Подходы к описанию системы
В информационных технологиях существует несколько основных подходов к описанию систем:
Функциональный подход: система описывается через её функции и задачи, которые она должна выполнять.
Структурный подход: описание системы с акцентом на её структурные компоненты (модули, узлы, элементы) и их связи.
Процессный подход: описание системы через её процессы, то есть последовательность действий, которые система должна выполнять для достижения конечной цели.
Модульный подход: система разбивается на отдельные модули, которые могут быть независимо разработаны и модифицированы.
Интеграционный подход: описание системы как интеграции различных подсистем и технологий, обеспечивающих её функционирование
Основные определения
Информационная система (ИС) – это система, предназначенная для сбора, хранения, обработки, передачи и использования информации. ИС состоит из взаимосвязанных компонентов: аппаратного обеспечения, программного обеспечения, данных, процессов, которые работают в одной информационной среде.
Рисунок 7 – Типы обеспечивающих подсистем
Информационные технологии (ИТ) – это совокупность методов, процессов, технологий и средств, которые обеспечивают эффективное использование информации в различных сферах жизни.
Система – это совокупность взаимосвязанных элементов, которые взаимодействуют друг с другом, образуя целостность и направлены на достижение общей цели. Система может быть технической, организационной, социальной.
Системный анализ – это метод исследования сложных систем, включающий этапы описания, моделирования, анализа и проектирования информационных систем с учётом их структуры, функций и взаимодействий.
Моделирование – процесс создания абстрактной модели реальной системы для её исследования, анализа или проектирования. Модели могут быть математическими, графическими, текстовыми.
Цель системы, формирование и этапы достижения
Цель системы – это конечный результат или совокупность результатов, которые система должна достичь в процессе своего функционирования. В контексте информационных технологий цель системы чаще всего направлена на решение определённых задач, выполнение функций, обеспечение нужд пользователей и эффективное функционирование всех её компонентов. Цель системы может быть как общей (например, создание или модернизация информационной системы), так и частной (например, обработка данных, повышение безопасности, улучшение качества обслуживания и т.д.).
Формирование цели
Формирование цели начинается с выявления потребностей и задач, которые необходимо решить. Цель должна быть конкретной и ясной, измеримой, достижимой, актуальной, с конкретным сроком достижения.
Рисунок 8 - Алгоритм выбора цели или миссии
Этапы достижения цели
Этапы для достижения цели следующие:
Формулировка конечного результата, который система должна достичь.
Разработка плана и планирование необходимых ресурсов.
Реализация намеченных действий в соответствии с планом.
Оценка достигнутых результатов для понимания эффективности.
Корректировка в процессе на основе оценки.
ПРОСТЫЕ И СЛОЖНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ. ПРИКЛАДНОЙ АСПЕКТ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА
Технические системы делятся на простые и сложные в зависимости от их структуры и взаимодействий.
Простые и сложные технические системы
Простые системы – ограниченное число элементов с прямыми и понятными взаимосвязями.
Сложные системы – множество элементов, которые взаимодействуют в сложной форме, часто с различными подсистемами. Например: информационные системы, транспортные сети.
Системный подход и его прикладное использование
Системный подход – это методология, которая помогает анализировать и проектировать как простые, так и сложные системы. Основывается на принципах целостности, иерархичности, многогранности и взаимодействия.
Прикладной аспект системного подхода
В прикладном аспекте системный подход помогает анализировать систему, что позволяет изучить её структуру, выявить слабые места и возможности для улучшений. Способствует моделированию системы, создавая модели для предсказания её поведения.
Системный подход играет важную роль в проектировании системы, позволяя разрабатывать компоненты и структуру с учётом требований. Внедрение и эксплуатация системы также требуют применения данного подхода, так как он помогает интегрировать систему в реальную среду и обеспечить её стабильную работу.
Системный подход позволяет оптимизировать систему, корректируя и развивая её для повышения эффективности.
Пример применения системного подхода
При разработке информационной системы для управления производственными процессами учитываются потребности пользователей, создаётся архитектура системы, выполняется моделирование и осуществляется внедрение. В ходе эксплуатации система регулярно оптимизируется с целью повышения её эффективности.
МОДЕЛЬ И МАТЕРИАЛЬНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Модель – это абстрактное или физическое представление реальной системы, процесса или явления, которое помогает понять её поведение и характеристики.
Рисунок 9 – Схема вариаций модели
Понятие модели
Физические модели – реальные объекты, например, макеты зданий или механизмов.
Математические модели – используют уравнения для описания процессов.
Концептуальные модели – абстрактные схемы или диаграммы, описывающие систему.
Материальное моделирование
Материальное моделирование представляет собой процесс создания физических моделей объектов или процессов с целью их изучения.
Данный подход позволяет оценивать характеристики систем без необходимости создания реальной модели, что способствует экономии времени и средств.
Применяется в таких сферах, как инженерия, архитектура и других областях. Материальные модели могут быть как уменьшенными, так и увеличенными.
Преимущества материального моделирования
Материальное моделирование позволяет проверить гипотезы и теории без создания реальных систем, оценить физические свойства объектов, провести тесты, выявить слабые места и оптимизировать процессы.
Примеры материального моделирования
Примеры применения материального моделирования включают создание масштабированных макетов в архитектуре для оценки устойчивости зданий, использование аэродинамических моделей в авиации и автомобилестроении для испытаний в аэродинамических трубах, а также разработку физических моделей в механике для проверки прочности материалов.
МОДЕЛЬ И ФОРМАЛИЗОВАННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Формализованное моделирование – это создание моделей с использованием формальных методов, таких как математические или логические системы.
Рисунок 10 – Формализация данных или моделирование
Преимущества формализованного моделирования
Точность достигается благодаря четким математическим и логическим описаниям, которые минимизируют ошибки. Процесс анализа и вычислений можно автоматизировать, что повышает эффективность работы. Универсальность таких моделей позволяет применять их к различным типам систем, включая технические, экономические и социальные.
Формализованные модели способствуют предсказуемости, помогая прогнозировать поведение системы.