Для чего применяется структурная модель системы упорядочивает

Для чего применяется структурная модель системы упорядочивает

11. Структурные и функциональные модели. Программирование как моделирование.

Функциональная модель предназначена для изучения особенностей работы (функционирования) системы и её назначения во взаимосвязи с внутренними и внешними элементами.

Функция — самая существенная характеристика любой системы, отражает её предназначение, то, ради чего она была создана. Подобные модели оперируют, прежде всего, с функциональными параметрами. Графическим представлением этих моделей служат блок-схемы. Они отображают порядок действий, направленных на достижение заданных целей (т. н. функциональная схема). Функциональной моделью является абстрактная модель.

Четкого определения структурной модели не существует. Так, под структурной моделью устройства могут подразумевать:

· структурную схему, которая представляет собой упрощенное графическое изображение устройства, дающее общее представление о форме, расположении и числе наиболее важных его частей и их взаимных связях;

· топологическую модель, которая отражает взаимные связи между объектами, не зависящие от их геометрических свойств.

Под структурной моделью процесса обычно подразумевают характеризующую его последовательность и состав стадий и этапов работы, совокупность процедур и привлекаемых технических средств, взаимодействие участников процесса.

Например, — это могут быть упрощенное изображение звеньев механизма в виде стержней, плоских фигур (механика), прямоугольники с линиями со стрелками (теория автоматического управления, блок-схемы алгоритмов), план литературного произведения или законопроекта и т. д. Степень упрощения зависит от полноты исходных данных об исследуемом устройстве и потребной точности результатов. На практике виды структурных схем могут варьироваться от несложных небольших схем (минимальное число частей, простота форм их поверхностей) до близких к чертежу изображений (высокая степень подробности описания, сложность используемых форм поверхностей).

Возможно изображение структурной схемы в масштабе. Такую модель относят к структурно-параметрической. Её примером служит кинематическая схема механизма, на которой размеры упрощенно изображенных звеньев (длины линий-стержней, радиусы колес-окружностей и т. д.) нанесены в масштабе, что позволяет дать численную оценку некоторым исследуемым характеристикам.

Для повышения полноты восприятия на структурных схемах в символьном (буквенном, условными знаками) виде могут указывать параметры, характеризующие свойства отображаемых систем. Исследование таких схем позволяет установить соотношения (функциональные, геометрические и т. п.) между этими параметрами, то есть представить их взаимосвязь в виде равенств f (x1, х2, …) = 0, неравенств f (x1, х2, …) > 0 и в иных выражениях.

Состояние прототипа – это совокупность свойств его составных частей, а также его собственных. Состояние – «моментальная» фотография прототипа для выбранного момента времени. С течением времени состояние может изменяться – тогда говорят о существовании процесса. В соответствии со сказанным возможно построение модели состояния и модели процессов. Модели первого типа называются структурными моделями, второго типа – функциональными моделями. Примерами структурных моделей являются чертеж какого-либо устройства, схема компьютера, блок-схема алгоритма и пр. Примерами функциональных моделей являются макет, демонстрирующий работу чего-либо; протез. Важнейшим классом функциональных моделей являются модели имитационные.

По характеру отображаемых свойств объекта ММ делятся на структурные и функциональные.

Структурные ММ предназначены для отображения структурных свойств объекта. В свою очередь, структурные ММ делятся на топологические и геометрические.

Описание математических соотношений на уровнях структурных, логических и количественных свойств принимает конкретные формы в условиях определенного объекта.

Функциональные ММ предназначены для отображения физических или информационных процессов, протекающих в технологических системах при их функционировании.

Обычно функциональные ММ представляются системой уравнений, описывающих фазовые переменные, внутренние, внешние и выходные параметры.

В проектных процедурах, связанных с функциональным аспектом проектирования, как правило, используются ММ, отражающие закономерности процессов функционирования объектов, т.е. функциональные модели. Типичная функциональная модель представляет собой систему уравнений, описывающих либо электрические, тепловые, механические процессы, либо процессы преобразования информации.

