Структура может быть представлена в графической, матричной (табличной) форме, в форме теоретико-множественных описаний, с помощью языка топологии, алгебры и других средств моделирования систем.
Чаще всего используют графическое и табличное представление структур, что мы и проиллюстрируем следующим рисунком (рис. 1.5).
Виды структур по форме своего представления:
1. Сетевые структуры
2. Иерархические структуры, в том числе:
2.1. Иерархические структуры с сильными связями
2.2. Иерархические структуры со слабыми связями
2.3. Многоуровневые иерархические структуры, в которых в качестве уровней иерархии могут выступать:
2.3.1. Страты
2.3.2. Слои
2.3.3. Эшелоны
3. Матричные структуры
4. Смешанные структуры.
Рассмотрим данные виды структур более подробно.
1. Результатом декомпозиции системы во времени является сетевая структура, или сеть (рис. 1.5 а).
Такие структуры могут отражать порядок действия технической системы (телефонная сеть, электрическая сеть и т.д.), этапы деятельности человека (при производстве продукции – сетевой график, при проектировании – сетевая модель, при планировании – сетевой план и т.д.).
Для анализа сложных сетей существует математический аппарат теории графов, прикладная теория сетевого планирования и управления.
В дальнейшем мы будем исследовать процессы управления с помощью сетевого графика.
2. Иерархические структуры (рис. 1.5 б, в, г, д) являются результатом декомпозиции системы в пространстве.
В общем случае термин «иерархия» означает соподчиненность, порядок подчинения низших по должности и чину лиц высшим (БСЭ).
Все элементы (вершины, узлы) и связи (дуги, соединения узлов) существуют в этих структурах одновременно (не разнесены во времени). Такие структуры могут иметь не два (как для простоты показано на рис. 1.5 б и в), а большее число уровней декомпозиции (структуризации).
2.1. Структуры типа рис. 1.5 б, в которых каждый элемент нижележащего уровня подчинен одному узлу (одной вершине) вышестоящего (и это справедливо для всех уровней иерархии), называют древовидными структурами, структурами типа «дерева», иерархическими структурами с «сильными» связями.
С помощью них представляются конструкции сложных технических изделий и комплексов, структуры классификаторов и словарей, структуры целей и функций, производственные структуры (рис. 1.7), большинство организационных структур предприятий.
2.2. Структуры типа рис. 1.5 в, в которой элемент нижележащего уровня может быть подчинен двум и более узлам (вершинам) вышестоящего, называют иерархическими структурами со «слабыми» связями.
Иерархии со «слабыми» связями применяют в тех случаях, когда цели сформулированы слишком близко к идеальным устремлениям и недостаточно средств для их реализации, а также для представления некоторых видов организационных структур (например, линейно-функциональные структуры).
2.3. Многоуровневые иерархические структуры.
М. Месарович с соавторами, Д. Мако и И. Такахара, в своей работе «Теория иерархических многоуровневых систем» вводят три понятия для уровней иерархии:
1) Уровень описания, или абстрагирования. Ему соответствует понятие «страта».
2) Уровень сложности принимаемого решения. Ему соответствует понятие «слой».
3) Организационный уровень. Ему соответствует понятие «эшелон».
При описании реальных иерархических систем могут одновременно использоваться все три понятия; случай, когда применяется только одно из них, скорее исключение, нежели правило.
Остановимся на их характеристике несколько подробнее.
2.3.1. Страты. При отображении сложных систем основная проблема состоит в том, чтобы найти компромисс между простотой описания, позволяющей составить и сохранять целостное представление об исследуемом или проектируемом объекте, и детализацией описания, позволяющей отразить многочисленные особенности конкретного объекта. Один из путей решения этой проблемы – задание системы семейством моделей, каждая из которых описывает поведение системы с точки зрения соответствующего уровня абстрагирования. Такое представление названо стратифицированным, а уровни абстрагирования – стратами.
В качестве простейшего примера стратифицированного описания можно привести отображение ЭВМ в виде двух страт (рис. 1.8): нижняя – физические операции (система в этом случае описывается с точки зрения законов электричества и основ электроники); верхняя – математические и логические операции (здесь мы имеем дело с вычислением и программированием, система описывается на языке математических операций и символов).
Выбор страт, определение основной страты зависит от исследователя, его целей.
Другой пример стратифицированной системы, созданной человеком, – автоматизированный промышленный комплекс. Полностью автоматизированный промышленный комплекс обычно моделируют на трех стратах: а) физические процессы обработки материалов и преобразования энергии, б) управление и обработка информации, в) экономика производства с точки зрения его производительности и прибыльности (фиг. 2.3).
Другими словами, систему управления предприятием можно представить в виде следующих страт: управление технологическими процессами (собственно производственным процессом) [я: в основе его лежит производственная структура] и организационное управление предприятием [я: в основе – организационная структура]. Если предприятие входит в объединение, то к этим двум стратам может быть добавлен уровень управления объединением [я: в основе – юридическая структура].
Заметим, что на любой из этих трех страт мы имеем дело с тем же самым предметом — основным физическим продуктом. На первой страте он рассматривается как физический объект, который подлежит обработке в соответствии с физическими законами; на второй страте его рассматривают как управляемую переменную; на третьей страте это уже товар как экономическая категория. Для каждого из этих аспектов системы имеется свое описание и своя модель, однако система, конечно, остается одной и той же.
Таким образом, видим, что страты могут выделяться по разным принципам.
