Теория систем и системный анализ

Кемеровский институт (филиал)

ГОУ ВПО «РГТЭУ»

Кафедра вычислительной техники и информационных технологий

Л.Д. Машкин, О.М. Колесников

ТЕОРИЯ СИСТЕМ И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ

Учебно-методическое пособие

для студентов специальности 080801

«Прикладная информатика в экономике»

заочной формы обучения

Кемерово 2009

УДК 681.3.06(075.8)

ББК 32.973.26-018.2

М52

Утверждено на заседании кафедры

28 августа 2009 г., протокол №1

Рекомендовано к печати учебно-методической комиссией по математическим и информационным дисциплинам

9 сентября 2009 г., протокол №1

Рецензенты:

д.т.н., профессор кафедры информатики и автоматики производственных систем

ГОУ ВПО «Кузбасский государственный технический университет»

В.А. Полетаев

к.х.н., доцент кафедры информационных технологий в образовании

ГОУ ВПО «Кемеровский государственный университет»

О.Г. Альтшулер

Машкин Л.Д.

М52 Теория систем и системный анализ [Текст]: Учебно-методическое пособие для студентов специальности 080801 «Прикладная информатика в экономике» заочной формы обучения / Л.Д. Машкин, О.М. Колесников – Кемерово: Кемеровский институт (филиал) ГОУ ВПО «РГТЭУ», 2009. – 78 с.: ил.

Текст дан в авторской редакции.

Учебно-методическое пособие составлено в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта (стандарт ЕН.Ф.05) высшего профессионального образования, определяет цели и задачи дисциплины «Теория систем и системный анализ», содержит краткую теорию предмета и инструментария, устанавливает требования к содержанию контрольной работы, включает варианты задания, методические указания по их выполнению и оформлению, пример выполнения контрольной работы, список рекомендуемой литературы.

УДК 681.3.06(075.8)

ББК 32.973.26-018.2

© Кемеровский институт (филиал)

ГОУ ВПО «РГТЭУ», 2009

Машкин Л.Д., Колесников О.М., 2009

Оглавление

TOC \o «1-3» \h \z \u HYPERLINK \l «_Toc241646679» Введение PAGEREF _Toc241646679 \h 5

HYPERLINK \l «_Toc241646680» 1 Краткая теория систем и системного анализа PAGEREF _Toc241646680 \h 5

HYPERLINK \l «_Toc241646681» 1.1 Общие положения по функциональному моделированию PAGEREF _Toc241646681 \h 6

HYPERLINK \l «_Toc241646682» 1.2 Разработка структурных моделей деятельности предприятия PAGEREF _Toc241646682 \h 8

HYPERLINK \l «_Toc241646683» 1.3 Обязательные и рекомендуемые форматы графических схем бизнес-процессов PAGEREF _Toc241646683 \h 8

HYPERLINK \l «_Toc241646684» 1.4 Правила формирования моделей бизнес-процессов в IDEF0 PAGEREF _Toc241646684 \h 10

HYPERLINK \l «_Toc241646686» 1.5 Правила формирования моделей бизнес-процессов в IDEF3 PAGEREF _Toc241646686 \h 15

HYPERLINK \l «_Toc241646687» 2 Методические указания по выполнению контрольной работы PAGEREF _Toc241646687 \h 23

HYPERLINK \l «_Toc241646688» 2.1 Общие положения PAGEREF _Toc241646688 \h 23

HYPERLINK \l «_Toc241646689» 2.2 Тема и содержание контрольной работы PAGEREF _Toc241646689 \h 24

HYPERLINK \l «_Toc241646690» 2.3 Описание заданий для контрольной работы PAGEREF _Toc241646690 \h 25

HYPERLINK \l «_Toc241646691» 2.4 Порядок оформления работы PAGEREF _Toc241646691 \h 26

HYPERLINK \l «_Toc241646692» 3. Пример оформления практической части контрольной работы PAGEREF _Toc241646692 \h 26

HYPERLINK \l «_Toc241646696» Литература PAGEREF _Toc241646696 \h 40

HYPERLINK \l «_Toc241646697» Словарь основных понятий и терминов PAGEREF _Toc241646697 \h 40

