Что изучает системный анализ в информатике кратко

Обновлено: 05.07.2024

Под системой понимается любой объект, состоящий из множества взаимосвязанных частей, и существующий как единое целое.

Основным методическим принципом информационного моделирования является системный подход, согласно которому всякий объект моделирования рассматривается как система. Из всего множества элементов, свойств и связей выделяются лишь те, которые являются существенными для целей моделирования. В этом и заключается сущность системного анализа. Задача системного анализа, который проводит исследователь — упорядочить свои представления об изучаемом объекте, для того чтобы в дальнейшем отразить их в информационной модели.

Сама информационная модель представляет собой также некоторую систему параметров и отношений между ними. Эти параметры и отношения могут быть представлены в разной форме: графической, математической, табличной и др. Таким образом, просматривается следующий порядок этапов перехода от реального объекта к информационной модели:

Важной характеристикой всякой системы является ее структура. Структура — это определенный порядок объединения элементов, составляющих систему. Другой вариант определения, встречающийся в литературе: структура — это множество связей между элементами системы. Наиболее удобным и наглядным способом представления структуры систем являются графы. Граф яляется удобным способом наглядного представления структуры информацтонных моделей. Вершины графа отображают элементы системы.

Элементы вернего уровня находятся в отношении "состоять из" к элементам более низкого уровня. Такая связь отображается в форме дуги графа. Графы, в которых связи между объектами несимметричны, называются ориентированными.

Важной разновидностью графов являются деревья. Дерево — это графическое представление иерархической структуры системы. Обычно это системы, между элементами которых установлены отношения подчиненности или вхождения друг в друга: системы власти, административные системы, системы классификации в природе и др.

Информационное моделирование — это прикладной раздел информатики, связанный с самыми разнообразными предметными областями: техникой, экономикой, естественными и общественными науками и пр. Поэтому практическим решением задач моделирования занимаются специалисты в соответствующих областях.

Типы информационных моделей:

Табличные – объекты и их свойства представлены в виде списка, а их значения размещаются в ячейках прямоугольной формы. Перечень однотипных объектов размещен в первом столбце (или строке), а значения их свойств размещаются в следующих столбцах (или строках).

Иерархические – объекты распределены по уровням. Каждый элемент высокого уровня состоит из элементов нижнего уровня, а элемент нижнего уровня может входить в состав только одного элемента более высокого уровня.

Сетевые – применяют для отражения систем, в которых связи между элементами имеют сложную структуру.

По степени формализации информационные модели бывают образно-знаковые и знаковые. Например:

- Геометрические (рисунок, пиктограмма, чертеж, карта, план, объемное изображение);

- Структурные (таблица, граф, схема, диаграмма);

- Словесные (описание естественными языками);

- Алгоритмические (нумерованный список, пошаговое перечисление, блок-схема);

- Математические – представлены математическими формулами, отображающими связь параметров;

- Специальные – представлены на специальных языках (ноты, химические формулы);

Информационная модель — это описание объекта моделирования.

Иначе можно сказать, что это информация об объекте моделирования. А как известно, информация может быть представлена в разной форме, поэтому существуют различные формы информационных моделей. В их числе, словесные, или вербальные, модели, графические, математические, табличные. Следует иметь в виду, что нельзя считать этот список полным и окончательным. В научной и учебной литературе встречаются разные варианты классификаций информационных моделей. Например, еще рассматривают алгоритмические модели, имитационные модели и др. Естественно, что в рамках базового курса мы вынуждены ограничить эту тему. В старших классах при изучении профильных курсов могут быть рассмотрены и другие виды информационных моделей.

Построение информационной модели, так же как и натурной, должно быть связано с целью моделирования. Всякий реальный объект обладает бесконечным числом свойств, поэтому для моделирования должны быть выделены только те свойства, которые соответствуют цели. Процесс выделения существенных для моделирования свойств объекта, связей между ними с целью их описания называется системным анализом.

