Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы системного анализа. Учебное пособие
.pdf
Несмотря на изменение состояния системы (развитие или
деградация), ее структура в течение длительного времени сохраняется неизменной. Это свойство структуры имеет большое
значение для сохранения и обеспечения нормального функционирования системы. Прочность и устойчивость материальной
системы зависит от пространственного положения ее элементов
и расстояния между ними. А поскольку каждая система суще
ствует во времени, то уместно говорить и о временной организации систем. Следовательно, структура материальной системы – всегда пространственно-временная.
Принято выделять три основных типа структур: сетевую,
скелетную и иерархическую (централистскую) в зависимости от
характера организации в системе элементов и их связей. Данные типы структур отражают последовательное повышение
степени
централизации системы.
Структурное представление системы может быть различным – на различном уровне детализации. Следовательно, понятие структуры системы является относительным. Выбор структуры системы зависит от позиции исследователя, выбирающего
для изучения те или иные отношения между элементами и определенный способ декомпозиции. Например, говоря о системе
управления предприятием, можно выделить: организационную
структуру, отражающую отношения субординации между
звеньями системы; функциональную структуру, отражающую
отношения между элементами в процессе принятия решений;
информационную структуру, характеризующую информационные связи между элементами системы, и т. д.
Наличие иерархии в структуре системы является признаком высокого уровня организации. Все сложные, высокоорганизованные системы (системы управления в том числе)
обла-
дают иерархической структурой.
Иерархической называется структура, удовлетворяющая
следующим условиям.
• Каждая подсистема является либо управляющей или
подчиненной, либо (по отношению к различным подсистемам)
управляющей и подчиненной одновременно.
-
41
• Существует, по крайней мере, одна, только подчинен-
ная подсистема.
• Существует только одна управляющая подсистема.
• Любая подчиненная подсистема непосредственно
взаимодействует только с одной управляющей (обратное необязательно).
Обычно считается, что управляющая подсистема имеет
две и более подчиненных. Иерархическую структуру, в которой
имеется, по крайней мере, одна управляющая и одновременно
подчиненная подсистема, называют многоуровневой. Для многоуровневых иерархических структур справедливы следующие
положения:
• Подсистема более высокого уровня имеет дело с более
широкими аспектами поведения системы в целом.
• Время преобразования входных воздействий (материа-
лов, энергии, информации) в выходные увеличивается с повышением уровня управляющей подсистемы.
• Увеличивается удельный вес информационной
компоненты входных воздействий и ее роль в функциональной деятельности системы с повышением уровня подсистем.
• Подсистемы более высоких уровней имеют дело с бо-
лее медленными аспектами поведения системы.
Возникновение иерархических многоуровневых структур
в сфере управления экономическими, политическими и социальными системами продиктовано, прежде всего:
• необходимостью конкретизации управленческих дей
ствий на каждом уровне;
• стремлением избавиться от информационных перегру-
зок;
• стремлением уменьшить уровень неопределенности в
процессе принятия решений.
Это было достигнуто путем разделения функций обработки информации и принятия решения между иерархически расположенными и вертикально соподчиненными звеньями системы.
-
42
В отличие от многоуровневых иерархических структур
систем управления техническими объектами многоуровневые
иерархические структуры систем организационного управления
имеют следующие важные особенности:
• Подсистемы каждого уровня иерархии являются под-
системами, принимающими решение.
• Подсистемы верхнего уровня, хотя и обусловливают
целенаправленную деятельность подсистем нижних уровней, но
не полностью управляют ими (только вмешиваются в них
).
Подсистемам нижнего уровня, принимающим решение, предоставляется некоторая свобода в выборе их собственных решений. Полное управление имеет место на самом нижнем уровне – уровне управления средствами труда.
• В системе имеется особый управляющий орган-
координатор, функцией которого является налаживание взаимной связи подсистем, принимающих решения (координация целей подсистем
и подчинение их цели системы).
Поскольку организационные системы включают в себя
помимо средств труда и вычислительной техники также людей,
то в качестве подсистем, принимающих решение, могут выступать не только целые коллективы, но и отдельные участники
процесса функционирования (директора, управляющие, начальники производств) (Шистеров И.М. Системный анализ
СпбГИЭА, 2000).
СВЯЗЬ
2.10.
Связи – это элементы, осуществляющие непосредственное взаимодействие между элементами (или подсистемами)
системы, а также с элементами и подсистемами окружения.
Связь – одно из фундаментальных понятий в системном
подходе. Система как единое целое существует именно благодаря наличию связей между ее элементами, т.е., иными словами, связи выражают законы функционирования системы
. Часто
связь определяют как ограничение степени свободы элементов.
Действительно, элементы, вступая в связь друг с другом, утра-
43
чивают часть своих свойств, которыми они потенциально обладали в свободном состоянии.
Связи различают по характеру взаимосвязи – прямые и
обратные, а по виду проявления (описания) – детерминированные и вероятностные.
Прямые связи предназначены для заданной функциональной передачи вещества, энергии, информации или их комбинаций – от одного элемента к другому в направлении
основного
процесса.
Связи можно охарактеризовать направлением, силой, характером (или видом). По первому признаку связи делят на направленные и ненаправленные. По второму – на сильные и слабые. По характеру (виду) различают связи подчинения, порождения (или генетические), равноправные (или безразличные),
связи управления. Связи можно разделить также по месту приложения (на внутренние и внешние), по направленности процессов в системе в целом или в отдельных ее подсистемах (на
прямые и обратные).
Связи в системах можно выразить количественно. Количество связей, которое определяется числом возможных сочетаний между элементами, можно найти по следующей формуле:
C = n · (n-1),
где n – количество элементов
, входящих в данную систему.
