Какие существуют типы моделей систем чем

Презентация «Модели систем»

презентация к уроку «Модели систем»

Содержимое разработки

Системный анализ – исследование реальных объектов и явлений с точки зрения системного подхода, состоящее из этапов анализа и синтеза

Модель «Черного ящика»

Вход системы – воздействие на систему со стороны внешней среды

Выход системы – воздействие, оказываемое системой на окружающую среду

Модель «Черного ящика»

Модель состава : описание системы ограничивается перечислением ее частей

Результат анализа системы – определение ее состава

Каждая часть системы – подсистема со своим сотовом

Учебные корпуса и аудитории

Структурная модель системы – отражение состава системы и ее внутренних связей

Неориентированные графы – связь между элементами действует в обе стороны

Ориентированный граф – связь между двумя элементами действует только в одну сторону. Направленные линии называются дугами (обозначаются стрелками)

Ориентированный граф системы переливания крови

Дерево –граф с иерархической структурой

Дерево –граф с иерархической структурой

Система основных понятий

Модель «черного ящика»

представляет систему на уровне описаний связей, ее ВХОДОВ и ВЫХОДОВ

отражает состав и внутренние связи системы

графическое отображение структурной модели; СОСТОИТ ИЗ вершин и линий (ребер, дуг)

ориентированный граф системы с иерархической структурой ;

1. Какие существуют типы моделей систем? Чем они различаются?

2. Что такое граф? Из чего он состоит?

4. Какой граф называется ориентированным? Приведите примеры.

а) линия связи обозначает отношение «передает информацию

б) линия связи обозначает отношение : «управляет»

Источник

Какие существуют типы моделей систем чем

Исследование некоторой реальной системы состоит из двух этапов: этапа анализа и этапа синтеза.

Системным анализом называется исследование реальных объектов и явлений с точки зрения системного подхода, состоящее из этапов анализа и синтеза.

Модель «черного ящика»

В простейшем случае бывает достаточно иметь представление о взаимодействии системы с внешней средой, не вдаваясь в подроб­ности ее внутреннего устройства. Например, при использовании сложной бытовой техники вам совсем не обязательно знать ее устройство. Достаточно знать, как ею пользоваться, т. е. какие управляющие действия можно с ней производить (что на входе) и какие результаты вы будете при этом получать (что на выходе). Все эти сведения содержатся в инструкции для пользователя.. Такое описание системы называется моделью «черного ящика» (рис. 1.2).

Модель состава

Как отмечалось выше, результатом анализа системы является определение ее состава. Если описание системы ограничить пере­числением ее частей, то мы получим модель состава. Например, модель состава системы «Университет» представлена на рис. 1.3.

Каждая из отмеченных на рис. 1.3 составляющих системы «Университет» является подсистемой со своим составом. Поэтому для этих подсистем также можно построить свои модели состава. Разумеется, такой модели недостаточно для того, чтобы понять, как функционирует университет. И все-таки она дает более под­робное представление об университете, чем модель «черного ящика».

Структурная модель системы

Структурную модель системы еще называют структурной схе­мой. На структурной схеме отражается состав системы и ее внут­ренние связи. Для отображения структурной схемы системы ис­пользуются графы.

Еще один пример графа показан на рис. 1.5. Это структурная модель молекулы углеводорода. Вершинами являются атомы во­дорода и углерода, ребра отображают валентные связи.

Связь между двумя станциями метро, соединенными линией движения, является двунаправленной, поскольку поезда могут двигаться в обе стороны. Валентная связь между атомами молеку­лы также не имеет выделенного направления. Такие графы назы­ваются неориентированными. Если же связь между двумя эле­ментами системы действует только в одну сторону, то на графе она отображается направленной стрелкой. Такой граф называется ориентированным. Направленные линии связи на графе называ­ются дугами.

На практике часто встречаются системы с иерархической структурой, граф которых называется деревом (рис. 1. 7).

Система основных понятий

Вопросы и задания

1. Какие существуют типы моделей систем? Чем они различаются?

2. Что такое граф? Из чего он состоит?

3. Какой граф называется неориентированным? Приведите примеры.

4. Какой граф называется ориентированным? Приведите примеры.

5. Нарисуйте в виде графа систему, состоящую из четырех одноклассников, между которыми существуют следующие связи (взаимоотношения): дружат — Саша и Маша, Саша и Даша, Маша и Гриша, Гриша и Саша. Анализируя полученный граф, ответьте на вопрос: с кем Саша может поделиться секретом, не рискуя, что тот станет известен кому-то другому?

