Сделай Сам Свою Работу на 5

Модель состава системы (МСС)





Лекция 13

(2 часа)

Модели описания систем

(Способы описания систем)

 

 

Модели всегда являются упрощенным описанием системы.

 

Модель «черный ящик»(ЧЯ)

В рамках модели «черного ящика» внутреннее устройство системы изображают в виде непрозрачного ящика, выделенного из окружающей среды (рис. 4.1). Эта модель отражает два важных свойства системы - целостность и обособленность от среды. Система не является полностью изолированной от среды, она связана со средой и с помощью этих связей взаимодействует с ней (входы и выходы системы). В модели «черного ящика» отсутствуют сведения о внутреннем содержании системы, а задаются, фиксируются и перечисляются только входные и выходные связи системы со средой. В одних случаях достаточно содержательного словесного описания входов и выходов; тогда модель «черного ящика» является просто их списком. В других случаях требуется количественное описание некоторых или всех входов и выходов с заданием двух множеств Х и У входных и выходных переменных.

 

 

Модель «черного ящика» в ряде случаев является единственно применимой при изучении систем. Например, при исследовании психики человека или влияния лекарства на живой организм ученый лишен возможности вмешательства в систему иначе, как только через ее входы, и делает выводы лишь на основании наблюдения за ее выходами.



Часто приходится ограничиваться моделью «черного ящика» в связи с отсутствием данных о внутреннем устройстве системы. Например, мы не знаем, как «устроен» электрон, но знаем, как он взаимодействует с электрическими и магнитными полями, с гравитационным полем. Это и есть описание электрона на уровне модели «черного ящика».

И так, наиболее простойгрубой формой описания системы является представление ее в виде ЧЯ. Его особенности:

а) не раскрывает внутренней структуры системы, внутреннего ее устройства;

б) выделяет лишь систему из окружающей среды, подчеркивает ее целостноеединство;

в) хоть и выделена из среды система, но не является изолированной от нее.

В данном представлении задаются только связи модели с внешней средой в виде входных и выходных воздействий, которые могут иметь качественное, словесное описание.



Модель ЧЯявляетсяначальнымэтапом изучения сложных систем. На первыхэтапах проведения системных исследований необходимозадать, сформировать множество входных и выходныхпараметров системы, а эта задача очень не простая, если система сложная

Для избежания ошибки на этом этапе надо отбирать только те входы и выходы, которые отражают целевое назначение модели, так как реальная система взаимодействуетс объектами окружающей среды неограниченнымчислом способов. Критерийотбора – существенность той или иной связи по отношениюк цели, ради достижениякоторой строится модель.

Пример: требуется разработать модель ЧЯ для калькулятора. Основная цель(целевое назначение калькулятора ) - производить расчеты согласно заданной программе:

а) чтобы формировать задание для расчетов, ему необходимы кнопки 2 – х типов: для ввода цифр и для задания операций;

б)надо табло для отображения результатов.

Этого достаточно для достижения поставленной цели.

Но добавим к поставленной цели использование возможности автономной работы:

а)значит надо обеспечить батарейками питания.

Если добавить цель – быть удобным и транспортабельным, то:

а)нужны требования на вес и габариты устройства.

Можно еще расширить круг учитываемых требований и добавить выходы: эстетичный внешний вид, соответствие цены покупательной способности потребителя, подсветка циферблата и т.п.

Т.о. в зависимостиот выдвигаемых целей и формулируемых требований будет различный набор вх. и вых. системы.

Еще раз подчеркнем – построение модели ЧЯ не тривиальнаязадача. Вопрос о количествевключаемых в модель вх. и вых. не имеет простого и однозначного ответа. Выполнение основной цели недостаточнос одной стороны. Надо учитывать и дополнительные цели. Но сколько их надо? Когда надо остановиться? Такого критерия не существует, выбор полностью ложится на исследователя и зависит от его опыта и компетенции.



 

Модель состава системы (МСС)

Модели ЧЯ оказывается недостаточно, если системного аналитика интересует внутреннее устройство системы. Для этого надо разрабатывать более детальные, более развитые модели. Одной из разновидностей таких моделей, раскрывающей внутреннее содержание системы,являетсяМСС. В структуре системы можно выделить различные элементы, подсистемы. Но в зависимости от цели, для решения которой строится модель, один и тот же объект может быть определен и в качестве элемента,ив качестве подсистемы.

В результате получается модель состава системы, которая описывает, из каких подсистем и элементов состоит система (рис. 4.2).

Пример: будем анализировать систему управления и защиты энергоблока атомной станции. В НЕЙ МОЖНО ВЫДЕЛИТЬ РЯД ПОДСИСТЕМ: автоматического регулирования, ручного регулирования, аварийной защиты, аварийной и предупредительной сигнализации т.д. В структуре каждой подсистемы можно выделить блоки: блок питания, счетчик нейтронов, устройство отображения информации, исполнительные механизмы и т.д. В каждом блоке выделяют элементы: электронные(диоды, транзисторы,…), электромеханические(реле,…) и пр. Задача аналитика – выбрать решение, на каком уровне разбиения объектов необходимо остановиться. Здесь надо вернуться к цели и наметить пути ее достижения.

Подход 1.Анализируемая на надежность система долгое время находилась в эксплуатации, имеется статистика поведения объектов системы в процессе эксплуатации. Для анализа надежности надо максимально использовать опыт эксплуатации, т.к. расчеты на статданных наиболее реально отражают объективные закономерности. Оказалось, что в службах предприятия на каждый блок есть паспорт, в котором отмечается вся история поведения блока. Т.е. при обработке этой информации можно получить характеристики надежности блоков, а затем проводить далее расчеты надежности системы. Значит при построении модели состава системы (МСС) в качестве первичного элемента достаточно ограничиться блоками.

Подход 2. Анализируется надежность системы , которая еще не эксплуатировалась. Исходная информация для анализа – справочная информация об интенсивностях отказов элементов типа диодов, конденсаторов, сопротивлений, реле и т.д. Значит, при составлении МСС надо проводить декомпозицию каждого блока, и эта модель будет более детальной.

Т.о. в зависимости от цели исследования, постановки задачи по достижению данной цели и исходной информации для решения задачи одну и ту же систему следует представлять в виде различных частей, различных иерархий.

Надо помнить, что разбиение на подсистемыявляется условным при этом, неоднозначныграницы между системой и окружающей средой, они определяются целями построения МСС и не имеют абсолютного характера (пример: группа стержней автоматического регулирования в штатной ситуации на атомной станции регулирует мощность установки, но при аварийной ситуации эти стержни участвуют в глушении реакторной установки, т.е. являются элементами аварийной защиты).

 

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.