5.1. Модели систем как основания декомпозиции

Под основаниями декомпозиции здесь понимается совокупность

элементов системы (частей), вглубь которых не проникает описание, т. е.

они являются условно неделимыми.

Известно, что качество построенных структур зависит от применяе-

мой методики декомпозиции. При этом набор частей, с одной стороны,

должен быть полным, а с другой – не должен быть избыточным. Таким

образом, основанием всякой декомпозиции является модель состава рас-

сматриваемой системы.

Вопрос о полноте декомпозиции – это вопрос завершенности моде-

ли: частей должно быть столько, сколько элементов содержит модель, взя-

тая в качестве основания.

Иногда полезно в качестве оснований декомпозиции не только пере-

бирать разные модели целевой системы, но и брать сначала модели надси-

стемы, затем – самой системы и, наконец, модель подсистемы. Часто до-

статочно организовать простой перебор формальных типов моделей

(фреймов): «черного ящика», состава, структуры, структурной схемы, мо-

дель жизненного цикла, модель масштаба и т. д.

Проблема полноты моделей заключается в том, что содержательная

модель строится по образцу формальной. Важно отыскать компромисс

между полнотой и простотой.

Набор полных моделей (фреймов), по большому счету, только от-

крывает перед исследователем поле возможных вариантов изучения си-

стем и направлен на то, чтобы вызвать определенные ассоциации по пово-

ду исследуемой системы. К числу полных моделей относится и схема

К. Маркса любой деятельности человека (рис. 5.1).

Если говорить о ресурсах как о средствах, то формальный перечень

типов ресурсов состоит из энергии, материи, времени, информации, кад-

ров и финансов.

При анализе ресурсного обеспечения любой конкретной системы

этот перечень не дает возможности пропустить что-либо важное. Главная

цель при этом заключается в том, чтобы свести сложный объект анализа к

конечной совокупности простых подобъектов либо объяснить конкретную

причину неустранимой сложности.

Рис. 5.1. Общая схема деятельности

Алгоритм декомпозиции как способ упрощения сложного заключа-

ется в следующем:

1) определение объекта анализа (все что угодно – любое высказыва-

ние, раскрытие смысла которого требует структурирования);

2) определение целевой системы (определить, зачем нужно то, что

мы собираемся делать; в качестве целевой выступает система, в интересах

которой осуществляется анализ);

3) выбор формальных моделей (набор фреймов и правил перебора);

4) определение модели основания (строится с помощью классифика-

торов на основании изучения целевой системы);

5) анализ очередного объекта декомпозиции;

6) осуществление процедуры декомпозиции;

7) анализ полученных фрагментов;

8) проверка очередного фрагмента на элементарность;

9) проверка использования всех фреймов;

10) проверка детализированности всех оснований;

11) отчет – окончательный результат в форме графа.

В реализации приведенного алгоритма компромисс достигается с

помощью понятий существенного (необходимого), элементарного (доста-

точного), а также постепенной нарастающей детализацией базовых моде-

лей и итеративности алгоритма декомпозиции.

5.2. Агрегирование и эмерджентность систем

Агрегирование как процедура объединения нескольких элементов в

единое целое позволяет получить систему, которую принято в этом случае

называть агрегатом. Рассмотрим подробнее агрегаты-операторы и агрега-

ты-структуры.

Все агрегаты обладают одним и тем же свойством – эмерджетно-

стью (от англ. emergere – появляться, возникать). Эмерджентность – осо-

бенность систем, состоящая в том, что свойство системы не сводится к со-

вокупности свойств частей, из которых она состоит, и не выводится из

них.

Приведенное определение основано на том, что при объединении

частей в целое возникает нечто качественно новое, такое, чего не было и

не могло быть без этого объединения. Например, осветительная система

помещения, в том числе и учебного, состоящая из проводов, осветитель-

ных элементов, переключателей, крепежных элементов и т. д., становится

системой и приобретает новое качество (освещать помещение) только то-

гда, когда перечисленные элементы будут объединены и связаны между

собой вполне определенным образом. То есть, несмотря на то, что ни один

из перечисленных элементов не обладает способностью освещать поме-

щение, вместе они образуют систему освещения.

Кратко эмерджентность системы иногда иллюстрируют простым

математическим выражением: 2 + 2 > 4.

В самом общем виде агрегирование можно определить как установ-

ление отношений на заданном множестве элементов. Если теперь пред-

ставить, что отношения будут описаны на разных языках (экономическом,

философском, юридическом, техническом и др.), то можно получить не-

сколько агрегатов одного и того же объекта.

Агрегат, состоящий из качественно различных языков описания си-

стемы и обладающий тем свойством, что число этих языков минимально,

но необходимо для заданной цели, называется конфигуратором.

Обычно, рассматривая кандидатуру на замещение вакантной долж-

ности, лицо, принимающее решение, составляет подобный конфигуратор

на претендентов. Рассматриваются профессиональные данные (образова-

ние, опыт работы и т. д.); анализируются деловые качества (характеристи-

ки, продвижение по работе и т. д.); определяется состояние здоровья (воз-

раст, хронические заболевания и т. д.) и др.

В реальной жизни не бывает проблем чисто физических, химиче-

ских, экономических, социальных или иных. Эти термины отражают не

саму проблему, а точку зрения специалиста в какой-либо области знаний.

Агрегаты-операторы. Их можно рассматривать как механизмы

уменьшения размерности исследуемой системы. Простейший способ агре-

гирования состоит в установлении отношения эквивалентности между аг-

регируемыми элементами, т. е. в образовании классов.

Рассмотрим классификацию на примере учебной группы студентов.

Множество студентов (состоящее, скажем, из 20 человек) можно предста-

вить в виде двух агрегатов – девочек (15) и мальчиков (5).

Принцип классификации, примененный еще К. Линнеем, лежит в

основе морфологического анализа систем.

Агрегаты-структуры. Структура является моделью системы и, сле-

довательно, определяется тройственной совокупностью: объектом, целью

и средствами моделирования. Этим объясняется многообразие типов

структур.

Проект любой системы должен содержать столько структур, сколько

языков включено в его конфигуратор. Описание связей должно осуществ-

ляться на всех языках конфигуратора. Если говорить о типах структур, то

к ним можно отнести уже известные нам сети, матрицы, древовидные и

линейные структуры.