6. Нарисуйте два варианта графа системы «Компьютер», содержащего следующие вершины: процессор, оперативная память, внешняя память, клавиатура, монитор, принтер:

а) линия связи обозначает отношение «передает информацию»;

б) линия связи обозначает отношение: «управляет».

Презентация. Модели систем. Системный анализ смотреть

Источник

ГДЗ по информатике 11 класс учебник Семакин параграф 2

1) Какие существуют типы моделей систем? Чем они различаются?

Информационные модели отражают различные типы систем объектов, в которых реализуются различные структуры взаимодействия и взаимосвязи между элементами системы. Для отражения систем с различными структурами используются различные типы информационных моделей: табличные, иерархические и сетевые.

2. Что такое граф? Из чего он состоит?

3. Какой граф называется неориентированным? Приведите примеры.

Неориентированный граф — это упорядоченная пара (V,E), для которой выполнены условия:

V-это множество вершин

E- это множество неупорядоченных пар различных вершин, называемых рёбрами.

4. Какой граф называется ориентированным? Приведите примеры.

Ориентированный граф — это упорядоченная пара (V,A), для которой выполнены условия:

V это множество вершин или узлов,

A это множество упорядоченных пар различных вершин, называемых дугами или ориентированными рёбрами.

Саша может поделиться с секретом только с Дашей.

6. Нарисуйте два варианта графа системы «Компьютер», содержащего следующие вершины: процессор, оперативная память, внешняя память, клавиатура, монитор, принтер:

а) линия связи обозначает отношение «передает информацию»;

б) линия связи обозначает отношение: «управляет ».

Источник

Типы моделей

Правильно заданный вопрос быстро приводит к правильному ответу. Недавно меня спросили: «Почему стандарты бизнес-анализа сконцентрированы на выявлении требований, но ничего не говорят о превращении этих требований в решение?» В самом начале своей карьеры аналитика я искал ответ на вопрос: как анализировать предметную область и как превращать результат анализа в структуру модели: откуда брать классы, атрибуты и методы? Тогда я нашел один более-менее вразумительный метод, описанный в книге Крега Лармана Применение UML 2.0 и шаблонов проектирования. Введение в объектно-ориентированный анализ, проектирование и итеративную разработку. Аналитику предлагалось прохождение по тексту с маркерами разных цветов: Красный выделяет существительные и является основанием для создания классов, зеленый — прилагательные, причастия и проч. — основа для создания атрибутов этих классов. И глаголы выделяются синим — основа для создания методов.

Однако, в реальности этот метод не работал. Один и тот же факт я мог смоделировать при помощи класса, значения атрибута или метода в зависимости от своего желания. Об этом написано подробно у Крисса Партриджа в книге Business Objects: Re-Engineering for Re-Use.

Он приводит пример с Колли. Это может быть класс объектов, это может быть значение атрибута «Порода» с типом значения либо строковое, либо – ссылка на объект справочника «Породы», либо – значение «да» булевского атрибута «Колли».

В примере Крисса Партриджа мы выбираем между классом и атрибутом. Но есть альтернатива, при которой можно смоделировать один и тот же факт при помощи класса или метода.

Например, можно вообразить себе ситуацию, что позолоту можно смоделировать при помощи класса объектов, при помощи значения атрибута, а, возможно, и метода.
Выбор способа моделирования зависит от контекста и границ информационной модели. Однако, рано или поздно наступает тот момент, когда границы информационной системы вырастают до объема, когда один и тот же факт с одной точки зрения нужно моделировать при помощи. класса, с другой – при помощи функции, операции или значения атрибута. И тогда настоящим вызовом для аналитика становится маппинг между этими разными точками зрения.

Обо всем этом я писал ранее. Но есть еще один важный вопрос, который мы должны себе задать прежде, чем начнем моделирование. Надо выяснить, какого типа модель мы собираемся строить. Недавно я услышал тезис: модель модели – тоже модель (было упомянуто свойство транзитивности моделей). Например, если у вас есть документ «Договор», который есть модель договоренности, то вордовский файл, моделирующий этот договор – тоже модель договоренности. Фокус в том, что этот тезис верен только для одного типа моделей – для моделей объектов. Для другого типа моделей – концептуальных моделей, — этот тезис неверен. Мало, кто делает различие между ними. Поэтому я решил немного отойти от главной линии изложения и рассказать про типы моделей, с которыми работают аналитики.

