9. Функциональное описание систем. Общая характеристика.

Системы, в которых происходят какие бы то ни было изменения со временем, будем называть динамическими, а модели, отображающие эти изменения, - динамическими моделями систем.

Различают два типа динамики системы:

• функционирование и

• развитие.

Под функционированием подразумевают процессы, которые происходят в системе (и окружающей ее среде), стабильно реализующей фиксированную цель (например, часы, городской транспорт, кинотеатр, канцелярия, радио­приемник, станок, школа, и т.д.).

Развитием называют то, что происходит с системой при изменении ее целей, функций или структуры. Характерной чертой развития является тот факт, что существующая структура перестает соответствовать новой цели, и для обеспечения новой функции приходится изменять структуру, а иногда и состав системы, перестраивать всю систему.

Типы динамических моделей такие же, как и статических, только элементы этих моделей имеют временной характер.

1) динамический вариант "черного ящика" — указание начального ("вход") и конечного ("выход") состояний системы (например, как в пятилетнем плане).

2) модели состава соответствует перечень этапов в некоторой упорядоченной последовательности действий.

3) динамический вариант "белого ящика" — это подробное описание происходящего или планируемого процесса. Например, на производстве широко используют так называемые сетевые графики - графы, имеющие сетевую структуру; их вершинами служат выполняемые производственные операции, а ребра указывают, какие операции не могут начаться, пока не окончатся предыдущие.

Функциональное описание исходит из того, что всякая система выполняет некоторые функции (функционирует). Как нам уже известно, система может быть однофункциональной и многофункциональной.

Функционирование системы может описываться числовым функционалом, зависящем от функций, описывающих внутренние процессы системы, либо качественным функционалом (упорядочение в терминах «лучше», «хуже», «больше», «меньше» и т.д.)

Функциональная организация может быть описана:

• алгоритмически,

• аналитически,

• графически,

• таблично,

• посредством временных диаграмм функционирования,

• вербально (словесно).

Требования к функциональному описанию:

• должно быть открытым и допускать возможность расширения (сужения) спектра функций, реализуемых системой;

• предусматривать возможность перехода от одного уровня рассмотрения к другому, т.е. обеспечивать построение виртуальных моделей систем любого уровня.

Рациональный путь формирования функционального описания состоит в применении такой многоуровневой иерархии описаний, при которой описание более высокого уровня будет зависеть от обобщенных и факторизованных переменных низшего уровня.

10. Графические способы функционального описания систем

Очень часто при анализе и синтезе систем используется графическое описание, разновидностями которого являются:

• дерево функций системы,

• стандарт функционального моделирования IDEF0.

Все функции, реализуемые сложной системой, могут быть условно разделены на три группы:

• целевая функция;

• базисные функции системы;

• дополнительные функции системы.

1) Целевая функция системы соответствует ее основному функциональному назначению, т.е. целевая (главная) функция – отражает назначение, сущность и смысл существования системы.

2) Основные функции отражают ориентацию системы и представляют собой совокупность макрофункций, реализуемых системой. Основные функции – обеспечивают условия выполнения целевой функции.

3) Дополнительные (сервисные) функции расширяют функциональные возможности системы, сферу их применения и способствуют улучшению показателей качества системы. Дополнительные функции – обеспечивают условия выполнения основных функций.

Дерево функций системы представляет декомпозицию функций системы и формируется с целью детального исследования функциональных возможностей системы и анализа совокупности функций, реализуемых на различных уровнях иерархии системы.

IDEF0

Объектами моделирования являются системы.

Описание IDEF0 модели построено в виде иерархической пирамиды, в вершине которой представляется самое общее описание системы, а основание представляет собой множество более детальных описаний.