Анализ объекта управления «Общежитие»

1 СОСТАВЛЕНИЕ ИСХОДНОЙ МОДЕЛИ НА ОСНОВАНИИ ВЕРБАЛЬНОГО ОПИСАНИЯ ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ «ОБЩЕЖИТИЕ»
2 ПРЕДСТАВЛЕНИЕ СТРУКТУРЫ УПРАВЛЕНИЯ В ВИДЕ ГРАФА
2.1 МАТРИЦА СМЕЖНОСТЕЙ
2.2 МАТРИЦА ИНЦИДЕНЦИЙ
2.3 МАТРИЦА ОСНОВНЫХ КОНТУРОВ
2.4 МАТРИЦА РАССТОЯНИЙ
2.5 МАТРИЦА ДОСТИЖИМОСТЕЙ
2.6 МАТРИЦА ОБХОДОВ
3 АНАЛИЗ ЧИСЛОВЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СУ «ОБЩЕЖИТИЕ»
3.1 СТЕПЕНЬ (ПОЛУСТЕПЕНЬ) ВЕРШИНЫ
3.2 ЧИСЛО КОНТУРОВ
3.3 ДЛИНЫ ПУТЕЙ
3.4 ДИАМЕТР И ШИРИНА ГРАФА
3.5 ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИЙ МНОГОЧЛЕН
4 ТОПОЛОГИЧЕСКАЯ ДЕКОМПОЗИЦИЯ СТРУКТУР ОБЪЕКТА
5 СТРУКТУРНО-ТОПОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
5.1 СВЯЗНОСТЬ СТРУКТУРЫ
5.2 ВЕРШИННАЯ БАЗА
5.3 СТРУКТУРНАЯ ИЗБЫТОЧНОСТЬ
5.4 СТРУКТУРНАЯ КОМПАКТНОСТЬ
5.5 НЕРАВНОМЕРНОСТЬ СВЯЗЕЙ В СТРУКТУРЕ
5.6 СТЕПЕНЬ ЦЕНТРАЛИЗАЦИИ СТРУКТУРЫ
5.7 РАНГИ ЭЛЕМЕНТОВ СТРУКТУРЫ
6 ПОСТРОЕНИЕ КОНТЕКСТНОЙ ДИАГРАММЫ СУ «ОБЩЕЖИТИЕ» ПО МЕТОДУ ГЕЙНА-САРСОНА С ПОМОЩЬЮ CASE.АНАЛИТИК
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Введение
В настоящее время одной из характерных черт развития общества является возникновение и создание сложных систем. Для того чтобы изучать такие системы, чтобы их проектировать, необходимо создать модель системы, модель объекта управления, которая отражает состав объекта, характер взаимодействия его элементов и их особенности, поэтому один из главных этапов разработки модели сложных систем, а в частности систем управления (СУ), состоит в проведении исследований и анализе объекта управления.
Целью исследования структуры объекта или СУ является обнаружение критических структурных свойств, которые приводят к снижению эффективности функционирования СУ. Исследование проводят путем сравнительного структурного анализа. При сравнении в качестве эталона используют прототип СУ или стандартные (канонические, типовые) структуры управления с заранее известными свойствами.
Методы структурного анализа систем предназначены для исследования как уже имеющихся, функционирующих систем управления, так и для вновь проектируемых систем. Структурный анализ систем управления является необходимым этапом для последующего синтеза, т.е. для создания СУ с заданными свойствами.
На практике важную роль играет графоаналитический (теоретико-графовый) метод исследования. Этот метод основан на теории графов и имеет следующие особенности:
- универсальность (унифицированность) и распространенность;
- наглядность и интерпретируемость;
- компактность (лаконичность) представления модели;
- структурность;
- развитость математического аппарата для количественного анализа;
- хорошую представимость в ЭВМ.

