Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Людвіг Фабрі
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Комп’ютерних та інформаційних технологій
Кафедра:
Кафедра автоматизованих систем управління
Інформація про роботу
Рік:
2009
Тип роботи:
Інші
Предмет:
Інформаційні технології
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство освіти і науки України
Національний університет «Львівська політехніка»
Інститут Комп’ютерних наук та інформаційних технологій
Кафедра автоматизованих систем управління
Людвіг Фабрі
Лексикон
З Системного аналізу проектування комп’ютерних інформаційних технологій
Львів 2009
Зміст
ПЕРЕДМОВА…………………………………………………………………………………..…3
І. ОСНОВНІ ВИЗНАЧЕННЯ………………………………………………………………..…..4
ІІ. ОСОБЛИВОСТІ СИСТЕМНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ…………………………………….5
ІІІ. ЕТАПИ I ПРОЦЕДУРИ СА……………………………………………………………..….8
1 Виявлення і аналіз проблеми…………………………………………………………..….8
2 Визначення системи і її структури……………………………………………………..…9
3 Визначення цілей і критеріїв…………………………………………………………......10
4 Порядок побудови ДЦ
5 Знаходження і оцінка альтернатив………………………………………………..……..14
6 Вибір і обґрунтування остаточного варіанту побудови КІС…………………….....…14
7 Діагноз системи………………………………………………………………………..……15
8 Побудова комплекних довгострокових програм……………………………………….15
9 Створення організації для виконання цілі і втілення комплексних довготривалих програм……………………………………………………………………………………...15
IV. ЗАГАЛЬНІ РЕКОМЕНДАЦІЇ……………………………………………………………...16
V. ІНСТРУМЕНТИ СА………………………………………………………………………….16
Список літератури………………………………………………………………………………..19
«Початок є половина всього» - Піфагор
«Хто добре запалився, той добре почав, а добре почати – це наполовину завершити» - Григорій Сковорода
ПЕРЕДМОВА
Людство невпинно з щораз зростаючими темпами створює і застосовує комп’ютерні інформаційні технології та формує передумови якісно нової організації індивідуальних та колективних знань. В середовищі нових інформаційних технологій значно вищі межі обсягів знань, що може охопити одна людина протягом короткого періоду часу при незначних психофізичних навантаженях. Це пояснюється меншими вимогами до запам'ятовування в поєднанні з великими можливостями з'ясовувати принципові властивості досліджуваних об'єктів та зв'язків між ними. Комп'ютерне представлення знань, особливо при поєднанні застосування аудіо- і відеоканалів представления знань, є значно сприйнятливішим для використання людиною. Це ще в більшій мірі стосується процесів нагромадження, оновлення, співставлення різнорідних даних та встановлення зв’язків від функцюнальних до асоціативних. Підтримка різномислення і, як наслідок, підвищення результативності комп'ютеризованих інформаційних систем змінюють можливості засобів інформатики практично у всіх сферах діяльності людини.
Процеси створення КІС пов'язані з вирішенням складних проблем різнопланового характеру. Насамперед, це стосується глибокого розуміння потреби користувачів, детального знання тонкощів предметної області (ПрО), а відтак – вироблення стратегії автоматизації та втілення задумів в реальній проектній розробці Високий рівень професіоналізму спеціаліста по КІС обумовлений вмінням аналізувати проблему, оцінювати динаміку еволюційного розвитку інформаційних технологій, відслідковувати нові тенденції та ефективні інструменти процесів створення КІС. Ці вміння виробляють певний системний стиль мислення спеціаліста, який є передумовою системного аналізу (СА). Такий підхід до СА дозволяє створювати деяку спеціальну мову та алгоритми роботи, виділити головні чинники та сформувати основні еврістики. А далі, вже доцільно прийматися за аналітичну роботу по підготовці матеріалів й документів для всесторонньої оцінки можливостей створення КІС, вироблення технічного завдання, концептуальної моделі та проектування. Не завжди спеціаліст-розробник спирається в своїй роботі на об'єктивні закономірності. Не кожний фахівець по КІС намагається мислити системно і розглядати виршення поставленого завдання, як об'єкт складної структури певної поведінки та якості. Часом, приймаючи на віру перше враження про поставлене замовником-користувачем завдання на розробку спеціаліст-розробник КІС вимушений декілька разів змінювати свої оцінки, аж поки він не усвідомить глибоко, що саме слід розробити та визначити і спрогнозувати, як саме мае діяти новостворена КІС. Що саме буде найбільш потрібно в майбутньому, при роботі користувача з реальнодіючою КІС – це є найбільш критичним питанням для розробника. Тому процес розробки КІС фактично слід сприймати як взаємне навчання розробника і майбутнього користувача, впродовж якого обидві сторони отримують нові знання по суті проблеми доцільного вибору і оцінки шляхів її розв'язання. Але на це взаємне навчання і порозуміння втрачається і марнується доволі багато часу. Значно практичніше і доцільніше з професійної точки зору дивитися на проблеми не стільки очима недосвідченого замовника – майбутнього користувача КІС, як очима спеціаліста-розробника, який фахово володіє високим інтелектуальним потенціалом в заданій ПрО і через це сприймає світ таким, яким він є насправді. Саме таким фахівцем є системний аналітик, який серед спеціалістів з комп’ютерних наук стоїть на найвищому рівні. Ранг його є вищим від системного програміста.
