Принципы системного анализа и использование системного подхода при проектировании информационных систем
Лекция №1
(4.09.12)
Основные положения дисциплины:
1. Причинно-следственный взгляд. По анализу данных входа-выхода оценивается работа системы.
2. Целенаправленный взгляд. Функциональное обеспечение. Любая система создана для какой-то цели и должна обеспечивать реализацию какой-то функции.
Задачи теории систем:
1. Определение структур системы;
2. Организация взаимодействия подсистем в информационной системе и элементов этих подсистем между собой;
3. Учёт внешних воздействий внешней среды;
4. Выбор оптимальных структур системы;
5. Выбор оптимальных алгоритмов функционирования системы;
Система – организация, устройство, сочетание. Это комплекс взаимосвязанных элементов и совокупность элементов, которые находятся в определённых отношениях между собой и с внешней средой.
Система (фил) – это комплекс взаимодействующих элементов, которые находятся в отношениях и связях между собой и определённым образом создают целостное единство.
Система (совр) – это совокупность или множество объектов и процессов, которые называются элементами, взаимосвязанных и взаимодействующих между собой, они создают единое целое имеющее свойство, которые не характерны не одному из элементов отдельно.
Элемент – наипростейшая неделимая часть системы (функциональная задача).
Подсистема – более крупный, чем элемент, выделяется при первом уровне деления системы на части, состоит из элементов, которые целенаправленно работают над выполнением определённой функции.
Связи – компонент системы, которые обеспечивают взаимодействие между элементами, а так же взаимодействие между системой и внешней средой.
Примеры систем: общеобразовательная система, система правил дорожного движения, система уравнений, система массового обслуживания.
Примеры информационных систем: информационная система библиотеки, «выборы», «дорожное движение».
Сравнительный анализ структур проводится по информационным оценкам (показатель информационной сложности). Такую оценку
Ссложность = Ссобств + Свзаимосвязей
Суммарная сложность
Степень взаимного влияния в системе друг на друга.
Степень целостности, связности или взаимозависимости.
Формула (1)
Степень использования возможностей элементов, либо их самостоятельность, автономность частей в целом.
Формула (2)
Выбор варианта структуры может осуществляться по следующим показателям эффективности:
· оперативность – время реакции системы на управляющее воздействие или скорость изменений;
· централизация – возможность выполнения одним из элементов системы управляющих функций;
· периферийность – пространственное восприятие системы;
· живучесть – способность сохранять основные свойства при выходе из строя части элементов;
· объем – количественная характеристика структуры, которая определяется количеством элементов, связей или и того, и другого.
Декомпозиция – расчленение системы на части с целью её исследования и для проектирования.
(Титов, Волков, Денисов, Кочалов)
Лекция №2
(6.09.12)
Лекция №3
(11.09.12)
Лекция №4
(18.09.12)
Лекция №5
(20.09.2012)
Классификация организационных структур. Виды организаций и классификация.
Организационная структура – совокупность отделов и служб, которые занимаются построением и координацией функционирования системы менеджмента, разработкой и реализацией управленческих решений по выполнению бизнес-планов, инновационных проектов и прочего.
Признаки:
· по конфигурации (по способу связей);
конфигурация – основная характеристика, которая определяет классификацию структур по способу связей.
ü Цепная разомкнутая структура (вертикальная, горизонтальная, вертикально-горизонтальная);
ü Кольцевая (цепная замкнутая) структура;
ü Звездная структура;
ü Колесо/колесо с двойным ободом;
ü Веерная структура (по типу иерархии);
ü Всеканальная структура;
ü Сотовая структура;
· по роду связей;
ü Структуры непосредственного взаимодействия (горизонтальные связи которые позволяют организовать взаимодействие одного уровня, вертикальные – для взаимодействия разных уровней);
ü Структура относительной иерархической подчиненности (иерархическая упорядоченность, вертикальные связи с веерной вертикальной цепной, звездной конфигурацией и четкая определенность всех компонентов с установлением подчиненности друг другу);
ü Структура пропорциональной соподчиненности
ü по сферам функционирования;
· сферам функционирования:
ü Технологическая структура;
ü Организационно-управленческая структура;
ü Экономическая структура;
ü Социально-психологический вид структуры.
· по признаку департаментизации подразделений организаций.
Лекция №6
(25.09.2012)
Лекция №7
(2.10.2012)
Иерархия – соподчинённость, некий согласованный по соподчинённости порядок объекта. Иерархию проще показывать на графических структурах. Система с иерархической структурой это система с многоуровневым пирамидальным принципом построения с подчинённостью нижних уровней верхним.
Иерархичность – число уровней управления организационной структуры. Количественным показателем иерархичности являются коэффициенты, которые рассчитываются как отношение числа подсистем нижнего уровня (которыми управляют) к числу подсистем верхнего уровня (которые управляют).
По типу связей различают:
· моноиерархические системы, в таких системах передача управления и обратная связь в виде отчётной информации осуществляется только между нижним и верхним уровнем иерархии.
