Понятие структуры системы. Компоненты системы
Система может быть представлена простым перечислением элементов, или «чёрным ящиком» (моделью «вход – выход»). Однако чаще всего при исследовании объекта такое представление недостаточно. В этих случаях систему отображают путём расчленения на подсистемы, компоненты, элементы с взаимосвязями, которые могут носить различный характер, и вводят понятие структуры.
Любая система состоит из подсистем, подсистема любой системы может быть сама рассмотрена как система. Границы рассматриваемой системы определяются доступными ресурсами и окружением.
Структура - все то, что вносит порядок во множество объектов, т.е. совокупность связей и отношений между частями целого, необходимых для достижения цели.
Типы структур:
линейная структура
иерархическая структура
сетевая структура
матричная структура
Структура является связной, если возможен обмен ресурсами между любыми двумя подсистемами системы.
Если структура или элементы системы плохо (частично) описываемы или определяемы, то такое множество объектов называется плохо или слабо структурируемым (структурированным).
Любая система состоит из компонентов:
Элемент – неделимая часть системы, обладающая самостоятельностью по отношению к данной системе. Неделимость элемента рассматривается как нецелесообразность учёта в пределах модели данной системы его внутреннего строения.
Связь – совокупность зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы. Установить связь между двумя элементами – это значит выявить наличие зависимостей их свойств.
Внешняя среда – это набор существующих в пространстве и во времени объектов (систем), которые действуют на систему. Внешняя среда представляет собой совокупность естественных и искусственных систем, для которых данная система не является функциональной подсистемой.
Виды структур систем. Сравнительный анализ структур
Сетевая структура, или сеть, представляет собой декомпозицию системы во времени. Такие структуры могут отображать порядок действия технической системы (телефонная сеть, электрическая сеть), этапы деятельности человека (при производстве продукции – сетевой график, при проектировании – сетевая модель, при планировании – сетевой план).
Иерархические структуры представляют собой декомпозицию системы в пространстве. Все компоненты (вершины, узлы) и связи (дуги, соединения узлов) существуют в этих структурах одновременно. Такие структуры могут иметь два и более число уровней декомпозиции.
Структуры, в которых каждый элемент нижележащего уровня подчинён одному узлу (одной вершине) вышестоящего, называют древовидными структурами, структурами типа «дерева», на которых выполняется отношение древесного порядка, иерархическими структурами с «сильными» связями.
Структуры, в которых элемент нижележащего уровня может быть подчинён двум и более узлам (вершинам) вышестоящего, называют иерархическими структурами со «слабыми» связями.
Многоуровневые иерархические структуры – особый класс иерархических структур, отличающийся различными принципами взаимоотношений элементов в пределах уровня и различным правом вмешательства вышестоящего уровня в организацию взаимоотношений между элементами нижележащего. Смешанные иерархические структуры бывают с вертикальными и горизонтальными связями.
Матричные
структуры. Отношения,
имеющие вид «слабых» связей между
уровнями, подобны отношениям в матрице,
образованной из составляющих этих
уровней.
Для сравнительного анализа структур используются информационные оценки степени целостности a и коэффициента использования компонентов системы b, которые могут интерпретироваться как оценки устойчивости оргструктуры или как оценки степени централизации-децентрализации управления в системе.
Эти оценки получены из соотношения, определяющего взаимосвязь системной Сс, собственной Со и взаимной Св сложности системы:
Сс= Со + Св. (1.10)
Собственная сложность Со представляет собой суммарную сложность элементов системы вне связи их между собой.
Системная сложность Сс характеризует содержание системы как целого.
Взаимная сложность Св характеризует степень взаимосвязанности элементов в системе.
Разделив члены выражения (1.10) на Со, получим две важные сопряжённые оценки:
a = – Св / Со ; (1.11)
b = Сс / Со , (1.12)
причём b = 1 – a.
Оценка a характеризует степень целостности, связности, взаимозависимости элементов системы; для организационных систем a может быть интерпретирована как характеристика устойчивости, управляемости, степени централизации управления.
Оценка b показывает самостоятельность, автономность частей в целом, степень использования возможностей элементов. Для организационных систем b удобно называть коэффициентом использования элементов в системе.
Знак минус в выражении (1.11) введён для того, чтобы a было положительным, поскольку Св в устойчивых системах, для которых характерно Со > Сс, формально имеет отрицательный знак.