Останнім часом відбувається суттєве підсилення можли востей спеціалістів по СА. Для цього створено програмні засоби стимулювання творчого мислення фахівців і організації комп’ютерної підтримки такого вагомого інструменту СА, як організація мозкових штурмів та методу Delphi. До таких програм належать випущений пакет Problem Solver Corporate Edition, який розроблений американською фірмою Mind Link Software і удосконалений у нових версіях в напрямку сприяння уникнути стереотипності мислення. Вчені і системні аналітики прогнозують зростання впливу інформаційних ресурсів Internet на результативність системних досліджень. Це сприятиме поступові в розвиткові новітніх технологій для найрізноманітніших галузей. Інформаційний вміст Web-сайтів, порталів і вертикальних структур – т.зв. ворталів забезпечує якісно новий рівень підтримки процесів генерування нових ідей, коли відбувається "перехресне запилення" ідеями, генерування нових плідних рішень в сприятливих умовах інтерактивної взаємодії спеціалістів.
І. ОСНОВНІ ВИЗНАЧЕННЯ
Перш ніж переходити до вивчення особливостей методології СА спочатку наведемо формулювання деяких головних понять. Насамперед розглянемо визначення поняття система. Цей термін виник в результаті злиття двох грецьких слів: syn – з’єднювати воєдино, докупи і histemi – складати предмети або явища. Synhistemi – система. Це слово та й розмаїті види систем виникли як результат рукотворної діяльності людини і проходження складних природних явищ, наприклад, таких процесів, як зміни в екологічних, геологічних, біологічних утвореннях та зміни в земній корі і навколоземній атмосфері й космосі. Існує безліч визначень поняття система. Наведемо лише декілька найбільш чітких і вдалих дефініцій із більше як декількох десятків різних визначень.
1. Система:
а) Під системою розуміємо сукупність складних угрупувань лю дей та технічних засобів, які мають задану цільову настанову; .
б) Система – це множина різнорідних об'ектів із зв'язками між ними та залежностями з їх властивостями як в статиці, так і в динаміці;
в) Система – це з'єднання великої кількості різнорідних елементів в поєднанні із множиною інтеракцій (параметрів), переліком цільових функцій, причому вказані елементи, їх взаємозв'язки і їхні інтеракції утворюють певну структуру, що динамізується в результаті функціонування;
г) Система – сукупність взаємозв’язаних управляємих (керованих) підсистем, що об’єднані загальною ціллю функціонування;
д) Системою називаємо в’язанку – набір підсистем, організованих для досягнення визначеної (певної) цілі, що описуємо за допомогою сукупності моделі, можливо з різних точок зору. В якій підсистема є сукупністю елементів, частина з яких задає спеціалізацію інших елементів.
2. Предметна область є спеціальним чином відокремлена і описана частина людських знань. ПрО містить опис:
а) об'єктів та елементів (явищ, ситуацій, дій, процесів, фактів і т.п.), що виділяємо з точки зору завдання, яке необхідно розв’язувати;
б) відношень між виділеними та описаними об’єктами;
в) вплив (дії) на виділені елементи і об’єкти та відношення в результаті виконання певної заданої діяльності;
г) зворотніх впливів (зв'язків) від об'єктів та складових елементів оточуючого систему середовища;
3. Проблема – це запит, який мае чітко визначену поставлену мету (ціль), але шляхи досягнення якої на момент виникнення запиту достатньо строго не встановлені.
4. Рівень – поняття неоднозначне (рівень складності, рівень ієрархії), адже можемо вибрати декілька аспектів декомпозиції і роз’єднання системи на виокремлені сходинки (рівні).
5. Альтернатива – це одна із двох чи декількох можливостей (шляхів) вирішення поставленого завдання, з яких необхідно вибрати найбільш доцільний варіант.
6. Завдання – це результат декомпозиції (розділення) проблеми на складові частики запиту, яке містить чітко поставлену мету (ціль) виконання, а також конкретний шлях (чи декілька альтернативних шляхів) його вирішення;
7. Ціль – це остаточний результат, на досягнення якого скеровано діяльність функціонування системи.
Цілі – це потреби, що мають значну міру невизначеності. Невизначеність цілей – як у їх формулюванні, так і в тім, що їх формалізація представляє надзвичайно складний процес, який передбачає створення адекватної математичної моделі з урахуванням багатьох різноманітних факторів: техніко-економічного, соціального і навіть політичного.
8. Критерій - показник або мірило для оцінювання ефективності вибраного шляху та засобів досягнення цілей. Для системного аналітика критерій є засобом вимірювання і вибирання доцільного шляху вирішення поставленої цілі.
9. Ризик – подія, яка настає поза нашою волею в разі відсутності цілеспрямованих і добре спланованих протидій можливим відхиленням.