· полииерархические системы, в которых существуют связи меду подсистемами одного и того же одинаковыми уровня иерархии.
Связи одного и того же уровня – горизонтальные, между нижними и верхними уровнями – вертикальные.
Много-ранговые структуры имеют распределённую структуру по конфигурации и могут быть радиальными, древовидными, представлять собой цепочку, смешанные.
Принципы системного анализа и использование системного подхода при проектировании информационных систем.
Системное представление объектов и процессов связано с понятиями:
· Системность – общее понятие, обозначающее всевозможное проявление систем.
· Системный подход – методология научного познания и практической деятельности, в основу которых положено комплексное рассмотрение объектов как систем для выявления их целостностных свойств, закономерностей, связей, структур, особенностей функционирования и развития.
· Системные исследования – определение класса систем, определения структур, выявление правил их формирования, которые связаны с аппаратом исследования операций.
· Системный анализ – методология исследований целенаправленных систем с определением цели систем, выделением этапов разработки систем, построением модели, выбором формализованных и неформализованных методик и методов выполнения этапов исследования и разработки систем в определенных условиях.
Системология – системное исследование организационных систем.
Системотехника – системное исследование технических систем.
Структура системности и составляющих ее функций:
· системная теория ориентирована на объясняющую и систематизирующую функции.
· системный подход имеет ориентационную и мировоззренческую функцию.
· системный метод ориентирован на познавательную и методологическую функции.
Принципы системного анализа:
· решение новых задач, которые сводится к поэтапному наращиванию системы с централизацией видов обеспечения;
· принцип целесообразности;
· принцип относительности;
· принцип связности;
· принцип способности моделирования;
· принцип способности к управлению.
Преимущества системного анализа:
· исключение дублирования излишней информации;
· исключение дублируемых проектных решений;
· централизация разработки обеспечивающей части (информационной, математической, программной, технической, эргономической, лингвистической, организационной, правовой, методологической);
· возможность интеграции информационных процессов сбора, обработки, передачи, хранения, представления, выдачи информации;
· возможность системных решений по вопросу создания комплекса средств автоматизации.
Системный анализ может обеспечить одновременных охват всех функций системы при проектировании.
Максимальная типизация и стандартизация проектных решений.
Относительная автономность разработки отдельных элементов системы.
Централизация разработки обеспечений.
Этапы системного анализа:
· постановка задачи;
· структуризация системы;
· моделирование;
· исследование модели;
· анализ результатов.
Лекция №8
(4.10.12)
Этапы системного анализа:
1. Системный анализ. Постановка задачи: она связана с определением цели, определение исходных требований, формирования критериев, определение ресурсов, сроков реализации, режимов работы, определение функций системы и возможности реализации этих функций.
2. Структуризация системы. Декомпозиция системы, определяется входы и выходы, границы системы, определяются элементы системы и связи элементов системы между собой.
3. Моделирование. Построение моделей, проверка их адекватности, поиск компромисса между точностью модели и её сложностью.
4. Исследование модели. Выяснение поведения моделируемого объекта, накопления данных реакции модели на входные воздействия, прогнозирование поведения объекта при работе с моделью.
5. Анализ результатов. Сопоставление критериев, заданных на первых этапах поведению. На основании анализа результатов формируются рекомендации по совершенствованию проектных решений, либо продолжается работа, начиная с этапа 3,2,1.
С учётом различных аспектов анализа и проектирования выделяют следующие подходы:
· Системно-элементный подход. Ориентирован на выделение компонентов или частей системы, иначе называют перечислительным подходом. Для сложных систем не очень приемлем.
· Системно-структурный. Направлен на выявление состава системы, связей между её компонентами, предметам структурного подхода является исследование состава структуры конфигурации и топологии системы.
· Системно-функциональный подход. Направлен на изучение поведения системы в среде для достижения поставленных целей. Предмет исследования – динамические характеристики систем (устойчивость, живучесть, эффективность).
· Системно-генетический подход. Направлен на выяснение поведения системы с точки зрения развития во времени (системно-исторический).
· Системно-коммуникативный. Направлен на изучение системы с точки зрения её взаимодействий с другими системами.
· Системно-информационный подход. Направлен на изучение системы с точки зрения получения или сбора, передачи, обработки, хранения данных самой системы и связи с внешней средой.
· Системно-управленческий. Направлен на изучение системы с точки зрения обеспечения целенаправленного функционирования в условиях внутренних и внешних воздействий.
При использовании системного подхода, при постановке задачи, используется методы формализованного представления систем и методов. Системный подход предполагает в процессе исследований:
ü Разработка методик системного анализа,
ü Разработку с учётом детализации последовательности этапов системного анализа,
ü Разработку методов выполнения анализа на основании методов формализованного представления систем и методов автоматизации интуиции и опыта специалистов,
ü Привлечение специалистов в различных отраслях знаний,
ü Разработку методики структуризации целей,
ü Сохранение методики целостного представления при проектировании системы.