HYPERLINK \l «_Toc241646699» Приложение 1 PAGEREF _Toc241646699 \h 46

HYPERLINK \l «_Toc241646701» Приложение 2 PAGEREF _Toc241646701 \h 46

HYPERLINK \l «_Toc241646703» Приложение 3 PAGEREF _Toc241646703 \h 48

Введение

Понятия “системный подход” и “системный анализ” весьма популярны в наше время. Эффективное решение проблем – производственных, государственных, мировых – требует поэтапного, детального анализа процессов, объектов и фактов, разнородной информации, наиболее полного учета мнений всех лиц, заинтересованных в решении проблемы. Учебная дисциплина «Теория систем и системный анализ» является междисциплинарной и нацелена на выяснение причин сложностей и затруднений, возникающих в процессе функционирования реальных систем (организаций, коллективов, промышленных предприятий и т.д.), и выработку вариантов их устранения. Это стало возможным благодаря тому, что системный анализ вобрал в себя методы разных наук (теории систем, системологии, кибернетики, информатики), направленных на исследование технических, природных и социальных систем и поиск наиболее оптимальных условий их существования [1].

Главной целью курса “Теория систем и системный анализ” является формирование у студента представления о практической и познавательной деятельности как о целенаправленном, структурированном, внутренне связанном процессе, позволяющем получить системный результат в виде конкретного продукта (программная или информационная система, изделие, прибор, конструкция) или решения конкретной проблемы (теоретическая модель, концепция, проект, бизнес-план). Задачами изучения дисциплины являются: изучение теоретических основ системного анализа; приобретение практических навыков в использовании системных методов анализа и проектирования систем средней сложности (производственные процессы, организация, коммуникационная сеть, программный продукт, руководство пользователя, теория и т.д.), а также в принятии решений на основе результатов системного анализа.

Успешно освоивший дисциплину студент должен уметь использовать методологию системного анализа и проектирования систем. Важно научиться применять графический язык и формальные правила описания систем; с их помощью выполнять интерактивный обзор проблемы, описывать эволюцию идей, самостоятельно проводить функциональную декомпозицию системы, представлять системные интерфейсы и обратные связи, разделять управляющие и иные потоки в системе, описывать стратегию развития изучаемой системы.

Дисциплина «Теория систем и системный анализ» является одной из важнейших дисциплин цикла общепрофессиональных дисциплин при подготовке специалистов специальности 080801 «Прикладная информатика в экономике».

Авторы надеются, что материалы окажутся полезными на пути преодоления обучающимися трудностей освоения системного анализа, в чем он и желает им успехов!

1 Краткая теория систем и системного анализа

Постоянное усложнение производственно-технических и организационно-экономических систем — фирм, предприятий, производств и других субъектов производственно-хозяйственной деятельности — и необходимость их анализа с целью совершенствования функционирования и повышения эффективности обусловливают необходимость применения специальных средств описания и анализа таких систем. Эта проблема приобретает особую актуальность в связи с появлением интегрированных компьютеризированных производств и автоматизированных предприятий.

В США в конце 70-х годов была предложена и реализована Программа интегрированной компьютеризации производства ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing), направленная на увеличение эффективности промышленных предприятий посредством широкого внедрения компьютерных (информационных) технологий.

Реализация программы ICAM потребовала создания адекватных методов анализа и проектирования производственных систем и способов обмена информацией между специалистами, занимающимися такими проблемами. Для удовлетворения этой потребности в рамках программы ICAM была разработана методология моделирования IDEF (ICAM Definition), позволяющая исследовать структуру, параметры и характеристики производственно-технических и организационно-экономических систем. Общая методология IDEF состоит из трех частных методологий моделирования, основанных на графическом представлении систем:

IDEF0 используется для создания функциональной модели, отображающей структуру и функции системы, а также потоки информации и материальных объектов, преобразуемые этими функциями;

IDEF1 применяется для построения информационной модели, отображающей структуру и содержание информационных потоков, необходимых для поддержки функций системы;

IDEF2 позволяет построить динамическую модель меняющихся во времени поведения функций, информации и ресурсов системы.

К настоящему времени наибольшее распространение и применение имеют методологии IDEF0 и IDEF1 (IDEF1X).

Методология IDEF0, особенности и приемы применения которой описываются в настоящих рекомендациях, основана на подходе, получившем название SADT (Structured Analysis & Design Technique — метод структурного анализа и проектирования). Основу этого подхода и методологии IDEF0 составляет графический язык описания (моделирования) систем.

