1) Синтез и анализ систем. Схема эволюционного синтеза сложных систем.
Задача анализа состоит в изучении свойств системы, если заданы:
характеристики внешней среды, а также любых структурных и параметрических неопределенностей и возмущений в виде упорядоченного набора данных  ;структура  и параметры  варианта системы  ;
оценочное отображение вида K:  , где  – множество значений оценочной функции, описывающей набор из n показателей эффективности. Итак, в ходе анализа изучение свойств системы сводится к расчету значений  как функции
Задача синтеза заключ.в выборе оптим., в известном смысле, структуры и/или параметров при задан. характеристиках внеш. среды и налагаемых огранич.. Ее постановка предпол.определение:
множества характеристик внешней среды  , описывающее в общем случае любые возмущения внешнего и внутреннего характера;
ресурсные (физические) ограничения, определяемые отображением  и уровнем удовлетворения  ( – множество, каждый элемент которого содержит набор из m внешних параметров системы);
критериальные ограничения в виде отображения K:  и отображения  : ;
правило предпочтения  в виде бинарного отношения порядка («быть лучше») на  , обладающее свойствами рефлексивности, транзитивности и антисимметричности. Если такая совокупность задана, то задача синтеза формулируется как задача нахождения варианта  такого, что для любых  и  выполняется ,  ,  , В рамках системного подхода при решении задачи синтеза обычно руководствуются следующими принципами и приемами:1. Сочетание декомпозиции, композиции и иерархичности.
2. Выделение нескольких этапов создания системы.
3. Всест.рассмот.взаимод. системы с внешней средой.
4.Всестороннее рассмотр.осн.видов взаимод.внутри системы между ее элементами.
5. Сочетание различных методов и подходов и, прежде всего, математических, численных методов исследования систем с эвристическими.
6. Учет возможности изменения исходных данных и даже содержания решаемой задачи в ходе многоэтапного процесса создания системы.
Перечисленные принципы и подходы составляют основу эволюционной схемы процесса реального синтеза сложной системы.Она базируется на введении иерархии слоев – уровней сложности принятия решений в условиях априорной неопределенности, в рамках которых фиксируются промежуточные параметры решения общей задачи по частям и которая содержит:
1) слой выбора (генерации) множества неопределенностей и альтернативных стратегий G:  ;
2) слой обучения или адаптации A:  ;
3) слой самоорганизации R:  ,  ,  .
|
2) граф языки IDEF0, IDEF3, DFD
Согласно технологии IDEF0 система представляется в виде совокупности действий (работ) (Activities), которые взаимодействуют между собой на основании правил (Control) с учетом потребляемых информационных, человеческих и производственных ресурсов (Mechanism) и имеют четко определенные вход (Input) и выход (Output).
Работы – обозначаются прямоугольниками и определяют поименованные процессы, функции или задачи, которые происходят в течение определенного времени и имеют распознаваемые результаты.
Взаимодействие работ с внешним миром и между собой описывается в виде стрелок:
cтрелки «Вход (Input)» – материал или информация, которые ис-
пользуются или преобразуются работой для получения результата;
cтрелки «Управление (Control)» – правила, стратегии, процедуры
или стандарты, которыми руководствуется работа;
cтрелки «Выход (Output)» – физические объекты или информация,
которые производятся работой;
cтрелки «Механизм (Mechanism)» – определяют ресурсы, которые
выполняют работу или потребляются при её выполнении.
cтрелки «Вызов (Call)» – специальная стрелка, указывающая на другую модель работы.
Модели IDEF0 представляют систему как множество иерархически
вложенных функций.
При создании каждой новой модели изначально создается контекстная диаграмма с единственной работой, изображающей систему в целом, которая может рассматриваться как ее концептуальная модель.
Контекстная диаграмма является вершиной древовидной структуры
диаграмм и представляет собой самое общее описание системы и ее взаимодействия с внешней средой.
После описания системы в целом проводится разбиение ее на фрагменты. Этот процесс называется функциональной декомпозицией, а диаграммы, которые описывают каждый фрагмент и взаимодействие фрагментов, называются диаграммами декомпозиции.
Нотация IDEF3 ориентирована на описание логики информационного взаимодействия в системе на основе сбора данных, необходимых для проведения структурного анализа системы.
IDEF3 дополняет технологию IDEF0. Диаграммы IDEF3 разворачиваются слева направо, характеризую временной характер поведения системы
С помощью IDEF3 имеется возможность уточнить картину процесса, привлекая внимание аналитика к очередности выполнения функций и бизнес-процесса в целом, а также определить объекты, участвующие совместно в одном процессе.
Основные компоненты IDEF3:
действие (работа) – изображается в виде прямоугольника с указанием имени действия, выраженного отглагольным существительным, и уникального идентификационного номера блока;
связи – отображают взаимоотношения работ в виде однонаправленными стрелками трех типов и определяют временное предшествование работ, потоки объектов, нечеткое отношение;
cоединения (перекрестки) – определяют ветвление процесса и порядок завершения или начала выполнения нескольких действий.
Диаграммы потоков данных DFD.
Модель системы в контексте DFD представляется в виде информационной модели, основными компонентами которой являются различные потоки данных, которые переносят информацию от одной подсистемы к другой.
Каждая из подсистем выполняет определенные преобразования
входного потока и передает результаты обработки информации в виде потока данных для других подсистем.
Основными компонентами DFD-нотаций являются:
внешние сущности, выступающие в виде источника или приемника
информации и изображаемые в виде прямоугольника с тенью;
процессы или подсистемы, изображаемые как функциональные
блоки, реализующие определенные действия и имеющие вид прямоугольников со скругленными краями и с внутренними полями;
потоки данных, изображаемые в виде стрелок;
хранилища информации, определяющие способ хранения данных
и изображаемые в виде прямоугольника с двумя полями для указания номера (идентификатора) хранилища и его имени.
|
3) типовые мат. схемы, ОДС, D- и P-схемы
Модель общей динамической системы (ОДС), описывается множествами следующих величин:
совокупностью входных воздействий 
совокупностью воздействий внешней среды 
совокупностью внутренних параметров 
совокупностью выходных реакций 
Индексирующее множество моментов времени t ∈T
Состояния системы Z
ОДС определяется совокупностью множеств и отображений:
ОДС =< T, X, Ω, H, Z, Y, Ф1, Ф2>
D – схема:
Подход применяется в ситуациях, когда объект моделирования не
включает элементов случайности (они не учитываются), а его функционирование осуществляется в непрерывном времени.
Типовой математической схемой является схема, описываемая
обыкновенными дифференциальными уравнениями
D-схема определяется совокупностью данных:
D =< T, X, Y, Z, g, f >
P – схема:
Подход применяется для описания объектов при наличии стохастических возмущений и процессов, а их функционирование осуществляется в дискретном времени.
Типовой математической схемой является схема вероятностного ав-
томата или P-схема. Реализуется вероятностный характер переходов: из
каждого состояния  под воздействием входного сигнала  могут осуществляться переходы во все состояния  с определенными вероятностями 
P-автоматом называется объект, определяемый четверкой
P =< X, Z, Y, B >,  ,  , 
Имитационное моделирование элементов, описываемых на основе P-схем, реализуется на основе алгоритма, определяющего все
возможные переходы в соответствии с математической моделью и
включающего также процедуру генерации случайной составляющей переходов для соответствующих вероятностей.
|
4) типовые мат. схемы, ОДС, F- и Q-схемы
Модель общей динамической системы (ОДС), описывается множествами следующих величин:
совокупностью входных воздействий
совокупностью воздействий внешней среды
совокупностью внутренних параметров
совокупностью выходных реакций
Индексирующее множество моментов времени t ∈T
Состояния системы Z
ОДС определяется совокупностью множеств и отображений:
ОДС =< T, X, Ω, H, Z, Y, Ф1, Ф2>
F – схема:
Подход применяется для описания объектов при отсутствии стохастических возмущений, а их функционирование осуществляется в
дискретном времени. Типовой математической схемой является модель конечного автомата), называемая F-схемой. Множества значений
входных воздействий X , внутренних состояний Z и выходных реакций
Y являются конечными и имеют I, J, K элементов
, ,
Функционирование конечного автомата осуществляется в дискретные моменты времени t = 0,1,2,...
Описание процесса преобразования информации осуществляется с
помощью отображений вида
F- схема окончательно определяется совокупностью данных
F =< X, Z, Y, ϕ, ψ >
Q – схема:
При реализации похода имеет место стохастический характер изменения состояний объекта моделирования, а процессы перехода «вход-состояние-выход» описываются в непрерывном времени.
Типовая математическая схема системы массового обслуживания –
Q-схема. Стандартный объект – элементарный прибор обслуживания
(ЭПО); состоит из накопителя (H ) заявок и канала (K ) обслуживания.
Схема элементарного прибора обслуживания.
 - алгоритм функционирования, определяющий правила поведения в неоднозначных ситуациях.
 - множество внутренних параметров ЭПО
Q-схема описывается набором данных:
Q =< X,Z,U,Y,Hs,As>
Математическая модель широко используется для описания
элементов систем и сетей массового обслуживания потоков событий
(заявок) в связи и телефонии, а также для любых информационно управляющих систем, которые могут рассматриваться как совокупность тем или иным способом соединенных ЭПО.
|
5) типовые мат. схемы, ОДС, D- и N-схемы
Модель общей динамической системы (ОДС), описывается множествами следующих величин:
совокупностью входных воздействий
совокупностью воздействий внешней среды
совокупностью внутренних параметров
совокупностью выходных реакций
Индексирующее множество моментов времени t ∈T
Состояния системы Z
ОДС определяется совокупностью множеств и отображений:
ОДС =< T, X, Ω, H, Z, Y, Ф1, Ф2>
D – схема:
Подход применяется в ситуациях, когда объект моделирования не
включает элементов случайности (они не учитываются), а его функционирование осуществляется в непрерывном времени.
Типовой математической схемой является схема, описываемая
обыкновенными дифференциальными уравнениями
D-схема определяется совокупностью данных:
D =< T, X, Y, Z, g, f >
N – схема:
Используется при описания систем с параллельно протекающими
процессами. Типовой математической схемой является сеть Петри – N-схем. Сеть Петри задается пятеркой вида
N =< B, D, I, O, M >
 .
 .
Графическая форма представления N-схемы имеет вид двудольного
ориентированного мультиграфа с узлами двух типов: позиций и переходов, соединенных дугами.
|
| |
