Что такое система пример

Система

В повседневной практике термин «система» может употребляться во множестве различных смысловых значений, в частности:

Содержание

Определения системы

Существует по меньшей мере несколько десятков различных определений понятия «система», используемых в зависимости от контекста, области знаний и целей исследования. [3] [4] Основной фактор, влияющий на различие в определениях, состоит в том, что в использовании понятия «система» есть двойственность: с одной стороны оно используется для обозначения объективно существующих феноменов, а с другой стороны — как метод изучения и представления феноменов, то есть как субъективная модель реальности. [4]

В связи с этой двойственностью авторы определений различают по меньшей мере два аспекта: как отличить системный объект от несистемного и как построить систему путём выделения её из окружающей среды. На основе первого подхода даётся дескриптивное (описательное) определение системы, на основе второго — конструктивное, [4] иногда они сочетаются. Подходы к определению системы также предлагают делить на онтологический (соответствует дескриптивному), гносеологический и методологический (последние два соответствуют конструктивному). [5]

Так, данное в преамбуле определение из БРЭС [1] является типичным дескриптивным определением.

Примеры дескриптивных определений:

Примеры конструктивных определений:

Таким образом, главное отличие конструктивных определений состоит в наличии цели существования или изучения системы с точки зрения наблюдателя или исследователя, который при этом явно или неявно вводится в определение.

Свойства систем

Общие для всех систем

Классификации систем

Классификации осуществляются по предметному или по категориальному принципу.

Предметный принцип классификации состоит в выделении основных видов конкретных систем, существующих в природе и обществе, с учётом вида отображаемого объекта (технические, биологические, экономические и т. п.) или с учётом вида научного направления, используемого для моделирования (математические, физические, химические и др.).

Классификация систем В. Н. Сагатовского:

Закон необходимости разнообразия (закон Эшби)

При создании проблеморазрешающей системы необходимо, чтобы эта система имела большее разнообразие, чем разнообразие решаемой проблемы, или была способна создать такое разнообразие. Иначе говоря, система должна обладать возможностью изменять своё состояние в ответ на возможное возмущение; разнообразие возмущений требует соответствующего ему разнообразия возможных состояний. В противном случае такая система не сможет отвечать задачам управления, выдвигаемым внешней средой, и будет малоэффективной. Отсутствие или недостаточность разнообразия могут свидетельствовать о нарушении целостности подсистем, составляющих данную систему.

Источник

Системы. Общее описание

1.1. Примеры систем.

Любая наука имеет предмет исследования, а ее истинность определяется ее применимостью к предмету исследования, т.е. практикой. В системном анализе таким предметом являются все системы. Поскольку многие вопросы теоретического и методологического характера нам придется, вместе с обучаемым, решать по ходу изложения, то всегда целесообразно иметь перед глазами «пробный камень», служащий критерием истинности (или, по крайней мере, не ложности) принимаемых теоретических решений. В качестве такого «пробного камня» мы приведем описание ряда общеизвестных систем, попутно выполняя некоторые упорядочения. «Практика является единственным критерием истинности открытий, теорий, учений всех естественных и общественных наук» [175].

* АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ( АСУ ).

* ЭНЕРГОБЛОК АТОМНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ [70,105,127].

(П) (Т) — потенциальной в тепловую,

I(Т) — циркуляция тепловой энергии в I контуре,

(TI) (TII) — тепловой I контура в тепловую II контура,

(ТII) (К) — тепловой в кинетическую,

(К) — передачи кинетической через общий вал,

(К) (Э) — кинетической в электрическую,

(Э) — распределения электрической. Уравнения строятся в соответствии с законами ядерной физики, теплотехники, термодинамики, механики, электротехники. (1.5).

* ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ СИСТЕМА (ПРЕДПРИЯТИЕ).

* ХИМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ.

где a_ij — элемент, i — атомный вес, N_max — максимальный атомный вес, R — особенности (водорода-гелия, трансурановых элементов и т. п.).

Источник

Вопрос №1. «Понятие системы. Примеры системы. Свойства сложных систем» (стр. 1 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5

Вопрос №1. «Понятие системы. Примеры системы. Свойства сложных систем».

