ОБЩАЯ ТЕОРИЯ СИСТЕМ Лекция 2 Общая характеристика и классификация систем
ТЕМА 1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ Содержание 2 -ой лекции: 1. Система классификации. Определения и общая классификация систем. 2. Понятие управления. 3. Системы управления. 4. Управление в организационно экономических системах. 5. Адаптивные системы. 2
СИСТЕМА КЛАССИФИКАЦИИ Классификация, это система распределения объектов (предметов, явлений, процессов, понятий) по классам в соответствии с определенными признаками. Иногда классификацию определяют как процедуру расположение в группы или категории в соответствии с установленными правилами или критериями. Пример классификации будем разделять всех животных в классах: вкусный, съедобный, а не съедобны. Под объектом понимается любой предмет, процесс, явление материального или нематериального свойства. Система классификации позволяет сгруппировать объекты и выделить определенные классы, которые будут характеризоваться рядом общих свойств. 3
В научной и практической деятельности понятие «классификация» можно интерпретировать тремя классами задач классификации: 1. Классификация – разделение исходного множество объектов на подмножества (классов): описание классификационных признаков и их иерархию. 2. Классификация выделение и описание формальных правил описания границ по каждому классу – дискриминантных функций. 3. Классификация отнесение объекта к конкретному классу объектов с оценкой мерой близости. 4
Алгоритмы обработки данных преследуют разные цели, обрабатывают разную информацию, реализуются разными способами. При любой классификации желательно, чтобы соблюдались следующие требования: • полнота охвата информационных объектов рассматриваемой области; • однозначность атрибутов; • возможность включения новых объектов. Классификация напрямую связана с разработкой классификаторов. Классифика тор, или (от лат. classis — разряд и facere — делать) — систематизированный перечень наименованных объектов, каждому из которых в соответствие дан уникальный код. В нашей стране разработаны и применяются государственные, отраслевые, региональные классификаторы. Для конкретного предприятия выделяют локальные классификаторы. Например, классифицированы: отрасли промышленности, оборудование, профессии, единицы измерения, статьи затрат и т. д. При классификации широко используются понятия классификационный признак и значение классификационного признака, которые позволяют установить сходство или различие объектов. 5
Пример классификатора КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ МИНИСТЕРСТВО ТРУДА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ОБЩЕРОССИЙСКИЙ КЛАССИФИКАТОР ПРОФЕССИЙ РАБОЧИХ, ДОЛЖНОСТЕЙ СЛУЖАЩИХ И ТАРИФНЫХ РАЗРЯДОВ ОК 016 -94 Структура кодового обозначения профессий рабочего (должности служащего) в классификаторе: Х ХХХХ Х / / контрольное число (КЧ) │ │ └──────────────────────── │ │ серийно порядковый номер объекта классификации │ └──────────────────────────── │ │ профессия └──────────────────────────────── должность 6
Пример классификатора ПРОФЕССИИ РАБОЧИХ ──────┬────────────────────┬────┬───────┬───── Код │ КЧ │ Наименование профессии │Диапазон│ Код │ Код │ │тарифных│ выпуска│ по │ │разрядов │ ЕТКС │ ОКЗ ──────┴────────────────────┴────┴───────┴───── 10003 5 Авербандщик 2 5 47 7332 10005 4 Авиационный механик (техник) по планеру 2 6 57 7515 и двигателям 10007 3 Авиационный механик (техник) по приборам 2 6 57 7515 и электрооборудованию 10008 8 Авиационный механик (техник) по 2 6 57 7515 радиооборудованию 10010 5 Авиационный техник (механик) по 4 6 57 7515 парашютным и аварийно спасательным средствам 10012 4 Авиационный техник по горюче смазочным 3 5 57 7515 материалам 10013 9 Автоклавщик 3 4 30 8152 7
Сегодня разработаны три методов классификации объектов: иерархический, фасетный и дескрипторный. Эти методы различаются разной стратегией применения классификационных признаков. Иерархическая классификации следующим образом: система строится Иерархическая система классификации • исходное множество элементов составляет 0 -й уровень и делится в зависимости от выбранного классификационного признака на классы (группировки), которые образуют 1 -й уровень; • каждый класс 1 - го уровня в соответствии со своим, характерным для него классификационным признаком делится на подклассы, которые образуют 2 -й уровень; • каждый класс 2 -го уровня аналогично делится на группы, которые образуют 3 -й уровень, и т. д. 8