Форма информационной модели также зависит от цели ее создания. Если важным требованием к модели является ее наглядность, то обычно выбирают графическую форму. Примеры графических моделей: карта местности, чертеж, электрическая схема, график изменения температуры тела со временем. Следует обратить внимание учеников на различные назначения этих графических моделей. На примере графика температуры можно обсудить то обстоятельство, что та же самая информация могла бы быть представлена и в другой форме. Зависимость температуры от времени можно отразить в числовой таблице — табличная модель, можно описать в виде математической функции — математическая модель. Для разных целей могут оказаться удобными разные формы модели. С точки зрения наглядности, наиболее подходящей является графическая форма.

Формализация — это замена реального объекта или процесса его формальным описанием, т. е. его информационной моделью.

Построив информационную модель, человек использует ее вместо объекта-оригинала для изучения свойств этого объекта, прогнозирования его поведения и пр. Прежде чем строить какое-то сложное сооружение, например мост, конструкторы делают его чертежи, проводят расчеты прочности, допустимых нагрузок. Таким образом, вместо реального моста они имеют дело с его модельным описанием в виде чертежей, математических формул. Если же конструкторы пожелают воспроизвести мост в уменьшенном размере, то это уже будет натурная модель — макет моста.

Табличные информационные модели. Одной из самых распространенных форм представления информационных моделей являются таблицы. Очень часто в табличной форме представляется информация в различных документах, справочниках, учебниках. Табличная форма придает лаконичность и наглядность данным, структурирует данные, позволяет увидеть закономерности в характере данных.

Умение представлять данные в табличной форме — очень полезный общеметодический навык. Практически все школьные предметы используют таблицы, но ни один из них не учит школьников методике построения таблиц. Эту задачу должна взять на себя информатика. Приведение данных к табличной форме является одним из приемов систематизации информации — типовой задачи информатики.

Среди разделов базового курса, относящихся к линии информационных технологий, непосредственное отношение к таблицам имеют базы данных и электронные таблицы. Предварительный разговор о таблицах, их классификации, приемах оформления является полезной пропедевтикой к изучению этих технологий.

Двоичные матрицы используются в тех случаях, когда нужно отразить наличие или отсутствие связей между отдельными элементами некоторой системы. С помощью двоичных матриц удобно представлять сетевые структуры.

Пример. Дана двоичная матрица, отражающая связи между различными серверами компьютерной сети (табл. 10.1).

С1	С2	СЗ	С4	С5
С1
С2
СЗ
С4
С5

Из таблицы 10.1 ученики должны определить, какой из пяти серверов является узловым?

Решение. Поскольку по данному определению узловым называется тот сервер, с которым непосредственно связаны все другие серверы, то в матрице нужно искать строку, состоящую только из единиц. Это строка — С4. Значит сервер С4 является узловым.

Понятие математической модели.

В моделировании есть два различных пути. Модель может быть похожей копией объекта, выполненной из другого материала, в другом масштабе, с отсутствием ряда деталей. Например, это игрушечный кораблик, самолетик, домик из кубиков и множество других известных вам натурных моделей. Модель может отображать реальность в абстрактной форме. В таком случае почти всегда привлекаются средства математики, и мы имеем дело с математической моделью:

математическая модель выражает существенные черты объекта или процесса языком уравнений и других математических средств.Собственно говоря, в историческом аспекте, сама математика обязана своим существованием тому, что пыталась отражать, т. е. моделировать, на своем специфическом языке закономерности окружающего мира.

Типы информационных моделей:

Сетевые – применяют для отражения систем, в которых связи между элементами имеют сложную структуру.

По степени формализации информационные модели бывают образно-знаковые и знаковые. Например:

- Геометрические (рисунок, пиктограмма, чертеж, карта, план, объемное изображение);

- Структурные (таблица, граф, схема, диаграмма);

- Словесные (описание естественными языками);

- Алгоритмические (нумерованный список, пошаговое перечисление, блок-схема);

- Математические – представлены математическими формулами, отображающими связь параметров;

- Специальные – представлены на специальных языках (ноты, химические формулы);

Информационная модель — это описание объекта моделирования.

Пример. Дана двоичная матрица, отражающая связи между различными серверами компьютерной сети (табл. 10.1).