10. Евристика (Heuristics) – вироблена система пошуку квазіоптимального (наближеного до оптимального) рішення дуже складних проблем, яка не має строго формального обгрунтування і заснована на апріорному (тобто внутрішньому, притаманному набутому відчутті homo sapiens та homo faher) досвідові людини та інтуїції.
ІІ. ОСОБЛИВОСТІ СИСТЕМНОГО ДОСЛІДЖЕННЯ
В основу системного підходу покладено принцип цілісності, тобто проектування КІС на основі концепції представлення системи, як єдиного цілого, що набуло нових якостей по відношенню до властивостей його складових елементів. Поява нових підсилюючих або послаблюючих якостей внаслідок набуття складною КІС інтегративних властивостей є результатом впливу такого фактору, як емерджентність. Суть цього фактору пов’язана із наявністю синергічних зв’язків в складній системі, які за рахунок кооперативних дій деяких її частин викликають збільшення їх сумарного ефекту від тих же незалежно діючих частин, коли вони не є з’єднаними в єдину цілісну систему. Таким чином набуття системою інтегральних властивостей, які не є результатом простого додавання характе ристик складових елементів системи із урахуванням способів їх з'єднання обумовлює необхідність здійснення СА при проектуванні КІС. Цілісний всеохоплюючий аналіз допомагає особі, що приймає остаточне рішення, вибрати доцільну послідовність дій та здійснити загальне вивчення проблеми, визначити цілі, знайти альтернативні варіанти рішення і порівняти їх під кутом зору відповідних їм результатів. При системних дослідженнях вирішуємо дві групи завдань – аналіз та синтез систем. СА зводиться до виявлення функцій новостворюваної системи на основі відомої структури. При системному синтезі вирішуються завдання формування такої структури КІС, яка зможе реалізувати заданий перелік функцій. При цьому одна і та ж функція може бути реалізована різними варіантами структури. Водночас деяка конкретна структура здатна реалізувати ряд функцій. В процесі виконання системних досліджень при проектуванні КІС послідовно вирішуємо завдання аналізу і синтезу, а остаточним результатом, як правило, виступає саме синтез системи, яка покликана вирішити виявлену проблему. Основним інструментом аналізу, оптимізації і синтезу КІС є, насамперед, моделювання. Схема взаємозв'язку завдань СА і синтезу зображена на рис. 1.
Рис. 1. Схема взаємозв'язку завдань системного синтезу і СА
Існує декілька методик проведення системних досліджень, які мають окремі відмінності. Та більш суттєвим є виявлення тих спільних процедур СА, які притаманні різним втіленням системного підходу при створенні КІС. До загальноприйнятих у всіх системних дослідженнях належать:
а) визначення чіткої послідовності дій;
б) формування цільових і ресурсних настанов та засобів;
в) виділення і послідовне з'ясування альтернативних варіантів вирішення проблем;
г) обгрунтування критеріїв вибору та прийняття рішень щодо остаточного варіанту розробки КІС.
Провідне місце в СА належить обгрунтуванню глобальних цілей діяльності з наступною їх декомпозицією в єрархічну схему підцілей – аж до завдань такого рівня, коли можуть бути визначені необхідні ресурси та з якого розпочинаються реальні дії по досягненню глобальних цілей. Зрозуміло, що засоби і способи досягнення цілі завжди випливають із самої цілі. Окрім того очевидним є і те, що цілі нижнього рівня є нічим іншим, як засоби (способи) досягнення цілей безпосереднього верхнього рівня.
Як це видно із визначення терміну – система є множиною взаємозв'язаних елементів та змінних параметрів, що знаходяться в певному відношенні один з одним. Коротко зупинимось на характеристиці основних типів зв'язків. Безпосередні зв'язки мік об’єктами чи елементами КІС, які визначають будову системи називають функціонально необхідними. Другий тип зв'язків, про який вже згадувалось на початку розділу 2 називається синергічними. Ці зв'язки обумовлюють кооперативи дії деяких частин КІС, забезпечуючи збільшення їх загального ефекту до величин, які перевищують сумарний ефект незалежних дій тих же складових частин. Слово synergeiia – сумісна дія, має грецьке походження і повсюдно застосовується в літературі про системні дослідження. До третього типу зв'язків – надлишкових відносять як надлишкові, зайві зв'язки, так і протирічиві зв'язки. Плідність синергічних зв'язків обумовлює властивості цілісності КІС, тобто таких, що були відсутні в окремих складових частинах системи.
Множину станів системи відображаємо в багатоманітності значень її змінних, та сукупності зв'язків між ними. Множина елементів (об'єктів) та різноманітність зв'язків називаємо структурою системи. Якщо структура системи є повністю відомою, ми маємо справу із структурованою проблемою, для виршення якої рекомендується застосовувати математичний апарат дослідження операцій. Найчастіше ж структура системи відома лише частково і тоді має місце слабо структурована проблема, вирішення якої здійснюємо із застосуванням методології СА [3].
