуют также хаотические структуры, в которых межэлементные отношения являются непредсказуемыми для любого момента времени, т. е. любые отношения могут существовать с равной вероятностью. Свойства структуры зависят от внутренних ресурсов, свойств элементов и связей.

Понятие “структура” включает также представление о конфигурации системы - пространственном расположении элементов системы, ее геометрических свойствах. Различают точечную, линейную, плоскую, объемную и смешанную конфигурации.

Для наглядного представления устройства систем на практике нашли применение различные способы отображения (обычно, графическое) их структур. Структура может быть представлена в матричной форме, в форме теоретико-множественных описаний, с помощью языка топологии, алгебры и

других средств.

Наибольшее распространение получили блок-схема (варианты: структурная схема или функциональная схема) и граф системы.

При отображении структуры системы в виде блок-схемы ее элементы отображаются в виде прямоугольников, внутри которых записываются идентификаторы элементов. Прямоугольники соединяются стрелками, указывающими направление передачи воздействий. Некоторые из элементов должны иметь входы или выходы для связи системы с ОС. В структурной блок-схеме в прямоугольниках записываются идентификаторы отдельных

18

узлов или подсистем, и она отражает их взаимозависимости при выполнении назначения системой. В функциональной блок-схеме используются идентификаторы отдельных функций (операций), поэтому такая схема отражает взаимосвязь частных функций, последовательность их выполнения при выполнении функционального назначения системы.

Отображение структуры в виде графа использует другие обозначения: точкой (кружком) отображаются элементы системы, а стрелками - связи между ними.

Следует отметить еще один способ, характерный для отображения структур систем-процессов в виде “сетевой структуры” или “сети”. Как правило, это способ позволяет провести декомпозицию системы во времени; он используется для отображения порядка действия технической системы, этапов деятельности человека.

29. Дайте определение понятия "композиция системы".

Композиция системы - пространственное расположение элементов системы.

30. Какие композиции системы Вам известны?

Существуют следующие композиции системы:

•точечная

•линейная

•плоская

•объемная

•смешанная

31.Определите назначение информационного описания системы.

Информационное описание S характеризует:

-уровень организованности;

-вероятность той или иной реакции на определенное воздействие;

-информационные потоки; - алгоритмы взаимодействия элементов;

-погрешности функционирования

19

32. Какая часть информационного описания определяется как морфологическая информация, а какая – часть информационного описания определяется как функциональная информация?

Существует два вида информации:

•Морфологическая составляющая характеризует изменения в структуре системы

•Функциональная составляющая характеризует процессы выполнения целевых функций Ф

33.Как определяется понятие «информация»? Какие задачи решает теория информации? Что такое «сообщение»?

Информация - совокупность всех возможных сведений, являющихся объектом передачи, преобразования, хранения, переработки и т.п.

Теория информации позволяет изучать случайные процессы, протекающие в информационных системах, что обеспечивает понимание принципов построения, организации, функционирования и взаимодействия отдельных подсистем.

Сообщение - совокупность сведений, представленных в виде конкретной системы символов (букв, цифр, кода и т. д.). Это форма выражения информации.

34. Как определить сколько информации получает исследователь при выполнении некоторого события из статистического ряда?

35. Дайте определение понятия "информационная энтропия".

Информационная энтропия H – количество информации в среднем, получаемое при приеме любого сообщения из статистического ряда:

20

36-37. Что такое «пропускная способность» канала связи? Как определяется пропускная способность канала связи между подсистемами?

С помощью сигналов между подсистемами осуществляется обмен информационными сбщ-ями. Сигналы передаются через каналы связи между подсистемами, для характеристики которых можно вывести такие показатели как

-верность передачи – мера соответствия принятого сбщ передаваемому;

-помехоустойчивость – способность системы противостоять вредному воздействию помех;

-скорость передачи – количество информации J, передаваемой через линию связи между источником и приемником сообщений в единицу времени.

Теоретически достижимая максимальная скорость передачи информации является уже показателем соответствующей линии связи и определяет её пропускную способность:

где T – время передачи всех сбщ за один сеанс связи.