Классификация моделей

Начнем с того, что обычно мы называем моделью. Под моделью мы понимаем информационный объект. Допустим, что субъект решил передать другому субъекту свое представление о каком-то объекте реального мира. Для этого он при помощи нотации (языка) делает описание своего представления этого объекта в виде информационного объекта. Этот информационный объект попадает в руки другого субъекта и он, зная нотацию, воссоздает у себя в сознании представление первого субъекта. Так происходит передача знаний от одного субъекта другому, и поэтому язык играет столь существенную роль в обучении.

Строго говоря, модель – это то, что есть в сознании у субъекта, а информационный объект – это модель этой модели. Но, благодаря транзитивности моделей, считается, что информационный объект – тоже модель. Этот информационный объект может постоянно уточняться и правиться по мере необходимости, что и происходит, когда один субъект что-то объясняет другому.

Допустим, что субъект в разных задачах сталкивается с похожими объектами. Например, с похожими деталями. Тогда для разных деталей у него могут получаться похожие модели. В какой-то момент в нем включается аналитик, и этот аналитик требует унификации моделей. Унификация нужна для того, чтобы один раз поработав, сэкономить время на моделировании.

Унификация заключается в том, что для всех похожих деталей аналитик создает одну модель. Это – концепт детали. Его отличие от модели детали в том, что модель детали можно уточнять бесконечно, а вот концепт уточнять бесконечно не получится, потому что он относится не к одному, а к множеству деталей. Детали отличаются друг от друга и потому нет возможности уточнять концепт бесконечно.

Можно ли по концепту восстановить модель объекта? Можно, но при помощи домысливания. Мы легко домысливаем концепт до модели объекта. Однако, легкость, с которой мы это делаем, не означает, что модель концепта – это модель объекта. Для восстановления модели объекта на основе его концепта нужен контекст, который дополнит модель концепта до модели объекта.

Теперь усложним задачу и предположим, что субъект моделирует конструкцию. Напомню, что конструкция – это множество объектов и связей между ними. Очевидно, что модель конструкции, как и модель объекта, можно уточнять бесконечно.

Теперь допустим, что, как и в случае с деталями, у субъекта стоит задача моделирования похожих конструкций, например, конструкций тепловозов. Поступая, так же, как и в первом случае, субъект может унифицировать модели и создать одну для множества конструкций — концепт конструкции.

Концепт конструкции состоит из множества концептов – концептов объектов – элементов конструкции и концептов связей между этими элементами. Для концепта конструкции тепловоза будет верным следующее утверждение: для каждого элемента в концепте конструкции существует один и только один элемент в реальном тепловозе. Иначе можно это переформулировать так: «арность» связей в модели концепта конструкции тепловоза всегда «один-к-одному».

Но в общем случае это неверно. Часто можно встретить концептуальные модели, в которых «арность» связей отличается от «один-к-одному».

Концепт конструкции еще называют концептуальной моделью. Правда, в распространенном определении концептуальной модели есть одна очень серьезная ошибка. Обычно говорится, что концептуальная модель – это модель концептов и связей между ними. Это неверно, потому что в концептуальной модели присутствуют не связи и даже не модели связей, а концепты связей. Чтобы как-то замаскировать эту ошибку, говорят, что связи в концептуальной модели имеют арность – например, «один к трем». Обо всем этом я писал ранее и об этом можно прочитать в моей статье Моделирование объектов учета в разделе «стрелки».

Чтобы лучше представить себе такого рода модели, можно посмотреть на любую ER модель. На них мы видим концепты объектов и концепты связей. Можно ли на основе ER модели восстановить модель концепта конструкции? Увы, нельзя. А, следовательно, нельзя восстановить и модель конструкции.

Итак, подводя итог, можно сказать, что существуют два вида моделей – модели объектов и модели концептов. Для моделей объектов верен принцип транзитивности, но для моделей концептов этот принцип не работает.

Примеры

Допустим, что существует договоренность между двумя контрагентами. Эта договоренность имеет модель – письменный договор. Существует несколько таких документов, каждый из которых – модель этой договоренности. Пусть существует вордовский файл с моделью письменных документов. Это удобно – вносить изменения в одном месте, чтобы потом иметь возможность распечатать столько копий, сколько необходимо. Получается, что этот вордовский файл – тоже модель договоренности.
Пусть есть множество договоренностей, для каждой из которых приходится создавать письменный документ. Сделаем унификацию, и для всех этих документов создадим одну модель – типовой договор. Типовой договор удобен тем, что позволяет быстро создать модель конкретной договоренности. Но он не является моделью конкретной договоренности. Поэтому вордовский файл с типовым договором не является моделью конкретной договоренности. И транзитивности моделей тут нет.

