Раздел 1. Общие сведения об ИС

Тема 1.1. Общая характеристика ИС

Лекция 1.  Основные понятия ИС

План:

1. Системный анализ. Его основные понятия и определения.

2. Структурное строение систем.

3. Терминальное представление систем.

4. Моделирование систем.

5. Классификация систем.

 

Системным анализом называется раздел науки, посвященный ис­следованию, описанию и реализации систем различной природы и характера.

Каждая система может быть отнесена к определенной части реаль­ного мира, называемой предметной областью.

Системой называется целостная совокупность взаимосвязанных элементов, обладающая свойствами, которые не сводятся к свойст­вам этих элементов и не выводятся из них.

Элемент - это объект, входящий в состав системы, но не подлежа­щий расчленению на части в рамках конкретного исследования.

Свойства системы:

• целостность;

• членимость на составляющие элементы;

• эмерджентность.

Подсистемой некоторой системы называется совокупность ее эле­ментов, которая сама является системой.

Среда - это совокупность окружающих систему элементов внешне­го мира, не входящих в ее состав, но оказывающих на нее влияние или подверженных влиянию с ее стороны.

Среда является внешним окружением системы. Взаимодействие си­стемы и среды характеризуется:

• направленностью;

• природой взаимодействия.

Система называется замкнутой, если взаимодействие со средой от­сутствует или им можно пренебречь; в противном случае система называется открытой.

Система называется связной, если возможен обмен ресурсами меж­ду любыми двумя ее подсистемами.

Структурное строение систем

Структуры систем бывают разного типа, разной топологии:

- линейные структуры

- иерархические (древовидные) структуры

- сетевые структуры:

- матричные структуры:

Система называется сложной, если образующие ее элементы сами являются системами.

Процесс последовательного членения системы на образующие ее подсистемы называется декомпозицией.

Обратный процесс - объединение отдельных подсистем в систему называется агрегированием.

Для любой системы более низкого уровня система более высокого уровня называется надсистемой или суперсистемой.

Система называется большой, если в ее описании существенное зна­чение имеют пространственные (географические) факторы.

Множество элементов системы, посредством которых среда влияет на систему, называется входным полюсом системы.

Множество элементов системы, посредством которых система влияет на среду, называется выходным полюсом системы.

Мгновенная характеристика влияния среды на систему на входном полюсе системы называется входной ситуацией для системы в дан­ный момент времени.

Мгновенная характеристика влияния среды на систему на выход­ном полюсе системы называется выходной ситуацией для системы в данный момент времени.

Процесс изменения входной ситуации во времени называется входным процессом системы или входным воздействием на систему.

Процесс изменения выходной ситуации во времени называется вы­ходным процессом системы или реакцией системы.

Принцип причинности

Принцип причинности, широко используемый для исследования систем, выражается в виде двух тезисов.

• Упорядоченность причинно-следственных связей во времени. Выходная ситуация системы в любой момент времени не зави­сит от ситуаций, которые могут возникнуть на входном полюсе системы в более поздние моменты времени.

• Однозначность причинно-следственных связей во времени. Вы­ходная ситуация системы в любой момент времени в будущем может быть определена однозначно, если известны:

- все сведения о системе, характеризующие ее и воздействие на нее среды в прошлом и настоящем;

- входное воздействие на систему в будущем.

Система, удовлетворяющая принципу причинности, называется ди­намической системой. Все реальные системы являются динамическими.

Состоянием системы называется совокупность характеристик сис­темы, однозначно определяющих, при известном входном воздейст­вии, выходную ситуацию в будущем.

Процесс изменения состояния динамической системы во времени называется движением динамической системы.

Динамическая система с фиксированным состоянием называется кинематической системой.

Кинематическая система, у которой входная и выходная ситуации неизменны во времени (являются константами), называется стати­ческой системой.

Кинематические и статические системы, получаемые из динамичес­ких, часто используются для упрощения исследований при решении многих прикладных задач.

Моделью системы называется вспомогательная система, находяща­яся в объективном соответствии с изучаемой системой и позволяю­щая получать информацию об этой системе (рисунок 1).

Рисунок 1 – Классификация моделей

 

Классификация систем

1 .   По отношению к среде выделяют системы:

· открытые;

· закрытые.

2.   По происхождению выделяют системы:

· материальные;

· абстрактные.

3.   По описанию переменных системы могут быть:

• с качественными переменными;

• с количественными переменными;

• ' со смешанными переменными.

4.   По типу описания закона (законов) функционирования:

• типа "Черный ящик;

• не параметризованные;

• параметризованные;

• типа "Белый ящик".

5. По способу управления в системе:

• управляемые извне системы;

• управляемые изнутри системы;

• с комбинированным управлением.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что изучает системный анализ?

2. Что такое система, подсистема, среда?

3. Какие основные структурные топологии систем Вы знаете?

4. Какая система называется замкнутой?

5. Какая система называется открытой?

6. Какая система называется связной?

7. Какая система называется сложной?

8. Какая система называется большой?

9. Какой процесс называется декомпозицией?

10. Какой процесс называется агрегированием?

11. Что называется входным (выходным) полюсом системы?

12. Что называется входной (выходной) ситуацией для системы в данный момент времени?

13. Что называется входным (выходным) процессом системы?

14. Что называется моделью системы? Какие классы моделей Вы знаете?

15.  По каким признакам классифицируют информационные системы?