ИПиС. Литература по теме Тема Информационная система как сложная система
 Скачать 2.5 Mb.
|
|
Тема 2. Информационная система как сложная система Цели изучения темы: понять методологические основы теории информационных процессов и систем. Задачи изучения темы: овладеть основными понятиями и фундаментальными принципами теории систем; познакомиться с отличительными особенностями информационных систем ч точки зрения общей теории систем и системного анализа. Успешно изучив тему, Вы: Получите представление о: сущности методологии системного анализа, применительно к анализу информационных процессов и систем; подходе к решению задач синтеза информационных процессов и систем на основе агрегирования; применении концепций иерархических многоуровневых систем к исследованию и созданию информационных систем. Будете знать: чем характеризуются сложные системы, к которым относятся информационные системы; как можно математически описывать систему; что понимается под открытой информационной системой и на каких принципах может быть основано их создание. Вопросы темы: 1. Основные понятия теории систем. 2. Сложная система. 3. Модели систем. 4. Методология системного анализа. 5. Агрегатное описание систем. 6. Иерархичность информационных систем. 20 Вопрос 1. Основные понятия теории систем. Теория информационных процессов и систем занимается задачами, связанными с исследованиями и созданием информационных систем. Основу этой теории составляет общая теория систем, использующая концепцию «системы» как универсального представления некоторой сущности вне зависимости от конкретного воплощения и специфических свойств. Такое представление позволяет применять совокупность принципов и методов теории систем для изучения объектов и явлений любой природы. Термин система не имеет общепринятого определения. Основоположник теории систем Л.Берталанфи определял систему как совокупность элементов, находящихся в определенных отношениях друг с другом и со средой. Применение системного подхода к задачам построения и применения информационных систем должно учитывать тот факт, что эти системы создаются и используются для достижения четко определенных целей и задач. Под целью понимается ситуация или область ситуаций, которая должна быть достигнута в течение некоторого периода времени функционирования системы. Цель может задаваться требованиями к показателям результативности, ресурсоемкости, оперативности функционирования системы либо к траектории достижения заданного результата. Как будет видно из дальнейшего, цель для системы во многих случаях определяется старшей системой, для которой рассматриваемая система является подсистемой или элементом. Наличие или отсутствие у системы цели функционирования лежит в основе их разделения на искусственные и естественные системы. Естественные (природные) системы не имеют четко выраженной цели своего функционирования (во всяком случае, достоверно известной их исследователям). Искусственные системы представляют собой продукт целенаправленной деятельности человека и используются для решения определенных задач, представляющих некоторую полезность для своих создателей. Как следует из этой классификации, все информационные системы относятся к искусственным системам. Рассмотрение информационных систем как систем целенаправленных дает возможность применять специальные методы, в частности, методику структуризации целей и функций, которая рассматривается далее. С учетом этого обстоятельства будем опираться в дальнейшем на определение системы, предложенное В.Н.Волковой, где система S определяется как совокупность нескольких укрупненных компонентов, необходимых для ее существования и функционирования: 21 { },{ },{ },{ } def S Gls Str Tec Cnd , где {Gls – совокупность, или структура целей; {Str} – совокупность структур, реализующих цели; {Tec} – совокупность технологий (методов, алгоритмов и т.п.), реализующих систему; {Cnd} – совокупность условий существования системы, т.е., факторов, влияющих на создание и функционирование системы. Под структурой в этом определении понимается набор существенных связей между элементами системы, которые определяют, с одной стороны, как взаимодействуют ее подсистемы и элементы, так и, с другой стороны, свойства системы в целом. Приведенное определение системы позволяет проводить анализ информационных систем, отталкиваясь от целей, и рассматривать множество применяемых моделей в качестве их неотъемлемой составляющей. Вопрос 2. Сложная система. Одной из основных классификаций систем является их разделение на простые и сложные. Общепризнанной границы между этими классами нет. Однако в большинстве случаев отнесение системы к сложной делается тогда, когда система характеризуются тремя основными признаками: эмерджентностью, робастностью и неоднородностью связей между ее элементами. 