Системный анализ в информационных технологиях. Громов Ю.Ю - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Обе эти операции тесно связаны, хотя с точки зрения практики, обычно, сначала разбивают глобальную цель на набор
локальных, а потом ищут пути достижения локальных целей.
Набор локальных целей, как правило, сам имеет иерархическое многоуровневое строение и в той или иной степени со-
ответствует общей иерархии в системе. В этом случае понятие «локальные цели» есть собирательный термин для целей всех
иерархических уровней; для любой из них можно указать, в какую цель более высокого уровня она входит и (кроме целей
самого низшего уровня) на что она дробится сама. При модульном строении системы локальные цели выступают как требо-
вания к выходам (выходным характеристикам) модулей. Именно продуманные требования на выходы согласовывают моду-
ли так, что состоящая из них система выполняет глобальную цель. Таким образом, локальные цели выступают важным регу-
лятором организации частей и элементов в целенаправленную систему, а их согласование направляет проводимые в системе
изменения в единое русло.
Заметим, что согласование обычно является сложной, плохо формализуемой процедурой. При этом конкретная локаль-
ная цель может получаться и такой, что затруднит выполнение соседней цели, и лишь компромисс между ними даст продвиже-
ние к глобальной цели системы.
Перейдем теперь к обсуждению того, как и за счет чего может быть выполнена конкретная цель.
Целенаправленное вмешательство в процесс в системе назовем управлением. Управление – важнейшее понятие для це-
ленаправленных систем. Оно естественным образом связано с постановкой целей: именно возможность вмешательства, вы-
бора, альтернативы делает процесс в системе вариативным, а один или более из этих вариантов – ведущим к достижению
цели.
Управление – универсальный термин в смысле огромного многообразия его конкретных реализаций: в математических
моделях можно выбирать числа, функции, алгоритмы, графовые структуры; в технических системах – силы, геометрические
размеры, различные сигналы, включая команды ЭВМ, физические величины – от температуры до жесткости материала, кон-
центрации и перемещения веществ; в экономике – размеры финансирования, материальные ресурсы и сроки их поставки,
расстановку кадров; в социальной области – приказы, советы, действия, влияние на общественное мнение, организацию но-
вых коллективов. Подчеркнем, что здесь перечислена лишь малая доля того, чем в целях управления можно распоряжаться в
сложной системе.
Управление – чрезвычайно широкий и свободный в употреблении термин. Строгий (рискнем сказать – научный) подход
к управлению требует четкого, однозначного определения:
а) того, чем распоряжаемся;
б) каковы пределы, в которых можно выбирать;
в) каково влияние данного управления на процесс.
Но на практике по всем перечисленным требованиям могут быть неясности, а двумя последними иногда вовсе пренеб-
регают. Это может приводить, в частности, к тому, что управление не будет вести к цели. Такое положение возможно и в
строгой трактовке управления – когда отсутствует описание процесса в системе. В этом случае просто набирается опыт ра-
боты с «черным ящиком».
Наконец, следует сказать, что в случае, когда исходят из цели (что чаще всего и бывает), может быть ситуация, при ко-
торой не существует управления, обеспечивающего ее выполнение. Тогда пробуют расширить пределы, в которых выбира-
ется управление, ввести новые управляющие воздействия (т.е. еще что-то разрешить менять), иногда кардинально изменяют
структуру системы. В этой ситуации цель не лежит в области достижимости, которая обеспечивается имеющимися управле-
ниями, и надо либо расширять эту область, либо переместить в ее направлении цель.
Перейдем к символьной записи введенных понятий. Общий вид процесса
u
tt
S
0
с управлением и из некоторой возможной
совокупности управлений U есть [сравните с (1.5)]
UuTtYyutytyS
u
tt
∈∈∈= ,,),,())((
0
0
. (1.6)
Этому управляемому процессу будет соответствовать отображение множеств
YYTU →
×
×
.
В (1.6) отражена лишь управляемость, вариативность процесса, но не его цель. Для записи процесса, приводящего к вы-
полнению цели, начнем с того, что введем специальное обозначение f для тех выходных воздействий, на которые можно
влиять выбором управлений и. Таким образом, величины f, обычно называемые критериями, есть часть выходов
−
jr
x и
−
J
x
рассматриваемого модуля (см. (1.4)) или системы целиком. Обозначим теперь желаемый вид выходных воздействий через f
G
,
где G есть символ поставленной цели. Критерии f, естественно, считаем зависящими от характеристик y
: f = f (y).
Пусть существует момент t
G
(или он задан) и существует состояние характеристик y
G
, позволяющие достичь цели f
G
.
Пусть состояние y
G
может быть достигнуто управляемым процессом
u
tt
S
0
. Тогда управление u
G
, позволяющее выполнить
цель f
G
, определяется как часть триады (t
G
, y
G
, u
G
), удовлетворяющей соотношениям
UuTtYyfyfutytyS
u
tt
∈∈∈== ,,,)(),,())((
0
0
. (1.7)
Перейдем к примеру и на его основе сделаем важные дополнения к соотношению (1.7).
Рассмотрим процесс распространения вибрации в машинном отделении судна. Пусть под параметром процесса t пони-
мается удаление от источника вибрации – блока двигателей и механизмов. Характеристикой процесса y(t) будем считать ам-
плитуды скоростей вибрирующих поверхностей. Выбор управления и будет состоять в нахождении жесткостей рамной кон-
струкции, поддерживающей блок двигателей. Критерий f(t) – вибромеханическая мощность в фиксированных точках (т.е.
параметр f
G
задан). Цель f
G
– ввод величин f в заданный диапазон.
Заметим, что такая задача вроде бы имеет вид, отличный от записи (1.7). Действительно, стандартная математическая
запись нахождения многомерной величины f в заданном диапазоне есть

Страницы