1.1. Общие положения
Системой называется некая совокупность элементов, обособленная от окружающей среды и взаимодействующая с ней как некое целое. Важной особенностью системы является невозможность выполнения отдельными элементами ее функций. Данная особенность получила наименование эмерджентности. Чем сложнее система, чем больше различие между ней и составляющими ее элементами.
Система взаимодействует с внешней средой. При этом можно выделить в общем виде следующие формы обмена:
обмен энергией;
обмен веществом;
обмен информацией.
Системы можно разделить на два больших класса природные и искусственные. Искусственные системы создаются человеком в процессе его деятельности. В составе искусственных систем можно выделить три основных класса: технические, автоматизированные и организационные.
Системы созданные человеком возникают для удовлетворения определенной цели. При этом можно говорить о причинно – следственной цепочке:
Потребность – Цель – Функционирование системы – Результат.
В этой последовательности потребность можно определить как то, что объективно связывает человека с внешней средой, в том числе и с социальной, как некоторое условие обеспечения его жизнедеятельности и существования.
В свою очередь цель: это совокупное представление о некоторой модели будущего результата, способного удовлетворить исходную потребность при имеющихся реальных возможностях, оцененных по результатам опыта.
Для получения результата требуется определенный метод функционирования системы, то есть возникает потребность в управлении системой.
Управление системой в общем виде может быть реализовано тремя способами:
формирование управления с учетом изменения выходных сигналов;
формирование управления с учетом изменения выходных сигналов и изменений в структуре системы;
формирование управления с учетом изменений выходных сигналов, структуры и с учетом влияния внешней среды.
Последние два способа управления следует отнести к адаптивному типу управления.
В системах управления любого типа выделяют следующие составные элементы множество входных сигналов X, множество выходных сигналов Y и каналы воздействия на систему возмущений V (см. рис.1.1). В формализованном виде в данные множества могут быть представлены как:
X={x1,x2,…,xi} (1.1)
Y={y1,y2,…,yi} (1.2)
V={v1,v2,…,vi} (1.3)
Рис.1.1. Система с прямым контуром управления.
Внешние возмущения в системе представляют собой «шум» помехи. На рисунке 1.1. Показана система с открытым контуром управления. Для контроля за правильностью работы системы и обеспечения ее устойчивости используют замкнутый контур управления, как это показано на рисунке 1.2. Такие системы называются системами с обратной связью. В большинстве систем реализуется принцип отрицательной обратной связи. Разница между обобщенным входом X и обобщенным выходом Y называется рассогласованием системы. Отсутствие рассогласования означает, что система точно выполняет свои функции.
Рис.1.2. Систем с замкнутым контуром управления.
Важным системным понятием является понятие элемента и структуры. Введем следующие определения:
Элементом системы называется ее неделимая часть.
Структурой системой называется совокупность ее элементов связанных определенным образом. В общем виде структуру системы можно описать с помощью формулы:
S={ei,j} (1.4)
где i и j изменяются от 1..n; n – число связей в системе.
Динамическое поведение системы во времени характеризуется изменением ее параметров состояния во времени. Это множество стабильных значений переменных параметров элементов системы. Переход из одного состояния в другое – процесс в системе. В свою очередь процессы в системе могут быть как устойчивыми, так и не устойчивыми. Неустойчивый процесс ведет к разрушению структуры системы.
Создаваемые человеком системы – это сложные системы и большие. Под сложными системами следует понимать такие системы, при изучении которых можно выделить отдельные подсистемы. Большие системы это пространственно распределенные сложные определенным образом взаимодействующие друг с другом.
В сложных системах их структуру можно рассматривать как состояние, возникающее в результате многовариантного и неоднозначного поведения многоэлементных структур. Для таких систем характерны следующие особенности:
они развиваются вследствие открытости;
к ним поступает энергия извне;
внутренних процессов нелинейности;
в них присутствуют особые режимы с обострением и наличия более
одного устойчивого состояния.