Важливе місце в СА належить визначенню поняття функції системи. В природних системах функція є наслідком самого способу існування системи, її цілісності та структури. Штучні ж системи мають визначену структуру, бо вони повинні функціонувати наперед заданим чином, повинні служити виконанню певної функції. Якщо в природних системах структура визначає форму функціонування об'єкту, то в штучних рукотворних системах функція виступає як реальне втілення цілі і наперед визначає створення тієї чи іншої структури, що в найбільшій мірі відповідає виконанню заданої функції як актуальної цілі. В значній мірі структура КІС пов’язана із архітектурою програмних рішень, які є основою новопроектованої системи. Вплив зовнішних умов функціонування системи пов'язаний із впливом середовища, що оточує досліджувану систему, як це видно із рис. 2.
Рис. 2. Графічне співставлення системи і середовища.
Система – це все те, що зцементоване в єдність і цілісність однією ціллю. Як вдало висловився один із вчених: "систему вирізаємо із середовища по тіні, яку відкидає ціль". Середовище, в якому виникають проблеми, само по собі не є статичною цілісністю. Середовище є динамічним, воно змінюється та піддається як зовнішним, так і внутрішнім впливам. Середовище змінюється разом зі своїми проблемами, та їх вирішеннями. Змінюється середовище і в часі, бо на нього впливають різні події.
Системні дослідження виконуємо поетапно, а кількість етапів вибираємо від 3 до 8. Окремі етапи складаються із процедур. Термін процедура означає впорядковану сукупність взаємозв'язаних певними відношеннями дій або робіт, скерованих на вирішення поставленого завдання.
III. ЕТАПИ I ПРОЦЕДУРИ СА
1. Виявлення і аналіз проблеми.
Перш за все необхідно виявити сутність проблеми, чітко її зформулювати та проаналізувати. Для цього необхідні достовірні початкові дані, які піддаємо спеціальному ретельному опрацюванню. Опрацювання даних, головним чином, передбачає застосування трьох видів операцій: фільтрування, укрупнення та комплекс ного їх представлення. Лише після виявлення проблеми і встановлення її актуальності та виконання процедури аналізу проблеми можна приступати до самого процесу рішення її. Головною вимогою на першому етапі СА є уникнути постановки неіснуючої проб леми, а відтак і неправдивих цілей. Суттєвим при виявленні проб леми є те, що не слід базуватись на існуючих структурних обмеженнях і організаційних рамках. Перший етап СА важко формалізувати, тому успіх досягається завдяки, насамперед, високому професіоналізму системного аналітика, його досвідом, інтуїцією, глибиною проникнення поставленою проблемою. Слід додати, що вагомість першого етапу СА дуже висока, бо неправильне або неповне виявлення проблеми може знецінити результат першого етапу СА. Процедури першого етапу СА:
Збирання даних, що стосуються проблеми, її минулого, сьогоднішнього і майбутього (прогноз). Виявляємо еволюційні тенденції, характеристики розвитку тих чи інших показників, зміни парадігми побудови КІС;
Фільтрування та комплексне представлення даних передбачає відбирання, укрупнення, сортування, групування певних показників, їх співставлення і представлення в зручній формі існуючого і очікуваного (прогнозованого) стану КІС, а відтак, встановлення розходжень між ними. Тим самим в результаті виконання цих досить трудомістних операцій полегшується надалі інтерпретація відібраних даних, а опісля – і виявлення та аналіз проблеми. Дуже доцільним є виконання цих двох процедур із застосуванням програмних пакетів електронних таблиць, таких як Ехсеl, які окрім того мають різнорідні засоби візуалізації даних;
Виявлення проблемної ситуації. Виявлене вище розходження між потрібним (прогнозованим) та існуючими рівнями буде в одних випадках трактуватись як проблема, а може інколи вважатись як відсутність проблеми. Це визначається оцінкою особи, яка наділена правом приймати рішення. Вирішальним тут є розмір та характер виявлених відхиленъ задуму і існуючого стану;
Наступною дуже важливою процедурою першого етапу СА є точне формулювання проблеми, що по суті забезпечує встановлення функції існуючої чи створюваної системи для вирішення проблеми. Рекомендованим в процесі формування є відбір і критичний аналіз основного кола концепцій, що впливають на проблему, а також встановлення суттєвого взаємозв'язку розглядуваної проблеми із суміжними та іншими проблемами;
Аналіз проблеми. Першим кроком аналізу проблеми є здійснення декомпозиції, тобто розчленення проблеми на її складові частини. Для складних проблем доцільним є побудова дерева проблеми, вершиною якого записуємо вироблене в попередній процедурі формулювання проблеми. В гілках першого рівня рекомендуємо поставити питання, які відповідно розкривають: що необхідно знати, створювати і організовувати для вирішення проблеми. Як правило, першу гілку ділимо на три складові:
призначення, ціль системи, яка надалі стане вершиною дерева ціей. (ДЦ);
умови, в яких буде діяти новостворювана КІС (тут може застосувуватись відповідний метод прогнозування);
існуючі та перспективні способи досягнення цілей у виявлених умовах функціонування системи.