Определение категории система.

· Система – целенаправленное множество взаимосвязанных элементов любой природы.

· Система – это объект, который определяется множествами элементов, преобразований, правил образования последовательностей элементов.

· Система – это объект, состоящий из элементов, свойства которых не сводятся к свойству самого объекта.

· Система – это объект, обладающий следующими свойствами:

· целостность и декомпозируемость (чёткое определение целостности образования элементов и их чёткое разделение);

· наличие существенно устойчивых взаимоотношений элементов;

· наличие определённой организации;

· наличие таких качеств, которые присущи только системе в целом, но несвойственны ни одному из её элементов.

Под сложной динамической системой следует понимать развивающиеся во времени и в пространстве целостные объекты, состоящие из большого числа элементов и связей и обладающие свойствами, которые отсутствуют у элементов и связей, их образующих.

Выделение и построение любой системы осуществляется этапами:

2. Декомпозиция цели на подцели

3. Определение функций, обеспечивающих достижение цели

4. Синтез структуры, обеспечивающий выполнение функций.

Цели возникают, когда существует так называемая проблемная ситуация.

Проблемная ситуация – ситуация, которую нельзя разрешить имеющимися средствами.

Цель – состояние, к которому направлена тенденция движения объекта.

Среда – совокупность всех систем, кроме той, которая реализует заданную цель. Ни одна система не является абсолютно замкнутой. Взаимодействие системы со средой реализуется через внешние связи.

Связи могут быть входными и выходными. Они подразделяются на:

Структура системы представляет собой устойчивую упорядоченность элементов системы и их связей в пространстве и во времени. Структура может быть материальной и формальной.

Формальная структура – совокупность функциональных элементов и их отношений, необходимых и достаточных для достижения системой заданных целей.

Материальная структура – реальное наполнение формальной структуры.

Типы структур систем:

· последовательный или цепочечный;

· структура типа «колесо»;

Вопрос №2. «Системный анализ. Определение и этапы».

Системный анализ может рассматриваться как методологическая концепция построения сложных систем. Под системным анализом будем понимать реализацию следующих этапов исследования сложной системы:

1. Построение общих принципов поведения сложной системы;

2. Формирование совокупности методов анализа;

3. Решение проблемы сложности и неопределённости;

4. Определение предельных характеристик системы;

5. Автоматизация исследований.

В основу понятийного аппарата системного анализа положены следующие категории: система, подсистема, элемент, структура, среда, состояние, цель, композиция, декомпозиция, обратная связь.

Алгоритм системного анализа включает в себя 3 макроэлемента:

1. Постановка проблемы:

1.1. Постановка задачи;

1.2. Определение объекта исследования;

1.3. Формирование целей;

1.4. Задание критериев и ограничений;

2. Разделение системы и внешней среды:

2.1. Определение границ исследования системы;

2.2. Первичная структуризация системы;

2.3. Подразделение общей системы на систему и внешнюю среду;

2.4. Выделение составных частей среды;

2.5. Декомпозиция внешних воздействий на элементарные воздействия;

3. Разработка математической модели:

3.1. Формальное описание

3.2. Параметризация модели

3.3. Установление зависимости между параметрами

3.4. Декомпозиция модели на составные части

3.5. Уточнение первичной структуры

3.6. Исследование модели

Технология создания автоматизированной системы. Основные понятия.

Автоматизированной системой, согласно нормативным документам, является система человек-машина, обеспечивающая эффективное функционирование объекта, в которой сбор и переработка информации необходимы для реализации функций управления, осуществляется с применением вычислительной техники и средств автоматизации.

При создании Автоматизированной системы серьёзное внимание уделяется так называемому объекту управления.

Под объектом управления понимается совокупность технологического оборудования и реализуемого на нём по соответствующим регламентам процесса производства. Кроме того, в объект управления входят организационные, экономические, финансовые процессы. К технологическому оборудованию отнесём:

· группы станков, реализующих самостоятельный процесс;

· отдельные участки и весь производственный процесс промышленного предприятия.