1) Наиболее существенным свойством сложных систем является свойство интегративности, называемое также целостностью, или эмерджентностью. Оно означает, что система обладает некоторым качеством, которого нет ни у одной из ее составляющих. Например, отдельный компьютер или локальная сеть корпоративной информационной системы сами по себе не обеспечивают поддержку решения всех задач предприятия, но объединение их в единое целое такую возможность уже предоставляет. С другой стороны, утрата локальной сетью своей работоспособности как одной из подсистем корпоративной информационной системы приведет к утрате последней своей функциональной полезности. 22 2) Под свойством робастности сложных систем понимается способность системы сохранять свою полную или частичную работоспособность при отказе отдельных ее элементов или подсистем. Во многих искусственных системах эта возможность обеспечивается включением в систему функциональной или информационной избыточности, позволяющей уменьшить степень деградации выполняемых функций в зависимости от влияния возмущений. Примером использования такого подхода для построения информационных систем может служить технология RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks, или Redundant Array of Independent Disks). В этой технологии надежность (робастность) системы достигается за счет размещения массивов основных данных и их дубликатов на нескольких относительно недорогих (Inexpensive), физически независимых (Independent), но логически связанных между собой дисках. Простая система может находиться не более, чем в двух состояниях: полной работоспособности (исправном) и полного отказа (неисправном). 3) Характерным свойством сложных систем помимо значительного количества элементов является присутствие в них многочисленных и неоднородных связей между своими элементами. Основными типами считаются следующие виды связей: структурные (в том числе иерархические); функциональные; каузальные (причинно-следственные, отношения истинности); информационные; пространственно-временные. Простым примером разнородных связей могут служить компоненты программного обеспечения, с помощью которого отдельные задачи (функциональные связи) могут реализоваться несколькими модулями (структурные, конструктивные связи), использующими определенные базы данных (информационные связи). Вопрос 3. Модели систем. Одной из наиболее важных задач начального этапа системного анализа является задача определения границ, или изоляции системы от окружающей среды. Под окружающей средой, или окружением понимается множество систем за пределами рассматриваемой системы, которые оказывают влияние на эту систему и сами подвержены воздействию со стороны системы. Это множество может быть образовано как системами естественного, так и искусственного происхождения. 23 В кибернетике и теории систем решение этой задачи представляется в виде модели черного ящика (Рис.): Рис. 4. «Черный ящик» Причиной появления названия черный ящик является то, что в силу сложности изучения внутренних структуры и механизма поведения системы исследователь ограничивается изучением входных воздействий на систему и выходных результатов ее функционирования. Как будет видно из дальнейшего, модель черного ящика используется в целом ряде задач создания и применения информационных систем. Присутствующие в модели черного ящика связи системы со средой имеют направленный характер: связи, по которым среда влияет на систему, называют входами системы, связи, по которым система оказывает влияние на среду, называют выходами системы. Например, в системе автоматизированного расчета заработной платы входы могут представлять собой сведения из табеля учета и штатного расписания предприятия, выходом – платежная ведомость по конкретному временному периоду. Показанные на рисунке Рис. входы представляют собой множество управляемых входов, помимо них на систему оказывают влияние также неуправляемые входы, представляющие собой возмущающие воздействия со стороны окружающей среды. Эти воздействия могут вызываться как явлениями природного, так и искусственного происхождения. Например, причиной помех в радиоканале передачи данных могут служить как грозовые разряды, так и работа расположенных поблизости радиостанций. Воздействия искусственного происхождения могут носить как просто нежелательный (спам электронной почты, всплывающие окна), так и целенаправленный, злонамеренный (вирусные атаки, фишинг) характер. Каждая система характеризуется совокупностью своих свойств, выделяющих данную систему из множества других. Свойства задаются набором значений, называемых показателями. Показатели подразделяются на количественные и качественные. 