Лабораторная работа №9. Стратифицированное представление систем

Цель работы: освоить описание систем с помощью страт.

9.1 Теоретические сведения

Сложную систему почти невозможно описать полно и детально, что по существу вытекает уже из определения такой системы. Основная дилемма состоит в нахождении компромисса между простотой описания, что является одной из предпосылок понимания, и необходимостью учета многочисленных поведенческих (т.е. типа вход — выход) характеристик сложной системы. Разрешение этой дилеммы ищется в иерархическом описании. Система задается семейством моделей, каждая из которых описывает поведение системы с точки зрения различных уровней абстрагирования. Для каждого уровня существует ряд характерных особенностей и переменных, законов и принципов, с помощью которых и описывается поведение системы. Чтобы такое иерархическое описание было эффективным, необходима как можно большая независимость моделей для различных уровней системы. Чтобы отличить эту концепцию иерархии от других, используют термин стратифицированная система, или стратифицированное описание. Уровни абстрагирования, включающие стратифицированное описание, называют стратами. На каждой страте в иерархии структур имеется свой собственный набор переменных, которые позволяют в значительной степени ограничить изучение только одной стратой. Независимость страт открывает возможность для более глубокого и детального изучения поведения системы; однако, предположение о полной независимости страт было бы неоправданным, поэтому пренебрежение их взаимной зависимостью может привести лишь к неполному пониманию поведения системы в целом. В самом деле, ограничение, скажем, только биологическим исследованием системы (человек) уже само по себе означает изоляцию, ибо совершенно очевидно, что рассматриваемая система может быть описана также, с одной стороны, на страте химии или физики, а с другой - на страте экологии или социологии.

Выбор страт, в терминах которых описывается данная система, зависит от наблюдателя, его знания и заинтересованности в деятельности системы, хотя для многих систем некоторые страты, кажутся естественными, внутренне им присущими. Аспекты описания функционирования системы на различных стратах в общем случае не связаны между собой, поэтому принципы и законы, используемые для характеристики системы на любой страте, в общем случае не могут быть выведены из принципов, используемых на других стратах. Поэтому стратифицированное описание есть описание одной и той же системы с различных точек зрения. На каждой страте имеется свой собственный набор терминов, концепций и принципов. То, что является объектом рассмотрения на данной страте, более подробно раскрывается на нижерасположенной страте; элемент становится набором; подсистема на данной страте является системой для нижележащей страты.

 

9.2 Пример выполнения работы

Рассмотрим систему «Машина генерирующая текст». Данная система имеет лишь один выход – реальное физическое «произношение» литературного текста. Управление же системой может быть описана с помощью четырех страт (см. рис. 9.1).

 

Страта 4:Композиция

 

 

Страта 3: Предложения

 

 

Страта 2: Слова

 

 

Страта 1: Звуки

 

 

 

Рисунок 9. 1 – Представление машины, генерирующей текст, с помощью страт.

Первая страта имеет дело с генерацией букв, причем система описывается как машина, производящая звуки. На второй страте осуществляется объединение букв в последовательности, которые воспринимаются как слова в грамматике данного языка: система рассматривается как машина, производящая слова. На третьей страте система рассматривается с точки зрения построения предложений в соответствии с заданными синтаксическими и семантическими правилами. Наконец, на четвертой страте система оценивается в соответствии с определенными литературно-эстетическими стандартами с точки зрения стиля и литературной ценности всей композиции.

 

9.3 Порядок выполнения лабораторной работы

1. Изучите теоретическую часть данной лабораторной работы.

2. Определите основные уровни описания заданной системы.

3. Представте исследуемую систему с помощью страт.

 

Варианты систем для выполнения лабораторной работы: 1) процессор;

2) материнская плата; 3) ПЭВМ; 4) звуковая карта; 5) видеокарта; 6) монитор; 7) телефон; 8) автомобильная сигнализация; 9) автомат по сортировке овощей; 10) сканер.

9.4 Содержание отчета

Отчет должен включать: 1) цель работы; 2) исходные данные; 3) задачи работы; 4) теоретические сведения; 5) ход выполнения работы; 6) выводы.

9.5 Контрольные вопросы

1. Дайте определение многоуровневой иерархической системы.

2. Назовите основные виды иерархий.

3. Дайте понятие терминов «страта», «слой» и «эшелон».

4. От чего зависит выбор страт?