Совокупность автоматизированной системы и объекта управления будем называть автоматизированным комплексом.

Определение АС, которое мы дали, указывает на наличие в составе системы:

· Современных средств сбора и обработки информации;

· Человека как субъекта труда, принимающего участие в оценке выработки решений по управлению;

· Реализация в системе процесса обработки технологической и технико-экономической информации;

· Цели функционирования системы, заключающиеся в общем смысле в оптимизации работы объекта по заданному критерию управления.

Критерием управления могут являться технико-экономические или технологические показатели.

АС является системой управления объектом в том, и только в том случае, если она реализует управление в темпе протекающих на объекте процессов и если в выработке и реализации управляющих решений участвует вычислительная техника, специальные технические средства и человек-оператор.

В состав системы входят следующие базовые элементы:

· техническое обеспечение, которое включает в себя:

· комплекс средств вычислительной техники (ЭВМ верхнего уровня, ЭВМ нижнего уровня, рабочее место оператора, каналы связи и запасные элементы и приборы);

· специальный комплекс технических средств (локальные средства регулирования, средства получения информации о состоянии объекта управления, исполнительные устройства, датчики и устройства контроля и наладки технических средств);

· общее программное обеспечение включает операционные системы, локальные и глобальные сети и комплексы программ технического обслуживания специальных вычислительных средств;

· специальное программное обеспечение включает так называемые организующие программы и программы, реализующие алгоритмы контроля и управления;

· Информационное обеспечение включает внутримашинную и внемашинную информацию.

Внемашинная информация – это система классификации кодирования и все исходные данные.

Внутримашинная информация – это информационная база и информационные потоки.

· Организационное обеспечение включает инструктивно-методические материалы и оперативно-обслуживающий персонал.

При создании системы после определения проблемной ситуации в первую очередь определяются конкретные цели функционирования системы. Такими целями могут быть:

· экономия топлива, сырья, материалов и других производственных ресурсов;

· обеспечение безопасности функционирования объекта;

· повышение качества выходного продукта или обеспечение заданных значений параметров выходных изделий;

· снижение затрат живого труда;

· достижение оптимальной загрузки оборудования;

· оптимизация режимов работы технологического оборудования.

Под функцией системы будем подразумевать совокупность действий системы, направленных на достижение определённой частной цели управления.

Совокупность действий системы представляет собой последовательность операций и процедур, выполняемых частями системы. Будем отличать функции системы от функций управления.

Функции системы подразделяются на:

· защитные функции реализуют защиту оборудования и человека во внештатных ситуациях. Они включают в себя:

· регулирование и стабилизация отдельных параметров;

· однотактное логическое управление;

· программное логическое управление;

· оптимальное управление режимами;

· информационные функции реализуют сбор, обработку и представление информации о состоянии автоматизированного объекта оперативному персоналу или передача этой информации для последующей обработки. К информационным функциям относятся:

· формирование и выдача данных оперативному персоналу;

· подготовка и передача информации в смежные системы управления;

· обобщённая оценка и прогноз состояния автоматизированного комплекса и оборудования.

Режимы реализации функций:

В зависимости от участия человека в выполнении функций системы различают автоматизированный и автоматический режимы реализации функций.

· Ручной режим, при котором техническое обеспечение представляет оперативному персоналу контрольно-измерительную информацию об объекте управления, а выбор и реализация управляющих воздействий производится оператором

· Режим советчика, при котором техническое обеспечение вырабатывает рекомендации по управлению, а решение об их использовании принимается и реализуется оперативным персоналом

· Диалоговый режим, при котором оперативный персонал имеет возможность корректировать постановку и условие задачи, решаемой техническим обеспечением при выработке рекомендаций по управлению объектом.

· Режим прямого цифрового либо аналого-цифрового управления, при котором вычислительные средства формируют воздействие на исполнительные органы

· Режим косвенного управления, когда средства вычислительной техники автоматически меняют параметры настройки локальных систем управления либо регулирования.

