Быстрый поиск

Курсовая работа: Анализ системы управления "Общежитие"

Вывод: связность ГСУ «Общежитие» равна . Для того, чтобы граф превратился в несвязный можно, например, удалить вершину под номером 5, т.е. «Комендант».

5.2 Вершинная база

Вершинная база представляет собой минимальное по мощности множество вершин , из которого достижимы все вершины ГСУ. Таким образом, вершинная база ГСУ характеризует минимальный набор элементов СУ, имеющих каналы управления ко всем остальным элементам.

На основе анализа матрицы Адамара (рисунок 4.2) вершинная база ГСУ «Общежитие» равна 6.

Качество управления в ГСУ характеризует удельная мощность вершинной базы ГСУ b, которая определяется по формуле:

где - мощность вершинной базы;

n - число вершин ГСУ.

В системе управления «Общежитие» удельная мощность имеет следующие значение: b = 1-6/15=0,6.

Вывод: качество управления системой значительно невысокое. По своему значению подходит к несвязной (децентрализованной) структуре управления.

5.3 Структурная избыточность

Структурная избыточность СУ характеризует превышение общего числа связей над минимально необходимым для обеспечения связности СУ. Величину можно оценить по формуле:

где n – число вершин ГСУ;

- элемент матрицы смежностей А ГСУ «Общежитие».

Структурная избыточность ГСУ «Общежитие» равна

Вывод: структурная избыточность для данной СУ ближе по своему значению к 0, т.е. к системе управления с минимальной структурной избыточностью. Подобную структурную избыточность имеют кольцевые структуры (контуры управления), и, следовательно, СУ «Общежитие» имеет частично кольцевую структуру.

5.4 Структурная компактность

Структурная компактность отражает близость элементов структуры СУ между собой и оценивается выражением:

где n – число вершин ГСУ;

- элемент матрицы расстояний R ГСУ «Общежитие».

Для того чтобы результат вычислений по формуле был определен, элементам матрицы расстояний R, равным бесконечности, присваивается конечная величина n, т.е. вместо полагают .

Структурная компактность ГСУ «Общежитие» равна =

Вывод: данная СУ имеет структурную компактность близкую к максимальной, что характерно для полного графа.

5.5 Неравномерность связей в структуре

(5.4)

Неравномерность связей в структуре характеризует однородность (регулярность) структуры управления. Однородные (регулярные) структуры управления при прочих равных показателях обладают меньшими затратами на организацию управления и эксплуатацию СУ, так как позволяют экстраполировать методы организации управления на однородные по структуре фрагменты СУ. Для оценки однородности структуры управления используется вероятностный подход, согласно которому любой ГСУ является одной из реализаций случайного орграфа, в котором множество вершин определено детерминировано, а наличие дуг между вершинами задано случайным образом. ГСУ «Общежитие» можно рассматривать как реализацию (одно из возможных значений) некоторого случайного ГСУ, заданного на множестве из 15 вершин. Неравномерность связей СУ характеризуется выражением или нормированным выражением (коэффициентом вариации) . Указанные параметры определяются формулами:

где - средняя степень вершины ГСУ «Сбербанк»;

m – число дуг ГСУ;

n – число вершин ГСУ;

- среднее квадратическое отклонение;

- степень вершины i.

Средняя степень вершины ГСУ «Общежитие» равна , а среднее квадратичное отклонение =3,49.

Неравномерность связей ГСУ «Общежитие» имеет приближенное значение 3,1±3,49 или нормированное значение ±1,13.

Вывод: данная СУ приближена к централизованной.

5.6 Степень централизации структуры

Степень централизации структуры ГСУ характеризует близость ее топологии к стандартной централизованной (или радиальной) структуре СУ. Для оценки степени централизации структуры вычисляют индекс центральности по следующей формуле:

Индекс центральности вычисляется только для связных неориентированных графов. Так как ГСУ «Общежитие» задан как орграф, то его следует преобразовать в неориентированный путем дезориентации дуг и удаления кратных ребер (рисунок 5.1). После этого необходимо построить матрицу расстояний для неориентированного графа. Данная матрица приведена на рисунке 5.2.

Рисунок 5.1 – Неориентированный граф ГСУ «Общежитие»

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
1	0	2	3	1	2	3	3	4	2	1	2	3	2	3	3
2	2	0	3	2	2	3	3	4	3	1	2	3	2	3	3
3	3	3	0	2	1	2	2	3	2	2	3	2	2	2	2
4	1	2	2	0	1	2	2	3	1	1	2	2	2	2	2
5	2	2	1	1	0	1	1	2	1	1	2	1	1	1	1
6	3	3	2	2	1	0	2	1	2	2	3	2	2	2	2
7	3	3	2	2	1	2	0	3	2	2	3	2	2	2	2
8	4	4	3	3	2	1	3	0	3	3	4	3	4	3	3
9	2	3	2	1	1	2	2	3	0	2	3	2	2	2	2
10	1	1	2	1	1	2	2	3	2	0	1	2	1	2	2
11	2	2	3	2	2	3	3	4	3	1	0	3	2	3	3
12	3	3	2	2	1	2	2	3	2	2	3	0	2	2	2
13	2	2	2	2	1	2	2	3	2	1	2	2	0	2	2
14	3	3	2	2	1	2	2	3	2	2	3	2	2	0	2
15	3	3	2	2	1	2	2	3	2	2	3	2	2	2	0
	34	36	31	25	18	29	31	42	29	23	36	31	28	31	31

Рисунок 5.2 – Матрица расстояний для неориентированного графа

Индекс центральности ГСУ «Общежитие» равен
=2,154-0,407=1,747.

