Уровни представления моделей систем
Морфологическое описание
Функциональное описание
Информационное описание
Морфологическое описание – описание строения или структуры системы в рамках достижения общей цели.
Морфологическое описание систем – это описание ситемы при котором должно даваться представление о строении системы. Глубина описания, уровень детализации, т.е. определение какие компоненты системы будут рассматриваться в качестве элементарных (элементов), обусловливается назначением описания системы. Морфологическое описание иерархично.
Целями структурного анализа являются:
- разработка правил символического отображения систем;
- оценка качества структуры системы;
- изучение структурных свойств системы в целом и ее подсистем;
- выработка заключения об оптимальности структуры системы и рекомендаций по дальнейшему ее совершенствованию.
Виды топологии структуры :
Линейная
Примером линейной структуры является структура станций метро на одной (не кольцевой) линии в одном направлении, или дорога с населенными пунктими.
и ерархическая
Примером иерархической структуры может служить структура управления вузом: "Ректор - Проректор - Декан - Заведующий кафедрой, подразделением - Преподаватель кафедры, сотрудник подразделения".
с етевая
…..
Пример сетевой структуры - структура организации работ при строительстве дома: некоторые работы, например, монтаж стен, благоустройство территории и др. можно выполнять параллельно; предриятия с фмрмами.
м атричная
Пример матричной структуры - структура работников отдела НИИ, выполняющих работы по одной и той же теме.
Функциональное описание – это описание законов функционирования эволюции системы, алгаритмов ее поведения(Методология IDEF0 или методология SADT)
Методология IDEF0 используется для создания функциональной модели, которая является структурированным изображением функции производственной системы, а также содержит информацию об объектах, связывающих эти функции.
Результатом применения IDEF0-методологии является функциональная модель, которая состоит из диаграмм, фрагментов текста и глоссария, имеющих ссылки друг на друга.
Диаграммы являются главными компонентами модели.
Основными элементами диаграмм являются функциональные блоки и дуги, которые представляются соответственно прямоугольниками и стрел-
ками.
Блоки на диаграмме представляют функции, которые показывают, что должно выполняться, и поэтому имена функций содержат глагольный оборот. Каждый блок имеет свой номер, который размещается обычно в нижнем правом углу.
Дуги представляют собой материальные объекты или информацию, в которых блоки нуждаются или их производят. Каждая дуга имеет метку - имя, которое записывается над дугой в виде оборота существительного. Дуги могут разветвляться и соединяться, образовывать обратные связи, итерации.
В IDEF0 используется четыре типа дуг: входные (INPUT), управления (CONTROL), выходные (OUTPUT) и механизма (MECHANIZM), представ-ляющие собой ICOM-объекты (аббревиатура из первых букв английских названий дуг).
Рис.1. Функциональная модель процесса
Входы (INPUT) - это материалы или информация, которые используются или преобразуются функциональным блоком для получения результата. Они входят в функциональный блок слева. Допускается отсутствие входных дуг.
Управление (CONTROL) - это правила, стратегии, процедуры или стандарты, которыми руководствуется функциональный блок. Дуги управления входят в функциональный блок сверху. Должна быть обязательно хотя бы одна дуга.
Механизмы (MECHANIZM) - это ресурсы, которые выполняют работу в функциональном блоке (персонал, станки, транспорт и т.д.). Эти дуги входят в функциональный блок снизу. По усмотрению системного аналитика дуги механизма могут не отображаться на диаграмме.
Дуги механизмов или управления могут быть входами других блоков.
Выходы (OUTPUT) - это данные, которые получаются в результате выполнения функции или могут быть материалом или информацией, которая производится функциональным блоком. Выходные дуги выходят справа от функционального блока. Обязательно должна быть хотя бы одна дуга, иначе функциональный блок не имеет смысла.
Информационное онисание – описание информационных связей системы как внутри системы, так и окружающей среды.
Морфологическое описание систем.
Морфологическое описание систем – это описание ситемы при котором должно даваться представление о строении системы. Глубина описания, уровень детализации, т.е. определение какие компоненты системы будут рассматриваться в качестве элементарных (элементов), обусловливается назначением описания системы. Морфологическое описание иерархично. Конфигурация морфологии дается на стольких уровнях, сколько их требуется для создания представления об основных свойствах системы.
Целями структурного анализа являются:
- разработка правил символического отображения систем;
- оценка качества структуры системы;
- изучение структурных свойств системы в целом и ее подсистем;
- выработка заключения об оптимальности структуры системы и рекомендаций по дальнейшему ее совершенствованию.
В структурном подходе можно выделить два этапа: определение состава системы, т.е. полное перечисление ее подсистем, элементов, и выяснение связей между ними.