Общие технические требования к системе:

Система и её составляющие должны удовлетворять требованиям, установленным нормативно-технической документацией. Система должна:

· обладать признаками системы в части управления объектом;

· обеспечивать управление объектом в соответствии с принятыми критериями управления;

· выполнять все возложенные на неё функции с заданными характеристиками и показателями качества управления;

· обладать требуемым уровнем надёжности, живучести и безопасности;

· обеспечить возможность взаимоотношения функционирования системы со смежными системами;

· отвечать эргономическим требованиям: к способам и форме представления информации, к размещению технических средств, к созданию условий для нормальной деятельности оперативного персонала;

· обладать требуемыми метрологическими характеристиками измерительных каналов;

· допускать возможность модернизации и развития в пределах, предусмотренных техническим заданием на создание системы;

· нормально функционировать в условиях, указанных в техническом задании на систему;

· обеспечивать заданный срок службы системы.

Автоматизированные системы как объект управления характеризуются множеством параметров или признаков, которые могут выступать в роли классических.

Классификация автоматизированных систем управления проводится с целью:

· выбора систем-аналогов для анализа конъюнктурных свойств;

· оценки необходимых ресурсов для планирования и нормирования разработки системы;

· определения конкурентоспособности создаваемой системы.

К основным классификационным признакам создаваемой системы отнесём следующие:

· уровень, занимаемый системой в иерархии экономических, технических отношений:

· функции, реализуемые системой:

· характер реализуемых задач:

· форма выходных результатов:

· характер протекания производственного процесса:

· показатель условной информационной мощности:

· наименьшие (количество параметров 10-40);

· малые (количество параметров 41-160);

· средние (количество параметров 161-650);

· повышенные (количество параметров );

· высокие (количество параметров 2501 и выше);

· уровень функциональной надёжности:

· минимальные (не требуются специальные меры для реализации надёжности);

· средние (надёжность регламентируется, но отказы системы не приводят к остановкам объекта);

· высокие (надёжность жёстко регламентируется);

Вопрос №5. «Цели и критерии эффективности автоматизированной системы управления».

Алгоритм анализа (оценки) конъюнктурных свойств системы включает в себя следующие элементы:

· формирование множеств свойств (показателей системы);

· выбор необходимых показателей и свойств;

· формирование сводной таблицы показателей;

· выбор аналогов автоматизированной системы управления;

· определение значений показателей основных свойств системы и аналогов;

· определение комплексных показателей;

· принятие решения о конъюнктурных свойствах разрабатываемой системы.

Показатели системы можно разбить на две группы:

· технические показатели системы:

7) функциональную полноту

9) достоверность вычислений

10) показатель параллелизма

11) уровень оптимизации решений:

· экономические показатели системы:

1) годовая экономия

2) годовой экономический эффект

Вопрос №8. Программное обеспечение автоматизированной системы

Программным обеспечением (ПО) вычислительной машины называют совокупность программ и сопровождающей их документации, позволяющую использовать вычислительную машину для решения задач.

Программное

Системное ПО Прикладное ПО

Системное ПО включает программы, необходимые для согласования работы всего вычислительного комплекса при решении задач, а также при разработке новых программ.

Прикладное ПО разрабатывается и используется для решения конкретных задач пользователей ЭВМ и включает прикладные программы и пакеты программ.

Программное обеспечение можно рассматривать и с точки зрения взаимодействия его элементов.

Вашему вниманию представлена традиционная схема, представляющая иерархию программного обеспечения:

Окружение ОС Расширение ОС

Прикладное программное обеспечение

Рассмотрим поподробнее схему, представленную выше.

Ядро ОС является резидентным. С его помощью осуществляется автоматический запуск и проверка готовности основных узлов вычислительного комплекса.

Ядро и окружение ОС образуют базовое программное обеспечение. Расширение ОС занимает промежуточное положение между базовым и прикладным программным обеспечением. Состав и структура его могут сильно варьироваться.

