Chương 1 tổng quan về hệ thống

CÁC LƯU Ý VỀ HỆ THỐNG Khi xác định một hệ thống, điều quan trọng đầu tiên là khi đưa ra đối Đối với nhiều hệ thống, đối tượng nào thuộc hệ thống và đối tượng nào không thuộc hệ thống

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Chương 1

TỔNG QUAN

VỀ HỆ THỐNG

NỘI DUNG TRÌNH BÀY

1 QUAN NIỆM VỀ HỆ THỐNG

Hệ thống không phải là khái niệm nguyên thủy – có thể dùng những khái niệm đã biết để định nghĩa

có được những chức năng hay

mục tiêu (của chính nó hay được

con người gán cho) của hệ thống

VÍ DỤ VỀ HỆ THỐNG

Hình 4: Máy bay

như động cơ, thùng nhiên liệu,

VÍ DỤ VỀ HỆ THỐNG

gồm các cây chuối liên kết với

thăng bằng ổn định, không

bị lật

từng mối liên kết (thanh tre) đứng riêng rẽ không thể tạo

Tín hiệu ra (Output)

một tín hiệu ra gọi là hệ thống một tín

hiệu (gọi tắt là hệ đơn)

nhiều tín hiệu ra gọi là hệ thống đa tín

CÁC LƯU Ý VỀ HỆ THỐNG

Khi xác định một

hệ thống, điều

quan trọng đầu tiên

là khi đưa ra đối

Đối với nhiều hệ thống, đối tượng nào thuộc hệ thống và đối tượng nào không thuộc hệ thống là vấn đề vô

cùng phức tạp

Hệ thống máy móc nhân tạo (đồng hồ, tivi, xe đạp …)

1 Các liên kết rõ ràng (vừa là liên kết định vị, vừa là liên kết chức năng): Các phần tử (chi tiết hay linh kiện) rời rạc tạo nên một nhất thể (hệ thống) có thể thực hiện được những chức năng nhất định

2 Nếu bỏ đi hoặc thiếu một phần tử, hệ thống sẽ tan rã

Đối với nhiều hệ thống, các phần tử của chúng có nhiều loại liên kết khác nhau, thể hiện dưới nhiều hình thức khác nhau

và với nhiều mức độ khác nhau nên việc lựa chọn những liên kết để đưa vào hệ

thống là một vấn đề phức tạp

hình thành một cách tự nhiên

HỆ THỐNG CON VÀ SỰ PHÂN CẤP HỆ THỐNG

đó một số phần tử liên kết với

LIÊN KẾT GIỮA CÁC PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG VÀ TÍNH TRỘI CỦA HỆ THỐNG

năng nhất định mà từng phần tử một không có

hợp lý bao nhiêu, tính trội của hệ thống càng tăng bấy nhiêu

bậc nếu các phần tử trong hệ thống này liên kết một cách hợp lý và chặt chẽ

mỗi phần tử

TÍNH CƯỠNG BỨC CỦA HỆ THỐNG VÀ HỆ THỐNG BỊ CƯỠNG BỨC

1 Sự liên kết giữa các phần tử tạo ra tính trội thì cũng tạo ra tính cưỡng bức của hệ thống

2 Hệ thống lớn buộc các hệ thống con và các phần tử của

hệ thống hoạt động đúng quy chế/quy định/nguyên tắc

3 Nếu quy chế/quy định/nguyên tắc hợp lý, các hệ thống con đều chấp nhận, sự cưỡng bức theo quy chế là nguồn

3 ĐẶC TRƯNG CỦA HỆ THỐNG

1 Mỗi hệ thống gắn liền với một hình thức tổ chức nhất định:

hợp thành

lớn, vừa thuộc một số hệ thống con của hệ thống đó

của hệ thống loại cao hơn, đồng thời cũng có thể thuộc một hệ thống loại thấp hơn

3 ĐẶC TRƯNG CỦA HỆ THỐNG

2 Các phần tử của hệ thống phải

được bố trí theo cách đặc biệt để

hệ thống thực thi được mục tiêu và

chức năng của nó

3 Hệ thống duy trì sự ổn định bằng

việc điều chỉnh dựa trên phản hồi:

của nó để gây ảnh hưởng tới hành

động tiếp theo của nơi phát

4 Đặc trưng của hệ thống không

phải chỉ là các mối liên hệ và quan

hệ giữa các phần tử cấu thành, mà

trường, thông qua những quan hệ

8 Hệ thống điều khiển được và hệ

thống không điều khiển được

HỆ THỐNG TỰ NHIÊN VÀ HỆ THỐNG NHÂN TẠO

thống được hình thành

của thế giới tự nhiên (hệ

Hệ thống hỗn hợp

Là hệ thống gồm các phần

tử trừu tượng hay vật chất, kể cả con người

thống lớn

rất khác nhau

có thể mô tả chính xác tương tác giữa các

phần tử

chưa được xác định rõ, chỉ xác định được hành

vi với một xác xuất nào

đó

HỆ THỐNG CÓ MỤC TIÊU VÀ HỆ THỐNG KHÔNG CÓ MỤC TIÊU

nhất định

Hệ mặt trời

HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN ĐƯỢC VÀ HỆ THỐNG KHÔNG ĐIỀU KHIỂN ĐƯỢC

vi của nó có thể được hướng tới mục tiêu cho trước

từ bên ngoài hệ thống hay do có cơ chế điều khiển tồn tại ngay bên trong hệ thống - hệ thống tự điều khiển hay hệ thống có