С1	С2	СЗ	С4	С5
С1
С2
СЗ
С4
С5

Из таблицы 10.1 ученики должны определить, какой из пяти серверов является узловым?

Понятие математической модели.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Системный анализ — научный метод, который отличается междисциплинарным подходом к решению сложных проблем. Объектом системного анализа выступают практические проблемы, которые связанны с созданием новых и модернизацией существующих систем. Это организационные, экономические, технические, информационные, военные и другие системы.

Системный анализ используют для выяснения причин существующих сложностей, постановки целей, выработки методов и вариантов устранения проблем. Он выступает в роли организатора и координатора. Опирается на междисциплинарный подход, с помощью которого эффективно объединяет и концентрирует усилия группы специалистов на решении конкретной проблемы. Системное объединение достижений различных областей знаний, позволяет решать такие проблемы, которые не могут быть разрешены в рамках отдельных дисциплин и частных подходов.

Системный анализ создавался как метод поддержки принятия стратегических решений. Он позволял обоснованно выбирать наилучшие стратегии в сложных ситуациях. Сегодня системный анализ из метода, рекомендующего руководителю выбор оптимальной линии поведения, развился в прикладной научный подход, который реализует системный подход к исследованиям.

Компьютерное моделирование — это реализуемый с помощью компьютерной техники процесс построения математических моделей с целью прогнозирования поведения либо будущего состояния реальной или физической системы.

Введение

Процесс становления и развития системного анализа был сопряжён с обширным вовлечением вычислительного оборудования в формирование моделей и выработку оптимальных решений в сложных системах. Необходимо подчеркнуть следующие стороны взаимодействия пользователя и компьютера:

Наличие партнёрских отношений при исполнении операций, именуемое диалогом с компьютером. Смысл диалога состоит в поочерёдном исполнении формализованных (имеется ввиду компьютер) и неформализованных (пользователь) операций, осуществляемых при помощи специализированных диалоговых систем. Оптимально сформированная диалоговая система существенно увеличивает возможности компьютера и мозга пользователя.
Человек выступает как создатель программных продуктов. Программные продукты и иные компьютерные технологии являются средствами исследования сложных систем. Только человек способен правильно оценить решение или иную информацию, сформированную при помощи компьютерного оборудования.
Средства вычислительной техники, которые предназначены для сохранения, обработки, отображения, выполнения расчётных операций и управления, считаются неотъемлемым элементом самой сложной системы, а также самым важным средством для их изучения.

Осуществление системного анализа нельзя себе представить без применения компьютерного оборудования, информационных баз данных, вычислительных сетей, передовых информационных технологий.

Системный анализ и компьютерное моделирование

Целью общей теории систем является формирование совокупности идей и средств, одинаково полезных работникам самых разных сфер, например, механики, физиологии, электротехники, лингвистики. Эту цель возможно достигнуть рассмотрением любой системы не через её внутреннюю структурную организацию, а через совокупность математических законов, определяющих её внешнее поведение.

Термин система применяется тогда, когда необходимо определить характеристики изучаемого или проектируемого объекта как некого единого целого и сложного, о котором нет возможности сразу предоставить информацию, к примеру, в виде графики или математического выражения.

Готовые работы на аналогичную тему

Существуют различные определения понятия система. К примеру, родоначальник теории систем Берталанфи считал, что системой является комплекс взаимозависимых компонентов или набор компонентов, обладающих определёнными отношениями между собой и внешней средой.

По мере развития технических и технологических средств, уточнялось и понятие системы. Системой считается набор компонентов, которые обладают следующим набором признаков:

Совокупность связей, позволяющая соединить любую пару компонентов.
Совокупностью свойств, отличающихся от свойств каждого отдельного компонента

Первый признак определяется как связность, а второй определяется как функция системы.

Фактически все объекты с некоторой точки зрения могут считаться системой. К примеру, может считаться радиотехническая плата, которая преобразует входной сигнал в выходной. Следует отметить, что для специалистов по элементной базе системой может быть слюдяной конденсатор в данной плате, а для специалиста-геолога сама слюда тоже будет системой, обладающей не очень простым строением.

