21. Цели и задачи структурного анализа.

Одной из важнейших характеристик всякой системы является ее структура. Структура системы - совокупность элементов и связей между ними, которые определяются исходя из распределения функций и целей, поставленных перед системой. Задача структурного анализа – построение наглядной формальной модели, отображающей существующую систему отношений элементов как между собой, так и с внешней средой. Структурная модель БСУ чаще всего является многоуровневой, причем конкретизация структуры дается на стольких уровнях, сколько их требуется для создания полного представления об основных свойствах системы (см. рис). При создании АСУП вводятся понятия организационной, функциональной и технической структур. При анализе организационной структуры объекта управления решаются следующие задачи:

• описание состава и построение структурной схемы объекта;

• определение функций отдельных подсистем, раскрытие их структурной схемы;

• описание материальных, вещественных и информационных связей;

• построение обобщенной структурной информационной модели.

При анализе функциональной структуры:

• изучаются функции управления в структурных подсистемах существующей системы;

• выбирается состав автоматизируемых функций;

• определяются их взаимосвязи;

• составляется обобщенная функциональная структура задач управления.

При анализе технической структуры:

• определяются основные элементы, участвующие в информационных процессах: регистрации и подготовке информации, сборе и передаче, хранении и переработке, воспроизведении и выдаче информации;

• составляется формальная структурная модель системы технических средств с учетом топологии расположения элементов системы, а также информационного и энергетического взаимодействия их как между собой, так и с внешней средой.

Независимо от уровня рассмотрения, общая задача структурного анализа состоит в том, чтобы, исходя из заданного описания элементов системы и непосредственных связей между ними, получить заключение о структурных свойствах системы в целом и основных ее подсистем. При решении практических задач структурного анализа, обычно принимаются три уровня описания связей между элементами:

• наличие связи;

• направление связи;

• вид и направление сигналов, определяющих взаимодействие элементов.

1. На первом уровне, когда исходят лишь из наличия или отсутствия связей между элементами, изучаемой системе может соответствовать неориентированный граф, вершинами которого являются элементы системы, а ребрами - существующие непосредственные связи между элементами. Основные задачи структурного анализа на этом уровне:

• определение целостности системы; если система не целостна, то ставят задачу выделения изолированных связных подсистем со списками входящих в них элементов;

• выделение циклов;

• определение минимальных и максимальных последовательностей элементов (цепей), разделяющих элементы друг от друга.

2. На втором уровне, когда задано направление связи, системе соответствует ориентированный граф, направления дуг которого совпадают с направлениями связей. Основные задачи структурного анализа на этом уровне:

• определение связности системы;

• топологическая декомпозиция структуры системы;

• выделение уровней в структуре и определение их взаимосвязи;

• определение максимальных и минимальных путей;

• определение структурно-топологических характеристик элементов системы;

• получение информации о слабых местах структуры.

3.На третьем уровне описания связей между элементами системы учитывается не только направленность связи, но и раскрываются состав и характер сигналов взаимодействия элементов (входные, выходные, управляющие). Основные задачи структурного анализа на этом уровне:

• выделение местных и общих контуров управления;

• при многорежимном характере функционирования выделение типичных структурных конфигураций для каждого из режимов;

• выделение путей передачи входных и управляющих сигналов.