2.6. Структура и функции сс
Структура и функции являются наиболее важными характеристиками описания реальных систем. Функция, являясь составляющей целевого пространства, сама занимает в системном анализе важное значение.
Функция системы - это обобщенное правило получения частного результата достижения заданной цели. Определяя функцию системы, ее поведение описывают с использованием некоторой системы понятий: отношений между переменными, векторами, множествами. Функция устанавливает, что делает система для достижения поставленной цели безотносительно к физическим средствам (элементам, связям), составляющим саму систему, и не определяет, как устроена система.
В зависимости от целей исследования функции системы могут описываться с разной степенью детализации. Для описания функций СС используются теория множеств, алгоритмов, случайных процессов, информации и др. Функционировать — значит реализовать функции, т. е. получать результаты, предписанные назначением системы.
Функции подразделяются на:
материальные,
энергетические,
информационные (учет, анализ, прогнозирование, планирование, управление).
Под задачей понимается конкретное правило получения частного результата выполнения заданной функции. В информационном плане задача – это совокупность формализованных автоматических действий получения конкретного результата по раскрытию заданной функции.
Структура характеризует внутреннюю организацию (строение) системы, устойчивую упорядоченность элементов и связей. Она описывает компонентный состав системы с указанием устойчивых связей между ними при выполнении последней заданного перечня функций.
Одна и та же система может быть представлена разными структурами в зависимости от стадии познания объектов или процессов, от аспекта их рассмотрения, цели создания. При этом по мере развития исследований или в ходе проектирования структура системы может изменяться.
Различные виды структур имеют специфические особенности и могут рассматриваться как самостоятельные понятия теории систем и системного анализа. Кратко рассмотрим основные виды и формы представления структур.
Структура типа"черный ящик" (модель "вход - выход") имеет неизвестное внутреннее строение. Обычно такая система представляетсятолько входными и выходными величины. Изменяя значения входов, изучают поведение параметров выхода.Если наблюдать поведение такой системы достаточно долго, то можно накопить и обработать экспериментальные данные, получив знания для прогнозирования выходных координат системы.
Метод "черного ящика" используется при моделировании сложных кибернетических управляемых систем, когда важнее получить знания о поведении системы, чем знания ее внутреннего строения. С помощью метода "черного ящика" невозможно получить однозначное решение о внутренних особенностях системы.
В тех случаях, когда систему необходимо отобразить путем расчленения на подсистемы, компоненты, элементыс взаимосвязями, используютсетевые, иерархические, матричныеи другие типы структур.
Сетевая структура или сеть (рис. 2.5.) представляет собой декомпозицию системы вовремени. Декомпозициейназывается процесс членения системы на образующие ее подсистемы. При применении сетевых моделей пользуются определенной терминологией:вершина, ребро, путь, критический путьи т. д. Элементы сети могут быть расположены последовательно и параллельно. Примеры - при производстве продукции - сетевой график, при проектировании - сетевая модель, при планировании - сетевой план и т.д.
Рис. 2.5 Сетевая структура
Иерархические структуры(рис.2.3.) представляют собой декомпозицию системыв пространстве. Все компоненты (вершины, узлы)и связи(дуги, соединения узлов)существуют в этих структурах одновременно (не разнесены во времени). Такие структуры могут иметь большое число уровней декомпозиции (структуризации).
Структуры, в которых каждый элемент нижележащего уровня подчинен одному узлу (одной вершине) вышестоящего (и это справедливо для всех уровней иерархии), называют древовиднымиструктурами, структурамитина "дерева".
Древовидные иерархические структуры имеют конструкции сложных технических изделий и комплексов, структуры классификаторов и словарей, структуры целей и функций, производственные структуры, организационные структуры предприятий.
Многоуровневые иерархические структуры. В теории систем Месаровича предложены особые классы иерархических структуры типа "страт", “слоев”, “эшелонов”, отличающиеся различными принципами взаимоотношений элементов в пределах уровня и различным правом вмешательства вышестоящего уровня в организацию взаимоотношений между элементами нижележащего.
Учитывая важность этих видов структур для решения проблем управления предприятиями в современных условиях многоукладной экономики, для проблемы проектирования сложных систем, остановимся на их характеристике несколько подробнее.
Древовидные иерархические структуры имеют конструкции сложных технических изделий и комплексов, структуры классификаторов и словарей, структуры целей и функций, производственные структуры, организационные структуры предприятий.
Матричные структуры В форме матричного представления могут быть представлены взаимоотношения между уровнями иерархической структуры, что иногда удобнее на практике при оформлении планов, поскольку помимо иерархической соподчиненности тематической основы плана, в нем нужно еще указать исполнителей, сроки выполнения, формы отчетности и др. сведения, необходимые для контроля выполнения плана. Разновидностью такого вида матричного представления иерархических взаимоотношений используется в толковых словарях, в информационно-поисковых языках дескрипторного типа, в автоматизированных диалоговых процедурах анализа целей и функций, поскольку при использовании таких диалоговых процедур первоначально не известно количество ветвей на каждом уровне иерархии.
Матричные структуры могут быть и многомерными. Но в этих случаях графическое их представление становится неудобным, и тогда применяют символическое алгебраическое представление, представление многомерной структуры в виде тензора.
Смешанные иерархические структуры с вертикальными и горизонтальными связями. В реальных системах организационного управления (особенно на уровне региона, государства) могут быть использованы одновременно несколько видов иерархических структур - от древовидных до многоэшелонных. Такие иерархические структуры можно назватьсмешанными.При этом основой объединения структур могут служить страты, и поэтому, в принципе, можно считать их развитием стратифицированного представления.
В таких смешанных иерархических структурах могут быть как вертикальные связи разной силы (управление, координация), так и горизонтальные взаимодействия между элементами (подсистемами) одного уровня.
Смешанный характер носит и организационная структура современного предприятия (объединения, акционерного общества и т. п.).
Оргструктуры, называемые матричными, являются фактически тоже смешанными, поскольку они сочетают матричные и иерархические представления.
Выводы
Контрольные вопросы