Важным классом сложных систем, обладающих разнородными компонентами и взаимосвязями, являются автоматизированные системы с главенствующей ролью компонентов следующих типов:

Технические средства.
Действия людей.

Изучение систем по разным признакам, таким как, уровень сложности, громоздкости, недоступности и так далее, как правило, подменяется формальным описанием тех её параметров, которые считаются самыми существенными. Это формализованное описание называется моделью.

При росте системной сложности возможность использования натурных экспериментов существенно снижаются. Они превращаются в дорогие, трудоёмкие, длительные по времени мероприятия. В этих случаях гораздо удобнее использовать компьютерное моделирование. Иногда возможность наблюдения системы полностью отсутствует, но это не должно стать помехой к её познанию.

Использование вместо самой системы, процесса или явления, её модели фактически в любом варианте означает упрощение. При реализации модели принимаются во внимание только те характеристики и параметры системы, которые имеют существенное значение для намеченной цели исследования.

В формировании модели можно выделить следующие стадии:

Стадия построения модели.
Стадия пробной работы с моделью.
Стадия корректировок и изменений по итогам пробной работы.

Далее модель может считаться подготовленной к применению. Следует отметить, что реализация принципиально новых моделей практически аналогична открытию.

Очень непростым считается и вопрос о том, кому лучше поручить создание модели. Специалистам в выбранной практической сфере, зачастую не достаёт знаний в области математики, моделирования, а для сложных задач может не хватать знаний о системном анализе. Специалисту в области прикладной математики достаточно непросто сориентироваться в выбранной предметной сфере. А их совместная деятельность при создании модели станет успешной только при наличии полного взаимопонимания.

Искусство выработки оптимальных решений, которое базируется на интуиции и опыте, считается основой успеха во всех областях человеческой деятельности.

Системный аналитик помогает оптимизировать и автоматизировать работу компании и её подразделений. Этот специалист разбирается в менеджменте, экономике и информационных технологиях — помогает скоординировать процесс разработки ПО так, чтобы результат был максимально продуктивным.

Рассказываем, чем занимается системный аналитик, что он должен знать и уметь, сколько зарабатывает, как войти в профессию и какие доступны карьерные возможности.

Ксения Шипина

Системный аналитик Skyeng

Системный аналитик — IT-профессия широкого плана

Системный аналитик — это специалист, который изучает бизнес и определяет, как можно сделать его эффективнее с помощью внедрения информационных систем.

Его можно назвать посредником между заказчиком — руководством компании — и исполнителем — разработчиком.

Итог такого сотрудничества — программный продукт.

Такое определение близко к истине, но не универсально. У проблемы трактовки есть несколько причин.

Основная причина — различия в требованиях разных компаний к специалисту.

Это дало свои плоды — спрос на системный анализ начал расти. В 1976 году была разработана технология Waterfall, позволяющая оптимизировать процесс разработки ПО.

В России и странах ближнего зарубежья развитие IT-рынка началось позднее. Разработка первых программ для коммерческого использования ЭВМ стартовала только в 1980 году. А индустрия информационных технологий начала развиваться только в 1990-х — после распространения первых ПК.

На протяжении долгого времени на российском рынке не было кузницы кадров. Системные аналитики начали появляться в России в начале 2000-х, а профессиональные стандарты появились лишь к 2014 году.

Профессия системного аналитика окончательно оформилась как самостоятельная и стала востребованной по нескольким причинам:

При зарождении IT-рынка выделенной роли аналитика не было, но потребность в системном анализе присутствовала всегда. Зачастую анализ выполнял смежный специалист, но не всегда успешно.

Рост конкуренции на рынке ПО тоже оказал влияние. По разным причинам многие проекты завершались неудачно: компании вкладывались в невостребованные решения из-за недопонимания между заказчиком разработки и исполнителем. Так возникла потребность в специалистах с хорошим техническим бэкграундом и развитыми soft skills, которые могут правильно понять боли бизнеса и оптимизировать процесс разработки.