24 К количественным относятся показатели, значение которых может быть измерено с помощью количественной шкалы (примером могут служить масса и размеры корпуса сотового телефона); остальные показатели относятся к качественным (например, цвет корпуса сотового телефона). Некоторые из показателей системы достаточно полно и однозначно характеризуют систему. Значения этих показателей в какой- то момент времени позволяют получить как бы мгновенную фотографию, «срез» системы. Совокупность этих значений называется состоянием системы. Если считать, что число показателей (переменных) состояния равно k, то состояние можно представить как точку в k-мерном фазовом пространстве. Совокупность всех возможных значений состояний {Z} называется пространством состояний. Текущее состояние системы Z определяет значение ее выходных параметров. Если система обладает способностью переходить из одного состояния в другое, то об этих переходах говорят как о поведении системы. Если обозначить через ( ) i z t состояние системы в момент времени i t , то некоторую совокупность состояний системы 1 2 ( ), ( ), ... ( ) r z t z t z t , упорядоченных по возрастанию i t , называется процессом функционирования системы, или просто процессом. Процесс функционирования можно представить как упорядоченное множество точек k-мерного фазового пространства. Каждой реализации процесса будет соответствовать своя фазовая траектория. Под эффективностью процесса понимается степень его приспособленности к достижению цели функционирования. Системы, в которых со временем происходят некоторые изменения, называются динамическими системами. Системы, где изменения со временем не происходят, носят название статических. Если обозначить множество управляемых входов через {x} множество неуправляемых входов (отражающих влияние среды на систему) через {n}, множество возможных состояний системы через {z} множество выходов системы через {y} (Рис. 5). 25 Рис. 5. Математическая запись модели черного ящика то модель черного ящика можно записать математически в виде: {y}=F({x}, {z}, {n}, t), где t -момент времени функционирования. Оператор (функция) F описывает закон функционирования системы. Оносуществляет преобразование независимых переменных в зависимые и отражает поведение системы во времени. Такое представление основано на кибернетическом подходе к анализу систем. Под качеством системы понимают совокупность существенных ее свойств, обусловливающих ее пригодность для использования по назначению. Оценивать качество можно и по одному обобщенному свойству, которое определяется на основе обобщенного показателя качества системы (об этом речь пойдет далее). В зависимости от степени взаимовлияния системы и среды системы разделяют на открытые и замкнутые. В открытой системе степень взаимовлияния велика, в силу чего невозможно однозначно предсказать, каким будет выход системы при известном входе. Понятие открытой системы конкретизируется в каждой предметной области. 26 В частности, открытыми информационными системами называются такие, которые обладают свойствами: переносимости или мобильности: программное обеспечение может переноситься на другие аппаратные платформы и в операционные среды; стандартности: программное обеспечение соответствует общепризнанному стандарту независимо от конкретного разработчика; масштабируемости: в систему могут добавляться программные и технические средства, отсутствующие в первоначальном варианте; интероперабельности: системой обеспечивается доступ пользователя, как в локальном, так и в удаленном режимах; совместимости: система способна взаимодействовать с другими системами с помощью информационных и программных интерфейсов. Построение открытых информационных систем может проводиться на основе технологии открытых систем, которая позволяет формировать необходимую среду. Для поддержки технологии открытых систем рабочей группой POSIX Института инженеров по электротехнике и электронике (IEEE) разработана эталонная модель среды открытых систем (Open System Environment Reference Model - OSE Reference Model, OSE/RM). В этой модели ( Рис. 6) присутствуют объекты трех типов (прикладного программного обеспечения, платформы программного обеспечения и объектов внешней среды) и интерфейсы (с объектами прикладных программ и с объектами внешней среды). Рис. 6. Модель OSE/RM 27 Нужное семейство стандартов в модели OSE определяется с помощью профиля, специфически задаваемого для определенного класса системы, - совокупности согласованных стандартов для спецификации служб, интерфейсов, протоколов, форматов данных. Следование стандартам принятого профиля в процессе создания системы обеспечит соблюдение перечисленных выше требований, предъявляемых к открытым системам. В замкнутой, или закрытой системе взаимовлияние системы и среды пренебрежимо мало, так что их можно считать изолированными друг от друга и есть возможность точно предсказать реакцию системы на управляемые входные воздействия. Примером замкнутой системы может служить локальная сеть для обработки конфиденциальной информации. Всякий объект может быть представлен как система, которую в целях более детального рассмотрения ее свойств можно представить состоящей из некоторого числа взаимодействующих между собой подсистем. Подсистемы, в свою очередь, можно также представить в виде множества подсистем. Этот процесс декомпозиции можно продолжать до момента, пока не будет достигнут уровень