Вопрос: какого типа модель создается при помощи нотации BPMN? Я не буду отвечать на это вопрос, надеясь, что вы сами способны ответить на него.

Вопрос: какого типа модель создается при помощи нотации IDEF0? Также надеюсь, что вы сами ответите на это вопрос.

Источник

Урок. Типы информационных моделей

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Типы информационных моделей.

Информационные модели отражают различные типы систем объектов, в которых реализуются различные структуры взаимодействия и взаимосвязи между элементами системы. Для отражения систем с различными структурами используются различные типы информационных моделей: табличные, иерархические и сетевые.

1. Табличные информационные модели

Одним из наиболее часто используемых типов информационных моделей является прямоугольная таблица, которая состоит из столбцов и строк. Такой тип моделей применяется для описания ряда объектов, обладающих одинаковыми наборами свойств. С помощью таблиц могут быть построены как статические, так и динамические информационные модели в различных предметных областях.

В качестве примера рассмотрим следующую таблицу, содержащую сведения о погоде в течение нескольких дней.

Температура (градусы С)

Глядя на таблицу, легко сравнить разные дни по температуре, влажности и пр. Данную таблицу можно рассматривать как информационную модель процесса изменения состояния погоды.

Обратите внимание на правила оформления таблиц. Перед таблицей обычно указывается ее номер и заголовок. Заголовки столбцов пишутся с заглавной буквы; там, где это необходимо указываются размерности величин.

Таблица 1 является примером таблицы типа «объект-свойство». Каждая строка такой таблицы относится к конкретному объекту. В нашем примере это определенный день. Первый столбец обычно идентифицирует этот объект (дата идентифицирует день). Последующие столбцы отражают свойства (характеристики) объекта.

Другой тип таблиц называется «объект-объект». Такие таблицы отражают взаимосвязь между различными объектами. Примером является таблица успеваемости учеников по разным предметам.

Таблица 2. Успеваемость

Эта таблица отражает связь между двумя типами объектов: учениками и изучаемыми дисциплинами. Оценка является характеристикой такой связи.

В математике прямоугольная таблица, составленная из чисел, называется матрицей. Если матрица содержит только нули и единицы, то она называется двоичной матрицей.

Важной разновидностью таблиц типа «объект-объект» являются двоичные матрицы. Двоичные матрицы отображают качественную связь между объектами — есть связь или нет связи. Например, если бы ученики могли выбирать изучаемые предметы по своему усмотрению, то сведения о том, кто что изучает, можно представить в виде следующей таблицы:

Таблица 3. Изучаемые предметы

Нетрудно догадаться, что единица указывает на изучаемый предмет, а не изучаемый предмет отмечен нулем.

Табличный способ представления данных является универсальным. Любую структуру данных можно свести к табличной форме. Приведение информации к табличной форме называется нормализацией данных.

Нас окружает множество различных объектов, каждый из которых обладает определенными свойствами. Однако некоторые группы объектов имеют одинаковые общие свойства, которые отличают их от объектов других групп.

Группа объектов, обладающих одинаковыми общими свойствами, называется классом объектов. Внутри класса объектов могут быть выделены подклассы, объекты которых обладают некоторыми особенными свойствами, в свою очередь подклассы могут делиться на еще более мелкие группы и так далее. Такой процесс систематизации объектов называется процессом классификации.

В процессе классификации объектов часто строятся информационные модели, которые имеют иерархическую структуру. В биологии весь животный мир рассматривается как иерархическая система (тип, класс, отряд, семейство, род, вид), в информатике используется иерархическая файловая система и так далее.

В иерархической структуре элементы распределяются по уровням, от первого (верхнего) уровня до нижнего (последнего) уровня. На первом уровне может располагаться только один элемент, который является «вершиной» иерархической структуры. Основное отношение между уровнями состоит в том, что элемент более высокого уровня может состоять из нескольких элементов нижнего уровня, при этом каждый элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента верхнего уровня.

Изучая информатику, вам не однажды приходилось встречаться с иерархическими системами. Например, система хранения файлов на магнитных дисках организована по иерархическому принципу. Операционная система позволяет получить на экране компьютера изображение файловой структуры в виде дерева. Корнем этого дерева является корневой каталог диска, вершины — подкаталоги разных уровней.