điều khiển

hệ điều khiển và phân hệ bị điều khiển Hai phân hệ này tương tác với nhau

H Ệ THỐNG TỰ TỔ CHỨC VÀ HỆ THỐNG TỰ ĐIỀU CHỈNH

Hệ thống tự tổ chức

Là hệ thống mà trong quá trình

hoạt động nó tự thay đổi và

hoàn chỉnh cơ cấu của mình

rồi thiết lập những tiêu

chuẩn xác định giới hạn nội

cân bằng của nó

Hệ thống tự điều chỉnh

đặc trưng chủ yếu của cơ cấu cho dù chịu mọi tác động của môi trường

trường, hệ thống tự điều chỉnh vẫn giữ được cấu trúc

ổn định bằng cách tự biến đổi trong giới hạn cho phép hoặc tác động trở lại để điều chỉnh môi trường

5 CÁC BƯỚC PHÁT TRIỂN CỦA MỘT HỆ THỐNG

1 Nghiên cứu, tổ chức xây dựng và quản lý hệ thống được tiến hành thông qua một dự án:

• Dự án là hình tượng về một tình huống (hay trạng thái) mà ta muốn đạt được

• Dự án là một hoạt động đặc thù tạo nên một thực thể mới một cách có phương pháp và gắn liền với các phương tiện (nguồn lực) cho trước

2 Mỗi dự án là một hệ thống, được đặc trưng bởi các bộ phận cấu thành và các mối liên hệ giữa các bộ phận đó, đồng thời được đặt trong mối quan hệ tương tác với môi trường

3 Một dự án phát triển hệ thống gồm các đặc trưng sau:

• Mục tiêu của dự án

• Các giai đoạn

trội của hệ thống

5 CÁC BƯỚC PHÁT TRIỂN CỦA MỘT HỆ THỐNG

X ác định mục tiêu Xác định các nguồn lực Xây dựng cấu trúc và các nguyên tắc xây dựng Xác định hành vi, lập lịch trình và tiến độ thực hiện

Đánh giá rủi ro

Đề xuất các nhiệm vụ thực thi Đào tạo lực lượng thực hiện Theo dõi, cung cấp thông tin về tiến trình thực hiện

và các biến động

6 PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Phân tích hệ thống là phương pháp nghiên cứu các đối tượng bất kỳ, đưa ra cấu trúc, các quy luật vận động và phát triển của nó với tính cách là một hệ thống

2 Phân chia hệ thống thành các hệ con , phân tích vị trí, chức năng của chúng trong hệ thống, chú ý đến thứ bậc trong cấu trúc của hệ thống

3 Nghiên cứu đầy đủ cả những mối liên hệ giữa các yếu tố , hệ con của

hệ thống và những mối liên hệ giữa hệ thống với môi trường

4 Nghiên cứu phương thức tác động qua lại giữa các yếu tố, bộ phận cấu thành hệ thống, giữa hệ thống với môi trường nhằm tìm ra các đặc trưng (thuộc tính) của hệ thống

5 Làm rõ quá trình điều khiển của hệ thống để nhận thức hoạt động, nhất là hoạt động hướng đích của hệ thống

6 Phân tích hệ thống không chỉ nhằm nghiên cứu cấu trúc mà còn nghiên cứu cả quá trình phát triển của hệ thống

6 P HÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ HỆ THỐNG

Thiết kế hệ thống là việc vạch ra kiến trúc của một hệ thống kỹ thuật (cả phần cứng và phần mềm), bao gồm việc xác định các yếu tố và thành phần, chức năng của chúng, mối liên

hệ giữa chúng với nhau … để tạo lập nên một hệ thống thống nhất nhằm thực hiện một công việc dự định

7 QUAN ĐIỂM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG

1 Quan điểm nghiên cứu hệ thống

• Quan điểm vĩ mô (nghiên cứu

chức năng)

• Quan điểm vi mô (nghiên cứu

cấu trúc)

• Quan điểm nghiên cứu hỗn

hợp (nghiên cứu cấu trúc -

chức năng)

2 Phương pháp nghiên cứu

• Phương pháp mô hình hóa

• Phương pháp hộp đen

• Phương pháp phân tích hệ

thống

QUAN ĐIỂM NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG

xuất phát quy định phương hướng suy nghĩ, cách xem xét

và hiểu các vấn đề của hệ thống

nhìn của người nghiên cứu, phương pháp và phương tiện

QUAN ĐIỂM NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG

QUAN ĐIỂM VĨ MÔ

1 Quan điểm vĩ mô là

quan điểm nghiên cứu

các khía cạnh bên

ngoài hệ thống

2 Quan điểm vĩ mô trả

lời các câu hỏi:

3 Quan điểm vĩ mô là

quan điểm nghiên cứu

hệ thống của các cơ

quan quản lý vĩ mô

QUAN ĐIỂM VI MÔ

1 Quan điểm vi mô là quan điểm nghiên cứu

đi vào bên trong hệ thống

2 Quan điểm vi mô trả lời các câu hỏi:

• Phần tử của hệ thống là gì?