представления в виде отдельных элементов. Уровень разбиения на элементы и сами элементы не являются заранее установленным для всех систем и неизменным. Он определяется требованиями конкретной задачи: так, для некоторых задач анализа информационных систем и процессов, происходящих на некотором предприятии, элементами будут отдельные подразделения или службы этого предприятии, для других – отдельные исполнители или функциональные подсистемы, для третьих – отдельные устройства или программные модули. Вместе с тем, любой объект можно трактовать как одну из подсистем другой старшей системы (или суперсистемы, или сверхсистемы, или надсистемы). Эта подсистема взаимодействует с другими подсистемами. Продолжая процесс дальше, приходим к тому, что старшая система также представляет собой подсистему более старшей системы и так далее. Вопрос 4. Методология системного анализа. На начальных этапах жизненного цикла сведений, необходимых для решения задач анализа и синтеза информационной системы бывает, как правило, недостаточно. Таким образом, одну общую формализованную модель, которая позволяла бы получить все нужные для проектирования результаты (как качественные, так и количественные) построить практически невозможно. 28 Одним из наиболее эффективных подходов к решению в этом случае является системный анализ. Это название впервые появилось в 1948 году применительно к работам, проводимым американской корпорацией RAND. Под системным анализом можно понимать логически связанную совокупность теоретических и эмпирических положений из области математики, естественных наук и опыта разработки сложных систем, обеспечивающую повышение обоснованности решения конкретной проблемы. Значительное развитие этот подход получил с началом бурного развития средств вычислительной техники, по причине чего академик Н.Моисеев определял системный анализ как совокупность методов, основанных на использовании ЭВМ и ориентированных на исследование сложных систем – технических, экономических, экологических и т.д. Хотя однозначной трактовки термина не существует, можно выделить ряд характерных особенностей, присущих этому подходу. К этим особенностям относятся следующие. Постановка задачи отличается высокой степенью неопределенности и не допускает однозначной формализации. В системном анализе сочетаются количественные (формальные) методы с методами качественного анализа. В системном анализе используются математический аппарат и аппарат теории систем. Системный анализ концентрирует свое внимание на процессах целеобразования, используя для этого методику структуризации целей. Системный анализ использует в качестве одного из основных методов уменьшения неопределенности (расчленение системы на подсистемы). Таким образом, системный анализ имеет, универсальный и междисциплинарный характер. Системный анализ, проводимый в процессе создания информационной системы, включает задачи декомпозиции, анализа и синтеза. Декомпозиция (структуризация) рассматривается как составная часть анализа и означает представление системы в виде подсистем, состоящих из более мелких элементов. Анализ состоит в нахождении различного рода свойств системы или окружающей. Целью анализа может быть определение закона преобразования информации, задающего поведение системы. В этом случае необходимо провести агрегирование (композицию) системы в представление ее одним элементом. 29 Синтез преследует цель построения системы в соответствии с выявленными на этапе анализа целями, законами функционирования и требованиями к качеству системы. Ранее рассмотренные модели (в частности, модель черного ящика) являлись некоторым абстрактным представлением реального объекта. Такие модели носят название математических. Математическая модель в отличие от модели физической не имеет материального воплощения, и представляет собой описание объекта на некотором неформализованном, полуформализованном или формализованном языке (таким языком может быть, в частности, язык математический). Точность математических моделей обычно уступает точности физических, но затраты на их создание значительно меньше.В основу системного анализа положены математические модели. Вопрос 5. Агрегатное описание систем. Для достижения конечной цели этапа синтеза необходимо осуществить решение задачи обратной задаче анализа, основным инструментом решения которой является декомпозиция. Способом решения задачи синтеза является агрегирование, сущностькоторого заключается в построении единой модели системы на основе моделей, разработанных в результате анализа. Построенная в результате агрегирования модель носит название агрегата. Аналогично тому, как в процессе анализа для изучения различных свойств системы могут применяться различные модели, так и в процессе агрегирование каждая постановка задачи может потребовать построения своей модели. Например, при построении модели надежности функционирования корпоративной информационной системы могут оставаться без рассмотрения стоимостные показатели системы. Как следствие, для разработки моделей в типичном случае требуется применять различные средства (языки) моделирования. Принято различать несколько видов агрегирования. В тех случаях, когда целью агрегирования является синтез структуры системы, то говорят об агрегатах-структурах. При этом проектирование системы может потребовать составления описаний различных аспектов структуры системы. Например, структура программных средств информационной системы может характеризоваться как своим функциональным составом, так и составом модулей, которые представляют собой образующие систему конструктивные единицы. 