1.3. Виды и формы представления структур

Обычно понятие «структура» связывают с графическим отобра­жением. Однако это не обязательно. Структура может быть представлена в матричной форме, в форме теоретико-множественных описаний, с помощью языка топологии, алгебры и других средств моделирования систем.

Последовательная структура (рис. 1.5)

Error: Reference source not found

Рис. 1.5

Параллельная структура (рис. 1.6)

Error: Reference source not found

Рис. 1.6

Сетевая структура, или сеть. Представляет собой декомпозицию системы во времени. Такие структуры могут отражать:

• порядок действия технической системы (телефонная сеть, электрическая сеть и т.д.);

• этапы деятельности человека (при производстве продукции – сетевой график, при проектировании – сетевая модель, при планировании – сетевой план и т.д.) (рис. 1.7).

Error: Reference source not found

Рис 1.7

Иерархические структуры. Представляют собой декомпозицию системы в пространстве. Все компоненты (вершины, узлы) и связи (дуги, соединения узлов) существуют в этих системах одновременно.

Структуры типа, показанной на рис 1.8 а, в которых каждый элемент нижележащего уровня подчинен одному элементу (узлу) вышестоящего, называются структурами типа «дерево». Это древовидные структуры с «сильными» связями.

Error: Reference source not found

Рис 1.8 а

Структуры типа рис. 1.8 б, в которой элемент нижележащего уровня может быть подчинен двум и более узлам вышестоящего, называют иерархическими структурами со «слабыми» связями.

Error: Reference source not found

Рис. 1.8 б

Иерархическим структурам рис. 1.8 а и рис .8 б соответствуют матричные структуры рис. 1.8 в и 1.8 г.

				1	2
1….			1.1	+	+
	1.1…		1.2	+	-
	1.2…		1.3	+	+
	1.2…		2.1	+	+
2….			2.2	-	+
	2.1
	2.2

Рис 1.8 в Рис. 1.8 г

Многоуровневые иерархические структуры. Это структуры типа «страт», «слоев», «эшелонов».

Страты. При отображении сложных систем основная проблема состоит в том, чтобы найти компромисс между простотой описания, позволяющей составить и сохранить целостное представление об исследуемом объекте, и детализацией описания, позволяющей отразить многочисленные особенности конкретного объекта. Один из путей решения этой проблемы – задание системы семейством моделей, каждая из которых описывает поведение системы с точки зрения соответствующего уровня абстрагирования. Для каждого уровня «работают» свои законы и принципы. Такое представление называется стратифицированным, а уровни абстрагирования – стратами (рис. 1.9).

Error: Reference source not found

Рис. 1.9

Примером стратифицированного описания является описание, предложенное Ю. И. Черняком. Здесь происходит выделение уровней абстрагирования системы от философского или теоретико-познава­тельного описания ее замысла до материального воплощения, (рис. 1.9 а).

Такое представление помогает понять, что одну и ту же систему на разных стадиях познания и проектирования можно (и нужно) описывать различными выразительными средствами, т.е. на разных «языках»: от вербального описания и научно-исследовательского в форме моделей разного рода до ее материального воплощения.

Слои. Структура предложена М. Месаровичем. Для уменьшения неопределенности ситуации выделяются уровни сложности принимаемого решения – слои, т.е. определяется совокупность последовательно решаемых проблем. При этом решение вышележащей проблемы

Error: Reference source not found

Рис. 1.9 а

определяет ограничения при моделировании нижележащего уровня. Многослойная иерархия показана на рис. 1.10. Решение начинается с верхнего уровня.

Каждый слой представляет собой блок D_i, принимающий решения и вырабатывающий ограничения X_i–1 для нижележащего i-го блока.

Error: Reference source not found

Рис. 1.10 Рис. 1.11

Рассмотрим многослойную иерархию принятия решений по управлению каким-либо процессом (рис. 1.11). В ней можно выделить три основных аспекта принятия решений в условиях неопределенности. Низший слой, самый близкий к управляемому процессу, – слой выбора. Задача этого слоя – выбор способа действия m. Этот блок получает информацию об управляемом процессе и, применяя алгоритм, полученный сверху, находит нужный способ действия. Вышележащий слой – слой обучения или адаптации. Задача этого слоя – конкретизировать множество неопределенностей U, с которым имеет дело слой выбора. U здесь рассматриваются как множество, включающее в себя все незнание о поведении системы и отражающее все гипотезы о возможных источниках и типах таких неопределенностей. Задача – сузить множество неопределенностей U и облегчить принятие решений слою выбора.

Слой самоорганизации выбирает структуру, функции и стратегии, используемые на нижележащих слоях, таким образом, чтобы по возможности приблизиться к отображению цели, которая задается в виде вербального описания. Р – выходная функция, G – функция оценки выходной функции Р.

Эшелоны. Система представляется в виде относительно независимых, взаимодействующих между собой подсистем. При этом некоторые (или все) подсистемы имеют права принятия решении. Иерархическое расположение подсистем определяется тем, что некоторые из них находятся под влиянием вышестоящих или управляются ими. Уровень такой иерархии называется эшелоном.

Error: Reference source not found

Рис. 1.12

Подсистемам предоставляется определенная свобода выбора в принимаемом решении и в выборе целей. При этом поведение подсистем не должно приводить к конфликтам.

Матричные структуры. Показаны на рис. 1.8 в и 1.8 г. Такое представление может быть удобнее, чем структура, так как часто помимо тематической основы плана, надо указать исполнителей, сроки выполнения, формы отчетности и другие сведения, необходимые для контроля выполнения плана.

Смешанные иерархические структуры с вертикальными и горизонтальными связями (рис. 1.13). В реальных системах организационного управления (на уровне региона, государства) могут быть использованы одновременно несколько видов иерархических структур: от древовидных до многоэшелонных. Это смешанные иерархические структуры.

Error: Reference source not found

Рис. 1.13

Здесь нет ясности во взаимодействии этих структур, и такое представление не добавляет ничего нового к изучению объекта.