Например, если система состоит из 5 элементов, то C = 20.
Но связи между элементами не однозначны, а многозначны и
многоплановы. Если допустить, что их можно представить хотя
бы в двух сочетаниях, то число состояний резко возрастет.
Связи в конкретных системах могут быть охарактеризованы несколькими из названных признаков.
2.11. ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМ
Параметрами системы являются следующие объекты:
вход, процесс, выход, обратная связь и ограничение. Состояние
системы аппроксимируется множеством величин по каждому
системному объекту.
44
Свойства – это качества параметров объекта. Качество –
это внешнее проявление способа, с помощью которого можно
получить знания об объекте. Свойства дают возможность оценивать объекты количественно, выражая в единицах, имеющих
определенную размерность. Свойства объектов системы могут
изменяться в результате ее действия. У каждого объекта может
быть только одно свойство, но много связей
. И обратное может
быть тоже справедливым.
По признаку участия в системном процессе связи классифицируются:
1. Связи первого порядка – это функционально необхо-
димые друг другу связи;
2. Связи второго порядка – это дополнительные связи
(синергия – проявление связей второго порядка);
3. Связи третьего порядка – излишние и противоречивые
связи.
Избыточность описывает такое состояние
системы, когда
она содержит ненужные объекты. Противоречие существует,
когда система содержит два объекта таких, что один истинен,
другой ложен по определению.
Параметры – это произвольные постоянные, дающие количественную оценку конкретной системе по каждому ее качеству.
Качество параметра – это конкретная величина, присвоенная параметру в данной операционной ситуации. Система
определяется
заданием системных объектов, свойств и связей.
2.11.1. Вход системы
Вход – то, что изменяется при протекании системного
процесса. Функцией входа является возбуждение той силы, которая обеспечивает систему данными, поступающими в процесс.
Постулируется, что вход в системе может принимать следующие формы:
1) вход является начальным состоянием процесса – это
стимул, который возбуждает существующую систему;
45
2) вход является результатом предшествующего процесса.
Пример 1: эти постулированные связи показаны на схеме
1 и 2 (рис. 2.3 и 2.4). В процессах B и C выход предыдущей под-
системы вводится без изменений как вход в следующий процесс.
Пример 2: форма входа показана на рис 2.5 и 2.6.
СИСТЕМА
→→
A вход → процесс → выход
B вход → процесс → выход
С вход → процесс → выход
Рис. 2.3. Вход системы (1)
Рис. 2.4. Вход системы (2)
46
Рис. 2.5. Форма входа (1)
Рис. 2.6. Форма входа (2)
В этом случае D и G являются входами, вводимыми в
случайные точки времени. Подсистемы E и F соединены последовательно друг с другом. Подсистемы D, F, G, H можно представить как часть единого процесса. Вход или результаты явления могут быть названы данными. Термин «данные» определяется как величина, число или отношение, вводимые в процесс
или получаемые из
него. Информация определяется как знание,
полученное из анализа данных.
47
2.11.2. Процесс системы
Процесс – центральное понятие системного анализа;
представляет собой явление, непрерывно изменяющееся с течением времени. Логическая целостность процесса обеспечивается явными или скрытыми предположениями, каждое из которых может являться источником риска. Интегрированным процессом называется такой, в котором объекты системы или подсистемы теряют независимый характер.
2.11.3. Выход системы
Процесс переводит вход в выход. Выход может быть также определен как назначение, для достижения которого системные объекты, свойства и связи соединены вместе. Определение выхода совпадает с определением целей. Свойства процесса состоят в операции преобразовании входа в выход.
2.11.4. Обратная связь
Обратная связь определяется как часть системного процесса, которая сравнивает критерий и выход. Подсистема обратной связи содержит модели планируемого состояния.
Уникальная функция обратной связи как функция управления процессом выполняется передачей выхода процесса на
его вход. Тщательное определение управления с помощью обратной связи необходимо потому, что
оно имеет фундаментальное значение для объяснения решения проблем в слабоструктурированных областях реального мира.
Управление с помощью обратной связи в его функциональных и операционных аспектах рассматривается как адаптивный процесс решения проблемы.
Единственное назначение подсистем обратной связи – изменение идущего процесса. Схематически это представлено на
рис 2.7 и 2.8. На
рис 2.7 подсистема обратной связи показана
вне процесса, а на рис. 2.8 – внутри процесса.
48
В любом случае, подсистема обратной связи должна быть
воплощена в модель.
Рис. 2.7. Подсистема обратной связи вне процесса
Рис. 2.8.
Подсистема обратной связи внутри процесса
49
Очень важную роль в моделировании систем играет понятие обратной связи (рис. 2.9). Обратная связь в основном выполняет осведомляющие функции, отражая изменение состояния системы в результате управляющего воздействия на нее.
Открытие принципа обратной связи явилось выдающимся событием в развитии техники и имело исключительно важные последствия. Процессы управления, адаптации
, саморегулирования, самоорганизации, развития невозможны без использования
обратных связей.
Рис. 2.9. Схема обратной связи в системах управления
С помощью обратной связи сигнал (информация) с выхода системы (объекта управления) передается в орган управления. Здесь этот сигнал, содержащий информацию о работе, выполненной объектом управления, сравнивается с сигналом, задающим содержание и объем работы (например, план). В случае возникновения рассогласования между фактическим и плановым состоянием
работы принимаются меры по его устране-
нию.
Основными функциями обратной связи являются:
1) противодействие тому, что делает сама система, когда
она выходит за установленные пределы (например, реагирование на снижение качества);
50
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]