Тема 1. Информационные системы и их классификация Понятие системы

Системой называется любой объект, который, с одной стороны, рассматривается как единое целое, а с другой - как множество связанных между собой или взаимодействующих составных частей.

Понятие системы охватывает комплекс взаимосвязанных элементов, действующих как единое целое. Система характеризуется набором следующих понятий:

1. Структура - множество элементов системы и взаимосвязей между ними. Математической моделью структуры является граф.

2. Система предполагает наличие внешней среды, в которой она находится и функционирует. Для исследуемой системы внешняя среда может рассматриваться как надсистема, а ее части – как подсистемы.

3. Входы и выходы - материальные потоки или потоки сообщений, поступающие в систему или выходящие из нее. Каждый входной поток характеризуется набором параметров {вх(i)}; значения этих параметров по всем входным потокам образуют вектор-функцию ВХ. В простейшем случае ВХ зависит только от времени t. В практически важных случаях значение функции входных параметров ВХ в некоторый момент времени t₀ зависит не только от времени t, но и от значения предыдущего состояния этой функции - ВX(t₀-1). Функция значений выходных параметров системы ВЫХ определяется аналогично.

4. Закон поведения системы - функция, связывающая изменения входа и выхода системы ВЫХ = ПОВ(ВX).

5. Цель и ограничения. Качество функционирования системы описывается рядом переменных ц_l, ц₂,..., ц_N. Часть этих переменных (обычно всего одна переменная) должна поддерживаться в экстремальном значении, например, max ц_l. Функция ц_l = Ц(ВX, ВЫХ, t,...) называется целевой функцией, или целью. Зачастую Ц не имеет аналитического и вообще явного выражения. На остальные переменные ц_K могут быть наложены (в общем случае двусторонние) ограничения нижн_К и верхн_К:

нижн_К <= f_K(ц_K) <= верхн_К, где 2 <= К <= N.

Среди известных свойств систем рассмотрим относительность, делимость и целостность.

Свойство относительности устанавливает, что состав элементов, взаимосвязей, входов, выходов, целей и ограничений зависит от целей исследователя. Реальный мир богаче системы. Поэтому от исследователя и его целей зависит, какие стороны реального мира и с какой полнотой будет охватывать система. При выделении системы некоторые элементы, взаимосвязи, входы и выходы не включаются в нее из-за слабого влияния на остающиеся элементы, из-за наличия самостоятельных целей, плохо согласующихся с целью всей системы, и т.д. Они образуют внешнюю среду для рассматриваемой системы.

Делимость означает, что систему можно представить состоящей из относительно самостоятельных частей - подсистем, каждая из которых может рассматриваться как система. Возможность выделения подсистем (декомпозиция системы) упрощает ее анализ, так как число взаимосвязей между подсистемами и внутри подсистем обычно меньше, чем число связей непосредственно между всеми элементами системы. Выделение подсистем проводит исследователь, и оно условно.

Свойство целостности указывает на согласованность цели функционирования всей системы с целями функционирования ее подсистем и элементов.

Надо также иметь в виду, что, как правило, система не аддитивна, то есть имеет больше свойств, чем составляющие ее элементы. Так, предприятие обладает юридической самостоятельностью, а его подразделения - нет.