Методы исследования сложных систем

Любой компьютер, даже, на первый взгляд, самый простой, представляет собой сложную систему, состоящую из миллионов простейших электронных компонентов. Единственный способ описать функционирование и структуру подобного рода сложных систем — выполнить ее иерархическую декомпозицию.

Любую иерархическую систему можно представить в виде ограниченного множества взаимодействующих подсистем, каждая из которых выполняет определенные функции и в свою очередь может иметь иерархическую структуру. Иерархическая декомпозиция может быть распространена на достаточно большую глубину, например, относительно компьютера — вплоть до уровня отдельных логических комбинационных схем.

Осознание иерархической природы сложной системы очень существенно как с точки зрения ее описания (анализа), так и с точки зрения проектирования (синтеза) такой системы. На определенном этапе проектирования разработчик, как правило, имеет дело с каким-либо одним уровнем иерархии. Описание функций каждого уровня выполняется в терминах абстрактных функций компонентов этого уровня, каковыми являются элементы следующего, более низкого в иерархии уровня. При проектировании подсистемы любого уровня для разработчика наибольший интерес представляют ее (подсистемы) структура и распределение функций между компонентами.

Структура — это способ объединения компонентов подсистемы в единое целое, а функции — операции, выполняемые каждым компонентом в процессе реализации функции, назначенной всей подсистеме.

При решении проблемы анализа сложной системы (ее описания) можно применить один из двух альтернативных подходов: начать с описания функций элементов самого низкого уровня и далее подниматься по уровням иерархии все выше и выше (восходящий подход, или подход "снизу-вверх") или рассмотреть систему в целом и попытаться отыскать в ней подсистемы, относительно независимые в смысле выполняемых функций (нисходящий подход, или подход "сверху-вниз"). Далее такого же рода декомпозиция применяется к выделенным подсистемам и т.д. Практика анализа разного рода больших систем показала, что нисходящий подход обладает несомненными преимуществами в смысле ясности и эффективности анализа.

Этом подход и будет использоваться в дальнейшем.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение программы

2. Какой язык называют машинным?

3. Почему машинный язык неудобен человеку?

4. Какие языки удобны человеку и почему?

5. Какая технология выполнения программ называется трансляцией?

6. Как выполняется интерпретация программы?

7. Общее и различия между трансляцией и интерпретацией

8. Почему нет компьютеров прямо выполняющих программы, написанные на языках высокого уровня?

9. Сколько уровней в современных компьтерах?

10. Каковы особенности уровня структуры?