Прикладное программное обеспечение представлено программными средствами, в состав которых входят в основном следующие классы:

· Различные оригинальные прикладные, обучающие и игровые программы;

· Системы программирования на языках высокого уровня, включающие программы-трансляторы;

· Программы-редакторы текстов и изображений, издательские системы;

· Пакеты прикладных программ;

Информационное обеспечение включает в себя:

· нормативно-справочную информацию, которая заимствуется в справочниках и нормативных документах;

· базу данных, которая содержит в систематизированном виде все необходимые для АСУ данные;

· унифицируемые документы, используемые в АСУ, представляют собой набор форм организационно-распорядительной информации в соответствии со стандартом и форм для внутрисистемного пользования.

Методы анализа информационных потоков:

· метод инвентаризации позволяет получить полную информацию, т. е. все показатели и все документы. Трудоемкость метода очень велика.

· метод типических групп предусматривает регистрацию только представителей однотипных групп документов.

Множество документов, связанных с системой управления, можно разделить на несколько групп:

· официальные положения и инструкции, регламентирующие функции подразделений и определяющие сроки и процедуры обработки информации и принятия решений;

· входные документы, возникающие вне системы;

· систематически обновляемые записи в виде картотек или книг;

· промежуточные документы, получаемые и используемые в процессе обработки информации;

Возможны два вида обмена информации:

В системе организационно-распорядительной информации выделяют три группы документов:

· организационная, в которую входят уставы, инструкции, правила, руководство пользователя;

· диалог должен проектироваться с учетом возможности работы на ЭВМ пользователей с различной степенью подготовленности;

· пользователь может прервать свою работы в любой момент и на любом месте, при этом не следует устанавливать специальные правила и процедуры прерывания или окончания сеанса диалога, без выполнения которых произойдут нарушения в работе системы;

· в процессе диалога пользователь может продолжить диалог с нужного места;

· пользователь не обязан заботиться о том, как его общение с диалоговой системой сказывается и может иметь последствия для других работ. В необходимых случаях должны быть обеспечены защита информации от несанкционированного доступа или требования секретности

Для упорядочения и систематизации описания предметов и понятий их подразделяют по группам и признакам. Процесс такого упорядоченного распределения называется классификацией. Учитываемые при этом признаки сходства или различия объектов называют основанием классификации. Различают иерархическую и фасетную системы классификации.

· полнота, позволяющая охватывать все множество объектов;

· унифицированность, обеспечивающая единство шифров всех объектов;

· однозначность, сохраняющая уникальность идентификатора, представленного шифра;

· дешифруемость, позволяющая обрабатывать шифры не зависимо от их семантики, и затем отыскивать соответствующий объект;

· избыточность и гибкость, дающие возможность расширения изменений в наборе шифров без нарушения структуры классификации.

· последовательная система кодирования соответствует иерархической системе классификации. Шифр каждой нижестоящей группировки образуется путем добавления элементов к шифру вышестоящей. Такая система обладает хорошей информативностью, но шифры имеют большую длину.

· параллельная система кодирования соответствует фасетной системе классификации. В отличие от последовательной, здесь нет зависимости признака, записанного в одних разрядах шифра от других.

· серийно-порядковая система отличается от порядковой системы тем, что при наличии двух и более классификационных признаков объекты делятся на группы, каждой из которых выделяется серия номеров, присваиваемых аналогично порядковой системе.

Вопрос №10. «Состав работ по созданию интегрированной системы автоматизированного управления».

На основе сбора и анализа данных существуют возможности повышения качества и объема выпускаемой продукции, снижения материальных затрат, а также финансовых и трудовых, улучшение организации производства за счет создания ИСАУ.

ТЗ составляют на основе технико-экономического обоснования. ТЗ включает в себя

функции, выполняемые системой, и документацию к системе.

Вопрос №11. «Организация работ по разработке систем автоматизированного управления».

Участниками проектирования системы являются:

· заказчик этой системы;

· поставщик вычислительной техники и программного обеспечения.

Могут привлекаться профессионалы по созданию баз данных и информационных баз знаний, по локальным вычислительным сетям.

Стадиями создания АС являются:

Этап технического задания в свою очередь включает:

· стадию предпроектного обследования объекта, на которой устанавливается объект исследования, программа обследования, организационный план обследования;

· стадия проведения исследовательской работы включает следующие этапы:

· получение сведений о положении, закономерностях развития и функционирования объекта;

· получение сведений о возможности рационализации функционирования объекта;

· получение исходных данных для построения структурной, функциональной, информационной и технологической моделей объекта.