1. Составление исходной модели на основании вербального описания объекта управления «Общежитие»
Исходные данные для построения модели объекта управления собирались в ходе общения с проживающими, комендантом, директором студгородка. В результате опроса было сформировано вербальное описание объекта. Структура описания дает представление о строение системы. При построении структурного описания определяем список связей между ними. Атрибутами элемента СУ является их наиболее характерные свойства или функции. Важную роль играют направление и характер связей. В данной работе необходимо исследовать те уровни представления структуры СУ, которые характеризуются информационными связями. Описание структуры «Сбербанк» представлено в таблице 1.1.
Таблица 1.1– Описание СУ «Общежитие»
Элемент системы управления
Атрибуты
элемента
Связи Атрибуты связи Элемент по нотации Гейна-Сарсона
1 - Ректорат подписание и утверждение приказов Директор студгородка Приказы о заселении Внешняя сущность
подписание документов Проживающие Договоры
2 – Деканат Предоставление ордера Проживающие Ордер о заселении Внешняя сущность
3 – Проректор по воспитательной работе Руководство студгородком, проверка общежитий, проведение промежуточной и итоговой аттестации Комендант Приказы, распоряжения Подсистема
4 - Директор студгородка Заселение проживающих
Проживающие
Комендант
Приказы
Распоряжения, списки проживающих
Подсистема

Продолжение таблицы 1.1
Элемент системы управления
Атрибуты
элемента
Связи Атрибуты связи Элемент по нотации Гейна-Сарсона
5 - Комендант
Составление отчетов и актов
Выдача инвертаря
Руководство общежитием (административно- хозяйственной частью)
Контролирует деятельность старост
Директор студгородка
Проживающие
Тех.персонал
Староста общежития
Отчеты, акты
Паспорт комнаты
Распоряжения
Распоряжения
Подсистема
6 – Староста общежития
Передает поручения. Координирует деятельность старост этажей и иные виды работ, представляет интересы проживающих
Помогает в организации контроля за сохранностью материальных ценностей
Староста этажей
Комендант
Поручения
Акты, докладные, объяснительные
Подсистема
7 – Заместитель по обслуживающим работам (отработке) Следит за своевременным выполнением работ, проверяет правильность, ведет журнал отработки Комендант Списки отработавших и освобожденных Подсистема
8 – Старосты этажей
Назначают дежурных по этажу, вахте, кухне
Контролирует работу проживающих
Староста общежития
График дежурств
объяснительные, докладные
Подсистема
9 – Старосты комнат Принимают от коменданта комнату, оборудование, имущество Комендант Объяснительные Подсистема
10 – Проживающие
Заключают договор о заселении
Пишут заявление о заселении
Ректорат
Директор студгородка
Договоры
Заявления, справки
Подсистема
11 - Касса Прием платежей, передача платежных поручений Проживающие Квитанции Внешняя сущность
12 – Технический персонал Уборка общежития, проведение ремонтных работ
комендант
Заявления Подсистема
13- Банк
Начисление и выдача заработной платы
Начисление и выдача стипендий и платежи за проживание
Комендант
Чеки, квитанции
Чеки, квитанции
Внешняя сущность
14 – Пожарная служба Контроль за состоянием противопожарной системы, установка сигнализации
Комендант
Инструкции
Внешняя сущность
15 – Медицинско-санитарная служба Контроль за содержанием санитарных условий
Комендант
Инструкции
Внешняя сущность

2. Представление структуры управления в виде графа
Для моделирования структур СУ удобно использовать графы. Графом системы управления (ГСУ) называется граф G=G(X,U), в котором множество вершин X интерпретирует множество элементов СУ, а множество ребер U — множество связей между ними. Важным преимуществом модели в виде ГСУ является возможность эффективного применения компьютерных технологий для автоматизации обнаружения критических структурных свойств исследуемой СУ.
Граф имеет следующие основные формы представления:
- графический (в виде диаграммы);
- матричный;
- теоретико-множественный;
- в виде списка.
В данной курсовой работе используется два первых способа представления графа. Система управления «Общежитие» в виде диаграммы графа представлена на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 –Диаграмма графа системы управления «Общежитие»

