Декомпозиция и синтез. Алгоритмизация процесса декомпозиции

ДЕКОМПОЗИЦИЯ И СИНТЕЗ  СИСТЕМ.

 

Алгоритмизация процесса  декомпозиции

 

Для решения проблемы  проводится системное исследование (декомпозиция, анализ и синтез) системы, снимающие проблему. В ходе синтеза  осуществляется оценка анализируемой  и синтезируемой системы. Реализация  синтезированной системы в виде  предлагаемой физической системы  позволяет провести оценку степени  снятия проблемы практики и  принять решение на функционирование  модернизированной (новой) реальной  системы.

Декомпозиция и синтез

 

• Декомпозиция – процесс разделения сложного объекта, системы, экономического показателя, задачи на составные части, элементы.
• Анализ — метод научного исследования (познания) явлений и процессов, в основе которого лежит изучение составных частей, элементов изучаемой системы
• Синтез – процесс соединения или объединения раннее разрозненных вещей или понятий в целое или набор.

 

Алгоритмизация процесса  декомпозиции

 

 

• 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.
• Выделение системы из среды (разделение на систему/«несистему») по критерию участия каждого рассматриваемого элемента в процессе, приводящем к результату на основе рассмотрения системы как составной части надсистемы.
• Описание воздействующих 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.

Стратегии декомпозиции

 

• Функциональная декомпозиция. Декомпозиция базируется на анализе функций системы. При этом ставится вопрос что делает система, независимо от того, как она работает. Основанием разбиения на функциональные подсистемы служит общность функций, выполняемых группами элементов.
• Декомпозиция по жизненному циклу. Признак выделения подсистем - изменение закона функционирования подсистем на разных этапах цикла существования системы «от рождения до гибели». Рекомендуется применять эту стратегию, когда целью системы является оптимизация процессов и когда можно определить последовательные стадии преобразования входов в выходы.

Стратегии декомпозиции

 

• Декомпозиция по физическому процессу. Признак выделения подсистем - шаги выполнения алгоритма функционирования подсистемы, стадии смены состояний. Хотя эта стратегия полезна при описании существующих процессов, результатом ее часто может стать слишком последовательное описание системы, которое не будет в полной мере учитывать ограничения, диктуемые функциями друг другу. При этом может оказаться скрытой последовательность управления. Применять эту стратегию следует, только если целью модели является описание физического процесса как такового.
• Декомпозиция по подсистемам (структурная декомпозиция). Признак выделения подсистем - сильная связь между элементами по одному из типов отношений (связей), существующих в системе (информационных, логических, иерархических, энергетических и т.п.). Силу связи, например, по информации можно оценить коэффициентом информационной взаимосвязи подсистем к = N/NQ , где  - N количество взаимоиспользуемых информационных массивов в подсистемах, NQ - общее количество информационных массивов.

 

Алгоритмизация процесса  анализа

 

 

• Функционально-структурный анализ существующей системы, позволяющий сформулировать требования к создаваемой системе. Он включает уточнение состава и законов функционирования элементов, алгоритмов функционирования и взаимовлияний подсистем, разделение управляемых и неуправляемых характеристик, задание пространства состояний Z, задание параметрического пространства Т, в котором задано поведение системы, анализ целостности системы, формулирование требований к создаваемой системе.
• Морфологический анализ - анализ взаимосвязи компонентов.
• Генетический анализ - анализ предыстории, причин развития ситуации, имеющихся тенденций, построение прогнозов.
• Анализ аналогов.
• Анализ эффективности (по результативности, ресурсоемкости, оперативности). Он включает выбор шкалы измерения, формирование показателей эффективности, обоснование и формирование критериев эффективности, непосредственно оценивание и анализ полученных оценок.
• Формирование требований к создаваемой системе, включая выбор критериев оценки и ограничений.

Алгоритмизация процесса  синтеза

 

 

• Разработка модели требуемой системы (выбор математического аппарата, моделирование, оценка модели по критериям адекватности, простоты, соответствия между точностью и сложностью, баланса погрешностей, многовариантности реализаций, блочности построения).
• Синтез альтернативных структур системы, снимающей проблему.
• Синтез параметров системы, снимающей проблему.
• Оценивание вариантов синтезированной системы (обоснование схемы оценивания, реализация модели, проведение эксперимента по оценке, обработка результатов оценивания, анализ результатов, выбор наилучшего варианта).

Наиболее сложным в  исполнении являются этапы декомпозиции  и анализа. Это связано с высокой  степенью неопределенности, которую  требуется преодолеть в ходе  исследования.

Спасибо за внимание!