Задача по системному анализу

 

Задача № 3

Условие задачи.

Выберите хорошо известный Вам объект и проведите его системный анализ (например, это может быть измерительный или бытовой прибор, транспортное средство).

Используя схему системного анализа, проанализируйте следующие объекты: телевизор, магнитофон, музыкальный центр, стиральную машину, холодильник, страховую компанию, автотранспортное предприятие.

При анализе определите применительно к выбранной системе следующее:

1) систему в целом, полную систему  и подсистемы;

2) окружающую среду;

3) цели и назначение системы  и подсистемы;

4) входы, ресурсы и (или) затраты;

5) выходы, результаты и (или) прибыль;

6) программы, подпрограммы и работы;

7) исполнителей, лиц, принимающих решения (ЛПР) и руководителей;

8) варианты системы, при использовании которых могут быть достигнуты поставленные цели;

9) критерии (меры эффективности), по  которым можно оценить достижение  целей;

10) модели принятия решения, с  помощью которых можно оценить  процесс преобразования входов  в выходы или осуществить выбор вариантов;

11) тип системы;

12) обладает ли анализируемая  система свойствами централизации, иерархической упорядоченности, инерционности, адаптивности, в чем они состоят;

13) предположим, что фирма хочет  повысить качество выпускаемой  системы. Какие другие системы, кроме анализируемой, необходимо при этом учитывать. Объясните, почему на решение этой проблемы влияет то, как устанавливаются границы системы и окружающей среды.

Решение.

Вводная часть.

Для решения поставленной задачи в качестве объекта (анализируемой системы) я ноутбук. Цель анализа - обеспечение нормального функционирования ноутбука. Но, прежде всего, как мне думается, необходимо уточнить, что же такое система, и почему ноутбук является системой.

Система - это совокупность (множество) элементов, между которыми имеются связи (отношения, взаимодействия), то есть под системой понимается упорядоченная совокупность.

При этом можно выделить три основных признака системы:

признак иерархичности (вложения): система - это совокупность элементов, которые сами могут рассматриваться как системы, а исходная система может рассматриваться как часть более общей системы, то есть система рассматривается как часть иерархии систем;

признак функциональной целостности: для системы характерно наличие интегративных свойств, которые присущи системе, но не свойственные ни одному из её элементов в отдельности или их сумме (“целое больше суммы частей”);

признак существенности: для системы характерно наличие существенных связей между элементами. Основываясь на вышесказанном можно с точностью сказать, что ноутбук является системой, поскольку это сочетание магнитофона, телефизора, видеокамеры, телефона.

По признаку иерархичности, например, процессор обеспечивающий работу остальных элементов ноутбука, может рассматриваться как система, так как он сам состоит из большого количества различных элементов. При этом ноутбук является частью более общей системы - квартиры, то есть специальной технической системы для жизни.

По признаку функциональной целостности ноутбук так же является системой, так как каждый отдельно взятый его элемент не способен ни позвонить , записать или передать инфо на дальние расстояния. Однако, вместе эти элементы (процессор, модем, камера и так далее) как раз и составляют систему, способную выполнять различные функции по обработки данных.

По признаку существенности, конечно же, можно выделить наличие связей между элементами. Например, процессор подает сигнал на модем, совершается соединение с сервером, необходимый документ передается на большие расстояния .

1. Три уровня системы.

Анализировать любую систему необходимо, начиная с определения трёх уровней системы:

внешний уровень - система в целом;

объектный уровень - полная система (ноутбук);

внутренний уровень - подсистемы (подсистемы ноутбука).

1.1 Внешний уровень.

Проанализируем нашу ноутбук  с точки зрения внешнего уровня, то есть системы в целом. Система в целом есть ни что иное, как большая система, включающая в себя другие системы.

Наша анализируемая система, ноутбук, имеет определённые взаимосвязи с рядом других (внешних) систем. Причём критерии оценки нашей системы зависят от ограничений со стороны внешних систем.

К внешним системам, влияющим на нашу систему, относятся:

S1 - система исполнителя (пользователя);

S2 - система электропитания;

S3 - специальная техническая система "квартира";

S4 - файловая система;

S5 - система обеспечения и обслуживания.