В п. 1.3 доцільно виконати огляд нових досягнень в побудові КІС та виявити прогностичні тенденції еволюції КІС. Друга гілка першого рівня дерева проблеми повинна відповісти на такі питания:
2.1 функціональне означення КІС (що повинна виконувати КІС);
2.2 структуру забезпечуючої частини системи (інформаційне, алгоритмічне, апаратне (технічне), лінгвістичне, організаційне, правове забезпечення);
2.3 механізм функціонування КІС, (пакетний, off-line, по запиту, on demand, інтерактивний (оп-liпе), remote access, багатозадачний, розподілений, мережний) -тобто як КІС має діяти в доцільному режимі функціонування;
Третю гілку першого рівня розділюємо на такі складові, в тому числі:
3.1 характеристика способу організації розробки КІС;
3.2 організація функціонування системи (способи взаємодії систем КІС у визначеному раціональному режимі);
3.3 організація взаємодії КІС з іншими системами;
3.4 супроводження КІС;
Для дуже складних проблем дерево проблеми може бути деталізованим ще на один рівень вглиб. Для переважної більшості КІС, які найчастіше проектуємо, схема декомпозиції дерева проблеми є достатньою.
2. Визначення системи і її структури
Вироблення принципів функціонування КІС як і вибір її струк тури є одним із нійскладніших та відповідальних завдань проектування системи. Вирішення цих завдань дозволяє на початкових стадіях розробки визначити:
види діяльності, які повинні бути комп’ютеризовані;
які будуть підсистеми та перелік окремих об’єктів КІС;
перелік зовнішних систем, з якими передбачаємо взаємодію;
основні форми управління та способи взаємодії складових елементів системи;
загальні вимоги до функціональних характеристик об’єктів, підсистем і КІС в цілому.
Впродовж другого етапу СА доцільно виконувати такі три процедури:
а) визначення системи належить до достатньо складного завдання, яке важко формалізувати, тому для першого етапу СА досвід системного аналітика, його наукова компетентність, добросовісність в поєднанні із глибоким проникненням та розумінням проблеми є запорукою та визначальними фактора ми успішного виконання другого етапу СА. Ретельно слід вивірити і обгрунтовано вирішити, що належить до системи, а є зайвим. Розширення системи є доцільним в разі виявлення причетності об'єктів чи елементів до остаточного результату функціонування КІС. Система є відкритою для речовин, енергії, інформації, які впливають на її вхід та виступають або як обмеження, або як сприяючі фактори. Наприклад, дослідженнями японських вчених встановлено, що запах жасміну стимулює продуктивну і творчу діяльність програмістів. То ж не дивно, що забезпечення фізіологічного та психологічного комфорту для користувачів ми повинні розглядати як один із сприяючих факторів при побудові КІС.
Завжди слід пам'ятати, що система є, власне, тим інструментом, який призначений допомогти людині здійснювати вирішення проблем, тому не слід забувати і про забезпечення стиків, які повинні усунути бар’єри та вузькі місця. Стосовно до КІС це, насамперед, відноситься до вибору вдалого інтерфейсу людини із комп'ютерними засобами. Доцільно передбачити організаційні апаратно-програмні удосконалення, які не дозволяють допустити втрати або зменшення достовірності інформації, затримки в її передаванні. Це сприятиме якісному виконанню процесів прийняття рішень.
б) Процедура визначення середовища. Оточуюче КІС середовище ділять на фізичне і технічне оточення, економічне середовище, соціальне оточення. До фізичного і технічного оточення належать існуючі технічні системи, досягнутий рівень технічного і технологічного розвитку, а також природні умови. Економічні умови для розробленої КІС визначають другий кут зору. Індивідуальні людські фактори обумовлюють особливості соціального середовища. Визначення середовища тому пов'язане із виявленням впливів оточоючого КІС оточення. Необхідно виявити дію різних зовнішніх факторів, що впливатимуть на роботу КІС.
в) Процедура здійснення аналізу структури системи. Від розробника вимагаємо вміння на рівні вченого дослідника, щоб заглянути вперед, передбачити найбільш доцільний структурний поділ КІС на підсистеми чи модулі і компоненти, визначити рівні ієрархії та пріоритети. Чітке усвідомлення та глибоке розуміння того, для виконання насамперед яких саме функцій призначена КІС, для реалізації яких інформаційних процесів вона буде найбільш придатною, дозволить розробникові КІС виявити ключові елементи та відношення між ними, які забезпечують найефективніше цілеспрямоване функціонування системи.
3. Визначення цілей і критеріїв
Третій етап СА пов'язаний із виконанням процедур виявлення генеральних або головних цілей, їх чіткого формулювання, наступної процедури конструювання критеріїв ефективності та третьої процедури декомпозиції цілі з побудовою дерева цілей.