В то же время в процедурах, относящихся к конструкторскому аспекту проектирования, преобладает использование математических моделей, отражающих только структурные свойства объекта, например его геометрическую форму, размеры, взаимное расположение элементов в пространстве, т. е. структурные модели. Структурные модели чаще всего представляются в виде графов, матриц инциденций и смежности, списков и т. п. [ 38 ].

Как правило, функциональные модели более сложные, поскольку в них отражаются также сведения о структуре объектов. Однако при решении многих задач конструирования использование сложных функциональных моделей неоправданно, так как нужные результаты могут быть получены на основе более простых структурных моделей. Функциональные модели применяют преимущественно на завершающих этапах верификации описаний объектов, предварительно синтезированных с помощью структурных моделей.

Проектирование технологического процесса изготовления изделия также характеризуется различными иерархическими уровнями : самый высокий уровень — разработка принципиальной схемы технологического процесса, который включает отдельные этапы, причем этап может содержать несколько или одну операцию. В данном случае оператором будет являться этап технологического процесса. Моделирование технологических процессов разного уровня происходит с помощью различных моделей и алгоритмов.

Программирование как моделирование

Составление любой модели проходит несколько этапов. На первом этапе выполняется словесная постановка задачи. Здесь определяется объект модели, начальные условия и что должно получиться в результате. Ключевая фраза: «Я хочу, чтобы. ». Следующим этапом является формализация, где уясняются существенные свойства объекта и их взаимосвязь. Так как различные свойства существенны в различной степени для данной модели, то часть из них отбрасывается как несущественные. В силу последнего замечания адекватность модели реальности будет в той или иной степени приближенной.

Последний этап состоит в программировании, то есть в перенесении полученной математической модели в среду ЭВМ. На этом этапе выбирается конкретная среда работы, или среда языка программирования, или среда существующего приложения, или то и другое. Создается, собственно, модель в виде программы или пользовательского документа. Проводятся тестирования модели с целью выяснения работоспособности и степени адекватности полученной модели. По завершению создаются инструменты работы с моделью (интерфейс).

Приведенное выше разделение моделирования на этапы носит в известной степени условный характер, так как они могут пересекаться, дополнять друг друга.

Источник

Структурная модель системы

Приведенное раннее конструктивное определение системы (система есть совокупность взаимосвязанных элементов, выделенных из среды и взаимодействующих с ней как целое); понятия формальной и материальной структуры позволяют говорить о структурной схеме (модели) системы, объединяющей модели «черного ящика», состава, структуры. В этой модели описываются все элементы системы, все связи между элементами внутри системы и связи определенных элементов с окружающей средой (входы и выходы системы). Все структурные схемы имеют нечто общее, что побудило рассматривать их как особый объект математических исследований. Наиболее общей математической моделью описания структурной схемы являются различные графовые модели. Графы могут изображать любые структуры, при этом некоторые типы структур имеют особенности, важные для практики, выделены в специальные классы. Так, при описании организационных систем наибольшее применение получили линейные, иерархические и матричные структуры; производственно-технологические системы описываются сетевыми структурами. Так, например, для производственных процессов в качестве его топологического описания обычно используется понятие производственно-технологической структуры, под которой будем понимать совокупность элементарных производств и видов деятельности, упорядоченную в соответствии с технологической последовательностью получения промежуточных и конечных продуктов деятельности системы.

В формализованном виде производственно-технологическая структура представляется в виде графа типа «сеть» (рис 5.3), где вершины — «элементарные» хозяйственные подразделения, реализующие процессы преобразования ресурсов в конечные (промежуточные) продукты, а дуги U – промежуточные продукты либо другие ресурсы, производимые (представляемые) одними подразделениями и потребляемые другими.

Рис 5.3. Сетевая структура

Если же в качестве объекта исследования будем рассматривать систему управления, ее топологическое описание можно представить в виде организационно-функциональной структуры, под которой будем понимать совокупность органов управления объектом, образующую определенную иерархическую систему с соответствующей технологией процессов планирования и управления.