Изучение морфологии системы начинается с элементного состава. Он может быть:
гомогенным (однотипные элементы);
гетерогенным (разнотипные элементы);
смешанным.
Однотипность не означает полной идентичности и определяет только близость основных свойств.
Гомогенности, как правило, сопутствует избыточность и наличие скрытых (потенциальных) возможностей, дополнительных резервов.
Гетерогенные элементы специализированы, они экономичны и могут быть эффективными в узком диапазоне внешних условий, но быстро теряют эффективность вне этого диапазона.
Иногда элементный состав определить не удается – неопределенный.
Важным признаком морфологии является назначение (свойства) элементов. Различают элементы:
информационные;
энергетические;
вещественные.
Следует помнить, что такое деление условно и отражает лишь преобладающие свойства элемента. В общем же случае, передача информации не возможна без энергии, перенос энергии не возможен без информации.
Информационные элементы предназначены для приема, запоминания (хранения), преобразования и передачи информации. Преобразование может состоять в изменении вида энергии, которая несет информацию, в изменении способа кодирования (представления в некоторой знаковой форме) информации, в сжатии информации путем сокращения избыточности, принятия решений и т.д.
Различают обратимые и необратимые преобразования информации.
Обратимые не связаны с потерей (либо созданием новой) информации. Накопление (запоминание) является обратимым в том случае, если не происходит потерь информации в течение времени хранения.
Преобразование энергии состоит в изменении параметров энергетического потока. Поток входной энергии может поступать извне, либо от других элементов системы. Выходной энергетический поток направлен в другие системы, либо в среду. Процесс преобразования энергии, естественным образом, нуждается в информации.
Виды топологии структуры :
Линейная
Примером линейной структуры является структура станций метро на одной (не кольцевой) линии в одном направлении, или дорога с населенными пунктими.
и ерархическая
Примером иерархической структуры может служить структура управления вузом: "Ректор - Проректор - Декан - Заведующий кафедрой, подразделением - Преподаватель кафедры, сотрудник подразделения".
с етевая
…..
Пример сетевой структуры - структура организации работ при строительстве дома: некоторые работы, например, монтаж стен, благоустройство территории и др. можно выполнять параллельно; предриятия с фмрмами.
м атричная
Пример матричной структуры - структура работников отдела НИИ, выполняющих работы по одной и той же теме.
Морфологические свойства системы существенно зависят от характера связей между элементами. Понятие связи входит в любое определение системы. Оно одновременно характеризует и строение (статику) и функционирование (динамику) системы. Связи обеспечивают возникновение и сохранение структуры и свойств системы. Выделяют информационные, вещественные и энергетические связи, определяя их в том же смысле, в каком были определены элементы.
Характер связи определяется удельным весом соответствующего компонента (или целевой функцией).
Связь характеризуется:
направлением,
силой,
видом.
По первым двум признакам связи делят на направленные и ненаправленные, сильные и слабые, а по характеру – подчинения, порождения (генетические), равноправные и связи управления.
Некоторые из этих связей можно раздробить еще более детально. Например, связи подчинения на связи «род-вид», «часть-целое»; связи порождения – «причина-следствие».
Их можно разделить также по месту приложения (внутренние - внешние), по направленности процессов (прямые, обратные, нейтральные)
Структурные свойства систем определяются характером и устойчивостью отношений между элементами. По характеру отношений между элементами структуры делятся на:
многосвязные,
иерархические,
смешанные.
Наиболее устойчивы детерминированные структуры, в которых отношения либо постоянны, либо изменяются во времени по детерминированным законам. Вероятностные структуры изменяются во времени по вероятностным законам. Хаотические структуры характерны отсутствием ограничений, элементы в них вступают в связь в соответствии с индивидуальными свойствами. Классификация производится по доминирующему признаку.
Структура играет основную роль в формировании новых свойств системы, отличных от свойств ее компонентов, в поддержании целостности и устойчивости ее свойств по отношению к изменению элементов системы в некоторых пределах.
Важными структурными компонентами являются отношения координации и субординации.
Координация выражает упорядоченность элементов системы «по-горизонтали». Здесь идет речь о взаимодействии компонент одного уровня организации.
Субординация – «вертикальная» упорядоченность подчинения и субподчинения компонент. Здесь речь идет о взаимодействии компонент различных уровней иерархии.
Морфологическое описание, как и функциональное, строится по иерархическому (многоуровневому) принципу путем последовательной декомпозиции подсистем. Уровни декомпозиции системы, уровни иерархии функционального и морфологического описания должны совпадать. Морфологическое описание можно выполнить последовательным расчленением системы. Это удобно в том случае, если связи между подсистемами одного уровня иерархии не слишком сложны. Наиболее продуктивны (для практических задач) описания с единственным членением или с небольшим их числом. Каждый элемент структуры можно, в свою очередь, описать функционально и информационно.