Методы системного анализа. Декомпозиция. Анализ. Синтез

Основные задачи системного анализа показаны на рисунке 1.

Задачи системного анализа

Анализ

Декомпозиция

Синтез

Определение и декомпозиция общей функции

^------------------

Выделение системы из среды

Описание воздействующих факторов

Описание тенденций развития, неопределенностей

Функционально -структурный анализ

Морфологический анализ

Генетический анализ

Анализ аналогов

Анализ эффективности

Формирование требований к формируемой системе

Разработка модели системы

— — — — — — — — — — — — — — — — — п

Структурный анализ I

Параметрический анализ

Оценивание системы I

Описание как «черного ящика»

Функциональная, компонентная и структурная

Рисунок 1 - Задачи системного анализа

Стадия декомпозиции дает общее представление о системе и предполагает выполнение определенных действий:

• •     определение и декомпозиция общей цели исследования и

• основной функции системы как ограничение траектории в пространстве состояний системы или в области допустимых ситуаций. Наиболее часто декомпозиция проводится путем построения дерева целей и дерева функций;

• •     изолированность системы от окружающей среды по критерию

участия каждого рассматриваемого элемента в процессе, ведущем к результату на основе рассмотрения системы как составной части надсистемы;

• •     описание влияющих факторов;

• •     описание тенденций развития, неопределенностей разного рода;

• •     описание системы как «черного ящика»;

• •     функциональная (по функциям), компонентная (по виду

элементов) и структурная (по виду отношений между элементами) декомпозиции системы.

Существуют следующие виды декомпозиции:

• •     функциональная декомпозиция - на основе анализа системных

функций;

• •     декомпозиция жизненного цикла - выделение систем для

изменения закона функционирования подсистем на разных этапах жизненного цикла системы от «рождения до гибели»;

• •     декомпозиция по физическому процессу - признак выделения

подсистем - шаги выполнения алгоритма подсистемы, стадии изменения состояний;

• •     декомпозиция по подсистемам (структурная декомпозиция) - это

признак выделения подсистем - сильная связь между элементами по одному из типов связей, существующих в системе (энергетических, информационных, логических).

Общий подход к решению проблем может быть представлен в виде цикла (рисунок 2).

Этап анализа предусматривает формирование общего и детального представления системы.

• •     функционально-структурный анализ - позволяет сформулировать

требования к создаваемой системе;

• •     морфологический анализ - анализ взаимосвязи компонентов;

• •     генетический анализ - анализ предыстории, причин развития

Оценка снятия проблемы

Рисунок 2 - Общий подход к решению проблем

• •     анализ аналогов;

• •     анализ эффективности - по ресурсоемкости, результативности,

оперативности;

• •     формирование требований к системе, включая выбор критериев

оценки и ограничений.

Этап анализа обычно включает в себя следующие основные этапы проектирования системы:

• 1.    Определение основных функций (свойств, целей, задач) системы.

• 2.   Определение основных функций и частей (модулей, подсистем) в

• 3.    Определение основных процессов в системе, их роли, условий реализации; выявление постановки, изменения состояния в функционировании; выбор основных контролирующих факторов.

• 4.    Определение основных элементов среды, с которой связана исследуемая система.

• 5.   Выявление неопределенностей и аварий, влияющих на систему.

• 6.   Концепция системы как набора модулей, связанных с входами и

• выходами (определение обширной структуры, иерархии).

• 7.    Определение всех элементов и связей.

• 8.    Здесь исследуются медленное, обычно нежелательное изменение свойств системы, которое обычно называют «старением», а также возможность замены отдельных модулей на новые, что позволяет не только выдерживать «старение», но и улучшить качество системы по сравнению с исходным состоянием.

• 9.    Исследование функций и процессов в системе в целях управления ими.

системе.

Этап синтеза системы включает следующие виды работ (рисунок 3).

Рисунок 3 - Упрощенная функциональная диаграмма этапа синтеза системы, решающей проблему

• 1.    Разработка модели проектируемой системы - включает выбор математического аппарата, моделирование, оценку модели по критериям адекватности, простоты, точности и сложности, баланса ошибок, многомерных реализаций.

• 2.    Синтез альтернативных структур системы, снятие проблемы.

• 3.    Синтез системных параметров, снятие проблемы.

• 4.    Оценка вариантов синтезированной системы - обоснование схемы оценки, внедрение моделей, проведение экспериментов по оценке, обработка результатов, оценка результатов, анализ результатов, выбор наилучшего варианта.

Таким образом можно сделать вывод, что главной особенностью системного анализа является то, что он включает в себя не только методы анализа, но и методы синтеза.