В связи с расширяющимся применением информационных технологий и, в частности, CALS-технологий в народном хозяйстве Российской Федерации в настоящих рекомендациях приводятся основные сведения о методологии IDEF0 и графическом языке описания моделей, а также практические указания по методике разработки таких моделей [2].

1.1 Общие положения по функциональному моделированию

Объектами функционального моделирования и структурного анализа по методологии IDEF0 являются организационно-экономические и производственно-технические системы. Методология IDEFO основана на следующих концептуальных положениях [2]:

Модель — искусственный объект, представляющий собой отображение (образ) системы ее компонентов. Считается, что М моделирует А, если М отвечает но вопросы относительно А.

Здесь М — модель, А — моделируемый объект (оригинал). Модель разрабатывают для понимания, анализа и принятия решений о реконструкции (реинжиниринге) или замене существующей, либо проектировании новой системы. Система представляет собой совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих частей, выполняющих некоторую полезную работу. Частями (элементами) системы могут быть любые комбинации разнообразных сущностей, включающих: людей, информацию, программное обеспечение, оборудование, изделия, сырье или энергию (энергоносители). Модель описывает, что происходит в системе, как ею управляют, что она преобразует, какие средства использует для выполнения своих функций и что производит.

Функциональный блок, отображающий моделируемую систему в целом (блок АО), и блоки на любом уровне декомпозиции являются преобразующими блоками. Преобразующий блок — блок IDEFO-диаграммы, преобразующий входы в выходы под действием управлений при помощи «механизмов» (см. рис.1).

Преобразование — цель и результат работы любого блока на диаграмме любого уровня декомпозиции. Преобразованию в блоке могут подвергаться материальные и информационные объекты, образующие соответствующие потоки.

Материальный поток — непрерывное или дискретное множество материальных объектов, распределенное во времени.

Информационный поток — множество информационных объектов, распределенное во времени.

Рис. 1.- Структура функционального блока

Информация, участвующая в процессах, операциях, действиях и деятельности в целом, может быть классифицирована на три группы:

ограничительная;

описательная;

предписывающая (управляющая).

Ограничительная информация — сведения о том, что нельзя делать:

а) никогда, ни при каких обстоятельствах (кроме, быть может, форс-мажорных), в любой фазе жизненного цикла управления (моделирования) и на любом этапе функционирования системы в целом;

б)в рамках функционирования конкретного блока.

Ограничительная информация содержится в законах, подзаконных актах, международных, государственных и отраслевых стандартах, а также в специальных внутренних положениях и документах предприятия, в частности, в технических требованиях, условиях, регламентах и т.д.

Описательная информация — сведения об атрибутах объекта (потока), преобразуемого функциональным блоком. Содержится в чертежах, технических и иных описаниях, реквизитах и других документах, являясь неотъемлемым компонентом объекта в течение всего жизненного цикла. Эта информация сама преобразуется (изменяется) в результате выполнения функции.

Предписывающая (управляющая) информация — сведения о том, как, при каких условиях и по каким правилам следует преобразовать объект (поток) на входе в объект (поток) на выходе блока. Предписывающая информация содержится в технологических (в широком смысле) инструкциях, руководствах, документах, определяющих «настройки» и характеристики блока.

Схематическое изображение связей преобразующего блока в соответствии с соглашениями системы IDEF0 показано на рисунке 1. Ограничительная и предписывающая информация изображается стрелками, присоединяемыми к блоку на стороне управления, а описательная информация поступает на вход блока и формируется на его выходе, отображаясь стрелками входа и выхода соответственно.

Материальный поток и описывающий его информационный поток везде, где это не вызывает недоразумений, можно изображать одной стрелкой.

1.2 Разработка структурных моделей деятельности предприятия

Структурным анализом принято называть метод исследования системы, которое начинается с ее общего обзора, а затем детализируется, приобретая иерархическую структуру с все большим числом уровней [3, 4]. Для таких методов характерно:

разбиение на уровни абстракции с ограниченным числом элементов (от 3 до 7);

ограниченный контекст, включающий только существенные детали каждого уровня;

использование строгих формальных правил записи;

последовательное приближение к результату.

Структурный анализ основан на двух базовых принципах – «разделяй и властвуй» и принципе иерархической упорядоченности. Решение трудных проблем путем их разбиения на множество меньших независимых задач (так называемых «черных ящиков») и организация этих задач в древовидные иерархические структуры значительно повышают понимание сложных систем. Определим ключевые понятия структурного анализа.

