Лекция 7. Динамическая сетевая модель системы.

При формировании дерева функций проектируемой системы за основу берутся деревья функций систем-аналогов, которые для исследователя представляются “статическими” моделями для существующих систем.

Для оживления ,перехода к “динамической” модели дерева функций, необходимо воспользоваться функциональными моделями, соответствующими базовому набору РСМТ -операторов.

При этом каждому из выделенных функциональных РСМТ -операторов (модулей) i-го уровня декомпозиции системы соответствует своя совокупность РСМТ - операторов (i+1)-го уровня. В результате формируется подсистема, производящая с помощью набора РСМТ - операторов функции обработки, управления, хранения и обмена.

Специализированные функциональные модули ориентированны на выполнение усеченного набора РСМТ - операторов, а многофункциональные - на осуществление полного набора РСМТ- операторов.

Примером многофункционального модуля, реализующему полный набор РСМТ - операторов, может служить так называемая машина Джона фон Неймана, используемая в системах обработки информации и имеющая алгоритмически универсальную структуру.

Сочетание применения многофункциональных и специализированных модулей образует так называемую “динамическую” сетевую модель системы, совершенство которой определяется уровнем развития конструкторско-технологической базы и фазой развития системы. Чем больше используется многофункциональных модулей, тем система считается более совершенной.

Под “динамичностью” сети подразумевается возможность ее деформации (сжатия или расширения) при изменении числа уровней декомпозиции. Это свойство используется с целью наиболее адекватной реализации функциональных модулей конструктивными. В случае неадекватной реализации возникают противоречия, основными путями разрешения которых являются:

1) Трансформация сетевой модели системы (дерева функций

системы) путем эквивалентных преобразований операторов.

-2-

2. Коррекция дерева функций путем неэквивалентных преобразований

3. Изменение состава модулей.

Для разрешения противоречий разработаны также эвристические приемы синтеза систем.

Сетевая РСМТ - модель может служить также основой для формирования сетевого графика организации проектных работ над созданием системы. При этом отдельные функциональные подсистемы отожествляются с этапами разработки соответствующих модулей системы.

Таким образом сетевая РСМТ - модель системы является фундаментом для научно обоснованного управления процессами исследования и разработки сложных систем.

Эвристические приемы синтеза сложных систем.

Эвристические приемы базируются на диалектической концепции совмещения - разделения функций (“многофункциональность - специализация”), а также расширении спектра используемых форм движения материи.

Приемами являются:

1. Количественное изменение функциональной нагрузки:

а) увеличение числа активных элементов

б) увеличение числа пассивных элементов

в) многократное их использование.

Например: создание вычислительных сетей, космические корабли-челноки, орбитальные станции, космический корабль, станция-лаборатория.

2. Изменение структуры системы:

а) изменение состава элементов

б) изменение связей, в том числе временных, и перераспре-деление функций элементов

в) комплексное изменение состава элементов и связей между ними.

Пример: применение аналоговых, цифровых и гибридных вычислительных комплексов.

3. Использование функционально полных наборов элементов:

а) базовых элементов

б) унифицированных элементов

в) типовых наборов.

4. Изменение характеристик (параметров) системы:

а) непрерывное изменение характеристик системы (элементов)

б) дискретное изменение характеристик системы (элементов)

-3-

в) непрерывное изменение дискретного набора характеристик.

Пример: регулируемый инструмент, приборы.

5. Инверсия функций:

а) преобразование физических полей

б) преобразование информации.

Пример: электродвигатель-генератор, испытания ДВС, реверс тяги реактивных двигателей при посадке самолета и т.д.

6. Инвариантные системы:

а) инвариантность к источнику энергии

б) инвариантность к виду рабочего тела

в) инвариантность к виду обрабатываемой информации.

Примеры: паровая машина, дизель, газ-вода, турбина, обработка аналоговой и цифровой информации в оптоэлектронных ЭВМ, системы звуковоспроизведения моно-, стерео и т.д.

7. Системы с регенерацией:

а) регенерация функций

б) регенерация энергии

в) регенерация сырья и материалов

г) регенерация информации.

Пример: рекуперация энергии при торможении электрического транспорта, регенерация информации в системах магнитной и оптической записи.

8. Пространственное совмещение функций:

а) плоскостное совмещение

б) трансформация объема.

Пример: интегральные конструкции функциональной электроники, плоскость самолета - баки для горючего, совмещение функций бронирования и силовой конструкции самолета.

9. Композиция качества:

а) получение новых функций на основе определенного “набора” функций

б) материалы с гибридными свойствами. Пример керамика - твердость, малая теплопроводность

в) системы с “широким” выходом.

Примеры: микропроцессоры, полное использование продуктов сельского хозяйства, нефтепереработки, лесной промышленности.

-1-