Меньков А.В., Острейковский В.А. Теоретические основы автоматизированного управления

Подождите немного. Документ загружается.

240

хичесих систем мо т использоваться все три понятия; слчаи, о -

да применяется тольо одно, являются ислючением.

Страты. Уровни описания, или абстраирования. Напомним, что

основная дилемма при описании систем состоит в том, что прихо-

дится находить омпромисс межд простотой описания и необхо-

димостью чета мно очисленных фаторов и харатеристи слож-

ной системы. Разрешение этой дилеммы ищется в иерархичесом

описании. Система задается семейством моделей, аждая из ото-

рых описывает поведение системы с точи зрения различных ров-

ней абстра ирования. Для аждо о ровня иерархии сществет ряд

харатерных особенностей и переменных, заонов и принципов, с

помощью оторых описывается поведение системы. Чтобы таое

иерархичесое описание было эффетивным, необходима а

можно большая независимость моделей для различных ровней

системы. Таим образом, процесс расчленения системы на ровни,

харатеризющие техноло ичесие, информационные и эономи-

чесие аспеты ее фнционирования, называется стратифициро-

ванием системы, а сами ровни — стратами. На аждой страте в

иерархии стртр имеется свой собственный набор переменных,

оторые позволяют в значительной степени о раничить изчение

тольо одной стратой. Независимость страт отрывает возмож-

ность для более лбоо о и детально о изчения системы, однао

предположение о независимости страт может привести  неполно-

м пониманию поведения системы в целом. Приведем несольо

примеров систем, требющих стратифицированно о описания.

1. Модель ЭВМ. Фнционирование ЭВМ обычно описывает-

ся не менее чем на двх стратах (рис. 7.8).

На первой страте система описывается на язые физичесих

заонов, правляющих работой и взаимодействием ее составных

частей, в то время а на второй страте имеют дело с абстратными

нефизичесими понятиями: таими, а двоичные разряды, фай-

лы, информационные потои и т. д. На страте физичесих заонов

представляет интерес правильное фнционирование различных

элетронных омпонентов, а на страте обработи информации —

проблемы вычисления, про раммирования и т. п.

2. Автоматизированный промышленный омплес. Этот омплес

обычно моделирют на трех стратах: 1) физичесие процессы обра-

боти материалов и преобразования энер ии; 2) правление в обра-

бота информации; 3) эономиа производства с точи зрения е о

производительности и прибыльности (рис. 7.9). Заметим, что на лю-

бой из этих трех страт мы имеем дело с одним предметом — основ-

ным физичесим продтом. На первой страте он рассматривается

а физичесий объет, оторый подлежит обработе в соответс-

241

твии с физичесими заонами, на второй страте е о рассматривают

а правляемю переменню; на третьей страте это же товар а

эономичесая ате ория. Для аждо о из этих аспетов системы

имеется свое описание, однао система остается одной и той же.

3. Стртра системы правления народным хозяйством страны.

Система правления народным хозяйством страны может быть

Îáðàòíàÿ ñâÿçüÂìåøàòåëüñòâî

Îáðàòíàÿ ñâÿçüÓïðàâëåíèå

Ñòðàòà 1:

Ôèçè÷åñêèå

ïðîöåññû

Ñòðàòà 2:

Îáðàáîòêà

èíôîðìàöèè

è óïðàâëåíèå

Ñòðàòà 3:

Ýêîíîìè÷åñêèå

ôàêòîðû

Ïðåäïðèÿòèå

Ñûðüå ïðîäóêöèÿ

Ãîòîâàÿ

Ñòðàòà 1:

Ôèçè÷åñêèå

îïåðàöèè

Ñòðàòà 2:

Ìàòåìàòè÷åñêèå

îïåðàöèè

(ïðîãðàììèðîâàíèå

è ðåàëèçàöèÿ

ïðîãðàììû)

Âõîä

ÝÂÌ

Âûõîä

Âõîä

Âûõîä

Рис. 7.9. Стратифицированное представление

автоматизированноо машинноо производства

Рис. 7.8. Стратифицированное представление ЭВМ

242

представлена в виде семи страт (рис. 7.10). Первые три нижние стра-

ты относятся  проблематие, связанной с решением задач автома-

тичесо о или автоматизированно о правления производством. На

этих ровнях большю роль в процессе правления и рают автома-

тичесие средства, а не челове. На остальных (верхних) ровнях

осществляется административное и ор анизационное (планирова-

ние эономии) правление, и большее значение в процессе это о

правления принадлежит людям, а не автоматичесим стройствам.