В формализованном виде организационно-функциональная структура может быть представлена графом типа «дерево», где вершины соответствуют структурным подразделениям аппарата управления, а дуги – существующим административным подчиненностям.

Рисунок 5.4- Иерархическая структура

Следует отметить, что одной структурной информации, которая содержится в графовых моделях для ряда исследований, недостаточно. В этом случае методы теории графов становятся вспомогательными, а главными становится рассмотрение конкретных функциональных зависимостей между входными, внутренними и выходными переменными системы.

Объект – ВУЗ, модель состава: учебная система, абитуриенты, студенты, преподавательский состав, система финансирования, управляющий состав, обслуживающий состав.

Модель структуры:

Основная цель, достигнутая в ходе структурного моделирования – создание упорядоченных моделей систем и отображение взаимодействия их подсистем и элементов между собой.

Источник

Презентация по информатике на тему «Структурные информационные модели»

Описание презентации по отдельным слайдам:

Структурные информационные модели

Особое место в информатике занимают так называемые структурные информационные модели, которые определяют построение таких важных средств, как базы данных (структурные хранилища информации) и, соответственно, системы управления базами данных.

Информационная система представляет собой упорядоченную систему данных. Наиболее простыми информационными структурами являются : Списки Таблицы Схемы Графы Наиболее простой пример табличного структурирования информации – школьное расписание уроков.

Сетевая модель Сетевые информационные модели применяются для отражения таких систем, в которых связь между элементами имеет сложную структуру. Свойства : В сетевой модели каждый узел может иметь любое количество связей с другими узлами без соблюдения какой бы то ни было иерархии Узел1 Узел2 Узел3 Узел 4 Узел5 Узел6 Структура сетевой модели данных

ПРИМЕР : Различные части глобальной компьютерной сети Интернет (американская, европейская, российская и т.д) связаны между собой высокоскоростными линиями связи. При этом какие-то части (американская) имеют прямые связи со всеми региональными частями, а в то время как другие могут обмениваться информацией между собой только через американскую часть (например, российская и японская)

Табличная (реляционная модель) Каждый объект моделируемой системы описывается в виде таблицы с набором атрибутов. Атрибуты или поля – это построчные ячейки таблицы. Взаимосвязь между таблицами описывается в виде таблицы с набором атрибутов

ПРИМЕР: Например, компания, торгующая бытовой электроникой, наверняка имеет следующую информацию в разных таблицах (2.1-2.3) 2.1 2.2 2.3 Код производи-теля Название производителя Адрес … … … Код производи-теля Код товара Цена товара … … … Код товара Наименование товара … ….

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс профессиональной переподготовки

Методическая работа в онлайн-образовании

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Номер материала: ДБ-1413662

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами

Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно

Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате

Время чтения: 1 минута

В России утвердили квоты приема на целевое обучение в вузах на 2022 год

Время чтения: 3 минуты

Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст

Время чтения: 1 минута

Службы примирения появятся в каждой школе Москвы до конца учебного года

Время чтения: 1 минута

В России отцы охотнее дают деньги детям на карманные расходы, чем матери

Время чтения: 2 минуты

Кузнецова призвала разработать закон о психологической помощи

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Бизнес-процессы. Моделирование, внедрение, управление.

4.5. Структурные модели процессов организации.

В этом параграфе мы рассмотрим особенности использования структурных моделей при описании процессов организации.

Под структурной будем понимать модель, включающую в себя упорядоченный по определенному принципу набор процессов (групп процессов) с указанием основных связей между ними.

Основное назначение структурной модели – показать, как устроен бизнес организации, раскрыть информацию об основных группах процессов и их взаимосвязях. Структурная модель не показывает последовательность выполнения процессов во времени.

Структурные модели можно использовать локально (не в системе процессов организации) для схематичного описания состава процессов, декомпозированных на следующий уровень. Например, такая структурная схема может быть представлена в регламенте двухуровневого процесса.