Каждая из вышеперечисленных внешних систем накладывает определённые ограничения на производство исследуемой нами системы - мультиварки. Определяя внешние системы и наличие определённых ограничений со стороны этих систем, тем самым мы выбираем оптимальные параметры и характеристики всей нашей системы и её подсистем.

S1 - система исполнителя (пользователя). Данная система определяет технико-экономические, функциональные, эргономические ограничения, и ограничения по безопасности: соотношение цены и качества, количество выполняемых функций, мощность, количество скоростных режимов, вместимость памяти, удобство в эксплуатации, расходы на эксплуатацию, компактность, дизайн, надёжность и безопасность в эксплуатации.

S2 - система электропитания. Эта система определяет технические ограничения, которые обусловлены бытовыми электрическими сетями с напряжением 220 вольт и длиной электрического провода.

S3 - специальная техническая система "квартира". Данная система определяет эргономические ограничения по размерам, дизайну и удобству по обслуживанию ноутбука . Например, должна быть предусмотрена возможность протирать отдельные элементы в тряпкой для пыли.

S4 - файловая система. Данная система определяет ограничения в части наличия определённых файлов и возможности их переработки.

S5 - система обеспечения и обслуживания, накладывает технические ограничения и ограничения по обслуживанию и ремонту: наличие (или отсутствие) ремонтных мастерских, гарантийного обслуживания, возможность замены отдельных элементов и ремонтопригодность в целом самого ноутбука.

1.2 Объектный уровень.

На данном этапе ноутбук рассматривается как полная система, а именно - совокупность функциональных подсистем, предназначенная для достижения определённых целей системами верхнего уровня. То есть необходимо установить связь цели выбранной системы с целями внешних систем.

Главная задача ноутбук - доступность общения с людьми в режиме реального времени через большие расстояния. В данном случае существует прямая связь с системой исполнителя, чьей целью является максимальное упрощение и ускорение процесса обмена данными.

Поскольку в целом ноутбук является электроприбором, то естественно необходимо электричество. В данном случае также существует связь с системой электропитания. Цель системы электропитания обеспечить электричеством приборы (в том числе и ноутбук) для нормального функционирования.

Целью специальной технической системы "квартира" является обеспечение возможности не только приготовления и принятия пищи, но и возможности жизни, обработки и переработки продуктов, а так же всех процессов и действий, связанных с этим (например, ноутбук облегчает процесс обмена информацией между людьми, посудомоечная машина - процесс мытья посуды, холодильник даёт возможность длительное время хранить скоропортящиеся продукты). В данном случае связь заключается в том, что ноутбук является частью данной внешней системы, и как следствие, у них одна общая цель – облегчение жизни человека. Также здесь существует связь и с файловой системой - для приготовления пищи необходимы рецепты, их можно найти через ноутбук.

Цель системы обеспечения и обслуживания заключается в качественном ремонте (при необходимости), гарантийном обслуживании, то есть обеспечении максимальной работоспособности и продлении “жизни” объекта.

1.3 Внутренний уровень.

На этом этапе определяются подсистемы нашей системы " ноутбук ", их цели и параметры, удовлетворяющие ограничениям со стороны внешних систем. Подсистема - это элемент настолько сложный, что он сам рассматривается как система.

При выделении подсистем нужно учитывать назначение (функцию) ноутбук - это различного вида обработка информации, например запись видео, телефонный разговор, игры, работа, учеба. Соответственно для осуществления всех этих операций должны присутствовать такие подсистемы как:

 

 

 

 

РS1 - система "видеокамера";

РS2 – система"телефон ";

РS3 - система " комп. приставка";

РS4 - система "бумажные документы";

РS5 - система "калькулятор";

РS6 - система "переводчик".

При этом обрабатываемый продукт необходимо куда-то поместить, значит должна быть:

РS7 - система загрузки (объем винчестера), причём данная подсистема является частью всех вышеперечисленных.

Естественно ни одна из подсистем самостоятельно работать не будет, значит должна быть:

PS8 - приводная система (блок питания, причём его мощность должна быть не менее 600 ватт).

Движение должно быть упорядоченным, значит должна быть:

PS9 - система управления (панель управления соединяющая элементы управления с процессором, причём кнопки и переключатели должны быть достаточно большими и удобными).