Запомните! В иерархической системе классификации из за жесткой структуры особое внимание следует уделить выбору классификационных признаков. В иерархической системе классификации каждый объект на любом уровне должен быть отнесен к одному классу, который характеризуется конкретным значением выбранного классификационного признака. Для последующей группировки в каждом новом классе необходимо задать свои классификационные признаки и их значения. Выбор классификационных признаков будет зависеть от семантического содержания того класса, для которого необходима группировка на последующем уровне иерархии. Количество уровней классификации, соответствующее числу признаков, выбранных в качестве основания деления, характеризует глубину классификации. Достоинства иерархической системы классификации: • простота построения; • использование независимых классификационных признаков в различных ветвях иерархической структуры. Недостатки иерархической системы классификации: • жесткая структура, которая приводит к сложности внесения изменений, так как приходится перераспределять все классификационные группировки; • невозможность группировать объекты по заранее не предусмотренным сочетаниям признаков. 9
Схема построения фасетной системы классификации представлена в виде таблицы (см. нижний рисунок). Названия столбцов соответствуют выделенным классификационным признакам (фасетам), обозначенным Ф 1, Ф 2, . . . , Фi. . . , Фn. Например, цвет, размер одежды, вес и т. д. Произведена нумерация строк таблицы. В каждой клетке таблицы хранится конкретное значение фасета. Например, фасет цвет, обозначенный Ф 2, содержит значения: красный, белый, зеленый, черный, желтый. Фасетная система классификации в отличие от иерархической позволяет выбирать признаки классификации независимо как друг от друга, так и от семантического содержания классифицируемого объекта. Признаки классификации называются фасетами (facet — рамка). Каждый фасет (Фi) содержит совокупность однородных значений данного классификационного признака. Причем значения в фасете могут располагаться в произвольном порядке, хотя предпочтительнее их упорядочение. Фасетная классификация 10
Процедура классификации состоит в присвоении каждому объекту соответствующих значений из фасетов. При этом могут быть использованы не все фасеты. Для каждого объекта задается конкретная группировка фасетов структурной формулой, в которой отражается их порядок следования: Ks=( Ф 1, Ф 2, . . . , Фi, . . . , Фn), где Фi i й фасет; n количество фасетов. При построении фасетной системы классификации необходимо, чтобы значения, используемые в различных фасетах, не повторялись. Фасетную систему легко можно модифицировать, внося изменения в конкретные значения любого фасета. Достоинства фасетной системы классификации: • возможность создания большой емкости классификации, т. е. использования большого числа признаков классификации и их значений для создания группировок; • возможность простой модификации всей системы классификации без изменения структуры существующих группировок. Недостатком фасетной системы классификации является сложность ее построения, так как необходимо учитывать все многообразие классификационных признаков. 11
Дескрипторная система классификации Для организации поиска информации, для ведения тезаурусов (словарей) эффективно используется дескрипторная (описательная) система классификации, язык которой приближается к естественному языку описания информационных объектов. Особенно широко она используется в библиотечной системе поиска. Суть дескрипторного метода классификации заключается в следующем: • отбирается совокупность ключевых слов или словосочетаний, описывающих определенную предметную область или совокупность однородных объектов. Причем среди ключевых слов могут находиться синонимы; • выбранные ключевые слова и словосочетания подвергаются нормализации, т. е. из совокупности синонимов выбирается один или несколько наиболее употребимых; • создается словарь дескрипторе в, т. е. словарь ключевых слов и словосочетаний, отобранных в результате процедуры нормализации. 12
Классификация систем: Принятые обозначения: { , , , … , k}; где - классификационный признак; {1. 1. , 1. 2. , … , k. n}; – классификационные группировки. По степени абстрагирования 1. 1 Физические системы – это реальные объекты, явления, процессы. 1. 2 Абстрактные системы – отображения реальных объектов, явлений, процессов (модели) По характеру поведения во времени 2. 1 Динамические – системы типа (1), которые способны изменять состояние z(t) в параметрическом пространстве Т. 2. 2 Статические – не меняют состояния. 13