Примеров стратифицированно о описания систем можно

привести очень мно о. Однао и приведенных примеров доста-

точно, чтобы сформлировать общие свойства стратифицирован-

но о описания систем:

1. Выбор страт, в терминах оторых описывается данная сис-

тема, зависит от наблюдателя, е о знания и заинтересованности

в деятельности системы, хотя для мно их систем неоторые стра-

ты ажтся естественными, внтренне им присщими.

2. Аспеты описания фнционирования системы на различ-

ных стратах в общем слчае не связаны межд собой. Поэтом

. . .

2 2

1 1

2 2

1 1

2 2

1 1

2 2

1 1

2 2

1 1

2 2

1 1

2 2

1 1

2 2

1 1

2 2

1 1

2 2

1 1

2 2

1 1

2 2

1 1

Рис. 7.10. Стратифицированное представление системы правления народ-

ным хозяйством страны (по В.А. Трапезниов):

1 — страта 1: автоматичесие реляторы ареатов; 2 — страта 2:

системы правления ареатами; 3 — страта 3: СУ автоматичесими

линиями; 4 — страта 4: цеховые СУ; 5 — страта 5: СУ предприятиями;

6 — страта 6: СУ отраслями народноо хозяйства; 7 — страта 7:

СУ народным хозяйством

243

принципы и заоны, использемые для харатеристии системы

на любой страте, в общем слчае не мо т быть выведены из при-

нципов, использемых на др их стратах.

3. Сществет асимметричная зависимость межд словиями

фнционирования системы на различных стратах.

4. На аждой страте имеется свой собственный набор терми-

нов, онцепций и принципов.

5. Понимание системы возрастает при последовательном пере-

ходе от одной страты  др ой: чем ниже спсаемся по иерархии,

тем более детальным становится расрытие системы; чем выше под-

нимаемся, тем яснее становится смысл и значение всей системы.

Слои. Уровни сложности принимаемоо решения. Почти в любой

реальной ситации принятия решения сществют две предельно

простые, но чрезвычайно важные особенности:

1) о да приходит время принимать решения, принятие и вы-

полнение решения нельзя отладывать;

2) неясность относительно последствий различных альтернатив-

ных действий и отстствие достаточных знаний об имеющихся свя-

зях препятствют .достаточно полном формализованном описа-

нию ситации, необходимом для рационально о выбора действий.

Эти два фатора приводят  основной дилемме принятия ре-

шения: с одной стороны, необходимо действовать немедленно,

с др ой же — столь же необходимо, прежде чем пристпить  дейс-

твиям, попытаться лчше понять ситацию. При принятии решения

в сложных ситациях решение этой дилеммы ищт в иерархичесом

подходе (рис. 7.11). Сложная проблема принятия решения разби-

вается на семейство последовательно расположенных более простых

подпроблем D

, i = , та что решение всех подпроблем позволяет

решить и исходню проблем Р. Таая иерархия называется иерар-

хией слоев принятия решений, а вся система (D на рис. 7.11) — мно-

ослойной системой (принятия решений).

Важным видом иерархий является фнциональная иерархия

принятия решений или правления. Эта иерархия возниает в связи

с тремя основными аспетами проблемы принятия решения в сло-

виях полной неопределенности (рис. 7.12). Фнциональная иерар-

хия, изображенная на рис. 7.12, состоит из трех слоев:

1. Слой выбора: задача это о слоя — выбор способа действий.

2. Слой общения, или адаптации: задача слоя — онретизация

множества неопределенностей, с оторым имеет дело слой выбора.

3. Слой самоор анизации: задача слоя — выбор стртры,

фнции и страте ии, оторые использются на нижележащих

слоях, таим образом, чтобы по возможности приблизиться 

лобальной цели.

1 n,