Показатели качества зависят от параметров информационных потоков, которыми обмениваются подсистемы.

38. Какие элементы и связи определяются как вещественные, энергетические, информационные? (вот тут сложно, ибо везде пишут только, что такое деление является условным, поскольку в любом реальном процессе происходит преобразование вещества, энергии и информации)

При содержательном подходе связи подразделяются на: энергетические — процессы передачи энергии между элементами системы; материальновещественные — характеризуются материально-вещественными преобразованиями; информационные — представляют собой информационные потоки.

21

39.Что такое "метаболизм"? Определите понятие вещественного, энергетического, информационного и полного метаболизма.

Метаболизм – обменный процесс, отражающий взаимодействие подсистем и связанный с передачей вещества, энергии и информации в количествах отдельных квантов–порций, значимо различимых для взаимодействующих систем.

Вещественный и энергетический – эти метаболизмы важны для систем энергоснабжения, систем переработки исходных веществ в конечные продукты и т.п. (Из тырнета: при энергом обмене (катаболизме) происходит распад полученных с пищей питательных веществ до простых соединений с высвобождением энергии, запасённой в химических связях органических молекул пищи.)

Информационный – это процесс “восприятия” человеком информации, он состоит из трёх последовательных этапов: “восприятия”, “обработки” и “усвоения” информации. Источниками информации, запускающей эти процессы внутри системы, являются её подсистемы и сигналы из ОС. Информационный, вещественный и энергетический метаболизм вместе составляют полный метаболизм системы.

40.В чем состоит роль генетико-прогностического описания? Какие сведения о системе включаются в генетико-прогностическое описание?

Генетико-прогностическое описание выявляет происхождение системы и позволяет оценить перспективы дальнейшего существования, т.е. позволяет проследить путь развития системы в историческом аспекте и на основании такого анализа получить более ясное представление о системах в целом. Структура этого описания должна отражать связанную во времени последовательность (сменность) этапов в развитии системы, характеристику каждого этапа, представленную в виде морфологического и функционального описаний. Эти описания должны отражать особенности развития системы на каждый период ее существования, выявить преемственность морфологии и функций, причины и направления изменений, оценить перспективы

дальнейшего развития и совершенствования или причины гибели.

Особую роль генетико-прогностическое описание играет при исследовании

22

биологических систем, так как только прослеживание эволюционного пути развития того или иного вида растений и животных позволяет понять особенности их устройства и жизнедеятельности.

23

Часть 3. Аспекты управления в системном анализе

30.Как определяется термин «гомеостазис» с позиций теории управления?.16

31.Какие факторы случайной природы необходимо учитывать при

34.Перечислите основные механизмы поддержания гомеостазиса системы.20

35.Какие варианты поведения системы в ответ на воздействие вам известны?

3

1.Какие изменения могут происходить в процессе функционирования динамической системы?

Динамическая система – система, способная изменять своё состояние под влиянием воздействий.

Переход в новое состояние сопровождается: появлением новых связей и исчезновением старых, изменением типа связей, изменением элементного состава, изменением функций и т.д.

2.Дайте определение понятия "управление". Как определяется процесс развития системы?

Управление S – формирование процессов, определяющих целенаправленное поведение системы; при этом остаются неизменными информационное и морфологическое описания.

Процесс управления – это технологический процесс.

Развитие S – предполагает изменение морфологии, расширение функций, изменение информационного описания.

Процесс развития – это эволюционный процесс.

3. В чем Вы видите разницу между понятиями "развитие" и "управление"?

Развитие S - предполагает изменение морфологии, расширение функций, изменение информационного описания. Процесс развития – это эволюционный процесс. Развитие (в аспекте генетико-прогностического описания) предполагает изменение морфологии, расширения функций, увеличение ресурса и повышение эффективности проявления системы в Окружающей Среде. Развитие направлено на совершенствование системы или на реализацию программы ее существования.

Управление S - формирование процессов, определяющих целенаправленное поведение системы; при этом остаются неизменными информационное и морфологическое описания. Процесс управления - это технологический процесс. Управление связано с формированием процессов, определяющих целенаправленное поведение системы в рамках имеющегося ресурса; при

4