30 Если требуется построить описание количественных признаков синтезируемой системы, то для этих целей используются агрегаты- операторы, представляющие собой зависимости выходных показателей от входных в виде функционала. Под агрегатом-оператором понимается объект, определяемый множествами T, X, U, Y, Z, оператором переходов H и оператором выходов G. Здесь множество T есть множество моментов времени, X – множество входных сигналов, U - множество сигналов управления, Y - множество выходных сигналов, Z - множество состояний системы. Все сигналы рассматриваются как функции времени, так что операторы H и G реализуют функции соответственно z(t) и y(t). Оператор переходов H однозначно определяет состояние системы z(t+Δt) в момент времени t+Δt по известным состоянию системы z(t), входному сигналу x(t) исигналу управления u(t) в момент времени t: z(t+Δt)=H{t, x(t), u(t), z(t)}. Оператор выходов G однозначно определяет значения выходных показателей системы z(t+Δt) в момент t+Δt по известным состоянию системы z(t),входному сигналу x(t) исигналу управления u(t) в момент времени t: y(t)=G{t, x(t), u(t), z(t)}. В общем случае оператор выходов G является случайным оператором и задается функцией распределения, а состояние системы в каждый момент времени t может быть задано значениями совокупности случайных величин 1 ( ) ( ( ),... ( )) k z t z t z t . Процесс, значения переменных состояния которого в любой момент времени являются случайными величинами, носит название случайного процесса. Существуют важные частные случаи случайных процессов (кусочно-непрерывные, кусочно- линейные, винеровские и др.), которые являются объектами изучения специальных теорий. Так как выбор фазовых переменных может производиться различными способами, то для одной и той же системы может быть построено множество агрегатов-операторов. Формализованное представление системы в виде агрегата- оператора позволяет получить значения различных числовых характеристик. Однако практическому построению и применению такой модели часто препятствуют трудности, вызываемые необходимостью включать в рассмотрение большое число параметров для обеспечения приемлемой точности модели. 31 Вопрос 6. Иерархичность информационных систем. Одной из основных закономерностей, присущих сложным системам, является иерархия (ερός – священный, σχύς – власть), или иерархическая упорядоченность. Под иерархией в теории систем понимается любой согласованный по подчиненности порядок объектов. В частности, управление большинством социальных организаций, предприятий и государственных структур строится по иерархическому принципу. Впервые иерархия была исследована Л.Берталанфи, который показал ее связь с закономерностями самоорганизации и развития открытых систем. В теории систем принято выделять три основных вида иерархии – стратифицированные системы, многослойные системы, многоэшелонные системы. Страты. В случае создания и сопровождения информационных систем сложность задачи заключается в необходимости соблюсти баланс между целостностью представления системы, которое должно быть получено в начальный период жизненного цикла, и ее детальным описанием на последующих этапах (проектирование, разработка, внедрение). Разработать единую методику, которая обеспечила бы решение всех задач на всех этапах жизненного цикла практически невозможно. Вместе с тем, использование системного подхода к созданию и сопровождению информационных систем позволяет на разных этапах жизненного цикла наполнять термин система разным смыслом. Это дает возможность аналитикам и проектировщикам в зависимости от характера стоящих перед ними задач рассматривать систему в разных формах ее представления и описания, используя различные модели и методы. Поэтому на практике применяется так называемое стратифицированное представление процесса проектирования, а сами уровни носят названия страт. Практика применения системного анализа показывает, что построение методик исследования и проектирования систем применительно к отдельным стратам является значительно более эффективным. Примером стратификации может служить модель электронной вычислительной машины. Ее функционирование обычно описывается не менее чем на двух стратах (рис. 7). На первой страте система описывается на языке физических законов, управляющих работой и взаимодействием ее составных частей, на второй страте используются абстрактные, не физические понятия – программа, оператор, информационные потоки. 