Главная

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ

Меню сайта

Поиск

Наш опрос
Оцените мой сайт
Всего ответов: 3

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ СИСТЕМ.

В различных литературных источниках используются разные определения основных понятий теории систем. Ниже приведены наиболее распространенные из них.

СИСТЕМА:

«Система - совокупность элементов, объединенная связями между ними и обладающая определенной целостностью». [ГОСТ 34.003-90]

«Совокупность взаимосвязанных элементов, обособленная от среды и взаимодействующая с нею как целое». [Перегудов, Тарасенко].

«Совокупность конечного множества элементов и отношений между ними» [В.Хубка].

«Любой объект, который характеризуется свойствами и отношениями между его частями» [В.Глазунов].

Свойства являются внешними характеристиками системы, а отношения - внутренними.

ЭЛЕМЕНТ:

Часть системы, представление которой нецелесообразно подвергать дальнейшему членению [Норенков] ; т.е. часть, дальнейшее членение которой не приведет к приращению знаний об объекте в рамках решаемой задачи.

Элемент - часть изделия, выполняющая определенную функцию, которая не может быть разделена на другие части [ГОСТ 2.701-88].

Различают системы пространственного типа (устройства), элементами которых являются материальные объекты, и системы временного типа (процессы, способы), элементами которых являются действия. Подобная классификация используется также в патентоведении.

Процесс:

а) последовательность смены состояний объекта;

б) последовательность действий для достижения некоторого результата. [БСЭ]

Элементами машин могут считаться детали, элементами автоматизированных информационных систем - программные модули (процедурные компоненты) и массивы данных (информационные компоненты), элементами технологического процесса - технологические операции и/или переходы, элементами рабочего процесса машины - физические и химические преобразования (физико-технические эффекты).

ПОДСИСТЕМА:

Часть системы (подмножество элементов и связей между ними), обладающая свойствами системы. Например, для силовой установки подсистемами являются системы топливопитания, регулирования и др.

В зависимости от содержания задачи проектирования тот или иной объект может рассматриваться как система (С), подсистема (Пс) или элемент (Э)

«Мы и только мы окончательно решаем, что нам признавать за «похожее на машину» и что не признавать. . . Система теперь означает не вещь, а перечень переменных» [Эшби, 1959]

НАДСИСТЕМА:

Система, по отношению к которой рассматриваемая система является подсистемой. Например, для отдельных ЛА надсистемой может служить транспортный авиационный комплекс, включающий специальные аэропортовые терминалы для быстрой обработки потока унифицированных крупногабаритных контейнеров, систему управления контейнерными авиаперевозками и собственно парк специализированных самолетов-контейнеровозов - проект фирм «Хаски» и «Боинг», 70-е гг.

Системное представление объекта требует рассмотрения его c трех точек зрения:

как некоего целого - системы; как части надсистемы, т.е. более общей системы; как совокупности составных частей - подсистем и элементов.

СРЕДА (ОКРУЖЕНИЕ):

Множество объектов вне системы, изменение свойств которых влияет на систему или свойства которых изменяются под влиянием системы [Холл].

СВОЙСТВА:

Свойства систем могут быть разделены на две группы - 1) свойства, отделяющие данную систему от других - качества; отсутствие любого из них превращает систему в нечто иное; 2) прочие свойства - параметры или показатели [Глазунов]. Часто под показателем понимают значение параметра (параметр - V, м/с; показатель - V=5 м/с).

Параметры, выражающие свойства системы и ее составных частей, могут быть внешними, внутренними и выходными [Норенков].

Виды свойств технических объектов (технических систем)

Функциональные параметры (внешние свойства) характеризуют успешность выполнения изделием своего служебного назначения. Это количественные оценки процесса функционирования. Для самолета это масса полезной нагрузки, дальность, скорость; для двигателя - тяга (мощность), удельный расход топлива и т.д.

Конструктивные (внутренние) свойства служат средством реализации внешних свойств системы [В.Хубка]. К конструктивным свойствам можно отнести КПД, степень сжатия поршневого двигателя, характеристики регулирования, компоновку, форму, прочность, материалы и др. Эти свойства могут быть общими для технических систем различных классов (прочность, жесткость, коррозионная стойкость, износоустойчивость) или специальными, характеризующими ТС определенного класса ... Однако и те, и другие реализуются через элементарные конструктивные свойства, такие как структура, форма, размеры, материал, способ изготовления деталей и др.