Вывод: данная структура управления имеет достаточно высокую степень централизации.

5.7 Ранги элементов структуры

Ранги элементов структуры позволяют расположить элементы по иерархическим уровням СУ. Определение рангов вершин ГСУ выполняется с помощью алгоритма ранжирования или определения порядковой (ранговой) функции на графе. Алгоритм ранжирования имеет смысл на графе без контуров, поэтому исходный граф необходимо преобразовать, размыкая имеющиеся контуры, путем удаления некоторых дуг (рисунок 5.3). В результате проделанных действий были получены ранги, представленные на рисунке 5.4.

Рисунок 5.3 – ГСУ «Общежитие», преобразованный для алгоритма ранжирования

В результате выполнения алгоритма, получим следующее ранжирование вершин: ранг 0 имеют вершины 1,2,11,13,9,3,7,14 и 15, ранг 1 — вершины 5 и 10, ранг 2 — вершины 4,12 и 6, ранг 3 — вершина 8.

Рисунок 5.4 Расположение элементов СУ «Общежитие» по рангам

6. Построение контекстной диаграммы СУ «Общежитие» по методу Гейна-Сарсона с помощью CASE.Аналитик

CASE-Аналитик представляет собой графическую систему класса CASE, работающую под управлением операционной системы MS Windows 3.0 и выше.

В основе данной CASE-системы лежит методология структурного системного анализа Гейна-Сарсона, применимая к широкому классу систем обработки информации. CASE-Аналитик обеспечивает следующие возможности:

- средства для функционального и структурного моделирования исследуемой системы с помощью диаграмм потоков данных;

- графическое представление модели системы управления в нотации Гейна-Сарсона;

- автоматическое ведение базы данных проекта;

- автоматическую верификацию проекта, контроль его целостности и полноты;

- ясное и строгое описание системы (спецификаций системы);

- средства презентации проекта;

- автоматическую генерацию документации на проект;

- автоматическое формирование более 40 видов отчетов и протоколов по содержанию проекта системы.

Для исследуемой СУ «Общежитие» была построена контекстная диаграмма, на которой присутствуют внешние сущности, подсистемы и информационные потоки (таблица 1.1).

Контекстная диаграмма СУ «Общежитие» была создана с помощью программного средства CASE-Аналитик. При запуске этой программы открывается диалоговое окно, в котором из пункта главного меню Проект выбрана команда – Новый. Следующие диалоговое окно предлагает заполнить поля: Условное наименование – проекта и системы, Руководитель проекта, Хранить базу данных проекта, Имя директории проекта. Когда эти поля были заполнены, для запуска проекта требовалось ввести фамилию руководителя проекта – Аптукова и пароль – 123321. Запустив проект, открывается диалоговое окно с пустым листом, на которое из пиктоменю помещаются внешние сущности, системы/подсистемы и информационные потоки их связывающие. Каждому элементу присваивается имя.

Для проведения верификации необходимо заполнить поля о проекте, исходные данные, разработчики и цели создания. Пример заполнения этих полей представлен в Приложении Б.

Заключение

В результате проведенного анализа объекта управления можно сделать ряд выводов о СУ «Общежитие»:

Ÿ наиболее загруженным элементом данной системы является «Комендант»;

Ÿ СУ «Общежитие» имеет 9 основных контуров управления;

Ÿ при анализе длин путей было выяснено, что максимальную длину имеет путь между каналами комендантом и заместителем по обслуживающим работам, а наиболее длинный путь между вершинами превышает на 5.

Ÿ В-третьих, на графе можно выделить 6 сильных компонент.

Ÿ В-четвертых, для того, чтобы граф превратить в несвязанный, необходимо удалить одну вершину под номером 5, т.е. элемент комендант.

Ÿ В-пятых, данная система управления имеет достаточно высокую степень централизации, что можно увидеть при расчете степени централизации.

Ÿ В идеале, на мой взгляд, система управления должна сочетать в себе иерархическую и централизованную структуры управления, где каждый уровень иерархии говорит о подчинении вышестоящему уровню и руководству над нижестоящими. Для того, чтобы структура управления стала полностью иерархической и централизованной, нужно удалить связи между элементами, находящимися на одном уровне и на разных ветвях иерархии.

Список используемой литературы

1. Лебедев В.Б. «Структурный анализ систем управления», учебное пособие. - Пенза, 2000.– 96 с.

2. Лебедев В.Б. «Анализ систем управления», методические указания по курсовому проектированию. – Пенза, 2000.

Приложение А

(обязательное)