Как известно, путь к файлу — это путь от корневого каталога до каталога, непосредственно содержащего данный файл. И для каждого файла такой путь единственный. Например, путь к файлам, содержащимся в каталоге Images на рис. 1 описывается так: \ Inform \ hyperbase \б.11\ Images

При поиске информации в дереве перемещение по нему может происходить только вверх или вниз (на уровень выше или на уровень ниже). Нельзя осуществить прямой переход между вершинами одного уровня.

Граф отображает элементный состав системы и структуру связей.

Составными частями графа являются вершины и ребра. Вершины графа (овалы) отображают элементы системы. Ребра (линии) — это связи (отношения) между элементами. Граф является удобным способом наглядного представления структуры информационных моделей.

Рассмотрим пример графа, изображенного на рис. 3.

Этот пример относится к медицине. Известно, что у разных людей кровь отличается по группе. Существуют четыре группы крови. Оказывается, что при переливании крови от одного человека к другому не все группы совместимы. Граф на рис. 3 показывает возможные варианты переливания крови. Группы крови — это вершины графа с соответствующими номерами, а стрелки указывают на возможность переливания одной группы крови человеку с другой группой крови. Например, из этого графа видно, что кровь 1-й группы можно переливать любому человеку, а человек с первой группой крови воспринимает только кровь своей группы. Видно также, что человеку с 4-й группой крови можно переливать любую, но его собственную кровь можно переливать только в ту же группу.

Связи между вершинами данного графа несимметричны и поэтому изображаются направленными линиями со стрелками. Такие линии принято называть дугами. Граф с такими свойствами называется ориентированным. Линия, выходящая и входящая в одну и ту же вершину, называется петлей. На рис. 3 присутствуют четыре таких петли.

Нетрудно понять преимущества изображения системы переливания крови в виде графа по сравнению со словесным описанием тех же самых правил. Граф на рис. 3 легко воспринимается и запоминается.

На рис. 4 изображен граф, отражающий иерархическую структуру нашего государства: Российская Федерация делится на семь административных округов; округа делятся на регионы (области и национальные республики), в состав которых входят города и другие населенные пункты. Такой граф называется деревом. Основным свойством дерева является то, что между любыми двумя его вершинами существует единственный путь. Деревья не содержат циклов и петель.

Информация о некотором реальном объекте может быть представлена по-разному. В разговорной речи мы используем словесное представление информации. Вот, например, словесное описание некоторой местности: «Наш район состоит из пяти поселков: Дедкино, Бабкино, Репкино, Кошкин и Мышкино. Автомобильные дороги проложены между: Дедкино и Бабкино, Дедкино и Кошкино, Бабкино и Мышкино, Бабкино и Кошкино, Кошкино и Репкино». По такому описанию довольно трудно представить себе эту местность. А представьте себе, что поселков не 5, а 25! Все гораздо понятнее становится из следующей схемы (рис. 5) (на ней поселки обозначены первыми буквами своих названий).

Глядя на этот граф, легко понять структуру дорожной системы в данной местности.

Построенный граф позволяет, например, ответить на вопрос: через какие поселки надо проехать, чтобы добраться из Репкино в Мышкино. Видно, что есть два возможных пути. Очевидно, есть путь более выгодный, потому что он короче. Однако, если по какой-то причине дорога между К и Б окажется не проезжей (идут ремонтные работы или занесло снегом), то единственным остается второй путь. Граф на рис. 5 еще называют сетью.

Для сети характерна возможность множества различных путей перемещения по ребрам между некоторыми парами вершин.

Для сетей также характерно наличие замкнутых путей, которые называются циклами. На рис. 5 имеется цикл: К — Д — Б — К. Кстати, термин «дорожная сеть» используется и в разговорной речи. И чем такая сеть гуще, тем лучше для сообщения, поскольку появляется множество различных вариантов проезда.

Граф, изображенный на рис. 5, является неориентированным графом. На нем каждое ребро обозначает наличие дорожной связи между двумя пунктами. Но дорожная связь действует одинаково в обе стороны: если по дороге можно проехать от Б к М, то по ней же можно проехать и от М к Б. Такую связь еще называют симметричной.

Сетевые информационные модели применятся для отражения систем со сложной структурой, в которых связи между элементами имеют произвольный характер.

Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.

Источник