а) Процедура. Цілі розглядаємо у виді планів, що виражають результати, які повинні бути досягнуті при створенні КІС. Водночас цілі виступають як зв'язки, що перекидують місток із сьогоднішнього в майбутнє і обернено-майбутнього з теперішнім. Це пояснюємо тим, що від наших дій суттєво залежить поведінка КІС і об'єкту, для якого вона розроблена. Очевидно, що зміст цілей вирішення проблеми і складових частин проблеми-завдань є різним, бо ранг цілевих настанов щодо проблеми є вищим. Глобальна ціль має високий ранг, тому вирішення проблеми спричиняє складність постановки цілей стратегічного рівня. Що стосується рівня завдань, їх цілевиявлення є значно виразнішим, чіткішим. Тут існує ряд вироблених критеріїв та широковживаних показників функціонування. Для проблеми цілі вдається визначити тільки орієнтовно, застосовуючи в більшості випадків суто якісне їх конфігурування. Окрім того слід пам'ятати, що цілі розділяємо на функціональ ному рівні (часто їх ще називають цілі-потреби), технологічному рівні і в інших розрізах. Ось чому для окремих складних проблем доцільним є створення моделі цілей, в якій присутні різні рівні представлення цілей вирішення дуже складних проблем. На практиці часто технологічну ціль відображає рівень завдань. Тому процес проектування КІС прийнято розглядати виходячи зі сукупності завдань, виконання яких в більшості випадків дозволяє вирішити проблему. Доцільно при розгляді досліджуваної проблеми у виді сукупності розв'язку завдань враховувати й альтернативні шляхи їх здійснення (див. рис. 3).
Що стосується цілей – проблем, які мають більшу невизначеність як стосовно формування, так і щодо їх формалізації у виді математичної моделі, то такі системноаналітичні дослідження вимагають від системного аналітика розробки концептуальних засад. Якісно вироблені концептуальні основи вирішення проблем сприяють зменшенню затрат на розробку моделі. Додамо, що при застосуванні об’єктно-орієнтованих технологій дуже зручно візуалізувати концептуальну модель проектного задуму при допомозі уніфікованої мови моделювання UML[].
Рис. 3. Розгляд досліджуваної проблеми як сукупності завдань 3і, що переважно мають альтернативні шляхи їх розв'язку.
б) Процедура вибору критеріїв ефективності (оптимальності) тісно пов'язана.з виявленням і формуванням цілей. В СА критерій – мірило або правило, за яким здійснюється відбір тих чи інших засобів досягнення цілі. Критерій в загальному виді доповнює поняття цілі і допомогає визначити ефективний спосіб її досягнення. У тих випадках, коли між ціллю і засобом її досягнення існує чітко визначений однозначний зв'язок, критерій може бути заданий у виді аналітичного виразу. Однак така сприйнятлива ситуація можлива лише в нескладних системах управління, для яких критерії ефективності задаються у виді деякого функціоналу. Функціонал дозволяє визначити управляючі впливи, що забезпечують задану ціль управління. В таких випадках поняття цілі і критерія зливаються. Очевидно, що в складних КІС із високим ступенем невизначеності, коли, цілі мають переважно якісний характер, отримати аналітичні вирази є дуже складно або практично неможливо. Тому для таких ситуацій слід відрізняти цілі від критеріїв, що характеризують засоби їх досягнення.
Оскільки критерій є мірилом ефективності вибраного шляху та засобів досягнення цілей, необхідно, щоб критерії і оцінки вживані в процесі прийняття остаточних рішень були чітко визначені і зформульовані. Якщо зібрати воєдино вимоги до критеріїв, отримаємо сукупність правил, які мають деяку надлишковість та дозволяють різнобічно висвітлити багатоаспектність підходу системних аналітиків до вибирання і оцінювання придатності критеріїв.
Правило 1. Критерій повинен дійсно характеризувати ефективність та якість КІС по можливості – прямо, а в разі неможливості - непрямим чином.
Правило 2. Критерій має бути легко визначуваним: в кращому випадку у виді деякого математичного виразу чи числового еквіваленту, мовних рівнів абстракції, графічних та еврістичних, інтерпретацій і навіть парадигм (під парадигмою ми розуміємо зразок для багатократного застосування і означення відпрацьованих та перевірених практикою концепцій побудови архітектури чи технологічних рішень в побудові КІС).
Правило 3. Критерії повинні бути фізично очевидними та мати межі змін, що відповідають фізичному станові КІС.
Правило 4. Критерії повинні дозволяти здійснювати оптимізацію як окремих, об’єктів системи, так і самої системи в цілому.
Правило 5. Критерій має дозволяти здійснювати оцінку ефективності системи на різних етапах життєвого циклу – від досліджень-розробки, аж до подальшої експлуатації та оновлення КІС.
Не всі наведені у правилах вимоги до конструювання та вибору критеріїв вдається в повній мірі задовільнити. Також слід зауважити, що критерій оптимальності функціонування та розвитку КІС повинен забезпечити вибір шляху побудови системи, який дозволив би задовільнити вимоги до КІС не перевищуючи встановлений рівень затрат (тобто ресурсних настанов). Існують реально і ситуації, коли оптимальний шлях побудови КІС не може бути вибраний лише за одним показником тому виникає потреба в застосуванні двох і більше критеріїв вибору, тобто матиме місце багатокритеріальний вибір. Кожен з критеріїв відповідає певній вимозі, наприклад, при виборі апаратурного оснащення КІС найчастіше застосовують співвідношення двох головних критеріїв продуктивність/вартість. В складних випадках багатокритеріального вибору застосовують коефіцієнти вагомості різних критеріїв та відповідні моделі багатокритеріальної оптимізації.