ВИДЫ ПРОЦЕССОВ В ДИНАМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ Состояния динамической системы Равновесный процесс Переходный процесс t Устойчивое равновесие Неустойчивое равновесие Безразличное равновесие t Периодический процесс t 14
Классификация систем: По структуре 3. 1 Простые – не содержат внутренней структуры. 3. 2. Сложные – состоят из простых. Сложные системы обладают следующими качествами, отличающими их от простых: Работоспособность – свойство сохранять частичную работоспособность при отказе отдельных элементов или подсистем. Простые системы имеют только два состояния: полная работоспособность и полный отказ. В сложных системах существуют многочисленные и разные по типу (неоднородные) связи между элементами. Основными являются следующие типы связей: структурные, функциональные, каузальные (причинно следственные), информационные, пространственно временные и т. п. Эмерджентность свойство системы в целом, при котором отдельное рассмотрение каждого элемента не дает полного представления о системе в целом. Примечание далее , мы подробно рассмотрим отдельный класс систем «Экономические системы) 15
Классификация систем: По природе 4. 1 Естественные – природные системы. 4. 2 Искусственные созданы с какой либо целью функционирования По управляемости 5. 1 С управлением, как правило, искусственные системы. 5. 2 Без управления – как правило, естественные системы. По поведению во времени 6. 1 Непрерывные. Требуют аппарата дифференциальных уравнений и уравнений в частных производных. 6. 2 Дискретные. 16
Классификация систем: По характеру зависимости между элементами 7. 1 Детерминированные – связь между элементами подчиняется определенному всегда выполняемому закону (закономерности). 7. 2 Стохастические – связь между входом, выходом и состояниями имеет случайный характер. По характеру взаимодействия с внешней средой 8. 1 Открытые – имеют взаимодействие с внешней средой. Взаимодействие возможно только через входы и выходы системы. Внешняя среда никак не может непосредственно повлиять на состояние системы, только через вход системы. 8. 2 Закрытые – не имеют взаимодействия с внешней средой. 17
Классификация систем: Понятие открытости систем конкретизируется в каждой предметной области. При проектировании современных информационных систем принцип «открытость программно аппаратных комплексов» обладает следующими свойствами: Мобильность – возможность программного обеспечения быть легко переносимым на различные аппаратные платформы и в различные операционные среды; 1. Стандартность – соответствие программного комплекса принятому стандарту (выделенных профилей) разработки, независимо от разработчика; 2. Развиваемость (наращиваемость возможностей) – возможность включения новых программных и технических средств, не предусмотренных в первоначальном варианте; 3. Совместимость – возможность взаимодействовать с другими комплексами. Возможность обмена данными с прикладными задачами в других системах. 4. 18
Современные организационно-экономические системы (крупные предприятия, холдинги, производственные, транспортные, энергетические компании) относятся к числу очень сложных (больших) систем. Характерными для таких систем являются следующие основные признаки: 1 сложность назначения и многообразие выполняемых функций; 2 большие размеры системы по числу элементов, их взаимосвязей, входов и выходов; 3 сложная иерархическая структура системы, позволяющая выделить в ней несколько уровней с достаточно самостоятельными элементами на каждом из уровней, с собственными целями элементов и особенностями функционирования; 4 наличие общей цели системы и, как следствие, централизованного управления, подчиненности между элементами разных уровней при их относительной автономности; 5 наличие в системе активно действующих элементов - людей и их коллективов с собственными целями (которые, вообще говоря, могут не совпадать с целями самой системы) и поведением ; 6 многообразие видов взаимосвязей между элементами системы (материальные, денежные, информационные, энергетические связи и т. д. ) и системы с внешней средой. 19
