Сложной системой называется система, в модели которой недостаточно информации для эффективного управления этой системой.
Сложные системы проектируются, используя следующие основные принципы:
- от функции системы к ее структуре,
- "сверху - вниз» от общих функций к более мелким,
- "снизу-вверх" от функциональных возможностей отдельных компонент к общим функциям системы,
- "снизу и сверху до встречи"
Такой подход к проектированию сложных систем называется функциональным.
Что есть проектирование? Это разработка такого описания проектируемой системы, которое позволяет ответить на вопросы:
- как система устроена?
- как функционирует?
- как её построить (изготовить)?
Таким образом, под проектированием системы понимается разработка (получение) такого описания сложной системы, которого достаточно для её изготовления, эксплуатации и изучения.
Из определения ЭВМ следует функция ЭВМ (рисунок 4):
 |
обработка исходных данных D на основе алгоритма А с целью получения результата R.
Это первый, верхний уровень в иерархии описаний ЭВМ.
Далее известно, что ЭВМ состоит из устройств (внутренних элементов):
- процессоров,
- запоминающих устройств (ЗУ),
- устройств ввода-вывода (УВВ).
Поэтому на втором уровне иерархии (более детальном) описание ЭВМ можно представить схемой, изображенной на рисунке 5.
На этом уровне предстоит ответить на вопрос: откуда взялись и для чего предназначены эти устройства (понятия): центральный процессор (ЦП), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), устройство ввода-вывода (УВВ), общая шина (ОШ).
В свою очередь, на следующем уровне детализации (иерархии описании) раскрывается внутренняя организация устройств, из которых строится ВК.
Например, ЦП строится на базе арифметико-логического устройства (АЛУ), центрального устройства управления (ЦУУ), регистров общего назначения (РОН) и т.д. до .
В результате мы получим иерархию описаний ЭВМ, составленных по принципу "сверху - вниз» (в смысле сложности) и от функции F к структуре S (при обосновании внутренней структуры и организации элементов устройств).
С точки зрения теории сложных систем система считается заданной (т.е. спроектированной), если определены и описаны ее функция и структура (схема).
Другие основные понятия из теории сложных систем, которыми мы будем пользоваться: функция системы,
· структура системы,
· организация системы,
· элемент системы.
Функция системы - это такое описание системы, которое определяет способы достижения поставленная перед системой цель. Другими словами, функция системы - это правила получения результатов, вытекающих из назначения системы.
Например, назначением АЛУ является выполнение арифметических и логических операций (АЛО). Отсюда функция АЛУ - правила получения результатов, т.е. правила выполнения арифметических и логических операций. Эти правила задаются путём описания алгоритмов выполнения АЛО, то есть определения перечня (множества) алгоритмов операций сложения, вычитания и т. д. Fалу = {А+, А- ...}.
Структура системы - это фиксированная совокупность элементов и связей между ними (элементами). Структуру системы принято изображать графически, в виде схемы, состоящей из элементов и связей (стрелок, линий) между элементами.
Пример: АЛУ строится на базе известных вам элементов: сумматоров, регистров, счетчиков, мультиплексоров, демультиплексоров и др.