Презентация лекции 4 Группы И-80 И-90 4 марта

Презентация лекции 4 Группы И-80, И-90 4 марта 2013 г.

Концептуализация многоуровневой иерархической системы М. Месарович, Д. Мако, И. Такахара «Теория иерархических многоуровневых систем» , Мир, 1974.

1 Характеристики, присущие любой иерархической системе Полная система вход Вмешательство вход Подсистема уровня n выход Обратная связь Подсистема уровня n-1 выход Обратная связь Подсистема уровня 1 выход - последовательное вертикальное расположение иерархических систем, составляющих данную систему /вертикальная соподчиненность/; - приоритет действий или право вмешательства подсистем верхнего уровня; - зависимость действий подсистем верхнего уровня от исполнения нижними своих функций.

2 Виды уровней в многоуровневых иерархических системах • Уровни описания, или абстрагирования (страты); • Уровни сложности принимаемого решения (слои); • Организационные уровни (эшелоны).

3 Страты • Здесь для каждого уровня существует ряд характерных особенностей и переменных, законов и принципов, с помощью которых и описывается поведение системы. • Чтобы такое описание было эффективным, необходима максимальная независимость моделей для различных уровней системы

4 Пример1. Стратифицированное описание ЭВМ Проблемы вычисления, программирования и др. (физические затраты в явном виде не рассматриваются) Нас интересует правильное функционирование различных электронных компонентов Вход Выход Страта 2. Математические операции (программирование и реализация программ) Вход Страта 1. Физические операции Выход

5 Пример2. Стратифицированное представление автоматизации производства Страта 3. Экономические факторы ОС Влияние Страта 2. Обратная информация и управление Управление Сырье ОС Страта 1. Производственные процессы Готовая продукция

6 Пример3. Машина, генерирующая текст Страта 4 Композиция Страта 3 Предложения Страта 2 Слова Страта 1 Звуки

7 Слои • Основная дилемма процессов принятия решения: • Когда надо принимать решение, чаще всего надо действовать немедленно; • Прежде чем принимать решение, необходимо лучше понять ситуацию; • Разрешение этой дилеммы ищут в иерархическом подходе – иерархии слоев принятия решений, , когда сложные проблемы распадаются на ряд более простых, решение которых и дает решение сложных

8 Пример многослойной системы Система принятия решений D Иерархия принимаемых решений Самоорганиз ация Dn Xn-1 X 2 D 2 X 1 D 1 (P, G, стратегия обучения) Обучение и адаптация (U, P, G) Выбор m P Процесс P – выходная функция; G – функция оценки; m – выбор действия; U – множество неопределенностей, отражающих отсутствие знаний о зависимости между действием m и выходом Y. M – множество альтернативных действий; Y – множество результирующих выходов. Если U – состоит из единственного элемента или является пустым, то выбор может быть основан на несложной задаче оптимизации. Иначе приходится искать другие операции, связано с обработкой нечетких данных и знаний.

9 Эшелоны • Это понятие иерархии подразумевает: • систему, состоящую из семейства четко выделенных взаимосвязанных подсистем; • некоторые из подсистем являются принимающими решения; • принимающие решения элементы расположены иерархически.

10 Пример многоэшелонной системы Эшелон 3 Принимающий решение элемент Эшелон 2 Координация Информация ОС Эшелон 1 Управление ОС от управляемого процесса процесс

Моделирование иерархической двухуровневой системы

Схема двухуровневой иерархической системы 1 • • • Эта система имеет n+2 основных подсистем(включая процесс Р) Передаваемые вниз командные сигналы: сигналы от нижестоящих управляющих систем С 1…. . Сn – m 1…. mn называются управляющими воздействиями (входами); сигналы от вышестоящей к нижестоящей управляющим системам называют координирующими сигналами (входами) – γ. Другой вид вертикального взаимодействия: - передача наверх информационных сигналов или сигналов ОС : Zi-от процесса и Wiот управляющих систем нижнего уровня.

2 Упрощенное описание двухуровневой системы • Процесс Р представлен в виде отображения P: M×Ω У, где m€M – множество управляющих сигналов (входов), w€Ω – входящие возмущения из внешней среды. • Так как имеется n нижестоящих локальных управляющих систем. То удобно представить множество управляющих сигналов M в виде M= M 1×M 2×…×Mn • Управляющая система реализует отображения : Ci : ξ ×Z Mi , где γ€ξ – координирующие сигналы; z€Z – обратные связи от процесса. Можно считать координирующие сигналы γ из ξ nмерными векторами (γ 1, …. , γn). • Рассматривается только один вход для системы Со – информация w от нижестоящих элементов посредством обратной информационной связи. Тогда по сути управляющая система Со осуществляет отображение Со : W ξ , где w€W – множественное отображение сигналов от Сi. • Сигналы обратной связи Zi, поступающие на вход локальной управляющей системы fi: ξ×Z×M →V.