2. ПОНЯТИЕ УПРАВЛЕНИЯ Под управлением понимается процесс формирования целенаправленного поведения системы посредством информационных воздействий, вырабатываемых человеком, группой людей или устройством. Человек, группа людей или устройство, вырабатывающие управляющие воздействия, называются Лицо Принимающее Решение (ЛПР). Задачи управления: 1 Задача целеполагания – определение требуемого состояния или поведения системы. 2 Задача стабилизации – удержание системы в существующем состоянии в условиях возмущающих воздействий. 3 Задача выполнения программы – перевод системы в требуемое состояние в условиях, когда значения управляемых величин изменяются по известным детерминированным законам. 4 Задача слежения – удержание системы на заданной траектории в условиях, когда законы изменения управляемых величин неизвестны или изменяются. 5 Задача оптимизации – удержание или перевод системы в состояние с экстремальными значениями характеристик при заданных условиях и ограничениях. 20
21
Основные группы функций систем управления: Функции принятия решения (ФПР) – функции преобразования содержания информации {fc}. ФПР заключаются в создании новой информации. Они связаны с преобразованием содержания информации о состоянии ОУ и внешней среды в управляющую информацию. Из этих функций состоят творческие процессы, на которые человек тратит всего 5%… 15% рабочего времени. 1. Рутинные функции обработки информации {fр} преобразуют форму информации не меняя ее смысла, они не связаны с содержательной обработкой информации. Это такие функции как учет, контроль, хранение, поиск, отображение, тиражирование, преобразование формы представления информации. 2. Функции обмена информации {fo} связаны с доведением выработанных воздействий до ОУ и обменом информацией между ЛПР. 3. Совокупность функций управления, выполняемых системой при изменении среды, называется циклом управления. 22
3. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ Автоматизация управления представляет собой последовательную передачу ряда управленческих функций из множеств {fc}, {fр}, {fo} от человека к техническим средствам. По степени автоматизации системы разделяют на: Механизированные – в которых произошла замена мускульной силы человека в процессе получения, передачи, преобразования и использования энергии; Автоматизированные – человеко машинные системы с частичной передачей функций техническим средствам за исключением функций принятия решения; Автоматические – в которых все процессы происходят без участия человека. 23
4. УПРАВЛЕНИЕ В ОРГАНИЗАЦИОННО-ЭКОНОМИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ Система управления предприятием является иерархической системой: Третий уровень (стратегический) - управление и контроль работы уровня оперативного управления, формирование планов (принятия решений по планированию и реорганизации), общий контроль работы предприятия Второй уровень (оперативного управления) - учет и анализ информации (об имеющихся ресурсах, выполненных производственных заданий), координация работы низших уровнен, оперативная корректировка режимов работы и контроль качества, передача информации на верхний уровень Первый (низший) уровень управления. Здесь осуществляется сбор, обработка и передача на верхний уровень информации, а также управление непосредственными исполнителями производственных задач, оборудованием с учетом команд верхнего уровня 24
Иерархическая система управления предприятия На каждом уровне иерархии выделяют собственные субъекты и объекты управления. Для каждого уровня и для управления предприятием в целом характерно наличие следующих основных этапов - фаз управления. В зависимости от уровня объемы задач в этих фазах, способы их решения могут быть различны. 25
Фазы управления по каждому уровню: 1) планирование разработка долгосрочных и краткосрочных планов работы предприятия, составление календарных планов выполнения мероприятия, планов финансирования, планов производства, закупок, продаж и т. п. ; 2) учет сбор данных о деятельности предприятия и, возможно, внешних элементов среды; 3) анализ обработка результатов учета, т. е. учитываемых данных внутри уровня; 4) регулирование выработка и реализация решений по регулированию деятельности предприятия с целью достижения плановых показателей. Решения принимаются на основе различных видов анализа, сравнения фактических значений показателей с плановыми, анализа взаимного влияния показателей, сравнения с другими предприятиями, с работой предприятия в иной период и т. п. В результате анализа принимаются решения о регулировании деятельности подразделений предприятия и (или) регулировании принятых ранее планов. 26