Между параметрами сложного технического объекта и его составных частей существуют сложные взаимозависимости - например, отклонение тяги двигателя на 1% ведет к изменению длины разбега на 1-2% и потолка полета примерно на 250 м; увеличение радиального зазора между концами лопаток турбины и статором на 1 % приводит к снижению КПД ступени турбины на 1.5 .. 2.5 % и к увеличению расхода топлива на 8 .. 10 %.

Т.е. внешние свойства зависят от внутренних.

Важнейшее свойство системы - ее функция.

ФУНКЦИЯ СИСТЕМЫ:

«Совокупность действий системы, направленных на достижение определенной цели» [ГОСТ 34.003-90, ДСТУ 2941-94].

«Свойство, определяемое через действие, оказываемое системой в фиксированных условиях на внешние по отношению к ней объекты» [Глазунов].

STEP AP-233:

Function. A function is a task, action or activity that must be performed to achieve a desired outcome

Функционирование системы определяется как процесс выполнения системой своих функций [ДСТУ 2941-94].

«Функционирование - целенаправленное поведение системы, определяемое множеством ее последовательных состояний» [Хубка].

Состояние - перечень значений параметров системы и ее элементов.

Взаимодействие системы со средой осуществляется через входы (отношения «среда à система») и выходы (отношения «система à среда»); это взаимодействие есть внешнее функционирование системы. Оно является результатом взаимодействия элементов системы между собой - внутреннего функционирования

Входные элементы - рецепторы, выходные - эффекторы.

ОТНОШЕНИЯ:

Для характеристики связей между элементами могут использоваться различные типы и виды отношений. Типы - рефлексивность, транзитивность, симметричность и др. Виды - подобие, аналогия, эквивалентность, причинность, функциональная зависимость, логические отношения (И, ИЛИ, ИЛИ-ИЛИ и др.).

Однако в задачах системотехники более распространены иные разновидности отношений:

-         отношения классификации (класс - подкласс, род - вид, целое - часть);

-         отношения принадлежности; признаковые отношения (задают качественные характеристики);

-         количественные отношения (задают количественные характеристики);

-         отношения порядка;

-         отношения сравнения (>, <, =, ...);

-         временные отношения (одновременно, раньше, позже);

-         пространственные отношения (совпадение в пространстве, пересечение, касание);

-         причинно-следственные отношения;

-         инструментальные отношения (быть средством для ...);

-         информационные отношения (быть отправителем, быть получателем) и другие.

Подробнее будут рассмотрены далее.

СВЯЗИ:

Если объекты относятся друг к другу так, что наличие или изменение одного из них обусловливает наличие или изменение другого, то между такими объектами существует связь [Глазунов].

Состав элементов системы и характер отношений (связей) между ними определяет структуру системы.

СТРУКТУРА:

«Совокупность устойчивых связей объекта, обеспечивающих его целостность и сохранение основных свойств при внешних и внутренних изменениях» ... [БСЭ, 1976, т.24]

«Внутренняя форма организации и упорядоченности системы, характеризуемая составом элементов системы и устойчивыми взаимосвязями между ними». [Балашов]

«Характеристика внутренней организации, порядка и построения системы, определяемая множеством элементов E и множеством отношений между ними R» [Хубка] :

Str = < E, R >

E = { ei }

R = { rj }

Граница

системы

Вход

Выход

При описании структуры, в отличие от описания самой системы, принимают во внимание лишь типы элементов и связей без уточнения значений их параметров [Норенков].

Структура определяется постоянными характеристиками системы, а поведение (функционирование) - переменными.

Функция и структура соотносятся как содержание и форма. Между ними нет взаимно-однозначного соответствия. Структура задает функционирование, но функционирование не определяет структуру однозначно.

Универсальная форма представления элементов структуры и их функций - типовой функциональный блок стандарта IDEF0 (Integrated Definition).

Компоненты блока - вход, выход, управление, механизм. Отсюда одно из названий «ICOM-блок» - Input, Control, Output, Mechanism.

F : I à O

Механизм (Mechanism)

Управление (Control)

Вход

(Input)

Выход

(Output)

 

Входы и выходы - потоки вещества, энергии или информации;

управление - условия (ограничения), налагаемые средой;

механизм - способ и/или средство реализации функции (преобразования входов в выходы).

Если структура системы (а значит, и механизм) неизвестны - это модель «черного ящика», если известны - модель «прозрачного ящика».


При использовании любых материалов сайта потрудитесь поставить активную ссылку на наш сайт СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНЫХ СИСТЕМ