Понятие структуры системы

Структура системы — совокупность элементов системы и связей между ними в виде множества.

D={A,Q}

Структура является статической моделью системы и характеризует только строение системы и не учитывает множества свойств (состояний) ее элементов.

При проведении анализа используются два определяющих понятия структуры: материальная структура и формальная структура.

В общем случае под формальной структурой понимается совокупность функциональных элементов и их отношений, необходимых и достаточных для достижения системой поставленных целей. Из определения следует, что формальная структура описывает нечто общее, присущее системам одного типа. В свою очередь, материальная структура является носителем конкретных типов и параметров элементов системы и их взаимосвязей.

Приведенные рассуждения позволяют сделать два вывода относительно сущности формальных структур: фиксированной цели соответствует, как правило, одна и только одна формальная структура; одной формальной структуре может соответствовать множество материальных структур.

При проведении системного анализа на этапе изучения формальных и материальных структур системы аналитики решают обычно следующие задачи:

· определения соответствия существующей структуры новым целям и функциям системы;

· определения необходимости реорганизации существующей структуры либо проектирования принципиально новой структуры;

· определение вида распределения (перераспределения) новых и старых функций системы по элементам структуры.

Рассмотрим типовые структуры систем (рис. 1).

Линейная структура (рис.1, а) характеризуется тем, что каждая вершина связана с двумя соседними. При выходе из строя хотя бы одного элемента (связи) структура разрушается.

Кольцевая структура (рис.1, б) отличается замкнутостью, любые два элемента обладают двумя направлениями связи. Это повышает скорость общения, делает структуру более живучей.

Сотовая структура (рис.1, в) характеризуется наличием резервных связей, что повышает надежность (живучесть) функционирования структуры, но приводит к повышению ее стоимости.

Многосвязная структура (рис.1, г) имеет структуру полного графа. Надежность функционирования максимальная, эффективность функциони-рования высокая за счет наличия кратчайших путей, стоимость - максимальная.

Частным случаем многосвязной структуры является “колесо” - (рис.1, д).

Иерархическая структура (рис.1,е) получила наиболее широкое распространение при проектировании систем управления, чем выше уровень иерархии, тем меньшим числом связей обладают ее элементы.

Звездная структура (рис.1.5, ж) имеет центральный узел, который исполняет роль центра, все остальные элементы системы являются подчиненными.

Графовая структура (рис.1.5, з) является инвариантной по отношению к иерархической и используется обычно при описании производственно-технологических систем.

Матричная структура (рис.1.5, и) используется, в частности, для описания матричной схемы управления оргсистемой.

В целом структура является материальным носителем целевой деятельности по ликвидации проблемной ситуации и от ее эффективности во многом зависит конечный результат этой деятельности.