Операция – элементарное (неделимое) действие, выполняемое на одном рабочем месте.

Функция – совокупность операций, сгруппированных по определенному признаку.

Бизнес-процесс — связанная совокупность функций, в ходе выполнения которой потребляются определенные ресурсы, и создается продукт (предмет, услуга, научное открытие, идея), представляющая ценность для потребителя.

Подпроцесс – структурный элемент бизнес-процесса, представляющий ценность для потребителя.

Бизнес-модель – структурированное графическое описание сети процессов и операций, связанных с данными, документами, организационными единицами и прочими объектами, отражающими существующую или предполагаемую деятельность предприятия.

1.3 Обязательные и рекомендуемые форматы графических схем бизнес-процессов

Выбор формата для описания бизнес-процесса определяется масштабом и степенью детализации рассматриваемого бизнес-процесса [3, 4, 5]. Выделяется несколько уровней детализации бизнес-процесса (Рис.2):

1) 1-й условный уровень — бизнес-процесс предприятия в целом, рекомендуется глубина детализации — 2-3 уровня;

2) 2-й условный уровень — бизнес-процесс подразделения Компании (возможна детализация операций бизнес-процесса 1-ого уровня), рекомендуемая глубина детализации — 2-3 уровня;

3) 3-й условный уровень — бизнес-процесс рабочего места подразделения (возможна детализации операций бизнес-процесса 2-ого уровня), рекомендуемая глубина описания — 1-2 уровня.

Уровень детализации модели бизнес-процесса является условным понятием, определяемым для задач разработки моделей бизнес-процесса. Для целей регламентации бизнес-процесса должен быть выбран уровень описания, удобный для понимания выполняемых операций всеми участниками бизнес-процесса.

Каждый бизнес-процесс может быть детализирован в модели от верхнего уровня до нижнего уровня, если это целесообразно. Целесообразность детализации модели определяет Владелец бизнес-процесса. Выбор цели и формата описания бизнес-процесса осуществляет Владелец бизнес-процесса. В следующей таблице приводятся обязательные и рекомендуемые форматы описания бизнес-процессов в зависимости от поставленных целей.

Уровень детализации модели бизнес-процесса является условным понятием, определяемым для задач разработки моделей бизнес-процесса. Для целей регламентации бизнес-процесса должен быть выбран уровень описания, удобный для понимания выполняемых операций всеми участниками бизнес-процесса. Каждый бизнес-процесс может быть детализирован в модели от верхнего уровня до нижнего уровня, если это целесообразно.

Рис. 2. — Последовательность формирования моделей бизнес-процесса

Таблица 1. — Форматы описания бизнес-процессов

Задача описания бизнес-процесса

Тип модели

Используемый формат

1

Описание бизнес-процесса на уровне «предприятие»

1. Функциональная модель бизнес- процесса (рекомендована).

2. Модель потоков данных (обязательна).

IDEF0

DFD

2

Регламентация бизнес- процесса на уровне «предприятие»

1. Функциональная модель бизнес- процесса (рекомендована).

2. Модель потока работ (обязательна).

3. Модель потока данных (обязательна).

IDEF0

IDEF3

DFD

3

Регламентация бизнес- процесса на уровне «предприятие»

1. Функциональная модель бизнес- процесса (рекомендована).

2. Модель потока работ (обязательна).

3. Модель потока данных (обязательна).

IDEF0

IDEF3

DFD

4

Разработка Регламента выполнения бизнес- процесса структурного подразделения

1. Модель потока работ (обязательна).

2. Модель потока данных(рекомендована).

IDEF3

DFD

5

Описание бизнес-процесса для рабочего места исполнителя

1 Модель потока работ (обязательна).

IDEF3

6

Разработка Регламента выполнения бизнес-процесса для рабочего места исполнителя

1 Модель потока работ (обязательна).

IDEF3

Целесообразность детализации модели определяет Владелец бизнес-процесса совместно с Управлением организационного развития. Выбор цели и формата описания бизнес-процесса осуществляет Владелец бизнес-процесса. В следующей таблице 1 приводятся обязательные и рекомендуемые форматы описания бизнес-процессов в зависимости от поставленных целей.



Страницы: Первая | 1 | 2 | 3 | ... | Вперед → | Последняя | Весь текст