Структура и методика системного анализа

В настоящее время существует несколько методик системного анализа. В данном учебном пособии предлагается структура и методика СА для решения проблем, предложенная В.С.Анфилатовым [2].

Если считать, что проблема есть несоответствие желаемого и действительному, то общий процесс решения проблемы можно представить в виде цикла (рис. 1.1.). При этом проводятся сначала декомпозиция и анализ системы, позволяющие выявить сущность проблемы, соответствие целей системы и порядка ее функционирования, а затем – синтез системы, в ходе которого предлагается физическая система, снимающая проблему. В этом случае также проводится оценка анализируемой и синтезируемой систем и принимается решение об реализации новой (или существующей модифицированной) системы.

Рис. 1.1. Общий подход к решению проблем

Стоит отметить, что при таком подходе выделяется еще одно определение системы: система есть средство решения проблем. И действительно, представление любой проблемы, технической или экономической задачи в виде системы позволяет эффективнее принять управленческое решение, разработать новую или модернизировать старую, достигнув при этом максимально возможных положительных результатов.

Основные задачи системного анализа могут быть представлены в виде трехуровневого дерева функций (рис. 1.2.).

Рис. 1.2. Структура системного анализа

На первом этапе – декомпозиции – обеспечивается общее представление системы, причем декомпозиция проводится только до того уровня, когда возникает необходимость представления какого-либо элемента в виде подсистемы. Выходом за пределы декомпозиции будет ситуация, когда при проведении исследования начинается описание внутреннего алгоритма функционирования элемента вместо закона его функционирования в виде «черного ящика». В автоматизируемых методиках типичной считается декомпозиция модели до 5-6 уровня.

На втором этапе – анализа – обеспечивается детальное представление исследуемой системы. Для этого используются следующие виды анализа:

1. Функционально-структурный анализ позволяет сформулировать требования к создаваемой системе (уточняется состав и законы функционирования элементов, алгоритмы функционирования и взаимосвязи подсистем, разделяются управляемые и неуправляемые характеристики, задаются пространство состояний Z и параметрическое пространство Т, а также анализируется целостность системы).

2. Морфологический анализ – анализ взаимосвязи компонентов.

3. Генетический анализ – анализ предыстории, причин развития ситуации, имеющихся тенденций, построение прогнозов.

4. Анализ аналогов.

5. Анализ эффективности системы по результативности, ресурсоемкости и оперативности. При проведении этого анализа выбирается шкала измерения, формируются показатели эффективности, проводится оценива­ние и анализ полученных оценок.

6. Формирование требований к создаваемой системе, вклю­чая выбор критериев оценки и ограничений.

Первые два этапа системного анализа являются наиболее сложными. Это связано с высокой степенью неопределен­ности, которую требуется преодолеть в ходе исследования.

На третьем этапе – синтеза – происходит непосредственное решение проблемы и реализация новой (или модернизированной) системы.

1. Разработка модели требуемой системы (выбор математи­ческого аппарата, моделирование, оценка модели по критериям адекватности, простоты, соответствия между точностью и слож­ностью, баланса погрешностей, многовариантности реализаций, блочности построения).

2. Синтез альтернативных структур системы, снимающей проблему.

3. Синтез параметров системы, снимающей проблему.

4. Оценивание вариантов синтезированной системы (обоснование схемы оценивания, реализация модели, проведение эксперимента по оценке, обработка результатов оценивания, анализ результатов, выбор наилучшего варианта).

Рис. 1.3. Упрощенная функциональная диаграмма синтеза системы

По завершении трех этапов системного анализа проводится оценка степени снятия проблемы, т.е. определяется, насколько синтезированная система позволяет решить проблемы, существовавшие в исходной исследуемой системе.

1.6. Тестовые задания

1. В чем заключается особенность современной науки?

a) универсальность

b) дифференцируемость

c) применение математических моделей

d) постановка неразрешимых задач

2. Кто впервые указал на необходимость учитывать взаимодействие между исследователем и изучаемой системой?

a) основоположник кибернетики У.Р.Эшби

b) крупнейший ученый XX века А.Эйнштейн

c) физик Р.Оппенгеймера

d) основоположник теории систем Людвиг фон Берталанфи

3. Как называется тип определения системы, при котором система определяется через ее свойства, внешние проявления

a) конструктивное

b) дифференцированное

c) дескриптивное

d) математическое

4. Какие выделяют виды связей в системе, классифицирующихся по месту приложения?

a) направленные и ненаправленные

b) сильные и слабые

c) прямые и обратные

d) внутренние и внешние

5. К какому классу систем по степени сложности относится ЭВМ?

a) простая

b) сложная

c) большая

d) не поддается классификации

6. Какой постулат принципа функционирования систем гласит: «анализ и синтез сложной системы осуществляется путем расчленения ее на подсистемы, располагаемые по уровням»?

a) постулат целостности

b) постулат декомпозиции

c) постулат автономности

d) постулат дополнительности

7. С точки зрения кибернетики и системного анализа, что является основой саморегулирования и развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования?

a) обратная связь

b) интегративные факторы

c) открытость системы

d) отсутствие негативного воздействия на систему со стороны внешней среды

8. Какой порядок реализации системного подхода к решению проблем является верным?

a) анализ – декомпозиция – синтез системы

b) синтез – анализ – декомпозиция системы

c) декомпозиция – анализ – синтез системы

d) синтез – декомпозиция – анализ системы

9. На каком этапе реализации системного подхода обеспечивается детальное представление исследуемой системы?

a) анализ

b) декомпозиция

c) оценивание системы

d) синтез

10. В чем заключается этап Разработки модели требуемой системы при проведении системного синтеза?

a) в выборе математи­ческого аппарата

b) в моделировании

c) в оценке модели по критериям адекватности, простоты, многовариантности реализаций и т.д.

d) во всем вышеперечисленном.

Верные ответы на тестовые задания подчеркнуты.