Методология моделирования структуры системы

В основе синтеза - определение в системе структурных отношений, характеризуемых упорядоченностью, организованностью взаимодействий между отдельными ее уровнями по вертикали.

Три этапа решения задачи синтеза:

- выявление глобальной функции системы (абстрактный синтез – рассмотрение системы на абстрактном уровне в виде черного ящика, о котором известно только то, что он будет делать),

- разработка структуры системы, реализующей необходимые функции (структурный синтез – преобразование функционального описания в структурное - разбиение глобальной функции системы на подфункции до тех пор, пока не будут получены элементарные функции, структуры которых очевидны, или уже реализованы);

- определение параметров системы так, чтобы получить желаемое качество проекта.

Обеспечить желаемое качество системы можно тремя способами:

- параметрический метод - улучшение качества входящих в систему элементов (формирование элементов воздействием на вектор Х);

- схемотехнический метод – изменение структуры системы;

- уменьшение отрицательного влияния внешней среды (воздействием на внешние параметры).

Этапы синтеза объекта

В основе структурного моделирования – совместное применение методов анализа и синтеза.

При анализе объект разделяется на части и каждая из них исследуется в отдельности, при синтезе решается обратная задача - соединение частей в целое. При этом важно не просто разбить целое на элементы, но и соединить эти элементы таким образом, чтобы они снова образовали единое целое. В результате синтеза как завершающего этапа процесса «анализ – синтез» можно объяснить целое через его части – в виде структуры целого.

Единство анализа и синтеза как основа системного анализа относится ко всем отраслям знаний, в т.ч. к моделированию. Алгоритмов «анализа – синтеза» как известно, нет – определена только общая методология (как выполняются операции анализа и синтеза).

Основная операция системного анализа (неформальная) – декомпозиция (разделение целого на части). Применительно к построению структуры модели – определение состава модели (компонентов).

Компонент – любая часть предметной области, которая может быть выделена как некоторая самостоятельная сущность. Это и система (модель) в целом, и любая часть системы (модели) – подсистема, элемент.

Основная сложность декомпозиции – определение базовых (неделимых) моделей компонентов, соотношение моделей микро- и макроподхода. В основе декомпозиции – достижение компромисса между полнотой набора формальных моделей рассматриваемой системы и простотой – он может быть достигнут, если в модель включаются только модели компонентов, существенных по отношению к цели моделирования.

Примеры: построение монтажной радиосхемы, построение вычислительного агрегата из набора однотипных элементов, исследование твердости материалов (графита и алмаза), состоящих из однотипных элементов (атомов) но с разными способами соединения атомов (кристаллическими решетками).