Yleinen systeemiteoria General Systems Theory Johdatus tietojärjestelmätieteeseen KL2002 Teema numero 1.

Esitys aiheesta: "Yleinen systeemiteoria General Systems Theory Johdatus tietojärjestelmätieteeseen KL2002 Teema numero 1."— Esityksen transkriptio:

1 Yleinen systeemiteoria General Systems Theory Johdatus tietojärjestelmätieteeseen KL2002 Teema numero 1

2 Tietojärjestelmätiede Tietojärjestelmä Järjestelmä –Mitä tarkoittaa järjestelmä? –Tietojärjestelmien pioneerit tarkoittivat tietojärjestelmän nimenomaan järjestelmäksi –Yleisen systeemiteorian mielessä

3 Systeemi Järjestelmän järjestelmällisyys Tosiolevainen vai rakennustelineet? Soveltaminen eri aloille Systeeminsuunnittelu Erilaiset tulkinnat –Formaalinen - tietojenkäsittelytiede –Holistinen - tietojärjestelmätiede

4 Yleinen systeemiteoria General Systems Theory Kehittyi 1940-luvulla Ajattelutapa pikemmin kuin teoria –metateoria? Kausaalisuus A:sta seuraa B –esimerkkinä nahka-allergia

5 Yleinen systeemiteoria Monimutkaiset vaikutussuhteet –Syy ja seuraus suhteellisia –Tekijöiden tai osien lukumäärä liian iso intuitiivisesti yhdellä kerralla hahmotettavaksi Kybernetiikka (kibernetika) –  venäläinen  –Perämies, ohjaaja

6 Systeemiteorian yleisyys Elektroniikka Tietokone Tietojärjestelmä Säätötekniikka Ohjustekniikka Biologia Psykologia Taloustiede Organisaatioteoria

7 Systeemin määritelmä: rakenne ja toiminta Systeemi on joukko alkioita ja niiden välisiä relaatioita Alkiot –aktiivisia elementtejä –identiteetti ja toiminnallisuus –vrt. prosessien toimenpiteet Relaatiot (suunnatut) –kytkentöjä –välittävät viestejä alkiolta toiselle –vrt. prosessien kulkukaaviot

8 Aktiivinen elementti Input-kytkennät –vähintään yksi, ei saa olla lähde Output-kytkennät –vähintään yksi, ei saa olla nielu Transformaatio –käyttäytyminen: output määräytyy inputista –deterministinen –vektorifunktio usean muuttujan funktio, jolla on monta arvoa

9 Aktiivinen elementti

10 Rakenne Kytkennät ovat suunnattuja relaatioita Siirtää output-kytkennän arvon toisen alkion input-kytkennän arvoksi Systeemin tilanmuutos peräkkäisinä ajanhetkinä –miten muutokset säteilevät naapureihinsa –jatkuvuus raja-arvotarkastelulla Kokonaisuuden käyttäytyminen –osien käyttäytymisen perusteella –rakenteen perusteella Wholes and parts (Oskar Lange)

11 Kytkentärakennetyypit Peräkkäisyys Haarautuminen –fan out (hajautuva) –fan in (kokoava) Silmukka –Palaute (feedback) –ohjauskyvyn edellytys Yhden alkion eri kytkennät voivat liittyä eri rakennetyyppeihin Vrt. rakenteisen ohjelmoinnin rakenneprimitiivit

12 Systeemin rakenne

13 Käyttäytyminen Kokonaisuuden käyttäytyminen on ”enemmän” kuin osiensa summa Säätely esim. termostaatti Pyrkimys tavoitetilaan –Asymptoottinen –Harmoninen (värähtelevä) –Poikkeamasta toipuva –Hajautuva

14 Säätöjärjestelmä Lämpösyöttö odotetun tehon tarpeen mukaan Lämpösyöttö toteutuneen lämpötilan mukaan: palaute Tavoitelämpötilan porrastus eri ajanhetkinä Lämpövaraajan käyttö yösähköllä

15 Systeemin kuvaaminen Graafisesti –Laatikoita ja nuolia, tekstiselitykset –Havainnollinen (ihmiselle) Matriisein –koneystävällinen Transformaatiot kaavoin

16 Osasysteemi Systeemi = kokonaisuus Alkiot = kokonaisuuden osat Alkio voidaan jakaa edelleen pienemmiksi osiksi Niiden suhteen jaettu alkio muodostaa nyt systeemikokonaisuuden Samoin systeemikokokonaisuus voi olla alkiona laajemmassa systeemissä

17 Systeemihierarkia

18 Hierarkian syntaksi (pelisäännöt) Osasysteemeihin jaettaessa –rakenne pitää säilyttää –toiminta/ käyttäytyminen pitää säilyttää –systeemin yleisiä rakenneperiaatteita pitää noudattaa –erityinen huomio palautesilmukoiden loogisuuteen Symmetrisesti toiseen suuntaan

19 Monitasoisen tarkastelun ja esityksen voima Yhdellä tasolla havainnollinen määrä osia –Magical number 7 +- 2 Mahdollista valita kulloinkin tarkoituksenmukainen tarkkuustaso Monimutkaisuuden hallittavuus –Neljä tasoa: 7 4 = 2401 alkiota Black box –Ei haluta yksityiskohtia, vaikka se olisikin mahdollista

20 Systeemihierarkian sovellus: rakenteellinen suunnittelu Aloitetaan kokonaisuudesta: top down Jaetaan osasysteemeiksi Muodostetaan rakenne ja jaetaan toiminnallisuus Tarkistetaan alkuperäisen ja jaetun yhteneväisyys Jaetaan jokainen osasysteemi edelleen pienemmiksi osasysteemeiksi Kunnes ne ovat niin pieniä, että ne voidaan ilman tarkempaa kuvausta määritellä ja toteuttaa

21 Monitasoisuus Koko järjestelmä voidaan kuvata alkioiden tasolla –jos seinän koko riittää –havainnollisuus on olematon: spagetti-ilmiö Osasysteemien rajat voidaan piirtää tähän karttaan –rajaavat alueita –eivät leikkaa toisiaan –eri tasoiset osasysteemit ovat sisäkkäisiä –kytkentävirrat kulkevat näiden välillä