Для формирования структурных моделей используются соответствующие нотации: IDЕF0, АRIS Vаluе Аddеd Сhаin, Vаluе Strеаm Мар (информационные потоки) компании Тоуоtа, модель цепочек создания ценности и др. Информация о них содержится во многих публикациях, поэтому в своей книге я не стану касаться этого вопроса.

Структурные модели процессов, как правило, применяются для:

• описания, анализа бизнес-модели организации и определения возможных направлений ее реорганизации;

• разработки системы бизнес-процессов организации по принципу «сверху вниз»;

• системного описания процессов, которые необходимо автоматизировать (например, в ЕRР-системе);

• описания состава процессов, декомпозированных на следующий уровень (несистемное, фрагментарное использование).

Рассмотрим деятельность торговой компании (розничная торговля продуктами питания). На рис. 4.5.1 показан пример структурной модели процессов, выполненной без использования специализированной нотации на основе анализа цепочек создания ценности, осуществляемых компанией.

_{Рис. 4.5.1. Пример структурной модели торговой компании}[89]

На рис. 4.5.1 видно, что в модели выделено семь групп процессов. Цель ее построения – демонстрация возможного варианта определения и группировки процессов торговой компании. Такая модель может быть представлена руководителям верхнего уровня для согласования. В дальнейшем модель используется при построении системы процессов организации.

На рис. 4.5.2 та же модель, что и на рис. 4.5.1, только выполненная в стандарте IDЕF0.

Анализируя рис. 4.5.2, отмечу, что многочисленные стрелки, которые обычно представлены на схемах IDЕF0, не так уж важны руководителям бизнеса для понимания и использования модели. Менеджеры крупной торговой компании, проработавшие в бизнесе много лет, хорошо представляют себе основные результаты работы каждого структурного подразделения (ассортиментная матрица, план продаж и закупок и т. п.). Поэтому загромождение структурной схемы стрелками скорее развлечение, а не деятельность бизнес-аналитика, полезная для управления. Нужно стремиться минимизировать количество стрелок, сохраняя при этом информативность схемы.

_{Рис. 4.5.2. Пример структурной модели процессов торговой компании[90]. Стандарт IDЕF0}

Однако в случае проектирования компании с нуля проработка основных связей на структурной схеме очень полезна. Но такие случаи на практике встречаются редко.

Вопрос пользы структурных моделей для решения задач бизнес-моделирования спорный. С моей точки зрения, построение сложной, многоуровневой системы процессов организации в одной модели IDЕF0 (или в другой нотации) излишне. Если соблюдать все формальные правила, то в такой модели может получиться семь-восемь уровней декомпозиции. Реальную же ценность для последующего описания и регламентации имеют один-два нижних уровня, где выполняются конкретные операции и осуществляется реальный документооборот. Именно на этих уровнях процессы можно описать в формате Wоrк Flоw и при помощи этих описаний сформировать регламенты работы сотрудников («регламент процесса», «инструкция по выполнению процесса» и т. п.). Вопрос в том, как разработать адекватный реальному бизнесу иерархический справочник процессов[91]. Если можно обойтись без сложной (понятной только бизнес-аналитику) структурной модели процессов, то и не нужно ее создавать.

Примечание. В крупной, давно работающей компании построение сложной структурной модели может не принести ожидаемого результата. Дело в том, что топ-менеджмент вряд ли решится перекраивать весь бизнес по модели в IDЕF0. А с точки зрения регламентации на операционном уровне все верхние уровни (3–5-й) в модели IDЕF0 бесполезны.

Другое дело, если нужно спроектировать новый бизнес. Эта работа выполняется по принципу «сверху вниз», так как действующих процессов и самой компании пока нет. Анализ структуры и связей процессов на верхнем и среднем уровнях полезен для принятия решений о структуре будущей организации и закреплении групп процессов за подразделениями.