решений во многом обусловливает эффективность последующих решений; Фазы управления Подобные решения в общем случае называют управленческими решениями. Среди них можно выделить группы решений, относящиеся к разным уровням иерархий предприятия: организационные решения, связанные с изменением организационной структуры предприятия (например, реорганизацией отделов или служб предприятия). Такие решения принимаются относительно редко и в течение достаточно большого периода времени. Важным является то, что эффективность принятых организационных решения по планированию, которые связаны с принятием, корректировкой, регулированием планов хозяйственной деятельности предприятия (долгосрочных планов и стратегий развития предприятия, календарных планов, планов производства и т. п. ). Принятие решений по планированию во многом связано рамками действующей структуры предприятия, в то же время сами планы на разных уровнях определяют задачи для дальнейших оперативных решений; - оперативные управленческие решения связаны с выработкой вариантов реализации тех или иных планов в рамках действующей структуры предприятия, с оперативным регулированием деятельности подразделений с учетом влияния внешних и внутренних факторов. Рассмотренные нами уровни управления представляют предприятие в вертикальном разрезе. 27
В горизонтальном разрезе можно выделить типовые составляющие сложного объекта управления «предприятие» и, значит, процесса управления: управление производством; управление сбытом; управление поставками; управление формированием спроса (управление состоянием внешней среды влияние на покупателя, влияние на законодателя и т. п. ); управление обеспечивающими подсистемами. Комплексное использование различных видов информации и автоматизация на этой основе всех фаз процесса управления предприятием осуществляется на базе корпоративных информационных систем (КИС). Под КИС понимается экономическая информационная система, предназначенная для комплексной автоматизации предприятия, обеспечивающая совместную деятельность многих работников предприятия, сбор, учет, анализ и использование данных о финансово хозяйственной деятельности предприятия в процессах управления. 28
Декомпозиция процесса управления предприятием 29
5. АДАПТИВНЫЕ СИСТЕМЫ С такими терминами, как «управление» и «система управления» тесно связывается понятие адаптивных систем. Термин адаптация в общем случае подразумевает приспособление системы к внешним условиям. Адаптация систем управления основывается на приобретении в процессе управления новых знаний о среде, объекте управления, которые позволяют вырабатывать эффективные управляющие воздействия. Для эффективного управления адаптация необходима в случаях, когда: изначально имеется недостаток знаний о среде и объекте управления, что не позволяет сразу построить адекватную модель объекта и соответствующие управляющие воздействия; условия функционирования и (или) сам объект управления являются динамическими, т. е. меняются во времени так, что принятые изначально правила управления становятся непригодными. 30
В литературе по сложным системам управления выделяются следующие уровни адаптации: параметрическая адаптация изменение параметров системы, например, параметров модели, описывающей объект управления; структурная адаптация изменение состава и взаимосвязей элементов системы, например, выбор для модели объекта управления нового вида математических выражений; адаптация объекта управления пересмотр границ объекта управления в окружающей среде; адаптация цели изменение системы целей управления. Любое управление таким сложными системами, которыми являются организационно-экономические системы, должно быть адаптивным. 31
Вопросы для самопроверки 1. Система классификации. Методы классификации. 2. Что такое абстрактные и материальные системы? 3. Перечислить классы систем по их происхождению, сложности, по степени взаимодействия с внешней средой, по определенности поведения. 4. Чем характерны большие системы? 5. Определить понятие управления в теории систем. 6. Нарисовать и дать характеристику элементам обобщенной структуры системы управления. 7. Определить классы систем управления в зависимости от степени участия в управлении человека. 8. Дать характеристику особенностям управления в организационно эко номических системах. 9. Перечислить и охарактеризовать фазы управления предприятием. 10. Что такое «адаптивная система» ? 11. Дать характеристику уровням адаптации. Спасибо за внимание! 32
Скачать презентацию ОБЩАЯ ТЕОРИЯ СИСТЕМ Лекция 2 Общая характеристика и
ОТС Лекция 2.pptx