32 На страте физических законов объектом интереса является функционирование различных электронных компонентов, на страте обработки информации изучаются проблемы организации вычислений, разработки программ и т.д., изолированно от лежащих в их основе физических законов. Рис. 7. Стратифицированное представление ЭВМ Используя этот подход можно рассматривать такую проблему как анализ текста, выделяя страты букв, слов, предложений, абзацев, текста в целом. Еще одним примером стратификации может служить модель взаимодействия открытых систем OSI, в котором выделяются семь уровней протокола (рис. 8). Рис. 8. Сетевая модель OSI 33 Модели позволяют преобразовывать вербальное (словесное) описание проблемной ситуации в формализованное описание, позволяющее применять математические методы, как для получения количественных характеристик, так и для их интерпретации аналитиком. Степень формализации определяется, в первую очередь, уровнем рассмотрения. Описания и проблемы на верхних стратах менее структурированы. Они содержат больше неопределенностей и более трудны для количественной формализации. Используемые здесь методы и модели часто носят чисто описательный характер или используют лишь частично формализованный язык описания. Проблема принятия решений на верхних уровнях может рассматриваться как более сложная. Для решения задачи на верхнем уровне могут использоваться приближенные модели и методы, что необходимо учитывать при интерпретации результатов. Переход к задачам нижележащего уровня осуществляется таким образом, чтобы учитывались результаты решения задач вышележащих уровней. Этот учет реализуется в виде определенной совокупности ограничений, задающих степень упрощения для моделей, создаваемых и применяемых на данном уровне. Таким образом, спектр моделей, применяемых в системном анализе и проектировании, достаточно широк. Существует много классификаций, которые могут оказаться полезными. Вместе с тем, одна и та же ситуация может описываться моделями разных классов в зависимости от требований задачи и объема имеющихся у исследователя знаний. Тем не менее, для целей изучения основных моделей, используемых в теории информационных систем, можно достаточно условно рассматривать различные подходы и методы решения в зависимости от уровня рассмотрения. Хотя установить однозначное соответствие между моделями и задачами нельзя, можно условно выделить некоторые основные виды моделей, применяемых для решения задач анализа информационных процессов и синтеза структуры и параметров процессов и систем на различных этапах их жизненного цикла (рис. 9). 34 Рис. 9. Модели и этапы жизненного цикла информационных систем Модели информационных процессов и систем, создаваемые на начальных этапах, рассматривают в первую очередь внешние характеристики системы без учета реализационных особенностей. Такие модели называют каноническими в отличие от рабочих моделей, которые создаются на последующих этапах. Концепции, положенные в основу моделей, будут рассматриваться в дальнейших разделах курса. Слои. Решения, принимаемые в сложных системах, характеризуются различной степенью неопределенности ситуации. В целях достижения большего качества результата и эффективности применяемой для его получения процедуры последняя реализуется в виде совокупности последовательных шагов, на каждом из которых решается своя задача. Выделение отдельных задач производится таким образом, что каждой из них соответствует свой уровень иерархии, называемый слоем. Решение задачи вышележащего слоя задает ограничения для модели, применяемой для решения на нижележащем слое. Это позволяет снижать неопределенность задачи нижележащего слоя. Многослойную иерархию иллюстрирует рис. 10. 35 Рис. 10. Многослойная иерархия принятия решения Каждый слой на Рис. представлен блоком принятия решения Dj, который вырабатывает ограничения Xj-1 для блока Dj-1. Пример многослойного управления процессом показан на (рис. 11). Рис. 11. Пример многослойного управления процессом На верхнем слое, слое самоорганизации, выбираются структура, функции и стратегия, используемые на нижележащих слоях с тем, чтобы обеспечить наилучшее приближение к цели, которая формулируется, как 36 правило, на вербальном уровне. Задачей слоя обучения, или адаптации является сужение неопределенностей для нижележащего слоя, что позволяет упростить используемую на этом слое модель. Решение этой задачи достигается путем проведения наблюдений за процессами и использования дополнительных источников информации. Нижний слой, слой выбора, определяет способ (алгоритм) воздействия на управляемый процесс. Эшелоны. Для представления сложных систем с организационной точки зрения в теории иерархических многоуровневых систем вводится понятие многоэшелонной иерархической структуры. Такая структура представляется в виде относительно независимых подсистем, каждая из которых имеет право принятия решения, а их иерархическое расположение определяется влиянием, которое оказывает на них вышестоящие подсистемы ( Рис.). Рис. 12. Многоэшелонная структура. Подсистемы всех уровней в многоэшелонных структурах наделяются определенной свободой, как выбора решения, так и выбора целей. Доказано, что этот принцип повышает эффективность функционирования всей системы. 