Итак, структурная модель процессов нужна:

• бизнес-аналитикам для понимания деятельности организации и создания адекватной системы процессов (в первую очередь для корректного перехода к процессам уровня Wоrк Flоw – регламентируемым или автоматически исполняемым в ВРМS процессам);

• руководителям организации для:

– уточнения зон ответственности, целей и задач их деятельности;

– анализа и совершенствования архитектуры бизнеса;

• руководителям и бизнес-аналитикам при проектировании нового бизнеса.

Замечу, что среди руководителей компаний желающие работать со структурной графической моделью процессов верхнего уровня встречаются редко. Поэтому многоуровневая структурная модель (например, в IDЕF0) – удел узкого круга бизнес-аналитиков. В лучшем случае руководители используют диаграмму первого уровня, которую размещают на стенде с нормативно-методической документацией.

Источник

Для чего применяется структурная модель системы упорядочивает

Исследование некоторой реальной системы состоит из двух этапов: этапа анализа и этапа синтеза.

Системным анализом называется исследование реальных объектов и явлений с точки зрения системного подхода, состоящее из этапов анализа и синтеза.

Модель «черного ящика»

В простейшем случае бывает достаточно иметь представление о взаимодействии системы с внешней средой, не вдаваясь в подроб­ности ее внутреннего устройства. Например, при использовании сложной бытовой техники вам совсем не обязательно знать ее устройство. Достаточно знать, как ею пользоваться, т. е. какие управляющие действия можно с ней производить (что на входе) и какие результаты вы будете при этом получать (что на выходе). Все эти сведения содержатся в инструкции для пользователя.. Такое описание системы называется моделью «черного ящика» (рис. 1.2).

Модель состава

Как отмечалось выше, результатом анализа системы является определение ее состава. Если описание системы ограничить пере­числением ее частей, то мы получим модель состава. Например, модель состава системы «Университет» представлена на рис. 1.3.

Каждая из отмеченных на рис. 1.3 составляющих системы «Университет» является подсистемой со своим составом. Поэтому для этих подсистем также можно построить свои модели состава. Разумеется, такой модели недостаточно для того, чтобы понять, как функционирует университет. И все-таки она дает более под­робное представление об университете, чем модель «черного ящика».

Структурная модель системы

Структурную модель системы еще называют структурной схе­мой. На структурной схеме отражается состав системы и ее внут­ренние связи. Для отображения структурной схемы системы ис­пользуются графы.

Еще один пример графа показан на рис. 1.5. Это структурная модель молекулы углеводорода. Вершинами являются атомы во­дорода и углерода, ребра отображают валентные связи.

Связь между двумя станциями метро, соединенными линией движения, является двунаправленной, поскольку поезда могут двигаться в обе стороны. Валентная связь между атомами молеку­лы также не имеет выделенного направления. Такие графы назы­ваются неориентированными. Если же связь между двумя эле­ментами системы действует только в одну сторону, то на графе она отображается направленной стрелкой. Такой граф называется ориентированным. Направленные линии связи на графе называ­ются дугами.

На практике часто встречаются системы с иерархической структурой, граф которых называется деревом (рис. 1. 7).

Система основных понятий

Вопросы и задания

1. Какие существуют типы моделей систем? Чем они различаются?

2. Что такое граф? Из чего он состоит?

3. Какой граф называется неориентированным? Приведите примеры.

4. Какой граф называется ориентированным? Приведите примеры.

5. Нарисуйте в виде графа систему, состоящую из четырех одноклассников, между которыми существуют следующие связи (взаимоотношения): дружат — Саша и Маша, Саша и Даша, Маша и Гриша, Гриша и Саша. Анализируя полученный граф, ответьте на вопрос: с кем Саша может поделиться секретом, не рискуя, что тот станет известен кому-то другому?

6. Нарисуйте два варианта графа системы «Компьютер», содержащего следующие вершины: процессор, оперативная память, внешняя память, клавиатура, монитор, принтер:

а) линия связи обозначает отношение «передает информацию»;

б) линия связи обозначает отношение: «управляет».

Презентация. Модели систем. Системный анализ смотреть

Источник