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

С_{сложность} = С_собств + С_{взаимосвязей}

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.