37 Разрешение возможных конфликтов, обусловленных предоставлением свободы выбора, разрешается вмешательством вышестоящего эшелона. Для отражения степени вмешательства вышестоящего эшелона используются термины управление и координация. Система управлением принятием решений может использовать различные формы и способы вмешательства, поэтому многоэшелонные системы называются также организационной иерархией. Выводы: 1. В силу своих существенных свойств и особенностей информационная система относится к сложным системам. Это обусловливает необходимость проводить рассмотрение проблем анализа и синтеза информационных процессов и систем, опираясь на основные понятия и принципы общей теории систем с учетом специфических особенностей информационных систем. 2. Главным инструментом описания информационных систем с целью решения возникающих задач является математическое моделирование. Ввиду многообразия постановок задач и сложности объекта исследования создать единую модель практически невозможно, поэтому необходимо разрабатывать набор моделей. На начальном этапе исследований целесообразно применять модель «черного ящика», не требующую описывать внутреннюю структуру системы и взаимодействие ее элементов, о которых на этом этапе жизненного цикла информации еще недостаточно. 3. Основным подходом к исследованию информационных процессов и систем является методология системного анализа, которая носит универсальный характер и позволяет применять ее для исследования различных процессов в различных предметных областях. Одним из ключевых методов системного анализа является метод декомпозиции, реализующий систематическим образом принцип «разделяй и властвуй» по отношению к объекту исследования. 4. Основным подходом к решению задач синтеза является агрегирование, преследующее цель построения единой модели на основе построенной на этапе анализа совокупности моделей. В зависимости от конкретного случая могут применяться различные типы агрегатов. 5. В силу присущему информационным процессам и системам свойству иерархической упорядоченности построение и анализ моделей целесообразно проводить, представляя исследуемую системы в различных видах иерархии. Создание моделей системы с использованием концепции страт, слоев и эшелонов позволяет добиться достаточной точности описания, ограничить сложность создаваемых моделей и рационально организовать процесс исследования. 38 Вопросы для самопроверки: 1. Что называется системой? 2. Что понимается под целью функционирования системы? 3. Какие системы относят к естественным? 4. Какие системы относят к искусственным? 5. Какие системы называют целенаправленными? 6. Что понимается под структурой системы? 7. Какая система называется сложной? 8. Что означает свойство интегративности? 9. Что означает свойство робастности? 10. Что называется окружающей средой? 11. Что собой представляет модель черного ящика? 12. В каких случаях применяется модель черного ящика? 13. Что означает и для чего используется понятие свойства системы? 14. Что понимается под термином показатель? 15. Какие типы показателей существуют? 16. Что означает термин поведение системы? 17. Что называется процессом функционирования системы? 18. Что понимают под эффективностью процесса функционирования? 19. Что понимается под качеством системы? 20. В чем состоит отличие между открытой и закрытой системами? 21. Какими свойствами обладают открытые информационные системы? 22. Что такое подсистема? 23. Что понимается под термином декомпозиция? 24. Как можно определить сущность методологии системного анализа? 25. Что означают термины агрегат и агрегирование? 26. Какие типы агрегатов вы знаете? 27. Как записывается математическая модель агрегата-оператора? 28. Дайте определение понятия иерархия. 29. Что представляет стратифицированное представление процесса и зачем оно необходимо? 30. Что называют слоями, что отображается с помощью слоев? 31. Что можно представить с помощью многоэшелонной иерархической структуры? 39 Литература по теме: Основная литература: 1. Теория систем и системный анализ в управлении организациями: справочник/ ред. В. Н. Волкова и А. А. Емельянов. – М.: Финансы и статистика, 2012. - 848с. Дополнительная литература: 1. Анфилатов В. С. Системный анализ в управлении: учебное пособие/ Анфилатов В. С., Емельянов В. С., Кукушкин А. А. – М.: Финансы и статистика, 2009. - 368с. 2. Месарович М. Теория иерархических многоуровневых систем/ Месарович М., Мако Д., Такахара И. М. - М.: Мир,1973-344с. 3. Холл А. Опыт методологии для системотехники. - М.: Советское радио, 1975. – 448 с. |