Проектирование отказоустойчивых распределенных информационных систем. Для студентов - страница 8

Большой системой называют систему, включающую большое количество однотипных элементов и однотипных связей. Пример: гирлянда, трубопровод.

Сложной системой называют систему, состоящую из элементов разных типов и обладающую разнородными связями между ними. Пример: космический корабль, автомобиль, морское судно и т. п.

Простая система – это система, состоящая из небольшого числа элементов и не имеющая разветвленной структуры (нельзя выявить иерархические уровни).

Структура системы – совокупность внутренних, устойчивых связей между элементами системы, определяющая ее основные свойства.

Простейшие типы структур систем показаны на рисунке 1.4.

а) последовательная

б) параллельная

в) с обратной связью. Рисунок 1.4 – Типы структур систем

Иерархические структуры – это структуры с наличием подчиненности (рисунок 1.5).

а) простая

б) сложная

Рисунок 1.5 – Иерархические структуры

С понятием структура тесно связан термин «декомпозиция» – это деление системы на части, удобное для каких-то операций.

Примеры: автомобиль состоит из систем смазки, охлаждения, питания и др. Любая книга имеет содержание (оглавление).

Различают также статистические и динамические системы. Состояние статической системы с течением времени остается постоянным, динамические системы, наоборот, изменяют свое состояние во времени.

Динамические системы разделяют на детерминированные, т.е. полностью определенных в любой момент времени, и вероятностные (стохастические).

По характеру взаимодействия системы и внешней среды различают закрытые

и открытые системы.

Системы обладают свойством целостности – это принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих ее элементов и, в то же время, зависимость свойств каждого элемента от его места и функции внутри системы.

Группа элементов системы, описываемая только своими входами и выходами и обладающая определенной целостностью, называется модулем (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 – Модуль J

Х_>Jвх – внешние (не от системы) воздействия на элементы модуля;

X_>iJ – связи от других элементов системы;

X_{>Jвых >—} воздействия на выходе системы;

X_>Jk – воздействия на элементы системы.

В различных разделах науки и техники понятие модуль имеет различные синонимы:

– в технике: агрегат, блок, узел, механизм;

– в программировании: программа, программный модуль, логический блок;

– в организации и управлении – комиссия, подразделение.

Входы и выходы можно интерпретировать как:

– сигнал – отклик;

– воздействие – реакция;

– запрос – ответ;

– аргумент – решение и др.

Перейдем к анализу понятия управления в системах. Процессы управления протекают повсеместно, ежедневно, ежечасно, ежесекундно и охватывают буквально все стороны и моменты человеческой деятельности.

В науке управление стало изучаться и исследоваться сравнительно недавно, и связано это было прежде всего с именем всемирного ученого Норберта Винера

(1894—1964). В 1948 году в США и Европе вышла книга «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине», ознаменовавшая своим появлением рождение нового научного направления – кибернетика.

Кибернетические исследования заключаются в изучении общих свойств процессов управления и систем управления в живых и неживых системах.

Направления исследований кибернетики весьма разнообразны:

– теоретические (теория управления, теория информации, информатика);

– механические (исследование и проектирование АИС);