· создание эскиза (облика АС) содержит разработку предварительной структуры, состав автоматизированных функций, общий алгоритм функционирования, предварительный выбор комплекса задач, предварительная оценка затрат, предварительная оценка надежности и эффективности будущей системы, предварительное распределение задач между человеком и вычислительной техникой;

· подготовка и выпуск тех. задания на систему.

При разработке технического задания должны быть использованы принципы:

· конкретность требований (численное выражение требований);

· наличие требований к составу системы;

· наличие требований к ее характеристикам;

· наличие требований к показателям;

· доказательство целесообразности разработки.

Структура технического задания:

2. назначение и цели создания системы

3. характеристика объекта автоматизации

4. требования к системе

5. состав и содержание работ по созданию системы

6. порядок контроля и приемки системы

7. требования к составу и содержанию работ по подготовке объекта автоматизации к вводу системы в действии.

Целью этапа технического проектирования является разработка основных технических решений по создаваемой системе и, возможно, окончательное определение ее стоимости (если это оговорено договором). Работы стадии технического проекта завершаются разработкой:

· перечнем необходимых средств вычислительной техники;

· документации специального программного и информационного обеспечения.

Основными стадиями этапа рабочего проектирования являются:

· разработка рабочей документации на тех. обеспечение;

· разработка рабочей документации на программное и информационное обеспечение;

· разработка эксплуатационной документации.

Целью этапа внедрения является передача созданной системы в эксплуатацию. Стадии внедрения:

· наладка отдельных частей АС,

· проведение испытаний на работоспособность.

· опытная эксплуатация системы осуществляется в соответствии с разработанной программой и предусматривает проверку тех. состояния системы, определение качественных и количественных показателей выполнения функций системы, проверку готовности персонала к эксплуатации системы, доработку программного обеспечения и корректировку эксплуатационной документации.

Вопрос №12. «Структура интегрированной системы автоматизированного управления».

Структура ИСАУ определяется по функциональным подразделениям, которые объединяются по признаку выполнения определенных функций или операций.

Выделяют обеспечивающие подсистемы:

Состав функциональной подсистемы ИСАУ:

· инженерная подготовка производства;

· технологическая подготовка производства;

· управление инструментальным обеспечением;

· управление транспортным обслуживанием;

· управление ремонтным обслуживанием;

· управление материально-техническим снабжением;

· управление технологическим процессом;

· управление кап. строительством;

· контроль исполнительской дисциплины.

Вопрос №15. «Дерево целей создания ИСАУ».

I. Обеспечение организационной интеграции:

· выбрать орг. структуры, определить права и обязанности персонала всех звеньев ИСАУ;

· провести регламентацию порядка обмена информацией;

· определить ответственности за своевременность и недостоверность предъявления информации;

· разработать методическое обеспечение ИСАУ;

· обеспечить координацию и синхронизацию действий всех служб и исполнителей;

II. Обеспечение функциональной интеграции:

· определить набор технико-экономических показателей и технологических параметров для решения всей совокупности задач ИСАУ;

· декомпозировать технико-экономические показатели и технологические параметры по уровням управления с целью минимизации объема хранящихся данных и потоков информации;

· разработать задачи организации внутриуровневого и межуровневого обмена информацией, обеспечивающих автоматизацию процедуры принятия решений;

· разработать сквозные по уровням комплексы задач по всем основным функциям управления;

· выбрать критерии совместного функционирования локальных автоматизированных систем;

· разработать комплексы задач на основе критериев совместного функционирования локальных автоматизированных систем;

· разработать интерфейсы с эксплуатируемыми комплексами задач локальных АСУ;

· разработать мат. методы решения задач большой размерности, методы горизонтальной и вертикальной декомпозиции общей модели управления.

III. Обеспечение технической интеграции:

· обеспечить техническую, кодовую и программную совместимость комплекса тех. средств локальной АС;

Источник