Виды и формы представления структур

1. Сетевая структура, или сеть, представляет собой декомпозицию системы во времени (рис. 1, а)

Такие структуры могут отображать порядок действия технической системы (телефонная сеть, электрическая сеть и т.п.), этапы деятельности человека (при производстве-продукции - сетевой график, при проектировании - сетевая модель, при планировании – сетевой план и т.д.). В виде сетевых моделей представляются методики системного анализа. При сетевом представлении структуры системы принято использовать такие понятия как: вершина, ребро, путь, критический путь.

[Сетевые модели могут быть представлены однонаправленными, обратными и циклическими связями между элементами системы. Такие связи описываются в виде пути или критического пути между элементами

При системном анализе сетевых структур используются математический аппарат теории графов, а также теория сетевого планирования и управления, которая имеет прикладной характер.]

Пример сетевой структуры - структура организации работ при строительстве дома: некоторые работы, например, монтаж стен, благоустройство территории и др. можно выполнять параллельно.

рис. 1, а

Иногда выделяют структуру линейного типа (считаю – это простейший случай сетевой структуры). Примером линейной структуры является структура станций метро на одной (не кольцевой) линии в одном направлении.

2. Иерархическая структура представляет собой декомпозицию системы в пространстве.

Все компоненты (вершины, узлы) и связи (дуги, соединения узлов) существуют в этих структурах одновременно (не разнесены во времени). Такие структуры могут иметь не два (как для простоты показано на рис. 1, б, в, а большее число уровней декомпозиции (структуризации). Структуры типа рис. 1, б, в которых каждый элемент нижележащего уровня подчинен одному узлу (одной вершине) вышестоящего (и это справедливо для всех уровней иерархии), называют древовидными структурами, структурами типа «дерева», на которых выполняется отношение древесного порядка, иерархическими структурами с «сильными» связями. Структуры типа рис. 1, в, в которых элемент нижележащего уровня может быть подчинен двум и более узлам (вершинам) вышестоящего, называют иерархическими структурами со «слабыми» связями.

Примером иерархической структуры может служить структура управления вузом: "Ректор - Проректор - Декан - Заведующий кафедрой, подразделением - Преподаватель кафедры, сотрудник подразделения".

3. Матричные структуры. Иерархическим структурам, приведенным на рис. 1, б, в, соответствуют матричные структуры рис. 1, е, ж. Отношения, имеющие вид «слабых» связей между двумя уровнями на рис. 1, в, подобны отношениям в матрице, образованной из составляющих этих двух уровней на рис. 1, ж.

рис.2

Матричную структуру можно изобразить также и как на рис. 2.

4. Многоуровневые иерархические структуры. В теории систем М. Месаровича предложены особые классы иерархических структур, отличающиеся различными принципами взаимоотношений элементов в пределах уровня и различным правом вмешательства вышестоящего уровня в организацию взаимоотношений между элементами нижележащего, для названия которых он предложил следующие термины: «страты», «слои», «эшелоны» (рис. 1, д).

Стратификация – это способ описания сложных структур с помощью замены их наиболее простыми моделями. При этом способе, каждая страта описывает свой уровень абстрагирования, сохраняя особенности входных и выходных параметров.

Страты - класс многоуровневых иерархических структур.

В качестве простейшего примера стратифицированного описания приводится отображение ЭВМ в виде двух страт (рис. 3): нижняя - физические операции (система описывается на языке физических законов, управляющих работой и взаимодействием ее механических и электронных элементов), верхняя – математические и логические операции (программирование и реализация программ, осуществляемые с помощью абстрактных, нефизических понятий, информационные потоки, команды языков программирования и т.п.).

рис. 3

[Аналогичное представление используется при разработке банков и баз данных, в которых принято выделять физический уровень хранения данных, логический уровень и системно-логический уровень. В стратифицированном виде можно представить и проблему моделирования текста: буквы - слова - предложения - абзацы –текст].

Второй уровень многоуровневой структуризации, для организации процессов принятия решения- Слои – это способ описания последовательности решаемых проблем с целью поиска наилучшего метода их решения.

Слои – уровни сложности принимаемого решения выделяются для уменьшения неопределенности ситуации. Многослойная структура определяется совокупностью последовательно решаемых проблем.

При этом выделение проблем осуществляется таким образом, чтобы решение вышестоящей проблемы определяло бы ограничения (допустимую степень упрощения) при моделировании на нижележащем уровне, т.е. снижало бы неопределенность нижележащей проблемы, но без утраты замысла решения общей проблемы.

рис. 4

Многослойные системы принятия решений полезно формировать для решения задач планирования и управления промышленными предприятиями, отраслями, народным хозяйством в целом. При постановке и решении таких проблем нельзя раз и навсегда определить цели, выбрать конкретные действия: экономические и технологические условия производства непрерывно изменяются. Васе это можно отразить в многослойной модели принятия решений.

Эшелон – это способ описания иерархической структуры в виде относительно зависимых, взаимодействующих между собой подсистем (объектов). Такие многоэшелонные структуры описывают относительно независимые уровни управления. На каждом уровне управления подсистемы имеют определенную степень свободы выбора управленческого решения.

Система представляется в виде относительно независимых, взаимодействующих между собой подсистем; при этом некоторые (или все) подсистемы имеют право принятия решений, а иерархическое расположение подсистем (многоэшелонная структура) определяется тем, что некоторые из них находятся под влиянием или управляются вышестоящими. Рис. 1, д.

Рис. 5

Смешанные иерархические структуры бывают с вертикальными и горизонтальными связями (рис. 1, г).

Структуры с произвольными связями могут иметь любую форму, объединять принципы разных видов структур и нарушать их.

[Структуры с произвольными связями используются как правило на первоначальном этапе исследования когда еще не установлены закономерности связей и отношений между элементами. Описание систем в виде структуры с произвольными связями чаще всего используется на уровне формирования авторской концепции системного исследования выделяемого объекта из окружающей среды.]

Примеры иерархических структур: энергетические системы, АСУ, государственный аппарат.

Дата добавления: 2014-01-20