Модель об'єкта проектування

Моделювання. Параметрична оптимізація. Структурна оптимізація. Оцінка якості і прийняття рішення.

< Проектне рішення >

Область існування внутрішніх властивостей

Рис. 6

Проектування великої технічної системи як процес системної оптимізації

підходу, а потім уже з матеріальної природи об'єкта. Той самий об'єкт (літак, корабель, верстат, ЕОМ або прискорювач частинок) розглядається зазвичай під час проектування як механічна, електрична або елементарна система. Розглянувши взаємодію людини з об'єктом (тобто визначивши хоча б первинну форму такої взаємодії у вигляді композиції функцій системи Кь(Р]\) і розчленувавши об'єкт на підсистеми, що виконують різноманітні функції Р_р„ можна перейти до системного аналізу об'єкта. Його функції подають як багатоякісну (системну) модель. Системна модель у разі аналізу функцій об'єкта є первинною формальною конструкцією, що започатковує вивчення взаємодії підсистем із погляду єдиного критерію (рис. 6).

Через необхідність розгляду в задачі проектування бага-тоякісної моделі об'єкта, формування композиції функцій системи К_К{Р^ як коректно заданої множини цілей системи (взаємодія з іншими підсистемами, з навколишнім середовищем і людиною) приводять методику досліджень на позиції теорії великих систем, де оцінка будь-яких рішень виконується, виходячи з якісно відмінної від класичної теорії керування концепції. При цьому однією з істотних ознак складності такої системи є ієрархічна структура зв'язків між загальним критерієм для системи в цілому і частковими локальними критеріями, сформованими для окремих підсистем різноманітних рівнів ієрархії.

Свого часу розв'язання задачі розпізнавання зорових образів привели до появи персептрона Розенблатта. Наслідком експериментів із навчання розпізнаванню літер стала розробка наукових положень, засобів та методів, які зводилися до оптимального розбиття простору ознак на сукупність підпросторів, що не перерізуються.

Розв'язання задач із розпізнавання образів являє собою реалізацію закону, що задається відображенням

Р;.<Са, Се,

де Са — архітектурний базис (множина); Се — структура на Са\ Ср — стратегія поводження образу; /?, — результат розпізнавання.

На сьогодні відображення Р_г підтримується значною кількістю програмних систем, що обробляють звукові та юрові образи і реалізують цільову множину

Е\ при Д,

Е, при /),.,

£•„ при £>„,

де Д — область ознак, / = 1, ..., п.

Як уже зазначалось, системним проектуванням називається процес отримання проекту цілеспрямованої системи в базисі системних властивостей, системних ресурсів та структур життєвих циклів, реалізацію якого можна описати відображенням

Р-. <5„ 5_П 5_С> -» К„,

де 5„ — системні властивості; 5_Г — системні ресурси; £< — структура життєвого циклу системи; К_р — підсумковий проект.

З позиції системного підходу Р_р визначають як бага­торівневі та багатовимірні перетворення вихідних даних, підсумковими категоріями яких є аспекти побудови, архітектурні і структурні характеристики, оптимальні параметри.

Зіставляючи обидва процеси (розпізнавання образів і системного проектування), маємо, що як базис їх вивчення могла б слугувати системна модель, яка будується відпо­відно до такої формули:

< цілі > -> < задачі > -> < методи > -»• < алгоритми > -> -»< програмно-технічні та інформаційно-методичні засоби >.

Будь-яку ціль Д_ІУ можна представити так:

ж,*}¹

де &™ — номери цілей (/ + 1)-рівня, на які декомпоз$егься

ЦІЛЬ Е,^, т = 1, ..., /. - .,.'••• ,Х'> Лг. -Г^:;^ -

сукупність вихідних даних; К^ — результат розв'язання задачі 2. Дані задачі 2 можуть бути задані як її характерис­тики:

, (М„ с.), а; >,

де М, — модель задачі; С_г — обмеження; Т. — метод розв'язання; /Г_г — оцінка результату.

Як наслідок розгляду, результат є відображенням /?_г = = 71 (Л/_г, С_г)6Л_г, де 6 — знак композиції.

Алгоритм формалізовано можна подати в такому вигляд

У, В, Н, Е, >,

де 0 = < £,, А,, Г, (М_ч, С„) > — комірка схеми методу розв'я­зання; ¥ — структура алгоритму; 5 — простір даних; Я — цільова множина; Е. є Я.

Система Е_с, що реалізує рівень засобів, являє собою п'ятірку елементів Е_с = < М, О, І, Р, Т> з таким забезпечен­ням: М — методичне, О — організаційне, /— інформаційне, Р — програмне, Т ' — технічне.

Аналізуючи системну модель, слід враховувати, що її структура однакова як для задачі розпізнавання образів, так і для задачі системного проектування. Головна відмінність між ними полягає в тому, що глобальну ціль у задачі розпізнаван­ня розбивають на систему підцілей (декомпозиція):

Г -V і. Г^] Р² Р¹ Р"'\

Л - > І /і] , С\ , . . . , £-2 > • • • > ^я / '

а для задачі проектування систему підцілей, навпаки, зво­дять до єдиної цілі (композиція):

Вищенаведене, а також те, що розв'язання задачі сис­темного проектування відбувається в результаті перерізу підпросторів властивостей, підкреслюють дуальність такої задачі із задачею розпізнавання образів.