• Hệ thống có những phần tử nào?

• Giữa các phần tử

có tồn tại mối quan hệ nào?

3 Quan điểm vĩ mô là quan điểm nghiên cứu của các nhà quản lý

QUAN ĐIỂM HỐN HỢP

Quan điểm hỗn hợp là sự kết hợp quan điểm vĩ

mô và vi mô căn cứ vào các thông tin có được và vào mục đích nghiên cứu

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU HỆ THỐNG

1 Phương pháp mô hình hóa

2 Phương pháp hộp đen

3 Phương pháp phân tích hệ thống

PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA

phương pháp nghiên cứu hệ

thống thông qua mô hình khi

biết rõ được 3 yếu tố là đầu

hệ thống

hệ nhờ kinh nghiệm và nhận

thức của con người

đề, một công thức, một sơ đồ,

một chương trình máy tính

ƯU ĐIỂM VÀ HẠN CHẾ

phải có kiến thức chuyên môn vững

PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA

TRÌNH TỰ THỰC HIỆN PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA

Xây dựng mô hình của hệ thống phải nghiên cứu

Quan sát, thử nghiệm trên mô hình, thu nhận

các kết quả thử nghiệm

Phân tích, nghiên cứu các kết quả thu được

và rút ra kết luận ban đầu Đối chiếu kết luận rút ra từ mô hình với kết quả thực tế để đối chứng xem kết luận rút ra từ mô hình lý thuyết có chuẩn xác hay không

PHƯƠNG PHÁP HỘP ĐEN

phương pháp nghiên cứu

hệ thống khi biết rõ yếu tố

đầu vào, đầu ra, song

của hệ thống (đó là một

hộp đen)

phải xác định rõ mối quan

hệ giữa đầu ra với đầu

PHƯƠNG PHÁP HỘP ĐEN

TRÌNH TỰ THỰC HIỆN PHƯƠNG PHÁP HỘP ĐEN

Quan sát đầu vào và đầu ra

Tiến hành phân tích vừa định tính, vừa định lượng để tìm ra quy

luật vận hành của hệ thống Kiểm tra quy luật vừa tìm được so

với thực tế

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HỆ THỐNG

thống là phương pháp

chưa biết yếu tố đầu vào,

đầu ra và yếu tố cấu trúc

của hệ thống

phải phân tích hệ thống ban

đầu thành một loạt các

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HỆ THỐNG

3 Các yêu cầu của phân tích hệ thống:

• Không được cắt rời từng phân hệ, từng phần tử ra khỏi hệ thống mà phải luôn luôn chú ý đến tác động của chúng trở lại hệ thống

• Do hệ thống là một chỉnh thể, có tính trội, nên cần chú ý tới tính trội dù có thể là rất yếu

• Hệ thống chỉ phát triển khi là hệ mở, nên khi xem xét phải đặt hệ thống trong một hệ thống khác lớn hơn

• Các hệ thống phức tạp là những hệ có cơ cấu phân cấp nên dù các phân hệ

có tương tác với nhau song chúng phải được đối xử như một phân hệ tương đối độc lập, và chính nó cũng được tạo nên từ các phân hệ nhỏ hơn

• Các hệ thống phức tạp có thể có những cơ cấu khác nhau tùy theo gốc độ quan sát

• Phương pháp phân tích hệ thống đòi hỏi sự sáng tạo trong nghiên cứu

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HỆ THỐNG

TRÌNH TỰ THỰC HIỆN PHƯƠNG PHÁP HỆ THỐNG

Xác định mục tiêu Xác định môi trường Phân tích nguồn lực Phân tích cấu trúc Nghiên cứu hệ thống trong toàn thể

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HỆ THỐNG

TRÌNH TỰ THỰC HIỆN PHƯƠNG PHÁP HỆ THỐNG

cứu vì xác định mục tiêu không đúng sẽ ảnh hưởng tới các bước tiếp theo

cứu và cái gì không thuộc về hệ thống nghiên cứu mà thuộc về

tiện mà hệ thống sử dụng để thực hiện mục tiêu của mình

hơn để nghiên cứu chi tiết Việc phân chia đòi hỏi sự sáng tạo

phối hợp, khả năng liên kết các phần tử thành hệ thống

TÀI LIỆU SỬ DỤNG TRONG BÀI GIẢNG

Thanh Sơn, Lý thuyết hệ thống và điều khiển học, Nxb Thông

tin và truyền thông, 2009

2010

tạo và đổi mới), NXB Trẻ, 2010

phức hợp - một cơ sở cho thiết kế kiến trúc kinh doanh, NXB

Khoa học xã hội, 2005