6.3. Многоуровневые иерархические структуры.

В теории систем Месаровича (см. Месарович, Мако, Такахара. Теория иерархичесикх многоуровневых систем) предложены особые классы иерархических структур типа «страт», «слоев», «эшелонов», отличающиеся различными принципами взаимоотношений элементов в пределах уровня и различным правом вмешательства вышестоящего уровня в организацию взаимоотношений между элементами нижележащего.

Страты.

При отображении сложных систем основная проблема состоит в том, чтобы найти компромисс между простотой описания, позволяющей составить и сохранять целостное представление об исследуемом или проектируемом объекте, и детализацией описания, позволяющей отразить многочисленные особенности конкретного объекта.

Один из путей решения этой проблемы – задание системы семейством моделей, каждая из которых описывает поведение системы с точки зрения соответсвующего уровня абстрагирования. Для каждого уровня существуют характерные особенности, законы и принципы, с помощью которых описывается поведение системы на этом уровне. Такое представление названо стратифицированным, а уровни абстрагирования – стратами.

В качестве простейшего примера стратифицированного описания можно привести отображение ЭВМ в виде двух страт: нижняя – физические операции (система описания на языке физических законов, управляющих работой и взаимодействием ее механических и электронных элементов), верхняя – математические и логические операции (программирование и реализация программ, осуществляемые с помощью абстрактных, нефизических понятий, информационные потоки, команды языков программирования и т. п.).

При необходимости отражения сложного программного обеспечения может быть рассмотрена еще более высоко расположенная страта – системная страта.

Аналогичное представление используется при разработке банков и баз данных, в которых принято выделять физический уровень хранения данных, логический уровень и системно-логический уровень.

В стратифицированном виде можно представить проблему моделирования текста: буквы – слова – предложения – абзацы – текст. При этом могут быть введены правила преобразования элементов одного уровня в другой или, наоборот, разборки текста.

Страты могут выделяться по разным принципам. Например, при представлении СУ предприятием страты могут соответствовать сложившимся уровням управления: управление технологическими процессами (собственно производственным процессом) и организационное управление предприятием. Если предприятие входит в объединение, то к этим двум стратам может быть добавлен уровень объединения.

На каждой страте может использоваться свое описание, своя модель, но система сохраняется до тех пор, пока не изменится представление на верхней страте – ее концепция, замысел, который нужно стремиться не исказить на каждой последующей страте.

Слои.

Второй вид многоуровневой структуризации предложен Месаревичем для организации процессов принятия решений.

Для уменьшения неопределенности ситуации выделяются УРОВНИ СЛОЖНОСТИ принимаемого решения – слои, т. е. определяется совокупность последовательно решаемых проблем. При этом выделение проблем осуществляется таким образом, чтобы решение вышележащей проблемы определяло ограничения (допустимую степень упрощения) при моделировании на нижележащем уровне, т. е. снижало бы неопределенность нижележащей проблемы, но без утраты замысла решения общей проблемы.

Эшелоны.

Понятие многоэшелонной иерархической структуры вводится следующим образом: система представляется в виде относительно независимых, взаимодействующих между собой подсистем; при этом некоторые (или все) подсистемы имеют права принятия решений, а иерархическое расположение подсистем (многоэшелонная структура)определяется тем, что некоторые из них находятся под влиянием или управляются вышестоящими. Уровень такой иерархии называют эшелоном.

Основной отличительной особенностью многоэшелонной структуры является представление подсистемам всех уровней определенной свободы в выборе их собственных решений, причем, эти решения могут быть (но не обязательно) не теми решениями, которые бы выбрал вышестоящий уровень. Представление свободы действий в принятии решений компонентам всех эшелонов иерархической структуры повышает эффективность ее функционирования. Возникающие при этом противоречия (конфликты) разрешаются с помощью управляющих воздействий со стороны вышестоящих уровней иерархии. При этом, в зависимости от степени этого воздействия, употребляются термины (понятия) «управление» и «координация».

Отношения, подобные принятым в эшелонированных структурах, реализуются в практике управления так называемых холдинговых структур (холдингов). Правила взаимоотношений между фирмами, банками, торговыми домами, а также другими организациями, входящими в холдинг, оговариваются в соответствующих договорах и других нормативно-правовых и нормативно-технических документах.