в) Процедура побудови графічної моделі декомпозиції цілі – ДЦ. Дерево цілей представляє собою впорядковану ієрархію цілей, яка характеризує їх підпорядкованістъ та внутрішні взаємозв’язки.
Узагальнений вигляд ДЦ зображено на рис.4. Вершиною ДЦ є а0 – генеральна стратегічна ціль, яка має глобальну стратегічну вагомість при побудові КІС. Декомпозиція а0 призводить до формування першого рівня ієрархії, вагомість якого співмірна з тактичиними цілями. Подальша декомпозиція ДЦ дозволяє зформувати другий рівень ієрархії, вагомість якого порівнюється із оперативним рівнем цілей. Продовження декомпозиції дозволяє зформувати третій рівень, на якому вже в багатьох випадках вдається оцінити перелік укрупнених засобів досягнення цілей рівня 2. Так а1121, а1122 і а1123 є засобами досягнення цілі другого рівня а112.
Рис. 4. Узагальнений вигляд ДЦ.
При побудові ДЦ доцільною є орієнтація на структуру системи, яка була встановлена на попередньому етапі СА. Одне з головних завдань побудови ДЦ – встановлення повної в'язанки засобів, що забезпечують досягнення поставленої генеральної цілі побудови КІС та виявлення зв'язків між цими засобами. Тому ДЦ виступає як єдина, але глибоко деталізована ціль новостворюваної КІС. Дерево є зручним засобом, для представлення існуючих в КІС ієрархій. Корінь дерева цілей є тотожним всій КІС, а рівні дерева – з підсистемами і елементами КІС. Аналогічним чином і в ДЦ корінь відповідає генеральній цілі, а решта вершин після декомпозиції відносяться до підцілей. При рухові вниз за рівнями, ДЦ – цілі стають все більш подрібнені. Розбиття генеральної цілі на підцілі продовжується до тих пір, поки не досягнемо можливості зв'язати цілі нижніх рівнів ієрархії ДЦ із засобами, що забезпечують виконання цих цілей. Оскільки глобальну генеральну ціль, як правило не вдається зв’язати із засобами її досягнення, тому доцільність декомпозиції є очевидною. Багатократно перевірений досвід показав, що здійснення декомпозиції цілі на локальні підцілі дозволяє виявити впродовж декількох кроків ієрархічного розчленення цілей остаточні засоби їх досягнення. Ось чому центральным методом СА став метод розділення генеральної цілі за рівнями на складові частини, який отримав назву методу побудови ДЦ. Починаючи від процедури цілевиявлення та формулювання генеральної цілі, що пов'язані із встановленням вимог метасистеми та цілей і обмежень зовнішнього середовища й завершуючи її декомпозицією і побудовою ДЦ – всі ці роботи мають творчий характер та базуються на суто творчій евристичній основі, тобто відносяться до неформальної частини теорії прийняття рішень.
На початковій стадії створення КІС ціль розглядаємо таким станом, досягнення якого дозволить розв'язати проблемну ситуацію. При цьому, ціль виступає як суб'єктивний образ остаточного результату функціонування КІС. Тому для побудови дерева цілей рекомендуємо залучати групи експертів та застосовувати такі методи, як генерування ідей, мозковий штурм, метод Делфі, сценарний підхід, чи інші методики[1,2].
4. Порядок побудови ДЦ
4.1 Чітко формулюємо генеральну ціль. При вирішенні завдань складних і дуже відповідальних залучають експертів до виконання системних досліджень. При цьому корисним є складання сценарію, який дозволяє виявляти найбльш важливі зміни, що мають місце в середовищі і системі, побудова прогнозу розвитку та оцінок впливу нових інформаційних технологій на КІС. Всі ці знання сприяють достатньо повному описові системи з оцінками ймовірності тих чи інших шляхів розвитку КІС та дозволяють достовірно оцінювати засоби, що необхідні будуть для реалізації кожного із шляхів й відібрати кращий з них.
4.2 На основі сценарію будують, пересуваючись по рівнях ДЦ зверху вниз перший варіант ДЦ. Число рівнів, як правило, коливається від 4-х до 8-ми. Цілі кожного наступного рівня повинні забезпечувати повністю досягнення відповідних цілей безпосередньо розташованого над ними рівня. При побудові ДЦ буде .представляти із себе граф із логікою «І/АБО». Це означає, що будуть відображені альтернативні цілі.
