1.5 Етапи дослідження систем

Однією з найважливіших задач дослідження систем різних типів є встановлення структури системи, оскільки розробка моделі системи власне і полягає у виборі її структури. Тому аналіз системи недоцільно починати відразу з розробки докладної математичної, обчислювальної або іншої моделі. Насамперед, необхідно перевірити основні гіпотези, установити механізми функціонування системи і визначити її структуру. Це особливо актуально для систем, що складаються з великого числа взаємозалежних підсистем. У цьому випадку доцільно спочатку установити основні підсистеми, визначити головні взаємозв'язки між ними, а потім уже приступити до детального моделювання механізмів функціонування різних підсистем.

У більшості технічних задач для виявлення загальної структури системи використовуються принципові схеми. Вони також застосовуються для подальшої структуризації системи і розробки аналітичних або інших моделей. При цьому основна перевага принципових схем полягає в їхній простоті. Як буде показано далі, моделі теорії систем, з одного боку, вносять в опис математичну строгість, а з іншого – зберігають простоту і наочність властиві принциповим схемам. Роль загальної теорії систем у системному аналізі можна пояснити схемою, приведеною на рис. 1.3.

Необхідно підкреслити, що виділення етапів системного аналізу у певному сенсі є умовним. Принаймні, перші два етапи не тільки взаємно доповнюють один одного, але і досить часто реалізуються одночасно.

Перший етап дослідження системи полягає в розробці словесного опису її моделі. Його основне призначення – описова характеристика системи і, по можливості, її структури, встановлення цілей, задач і вибір методів моделювання і реалізації системи.

Проілюструємо етапи дослідження систем на наступному прикладі. В даний час багато організацій (насамперед такі фінансові установи як банки) використовують комп'ютерні мережі і бази даних для інформаційної підтримки своїх виробничих процесів. Традиційні технології, засновані на використанні баз даних, припускають, що користувач – співробітник організації який не має спеціальної підготовки в галузі інформаційних технологій. Тому забезпечення простого і зручного доступу до наявних баз даних – актуальна задача. На сьогодні найефективніший спосіб її рішення – використання WEB-технологій.

Нехай необхідно розробити інформаційну систему, що забезпечує доступ до інформаційних ресурсів підприємства з використанням WEB-технологій.

Словесний опис моделі інформаційної системи.

Використання WEB-технологій для забезпечення доступу до інформаційних ресурсів системи передбачає:

• наявність IP-мережі з підтримкою базового набору послуг щодо передачі даних з єдиною політикою нумерації, маршрутизації і працюючим сервісом імен DNS;

• наявність виділеного WEB-сервера, що забезпечує надання гіпертекстових документів через IP-мережу у відповідь на запити користувачів: WEB-клієнтів.

Доступ до інформаційних ресурсів системи здійснюється за наступними сценаріями:

1. Одноразове або періодичне перетворення вмісту бази даних у статичні документи. Інформація, що утримується в базі даних, обробляється спеціальною програмою, яка створює деяку множину зв'язаних HTML-документів. Ці документи переносяться на WEB-сервер. Доступ до них здійснюється як до статичних гіпертекстових документів сервера.

2. Динамічне створення гіпертекстових документів на основі вмісту бази даних. Створення динамічних HTML-документів ґрунтується на використанні екранних форм, що містять поля уведення. Ці поля служать для уведення інформації користувачем і забезпечують діалоговий режим звертання до інформаційних ресурсів. На підставі значень полів уведення формується динамічний гіпертекстовий документ. (Найпростішим прикладом такої екранної форми є пошукова система, що містить одне поле для уведення одного або декількох ключових слів; на підставі цих ключових слів здійснюється пошук документів необхідних даному користувачеві.)

3. Створення і супровід інформаційного ресурсу на основі високопродуктивної системи керування базою даних (СУБД).

Основні задачі розробки інформаційної системи:

• розробити структуру статичних гіпертекстових документів, користувальницький інтерфейс у виді сукупності екранних форм для створення динамічних HTML-документів, структуру даних і запитів;

• розробити топологію мережі передачі даних і установити склад необхідного устаткування;

• розробити модель даних для створення і супроводу інформаційного ресурсу системи;

• визначити склад прикладного програмного забезпечення для розробки користувальницьких інтерфейсів, програмного забезпечення для WEB-сервера і для створення бази даних;

• визначити структуру прав доступу до інформаційних ресурсів і розробити засоби захисту від ненавмисної і несанкціонованої зміни даних з боку користувачів, а також апаратних збоїв.

Мета розробки інформаційної системи – надання високоякісних інформаційних послуг при мінімальній собівартості.

Наступний етап – схематичний опис системи. На підставі словесного опису моделі й аналізу функціонування системи складається схематичний опис. Схематичний опис моделі може відбивати структуру системи, тобто основні елементи системи і їхнє призначення, а також схематичний опис структури і принципів функціонування її компонент.

Стосовно прикладу розробки інформаційної системи її схематичний опис може включати: загальну схему системи (рис. 1.4); схему мережі передачі даних з урахуванням територіального розташування користувальницьких комп'ютерів (рис. 1.5), схематичний опис принципів функціонування компонент системи (див. рис. 1.6).

Наступний етап – формалізація словесного і схематичного описів систем, тобто розробка моделі загальної теорії систем. У загальному випадку ця модель повинна відбивати зв'язки між компонентами системи, а також її зв'язок з зовнішнім середовищем. Для складних явищ і об'єктів розробка моделі теорії систем – необхідний етап дослідження, тому що методи і результати загальної теорії систем дозволяють вирішити багато проблем виходячи з загальних принципів, що створює передумови для ефективного рішення складних практичних задач.

Повертаючись до прикладу розробки інформаційної системи, для того щоб створити модель у термінах теорії систем, виділимо наступні її компоненти: користувачі, адміністратор бази даних (АБД), система керування базою даних. У даному випадку, зв'язок між компонентами системи – це потоки інформації. Не вдаючись у подробиці, наведемо узагальнену модель системи (рис. 1.7). Входами підсистеми СУБД є «інформація від користувача» і «інформація від АБД», а виходами «інформація для користувача» і «інформація для АБД».

Після розробки простої моделі загальної теорії систем переходять до останнього етапу дослідження – створення детальної моделі. У залежності від природи системи і цілей дослідження детальна модель може використовуватися для постановки обчислювального експерименту – чисельна модель, або для забезпечення оптимального керування системою – математична модель. Що стосується інформаційних систем, то для розробки детальних моделей використовуються спеціальні методи – інфологічне і даталогічне моделювання. Наприкінці відзначимо, що строгість опису моделей у загальній теорії систем зумовлена використанням теоретико-множинного підходу для представлення таких понять як система, зв'язки і стани системи. При цьому, система визначається як деяке відношення, задане на множині об'єктів, що є станами, структурними елементами, входами і виходами. Зв'язки між цими об'єктами розглядаються як відношення (основні положення теорії множин, необхідні для подальшого вивчення матеріалу, наведені в Додатку 1.).