Режимы с обострением – точки бифуркации. Такие режимы наблюдаются при смене установившегося режима работы системы. Точка бифуркации – критическое состояние системы, при котором система становится неустойчивой и возникает неопределенность: станет ли состояние системы хаотическим или она перейдет на новый, более дифференцированный и высокий уровень упорядоченности. Такие точки обладают следующими свойствами:
Непредсказуемость. Обычно точка бифуркации имеет несколько веточек аттрактора (устойчивых режимов работы), по одному из которых пойдёт система. Однако заранее невозможно предсказать, какой новый аттрактор займёт система.
Точка бифуркации носит кратковременный характер и разделяет более длительные устойчивые режимы системы.
Системы такого рода являются предметом изучения синергетики.
Технические системы управления – это системы, которые содержат в качестве элементов технические устройства и могут в течение некоторого интервала времени функционировать без участия человека.
Технические системы управления имеют следующие особенности:
четко определенную единственную цель управления;
отсутствие человека в контуре управления;
достаточно высокую определенность исходных данных и возможность
формализации процессов функционирования.
В технических системах легко выделить объект управления и управляющую систему.
Автоматизированные системы управления – это системы, включающие в качестве элементов, как технические системы, так и персонал, взаимодействующий с этими системами.
Организационные системы возникают в обществе. В качестве такой системы выступает коллектив людей деятельность которых сознательно координируется для достижения определенной цели.
- Основы построения автоматизированных информационных систем
- Глава 1. Системный подход при разработке автоматизированных информационных систем
- 1.1. Общие положения
- 1.2. Автоматизированные информационные системы
- 1.3. Автоматизированные системы в управлении
- 1.4. Методы анализа автоматизированных информационных систем
- 1.5. Структура автоматизированной информационной системы
- Глава 2. Методы проектирования информационных систем
- 2.1. Обобщенная модель информационной системы и методы проектирования
- 2.2. Каноническое проектирование информационных систем
- 2.3. Управление требованиями, спецификация rup
- 2.4. Модели жизненного цикла информационной системы
- 2.5. Использование case технологий при разработке информационных систем
- 2.6. Методологии case проектирования
- 2.6.1. Методология datarun
- 2.6.2. Методология rad
- 2.6.3. Графические нотации
- 2.7. Системные методологии анализа
- 2.7.1. Методология aris
- 2.7.2. Методология baan
- 2.7.3. Методология Oracle
- 2.7.4. Методология Betec (©)
- Глава 3. Особенности современных информационных систем
- 3.1. Корпоративные информационные системы
- 3.2. Системы обработки транзакций
- 3.3. Системы поддержки принятия решения
- 3.4. Экспертные информационные системы
- 3.4.1. Основы создания информационных систем в Visual Prolog
- 3.4.2. Управления поиском решения в vip
- 3.4.3 Использование рекурсии
- 3.4.4. Управление потоком ввода–вывода
- 3.4.5. Особенности составления описания предметной области
- 3.4.6. Особенности работы с базой фактов
- 3.5. Объектно–ориентированные системы
- 3.6. Документальные системы
- 3.6.1. Информационно-поисковый язык
- 3.6.2. Структра поисковой системы
- 3.7. Гипертекстовые информационные системы
- 4. Управление процессом проектирования автоматизированной информационной системы
- 4.1. Методы управления качеством разработки аис
- 4.2. Оценка эффективности функционирования автоматизированных информационных систем
- 4.2.1. Экономическая эффективность
- 4.2.2. Производительность вычислительной системы
- 4.2.3. Оценка качества работы пользователя системы
- Приложения Приложение №1. Базовые сведения о языке программирования Visual Prolog
- Приложение №.2. Компилирование программ в Visual Prolog ver 5.2.
- Приложение №.3. Программа «Внутренняя база данных фактов»
- Приложение №.4. Программа «Внешняя база данных»
- Приложение №5.Некоторые стилевые параметры
- Список литературы