4.3 Здійснюємо оцінку ДЦ шляхом уточнення і кількісного опису всіх його елементів. Оцінюємо цілі на всіх рівнях та зв'язки між цілями, встановлюємо критерії і вагові коефіцієнти, виконуємо необхідні розрахунки. Всю цю складну і дуже відповідальну роботу при виршенні складних проблем здійснюють спеціально підібрані експерти групи, які застосовують процедури відомого методу мозкового штурму, методу Делфі, та інші методи системних досліджень. В теперішній час, а в майбутньому тим більше доцільно застосовувати нові можливості мережних з'єднань спеціалістів як через локальні мережі, мережі телеобробки, так і мережу Internet. Справа в тому, що Делфійський метод системних досліджень використовується виходячи із постулату, що члени експертної групи фізично не можуть бути присутніми в одній кімнаті. Загальноприйнятими стадіями Делфійського методу досліджень є:
а) кожен експерт розробляє своє рішення завдання побудови ДЦ, свою версію. Автор анонімно передає свої рішення. Окрім того ніхто з експертів не знає рішення інших експертів.
б) результати колективної розробки групи експертів узагальнюємо відповідальною особою, формуються зведені дані, які доводяться до відома всіх експертів.
в) відтак експерти висловлюють свою згоду чи незгоду з певними рішеннями або (!) пропонують нові рішення та ідеї.
г) далі стадії повторюються, доки анонімна група не досягне прийнятного результату для відповідальної особи, що приймає рішення.
Складність Делфійського методу на сьогодні усувається внаслідок застосування інструментальних програмних комп'ютерних засобів. Насамперед це стосується дуже вдалої розробки корпорації Mind Link Software, яка ще в 1995 році випустила оновлену версію 2.0 програмного пакету Problem Solver Corporate Edition. Головне призначення програми Problem Solver Corporate Edition – стимулювання творчого мислення і організації мозкових штурмів Делфійським методом на своєму комп’ютеризованому робочому місці. Забезпечується у новій версії програми кероване рішення завдань, покращено алгоритм сортування та пошук фрагментів тексту. Для зручності роботи експертів до пакету додана утиліта гнучкого формування і генерування звітної документації про результати системної розробки проекту методом Делфі. Програма дозволяє швидко навчити користувача-експерта застосовувати можливості комп’ютерної підтримки Делфійського методу. 3 цією метою в навчальній компоненті програми передбачені вправи для самонавчання (входження в предметну область ПрО). Використані у вправах трігери ідей автори розробленої програми націлили на те, щоб допомогти експертам перебороти стереотипність мислення. Нові підсистеми Evaluate та Refine дозволяють розглядати та удосконалювати ідеї, а зручна база даних для ідей – Thought Warehouse зберігає запропоновані ідеї для подальшого їх використання. Експерт за допомогою ідеї програми спроможний генерувати більше ідей за короткі проміжки часу і ці ідеї зможуть бути швидко перетворені в стратегії. Випускається як автономна так і мережна версія для робочої групи експертів, що здійснюватимуть мозковий штурм методом Delphi.
4.4 В результаті експерти оцінюютъ перший варіант структури ДЦ, доповнюють його пропущеними елементами, вилучають та усувають зайві, невірно сформульовані і завідомо нереалістичні (на сьогодні фантастичні пропозиції). Підлягає контролю однозначність сприйняття та усвідомлення формулювань цілей правильність розташування цілей на тих чи інших рівнях. Окрім того дуже суттєвою є оцінка досяжності кожної із запропонованих цілей за той період часу, на який зорієнтоване ДЦ. В ході 2-х – 3-х турів експертних досліджень вдається в більшості випадків прийти до певного завершеного рішення. Експерти пропонують і необхідні кількісні оцінки, наприклад, вагові коефіцієнти, що характеризують як вагомість критеріїв, так і вагомість тих чи інших цілей даного рівня для досягнення зв'язуючої їх цілі вище розташованого рівня. Доцільно для вагових коефіцієнтів застосовувати десяткові долі. Коли це не вдається зробити лишаються нечіткі оцінки ("неважливо", "важливо", "дуже важливо"). Усереднення кількісних оцінок та об'єктивізацію суджень експертів здійснюємо на основі спеціальних методик. В результаті оцінки ДЦ розробляємо уточнений остаточний варіант ДЦ з логікою "І/АБО".
5. Знаходження і оцінка альтернатив
Четвертий етап СА призначений виділити і послідовно розглянути альтернативні варіантіи виршення проблеми та обгрунтувати доцільний шлях побудови КІС.
а) Процедура пошуку способів досягнення цілей полягає, насамперед, у визначенні міроприємств та матеріально-технічних засобів, що забезпечують реалізацію цілей найнижчого рівня ДЦ. На цій основі може бути встановлена вартісна оцінка тих чи інших способів, а в окремих випадках і очікуваний ефект (при ретельно зконструйованому критерії ефективності). Співставлення затрат і ефекту є найкращим аргументом при виборі кращого із конкуруючих способів, а окрім того дозволяє раціонально використати наявні ресурси.
б) Процедура четвертого етапу СА – оцінка ефективності міроприємств по системі в цілому. Необхідність в такому оцінюванні обумовлена тим, що ефект збільшується із-за корисності окремих засобів (міроприємства) не тільки для своєї, але і для іншої, або навіть декількох інших цілей. Якщо
18.02.2013 18:02-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора