Задачи системного анализа и синтеза

Логически связанная совокупность теоретических и эмпирических положений из области математики, естественных наук и опыта разработки сложных систем, обеспечивающая повышение обоснованности решения проблем в разных областях человеческой деятельности, называется системным анализом (СА).В состав СА при создании информационных систем входят задачи декомпозиции, анализа и синтеза. Задача анализа состоит в нахождении свойств системы или внешней среды, окружающей систему и состоит в разделении целого на части, в представлении сложного в виде совокупности более простых компонентов. Целью анализа может быть определение закона преобразования информации, задающего поведение системы. В этом случае речь может идти об агрегации (композиции) системы в один (единственный) элемент.

Задача синтеза системы противоположна задаче анализа. Суть задачи синтеза – определить, какой должна быть схема связи между элементами, число элементов и их параметры, чтобы полученная в результате система обеспечивала заданные показатели эффективности ее функционирования. Задача синтеза часто формулируется как оптимизационная задача, то есть направленная на поиск наилучшего в заданном смысле и при заданных ограничениях решения.

При исследовании реальных систем анализ и синтез дополняют друг друга. Так, при синтезе организационной структуры необходимо сначала провести анализ деятельности создаваемой организации, выделить отдельные процессы (функции), сопоставить им необходимые организационные единицы, а затем соединить их в отдельное целое, то есть синтезировать систему. При выборе способа функционирования организации возможен имеет место и обратный порядок действий: сначала используется синтетический подход и рассматривается деятельность организации, как единого целого, затем выбираются общая цель и способ функционирования, и в заключение осуществляется дезагрегация выбранного способа на отдельные функции.

Методология графического описания и моделирования систем idef0

Изучение любой реальной системы предполагает создание ее модели (в виде описания, отражающего нужную группу ее свойств), с тем, чтобы проанализировать эти свойства и предсказать поведение системы в заданном диапазоне исходных условий, решить задачи анализа (синтеза) реальной системы с данными свойствами (рабочими характеристиками). В зависимости от целей и задач моделирования, оно может проводиться на различных уровнях абстракции и описание ее может производиться с трех точек зрения: функциональной, морфологической и информационной.

Функциональное описание моделируемой системы необходимо для понимания степени ее значимости и определения ее места по сравнению с другими системами. Следовательно, функциональная модель должна давать представление об ориентации внешних связей системы, ее контактах с окружающей средой, о направлениях ее возможного изменения. Функциональное описание учитывает, что система может выполнять разные функции: пассивно существовать, быть областью «обитания» других систем, обслуживать системы более высокого порядка, служить средством для создания более совершенных систем и т.п.

При анализе и синтезе систем используются графические способы функционального описания, примерами которых являются дерево функций системы и стандарт функционального моделирования IDEF0.

Описание IDEF0-модели построено в виде иерархической пирамиды, где вершиной является самое общее описание системы, а основание представляет собой множество более детальных описаний.

Описание объектов и процессов в IDEFO выполняется в виде совокупности взаимосвязанных блоков, называемых блоками ICOM (Input – Control – Output – Mechanism), где I – вход, С – управление, О – выход, М – механизм.

IDEF0 методология построена на следующих принципах:

- графическое описание моделируемых процессов, при котором графический язык Блоков и Дуг IDEF0 Диаграмм отображает операции или функции в виде Блоков, а взаимодействие между входами и выходами операций, входящими в Блок или выходящими из него – Дугами;

- лаконичность, когда за счет использования графического языка описания процессов достигается, с одной стороны, необходимая точность описания, а с другой – краткость.

Для точности передачи информации при IDEF0-моделировании необходимо придерживаться следующих правил:

- на Диаграмме должно быть не менее трех и не более шести функциональных Блоков;

- Диаграммы должны отображать информацию, не выходящую за рамки контекста, определенного целью и точкой зрения;

- Диаграммы должны иметь связанный интерфейс, когда номера Блоков, Дуги и ICOM коды имеют единую структуру;

- имена функций Блоков и наименования Дуг должны быть уникальными (встречаться один раз);

- должны быть четко определены роли данных и разделение входов и управлений;

- замечания для Дуг и имена функций Блоков должны быть краткими и лаконичными;

- для каждого функционального Блока необходима как минимум одна управляющая Дуга;

- модель должна строиться с определенной целью и с позиций конкретной точки зрения на моделируемый объект (систему).

Разработка IDEF0 Диаграмм начинается с построения самого верхнего уровня иерархии (А-0) – одного Блока и интерфейсных Дуг, описывающих внешние связи рассматриваемой системы. Имя функции, записываемое в Блоке 0, является целевой функцией системы с принятой автором точки зрения и для определенной им цели построения модели.

При дальнейшем моделировании Блок 0 декомпозируется, целевая функция уточняется с помощью нескольких Блоков, взаимодействие между которыми описывается с помощью Дуг. В свою очередь, функциональные Блоки могут быть также декомпозированы для возможности более детального представления. В результате этого имена функциональных Блоков и интерфейсные Дуги, описывающие взаимодействие всех Блоков, представленных на Диаграммах, образуют иерархическую взаимосогласованную модель.