Диаграмма графа иллюстрирует множество точек, расположенных на плоскости и интерпретирующих вершины графа, и множество жордановых дуг, соединяющих эти точки и интерпретирующих ребра графа. Граф построен в соответствии с данными таблицы 1.1. Вершины графа на диаграмме изображены как окружности с номерами внутри. Нумерация вершин графа совпадает с нумерацией элементов СУ из таблицы 1.1.
Далее рассмотрим второй способ представления графа – матричный. Основными матрицами графа являются матрицы смежностей, инциденций и матрица основных контуров.
2.1 Матрица смежностей
Матрицей смежностей орграфа, имеющего n вершин, называется матрица A=||||n´n, элемент которой =1, если вершина i смежна к вершине j (т.е. дуга направлена от вершины i к вершине j) и =0 в противном случае. Матрица смежностей ГСУ «Общежитие» представлена на рисунке 2.2.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 ρ+
1 1 1 2
2 1 1
3 1 1
4 1 1 2
5 1 1 1 1 4
6 1 1 2
7 1 1
8 1 1
9 1 1 2
10 1 1
11 1 1
12 1 1
13 1 1 2
14 1 1
15 1 1
ρ- 0 0 0 3 10 2 0 1 0 6 0 1 0 0 0
Рисунок 2.2 – Матрица смежностей A
Из данной матрицы можно увидеть, что сумма всех элементов матрицы равна числу дуг орграфа. Сумма элементов строки i равна полустепени исхода вершины i, а сумма элементов столбца j равна полустепени захода вершины j.
2.2 Матрица инциденций
Матрицей инциденций орграфа, имеющего n вершин и m дуг, называется матрица B=||||n ´ m , у которой =1, если дуга j инцидентна вершине i и направлена от нее, = -1, если дуга j инцидентна вершине i и направлена к ней, и =0 в противном случае. На рисунке 2.3 представлена матрица инциденций ГСУ «Общежитие».
1/4 1/10 2/10 3/5 4/5 4/10 5/4 5/6 5/10 5/12 6/5 6/8 7/5 8/6 9/4 9/5 10/5 11/10 12/5 13/5 13/10 14/5 15/5
1 1 1
2 1
3 1
4 -1 1 1 -1 -1
5 -1 -1 1 1 1 1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1 -1
6 -1 1 1 -1
7 1
8 -1 1
9 1 1
10 -1 -1 -1 -1 1 -1 -1
11 1
12 -1 1
13 1 1
14 1
15 1
Рисунок 2.3 – Матрица инциденций B
2.3 Матрица основных контуров
Матрицей основных контуров орграфа называется матрица С=, состоящая из подматрицы остовного дерева T орграфа и единичной подматрицы E, порядок которой равен числу хорд остовного дерева T. Остовным деревом называется граф, не имеющий контуров и полуконтуров. Число основных контуров связного орграфа определяется формулой:
,
где m – число дуг;
n – число вершин.
Согласно этой формуле ГСУ «Общежитие» содержит 9 основных контуров (=23-15+1=9). Остовное дерево ГСУ «Общежитие» представлено на рисунке 2.4, а матрица основных контуров на рисунке 2.5.
Рисунок 2.4 – Остовное дерево ГСУ «Общежитие»
1/4 4/5 4/10 5/12 6/5 8/6 9/5 10/5 13/5 1/10 2/10 3/5 5/4 5/6 5/10 6/8 7/5 9/4 11/10 12/5 13/10 14/5 15/5
1/4 1 -1 -1 1
4/5 1 1
4/10 1 1 -1
5/12 1 1
6/5 1 1
8/6 1 1
9/5 1 1 -1
10/5 1 1
13/5 1 1 -1
Рисунок 2.5 – Матрица основных контуров С
2.4 Матрица расстояний
Матрицей расстояний орграфа называется матрица R=||||n ´ n , в которой элемент равен длине кратчайшего пути из вершины i в вершину j. Если такого пути нет, то соответствующий элемент полагается равным бесконечности =∞, а =0. Матрица расстояний ГСУ «Общежитие» представлена на рисунке 2.6.

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать полную версию