Основные принципы системного анализа
Главенствующими в методиках системного анализа являются положения достаточно обобщённые. В них сосредоточен обобщённый подход к работе с различными системами, который и называют принципами системного подхода. Перечислим основные из них:
- Принцип направленности на основную цель: направление всех производимых работ имеет целью конечный заданный результат.
- Принцип использования измеренных величин: на его основе можно судить о надёжности работы выбранного объекта только относительно систем более высокого уровня.
- Принцип единообразия: объект рассматривается и как единое целое и как набор составляющих его элементов.
- Принцип единства связей: все составные части объекта рассматриваются в их взаимосвязи с окружающей средой.
- Принцип модульной структуры: объект подразделяется на модули и изучается как их набор.
- Принцип подчинённости: удобно использовать иерархическую зависимость элементов объекта между собой.
- Принцип функционала: одновременное изучение структурных и функциональных свойств объекта с уклоном на приоритет функций.
- Принцип совершенствования: учитываются все возможности совершенствования объекта, его направленность на информационное и структурное развитие.
- Принцип автономности: использование в выбранных направлениях работы как централизованного управления, так и автономного.
- Принцип случайных связей: означает принятие во внимание всех неоднозначностей и случайных зависимостей объекта.
Структура и задачи системного анализа
В список основных задач системного анализа при исследовании и проектировании различных объектов и систем включены декомпозиция, собственно анализ и синтез.
Декомпозиция подразумевает разбивку объекта на ряд подсистем, которые в свою очередь составлены из ещё более маленьких составных частей. Иногда декомпозицию представляют в виде составляющей системного анализа. При анализе находят различные свойства объекта или окружающей его среды. Итогом работ по системному анализу как правило является нахождение принципов обработки информации, которые определяют работу(поведение) объекта. Иногда это означает представление объекта практически в виде одного элемента.
Процесс работ по синтезированию объекта диаметрально противоположен работам по его анализу. Требуется по найденному принципу преобразования спроектировать систему, которая будет выполнять это преобразование по заданным алгоритмам. Следует учесть, что набор составляющих проектируемой системы для выполнения этих алгоритмов элементов, необходимо определить заранее. И конечно необходимо заранее определить набор элементов, составляющих нашу систему.
Каждая выполняемая задача разбивается на отдельные элементы. К примеру, декомпозиция подразумевает необходимость ряда измерений различных характеристик объекта, а также процесса наблюдения за ними. В работах по анализу и синтезу можно выделить этап достоверной оценки алгоритмической части, которая выполняет необходимый способ преобразований. Таким образом определяются понятия эквивалентных систем, что позволяет сформулировать оптимизационные задачи, который позволят найти в наборе эквивалентный систем объект с пиковыми показателями определённых функций.
При работе действующего объекта может быть обнаружено несоответствие реальной обстановки требуемым показателям. Чтобы устранить эту погрешность выполняются дополнительные проверки (с применением декомпозиции, анализа и синтеза), которые устраняют эти погрешности.
При синтезе объекта оценивается анализируемая и синтезируемая система. Выполнение системного синтеза в виде конкретного физического объекта даёт возможность оценить уровень решения проблемы практического применения, на основании которого принимается окончательное решение по работе реальной системы. Если использовать такой подход, то получается, что система- это способ разрешения некоторых проблем.
Декомпозиция
Итак, на этом этапе, который даёт начальные данные об объекте, должны быть выполнены:
- Назначение глобальной цели работ и разбиение её на мелкие составляющие. Определение основного назначения системы, которое должно быть представлено как траектория в некотором пространстве состояний или ситуаций, определённых как допустимые. Как правило при декомпозиции строится так называемое дерево целей или допустимых функций.
- Вычленение объекта из среды (т.е. подразделение на систему/надсистему) по степени вовлечения отдельного элемента в общие процессы достижения требуемого результата и на принципах определения системы, как составляющей надсистемы.
- Определение влияющих факторов.
- Определение направлений развития, различных неопределённых воздействий.
- Определение объекта как «черного ящика».
- Разбиение по функциям, компонентам (по типу элементов) и структурам (по виду взаимодействия между составными частями).
Анализ и синтез
На этапе анализа, который даёт полную информацию о деталях системы, выполняются:
- Структурно-функциональный анализ действующей системы, который позволяет точно обозначить задачи проектируемой системы.
- Анализ морфологии – это проверка взаимовлияния составляющих систему элементов.
- Анализ генетики - проверка прошлых событий, особенностей предшествующих ситуаций, имеющихся тенденций, выдвижение прогнозов на будущее.
На финальном этапе синтеза выполняются следующие действия:
- Моделирование разрабатываемой системы (подбор математического аппарата, собственно построение модели, проверка модели по признакам адекватности, сложности, соотношения между точностью и сложностью, баланса неточностей, множеству вариантов реализаций, блочной структуре построения).
- Разработка альтернатив уже имеющейся структуре системы, устраняющих имеющиеся недостатки.