Усложнение программ сыграло свою роль — для грамотной интеграции ПО нужны узкоспециализированные специалисты.

Чем занимается системный аналитик и что он должен уметь

Основная задача системного аналитика — разработка информационной системы, которая соответствует потребностям компании и позволяет наладить бизнес-процессы. Он разрабатывает список задач и доносит их команде так, чтобы у коллег было чёткое представление о целях и методах их достижения.

Что делает системный аналитик:

собирает и анализирует требования исходных программ, проводит интервью с заказчиком;
согласовывает требования и управляет их изменениями, включая мониторинг изменений требований для предотвращения противоречий;
составляет проектную, техническую, пользовательскую документацию, фиксирует потоки информации во избежание путаницы;
презентует работу заказчику;
синхронизирует контекст команды и заказчика: обеспечивает качественную коммуникацию, сводит к минимуму конфликты.

Для выполнения рабочих задач специалист должен владеть определёнными компетенциями:

понимать базовые принципы разработки ПО;
уметь определять границы систем и зоны их ответственности — для анализа возможностей и ограничений;
знать, как выделять подсистемы и их функции;
уметь находить явные и неявные требования — для поиска решений;
обладать навыками моделирования — для визуализации процессов.

Процесс разработки — это постоянный обмен информацией. Чтобы правильно запрашивать и ясно доносить её, системному аналитику важно развивать и soft skills.

В разных сферах предъявляют разные требования к системному аналитику

На примере вакансий рассмотрим требования работодателей в различных областях.

В банковской сфере системному аналитику понадобится понимание бухгалтерского учёта, экономики, а также знание информационной безопасности для анализа дополнительных требований к банковскому ПО.

В ритейле при автоматизации процессов часто используют клиент-серверные системы, поэтому системный аналитик должен понимать соответствующие требования и архитектуру. Опыт разработки прототипов поможет создавать пользовательские интерфейсы для удобного общения пользователя и программы.

Для сферы кибербезопасности важно разбираться в системах шифрования и защите данных.

Осваивать всё сразу необязательно: профессия быстро развивается — стремительно меняются и тенденции.

Что отличает системного аналитика от других профессий

Аналитика — широкая сфера деятельности. Расскажем об отличиях системного аналитика от схожих и смежных профессий.

Бизнес-аналитик

Граница между бизнес- и системным аналитиком сильно размыта: часто обязанности этих специалистов смешиваются. Но бизнес-аналитик больше сфокусирован на оптимизации бизнес-процессов, снижении издержек и увеличении прибыли за счёт автоматизации. Он разрабатывает решение и передаёт системному аналитику, который перекладывает это решение на техническую реализацию и помогает команде понять, что должно получиться в результате разработки.

Аналитик данных

Аналитик занимается Big Data: умеет обрабатывать сырые данные и строить гипотезы на этой основе. Аналитик данных работает с метриками, системный аналитик — с процессами. Для первого знание Python необходимо, для второго — будет плюсом.

Project-manager

Системный аналитик переводит собранные требования в задачи на разработку. Project-manager контролирует ход проекта, согласовывает сдвиги в плане, управляет ресурсами и рисками.

Product-manager, Product owner

Product-manager отвечает за стратегию продукта — от выдвижения гипотезы до анализа результатов. Он знает, что нужно пользователю, а системный аналитик понимает, как это сделать.

Системный архитектор

Системный аналитик продумывает строение системы, а архитектор её создаёт. Системный архитектор проектирует архитектуру таким образом, чтобы разрабатываемая система не только удовлетворяла текущим требованиям бизнеса, но и могла гибко расширяться и модифицироваться при возникновении новых потребностей.

Технический писатель

Технический писатель отвечает за документацию. В обязанности системного аналитика тоже входит подготовка документов, но круг его обязанностей намного шире.

Кто такой бизнес-аналитик и как помогает компаниям быть на шаг впереди

Сколько зарабатывают системные аналитики

По данным Glassdoor, средняя зарплата системного аналитика в Москве — 150 000 рублей:

Читайте также: