Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Объединение моделей "ЧЯ", состава и структуры позволяет определить систему как совокупность взаимосвязанных элементов, обособленная от среды и взаимодействующая с ней как целое.
Все эти модели вместе образуют еще одну модель, которая называется структурной схемой системы.
В структурной схеме указываются все элементы системы, все связи между элементами внутри системы и связи определенных элементов с окружающей средой (входы и выходы системы).
Пример 5.
Рис. 5. Структурная схема системы "синхронизируемые часы"
Связи в системе:
1 – однозначное соответствие между датчиками и индикатором;
2 – приблизительное соответствие;
3 – сравнение (периодическое) и устранение расхождения;
4 – поступление энергии извне;
5 – регулировка индикатора извне;
6 – показания часов.
Структурой системы называется ее расчленение на группы элементов с указанием связей между ними, неизменное на всё время рассмотрения и дающее представление о системе в целом.
Это расчленение может иметь материальную (вещественную), функциональную, алгоритмическую и другую основу (табл. 4). Группы элементов в структуре обычно выделяются по принципу простых или относительно более слабых связей между элементами разных групп.
Таблица 4
Тип структуры | Примеры |
Вещественная структура | Сборный мост из отдельных, собираемых на мосте секций. Связи носят силовой характер |
Функциональная структура | Деление двигателя внутреннего сгорания на системы питания, смазки, охлаждения, передачи силового момента и др. |
Объединение вещественных и функциональных структур | Отделы проектного института, занимающиеся разными сторонами одной и той же проблемы |
Алгоритмическая структура | Алгоритм (схема) програм. средства, указывающая последовательность действий |
Временная структура | Календарь |
Информационная структура | Деление книги на главы в научной литературе |
Структуру системы можно изображать несколькими способами.
1. Структуру системы можно изображать в виде графической схемы, состоящей из ячеек (групп, и соединяющих их линий (связей)).
Структура системы может быть охарактеризована по имеющимся в ней (или преобладающими) типам связей. Простейшими из них являются последовательное, параллельное соединение элементов и обратная связь(рис. 6).
Поясним понятие обратной связи. Оно означает, что результат функционирования элемента влияет на поступающие на него воздействия. Как правило, обратная связь выступает важным регулятором в системе. Крайне редко встречается система без того или иного вида обратной связи.
Близким к понятию структуры является термин "декомпозиция".
Декомпозицией называется деление системы на части, удобное для каких-либо операций с этой системой.
Примеры декомпозиции:
§ рассмотрение физического явления или математическое описание отдельно для данной части системы.
§ разделение объекта на отдельно проектируемые части, зоны обслуживания.
Важнейшим стимулом и сутью декомпозиции является упрощение системы, слишком сложной для рассмотрения целиком.
Такое упрощение может:
а) фактически приводить к замене системы на некоторую другую, в каком-то смысле соответствующую исходной, – как правило, это делается вводом гипотез об отбрасывании или ослаблении отдельных связей в системе;
б) полностью соответствовать исходной системе и при этом обличать работу с ней – такая декомпозиция, называемая строгой, требует специальных процедур согласования и координации рассмотренных частей.
Иерархией назовем структуру с наличием подчиненности, т.е. неравноправных связей между элементами, когда воздействие в одном из направлений оказывает гораздо большее влияние на элемент, чем в другом.
Типичная иерархическая связь с воздействиями вида "информация" и "управление" может быть представлена в виде (рис. 7).
Виды иерархических структур разнообразны. Основных, важных для практики иерархических структур две:
§ древовидная – веерная (рис. 8 а);
§ ромбовидная (рис. 8 б).
Древовидная структура наиболее проста для анализа и реализации. В ней почти всегда удобно выделять так называемые иерархические уровни – группы элементов, находящихся на одинаковом уровне (по числу промежуточных элементов) удалении от верхнего (главенствующего элемента).
Примеры таких структур в искусственных и живых системах чрезвычайно многочисленны:
§ цепочка "министерство – главк – завод – цех – бригада – звено";
§ задача проектирования технического объекта – от его основных характеристик (верхний уровень) через проектирование основных частей, функциональных систем, групп аппаратов, механизмов до уровня отдельных деталей;
§ иерархия целей в задаче автоматизированного производства – от цели участка, состоящей в максимальном выпуске продукции, до программного обеспечения отдельной операции на станке (цель – операция);
§ в живой природе – иерархия по признаку управляемости процессов в организме, иерархия в стаде, и др.
Ромбовидная структура ведет в двойной (иногда и более) подчиненности, отчетности, принадлежности нижнего элемента.
В технике – это участие данного элемента в работе более чем одного участка, блока, использование одних и тех же данных или результатов измерений в разных задачах.
Пример из проектирования:
(i –1)-й уровень – это проектирование системы пожаротушения корабля в целом;
i -й уровень – проектирование основной и дублирующей систем пожаротушения;
(i +1)-й уровень – это проектирование насоса, который будет независимо поставлен и в основную и в дублирующую системы.
Любая иерархия, в принципе, сужает возможности, особенно гибкость системы. Элементы нижнего уровня сковываются доминированием сверху, они способны влиять на это доминирование (управление) лишь частично и, как правило, с задержкой.
Однако введение иерархии резко упрощает создание и функционирование системы, и поэтому ее можно считать вынужденным, но необходимым приемом рассмотрения сложных технических систем. Недаром та или иная степень иерархии наблюдается в подавляющем большинстве естественных систем.
Отрицательные последствия введения иерархии во многом могут быть предопределены предоставлением отдельным элементам возможности реагировать на часть воздействий без жесткой регламентации сверху.
Дата публикования: 2015-01-10; Прочитано: 536 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!