Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
"Кузбасский государственный технический университет"
Кафедра информационных и автоматизированных
производственных систем
Построение моделей состава и структуры системы
Методические указания к практической работе
по курсу "Теория информационных процессов и систем"
для студентов специальности 230201 "Информационные
системы и технологии"
Составители О. Н. Ванеев
Д. Е. Турчин
Утверждено на заседании кафедры
Протокол № Х от ХХ.ХХ.2009
Рекомендовано к печати
учебно-методической комиссией
специальности 230201
Протокол № ХХХ от ХХ.ХХ.2009
Электронная копия находится
в библиотеке главного корпуса
ГУ КузГТУ
Кемерово 2009
1 Цель работы
Целью работы является изучение методов построения и анализа формальных моделей систем с помощью теории множеств и теории графов
2 Основные теоретические сведения
2.1 Основные понятия теории систем. Формальные модели систем
Система – совокупность объектов (элементов), взаимодействующих (взаимосвязанных) между собой и образующих определенную целостность, единство. При этом связь между элементами системы должна быть гораздо более прочной, чем связь каждого из этих элементов с частями других систем.
Под элементом системы понимается ее часть, предназначенная для выполнения определенных функций и неделимая на составные части при заданном уровне рассмотрения. Элемент системы может в свою очередь рассматриваться в качестве системы, а система, взятая в целом, может быть элементом более общей системы.
Связями называются элементы систем, осуществляющие непосредственное взаимодействие между другими элементами. Понятие связь одновременно характеризует строение (статику) и функционирование (динамику) системы.
Свойства системы проявляются при ее взаимодействии с окружающей средой (окружением), под которой понимают множество существующих вне системы элементов, оказывающих влияние на систему или находящихся под ее влиянием.
Структура системы – наиболее существенные взаимодействия (связи) между элементами системы, которые мало меняются при изменении состояния системы и обеспечивают существование системы и ее основных свойств. Следует отметить, что при удалении из системы одного или нескольких элементов структура может остаться неизменной, а система может сохранить свою качественную определенность (в частности, работоспособность).
Моделирование – это метод опосредованного исследования объектов, когда исследуется не сам объект (исходный объект), а некоторый другой объект (модель),на которой отображаются свойства исходного исследуемого объекта. Когда моделью является математический объект, то моделирование называется математическим.
Для моделирования системы необходимо отобразить состав её элементов их взаимосвязи, закономерности изменения свойств, а также закономерности изменения свойств всей системы на соответствующие элементы модели.
При всем многообразии реальных систем принципиально различных типов моделей систем очень немного: модель типа "черный ящик", модель состава, модель отношений, а также их разумные сочетания и, прежде всего, объединение всех трех моделей, то есть структура системы. Это относится как к статическим моделям, отображающим фиксированное состояние системы так и к динамическим моделям, отображающим характер временных процессов, которые происходят с системой. Можно сказать, что структура ("белый ящик") получается как результат "суммирования" моделей "черного ящика", состава и отношений (рис. 2.1).
Рис. 2.1 Формальные модели систем
Все указанные типы моделей являются формальными, относящимися к любым системам и, следовательно, не относящимися ни к одной конкретной системе. Чтобы получить модель заданной системы, нужно придать формальной модели конкретное содержание, т.е. решить, какие аспекты реальной системы включать как элементы модели избранного типа, а какие – нет, считая их несущественными.