Тема 4 ВИДЫ И ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СТРУКТУР

Тема 4 ВИДЫ И ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СТРУКТУР

Структура – понятие, характеризующее взаимосвязи, взаиморасположение составных частей системы, ее устройство (строение). Для описания и изучения структур применяют: графическое представление (графы, структурные схемы и т. п. ); матричное представление; теоретико-множественное описание; другие способы.

СЕТЕВАЯ СТРУКТУРА Представляет собой декомпозицию системы во времени. Могут моделировать этапы деятельности человека (сетевой график), порядок действий технической системы (телефонная, электрическая сеть). Могут быть однонаправленные сети, сети с обратными связями, циклами. Для анализа сложных сетей используется теория графов. На примере – сетевая структура интернета

ИЕРАРХИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ Представляют собой декомпозицию системы в пространстве. Все компоненты и связи существуют в этих структурах одновременно. На примере – иерархическая структура сайта

ИЕРАРХИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ С СИЛЬНЫМИ СВЯЗЯМИ Структуры, в которых каждый элемент нижележащего уровня подчинен одному узлу вышестоящего, называется деревом или структурой с сильными связями. На следующем слайде – графическое и матричное представление структур с сильными связями.

СТРУКТУРА С СИЛЬНЫМИ СВЯЗЯМИ Матричное представление Цели 1 1 2 Подцели 1. 1 1. 2 1. 3 2. 1 1. 2 2 Графическое представление 2. 1 2. 2

СТРУКТУРЫ СО СЛАБЫМИ СВЯЗЯМИ Структуры, в которых каждый элемент нижележащего уровня может быть подчинен двум и более узлам вышестоящего, называется иерархической структурой со слабыми связями. На следующем слайде – графическое и матричное представление структур со слабыми связями.

СТРУКТУРА СО СЛАБЫМИ СВЯЗЯМИ Матричное представление 1 1 2 2 1. 3 Графическое представление 2. 2 + + - 1. 3 + + 2. 1 1. 2 + 1. 2 1. 1 - + 2. 2 + +

МНОГОУРОВНЕВЫЕ ИЕРАРХИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ В теории систем М. Месаровича предложены особые классы иерархических структур типа страт, слоев, эшелонов, отличающиеся различными принципами взаимоотношений элементов в пределах уровня и различным правом вмешательства вышестоящего уровня в организацию взаимоотношений между элементами нижележащего.

СТРАТЫ При моделировании сложных систем основная проблема состоит в том, чтобы с одной стороны сохранить целостность представления об объекте, а с другой стороны – учесть многочисленные особенности этого объекта. Один из путей решения – задание системы семейством моделей, каждая из которых описывает поведения системы с точки зрения соответствующего уровня абстрагирования. При этом для каждого уровня существуют характерные особенности, законы и принципы, с помощью которых описывают поведение системы на этом уровне. Такое представление называется стратифицированным, а уровни абстракции – стратами. Страты могут выделяться различными способами.

ПРИМЕР СТРАТЫ (1) ЭВМ Страта 2 Математические операции Страта 1 Физические операции

ПРИМЕР СТРАТЫ (2) – МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕКСТА Страта 1 • буквы Страта 2 • слова Страта 3 • Предложения Страта 4 Абзац Страта 5 Текст

ПРИМЕР СТРАТЫ (МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ)

СЛОИ Второй вид многоуровневой структуризации предложен для организации процессов принятия решений. Для уменьшения неопределенности ситуации выделяются уровни сложности принимаемого решения – слои, то есть определяется совокупность последовательно решаемых проблем. При этом выделение проблем осуществляется таким образом, чтобы решение вышележащей определяло бы ограничения (допустимую степень упрощения) при моделировании на нижележащем уровне, то есть снижало бы неопределенность нижележащей проблемы, но без утраты замысла решения общей проблемы.

ПРИМЕР: КОМПЬЮТЕРНАЯ СЕТЬ

ИЕРАРХИЯ ПРИНИМАЕМЫХ РЕШЕНИЙ Самоорганизация Обучение и адаптация Выбор Процесс

ЭШЕЛОНЫ Многоэшелонная иерархическая структура – представление системы в виде относительно независимых, взаимодействующих между собой подсистем. При этом некоторые (или все) подсистемы имеют права принятия решений, а иерархическое расположение подсистем (многоэшелонная структура) определяется тем, что некоторые из них находятся под влиянием или управляются вышестоящими. Уровень такой иерархии называется эшелоном. Многоэшелонные системы являются многоцелевыми, поскольку основной отличительной особенностью их является предоставление подсистемам всех уровней определенной свободы в выборе их собственных решений. Это повышает эффективность функционирования системы.

ПРИМЕР ЭШЕЛОНА

СМЕШАННЫЕ ИЕРАРХИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ С ВЕРТИКАЛЬНЫМИ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫМИ СВЯЗЯМИ В реальных системах организационного управления могут быть использованы одновременно несколько видов иерархических структур – от древовидных до многоэшелонных. Такие структуры называются смешанными. В таких системах могут быть вертикальные связи разной силы (управление, координация). , так и горизонтальные взаимодействия между элементами одного уровня. Эта модель была предложена В. М. Глушковым при разработке общегосударственной АСУ.