Многоуровневые иерархические системы управления. Структурные схемы систем и объектов управления

Структура и иерархия. Структура - это расчленение системы на части с указанием связей между ними. Это расчленение постоянно на все время рассмотрения системы и осуществляется оно с целью более наглядного выявления основных свойств системы. Разделение может быть материальным, алгоритмическим, функциональным и т. п. В группы элементы объединяются по принципу простых и более сильных связей, а разграничение производится по принципу более слабых связей. (4.2) отражает факт расчленения системы на подсистемы. Примеры: институт, алгоритм (подпрограммы, функции, операторы), книга - информационное (научная литература), материальное при изготовлении, содержательно-эстетическое для художественной литературы.

Мы уже упоминали, что возможно графическое отображение структуры системы. Группы объектов, образующие блоки обозначаются прямоугольниками, связи - линиями со стрелками:

Все разнообразие возможных структур можно свести по определенным правилам преобразования структурных схем к трем представленным схемам последовательного, параллельного и соединения с обратной связью (рис. 3).

Рис. 3.

Возможно деление не по принципу тесноты связей, который используется в структуре, а по иным соображениям, например, для достижения удобства описания, или с точки зрения физических явлений, или для удобства проектирования и т.п. Такое разделение для упрощения представления называют декомпозицией системы.

Иерархией называется структура с наличием подчиненности, т. е. неравноправных связей между элементами или блоками системы, когда воздействия в одном направлении существенно более значимы, чем в другом. Часто при наличии между объектами двусторонней связи каналы не равноценны: в одну сторону идут управления, в другую информация. Примеры: государство, университет, предприятие и т.п.

Рис. 4.

Наиболее распространенные древовидная и ромбовидная иерархические структуры (рис. 4). Иерархия сужает возможности низших уровней, гибкость системы, ее эффективность, но она существенно упрощает задачу принятия решения и структуру, по крайней мере, на первый взгляд.