Управляющее воздействие нужно передать, значит должна быть:

PS10 - исполнительная система .

Как мы понимаем, работа ноутбука должна быть максимально безопасной для человека, поэтому должна присутствовать:

PS11 - система контроля безопасности (предохранители).

И последняя подсистема, без которой не будет работать ни одна из вышеперечисленных:

PS12 - система электропитания (электрический провод, соединяющий комбайн с бытовой электросетью напряжением 220 вольт).

 

2. Окружающая среда.

Любая система рассматривается как своеобразный преобразователь, взаимодействующий с окружающей средой. Окружающая среда включает наряду с вышеперечисленными внешними системами S1 …. S5 так же ряд других систем, которые при первом рассмотрении могут не учитываться при решении данной задачи. К данной категории можно отнести, например, такие системы как:

S6 - система "природная среда". Природная среда в принципе не имеет никакого влияния на ноутбук, а вот он имеет влияние на природную среду в том плане, что когда заканчивается срок его службы, мы попросту его выкидываем, чем и загрязняем природную среду.

S7 - система образования. Для создания любого объекта необходимы определённые знания, которые как раз и обеспечивает система образования.

S8 - экономическая система, которая включает в себя:

S8 (а) - производственную систему, ведь где-то надо изготовить (создать) ноутбук;

S8 (б) - технологическую систему, поскольку должен быть определён способ производства;

S8 (в) - систему продаж (торгующие организации), и т.д.

S9 - система доставки, то есть необходимо наличие транспортных средств, водительский состав и грузчики.

S10 - транспортная система (или система дорог). Для того чтобы произошла доставка, необходимы дороги, по которым можно ее обеспечить.

 

Рис.1. Взаимодействие системы S (ноутбук) с окружающей средой (системы S1 … S10).

 

3. Цели и назначение  системы и подсистем.

Главная задача ноутбук - облегчение обмена информацией, облегчение выполнения работ, из чего возникает вполне определённая цель, то есть назначение системы с учётом условий и ограничений задачи. В данном случае назначение системы – обработка данных. То есть цель системы - домашнее использование. Отсюда вытекает ряд определённых требований:

-тип обрабатываемых данных: тип файла;

-объем памяти: 50-1000 ГБ;

-объём оперативной памяти: 2 - 3 ГБ;

-оснащение: беспроводная мышка;

-время переработки наибольшего объёма данных: не более 40 сек;

4. Входы, ресурсы и затраты.

Входы. Различные файловые данные (или один фаил), предназначенные для переработки, являются входными элементами системы " ноутбук ".

Ресурсы. К ресурсам можно отнести: электропитание, а так же время и усилия на обработку информации.

Затраты. Затраты определяются как расход ресурсов на переработку при достижении цели. Причём затраты могут быть прямыми и косвенными.

Прямые затраты:

расход электроэнергии (соответственно и её стоимость) - 600 ватт/час;

расход времени (трудозатраты) - 3÷15 минут;

расход усилий ~ 0,002 Ккал.

Косвенные затраты:

расход бумаги,

а также расход электроэнергии при сканировании документов;

ремонт ноутбука или отдельных его элементов.

5. Выходы, результаты и  прибыль.

Выходы. В процессе преобразования файлы изменяют своё состояние и трансформируются в выходные элементы - готовые продукты (фильм, доклад, звонок)

Результаты. К результатам можно отнести готовые продукты, экономию времени и усилий, а также обеспечение определённого вида удобства при создании информации.

Прибыль. Прибыль - это количественная оценка результатов в общепринятых единицах:

Экономия времени – отправка письма через интернет в ноутбуке займёт примерно 1 минуту, а тот же самый процесс при помощи ручной отправки займёт около 300 часов;

Экономия усилий - например, в случае с жарки мяса экономия усилий составит примерно 0,098 Ккал.

Результаты и прибыль оцениваются по отношению к целям системы более высокого уровня, а именно системы пользователя в части повышения эффективности использования времени, снижения трудозатрат.

6. Программы, подпрограммы и работы.

Поскольку для технических систем выделяется уровень работ, связанных с различными режимами функционирования объекта, то при анализе ноутбук  можно выделить следующие виды работ:

Отправка файлов;