Иерархическая структура и деревья

Цель: сформировать умения строить «деревья» и таблицы. Задачи: 1. Повторить понятия «система», «структура», «подсистема», «системный эффект», «граф», «сеть». 2. Рассмотреть понятие «граф» и свойства графа. 3. Рассмотреть иерархические структуры и деревья. 4. Рассмотреть табшличную организацию данных.

Основные понятия системологии Системология – наука о системах. Системология – наука о системах. Система – сложный объект, состоящий из взаимосвязанных частей и существующий как единое целое. Система – сложный объект, состоящий из взаимосвязанных частей и существующий как единое целое. Структура – определенный порядок объединения элементов, составляющих систему. Структура – определенный порядок объединения элементов, составляющих систему. Подсистема – это система, входящая в состав другой, более крупной системы. Подсистема – это система, входящая в состав другой, более крупной системы. Системный эффект – появление новых функций или свойств у системы, которыми не обладает ни один из элементов, из которых состоит система. Системный эффект – появление новых функций или свойств у системы, которыми не обладает ни один из элементов, из которых состоит система.

Типы связей и системы управления СИСТЕМЫ ЕСТЕСТВЕННЫЕ (ПРИРОДНЫЕ – созданные природой) ЕСТЕСТВЕННЫЕ (ПРИРОДНЫЕ – созданные природой) ИСКУССТВЕННЫЕ (созданные человеком) ИСКУССТВЕННЫЕ (созданные человеком) Космические системы: галактики, системы звезд и планет, Солнечная система; лес – взаимосвязанная среда, насекомых, птиц и растений Космические системы: галактики, системы звезд и планет, Солнечная система; лес – взаимосвязанная среда, насекомых, птиц и растений Город, заводы, системы образования, здравоохранения, все, что создано людьми Город, заводы, системы образования, здравоохранения, все, что создано людьми

Искусственные системы Во-первых, это материальные системы, созданные человеком: техника (автомобили, самолеты, станки, компьютеры и т.д.), строительные сооружения (дома, мосты, города, плотины, каналы); искусственные материалы (сплавы, пластмассы) Связи в таких системах, как и в искусственных, имеют материальный характер (система телефонной связи: телефонные аппараты, провода, коммутаторы; энергосистема: станции, трансформаторы, линии электропередач, электроприборы – все присоединено одно к другому и согласованно работает).

Другой вид систем – это общественные системы, то есть различные объединения людей Существуют отношения (общее помещение, экономическая зависимость, родственно-генетические связи) Для общественных систем важны информационные связи Любая искусственная система создается с определенной целью (автомобиль – быстро, удобно и безопасно перевозить людей и грузы; телефонная система - поддерживать надежную связь; система здравоохранения – лечить людей от болезней, предупреждать заболевания)

Системы управления Под системой управления понимается планомерное взаимодействие на некоторый объект с целью достижения определенного результата. С точки зрения кибернетики процесс управления рассматривается как функционирование системы управления. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ (автомобиль, ученик, солдат, работники предприятия) ОБЪЕКТ УПРАВЛЕНИЯ (автомобиль, ученик, солдат, работники предприятия) УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА (человек – шофер, учитель, директор; Коллектив – правительство, парламент; техническое устройство - компьютер) УПРАВЛЯЮЩАЯ СИСТЕМА (человек – шофер, учитель, директор; Коллектив – правительство, парламент; техническое устройство - компьютер)

Взаимодействие, существующее между двумя этими подсистемами в процессе управления, кибернетика рассматривает как информационную связь. Управляющая система Объект управления Прямая связь Обратная связь Рис. Структура системы управления Передаются команды управления от управляющей системы к объекту управления Информация о состоянии объекта управления, о его реакции на управляющее воздействие

Резюме Существующие системы можно разделить на естественные – созданные природой и искусственные – созданные человеком. Существующие системы можно разделить на естественные – созданные природой и искусственные – созданные человеком. В естественных системах живой природы действуют как материальные, так и информационные связи. В естественных системах живой природы действуют как материальные, так и информационные связи. В общественных системах очень велика роль информационных связей. В общественных системах очень велика роль информационных связей. Кибернетика предложила универсальную схему управления, включающую в себя: управляющую систему, объект управления, линии прямой и обратной информационной связи. Кибернетика предложила универсальную схему управления, включающую в себя: управляющую систему, объект управления, линии прямой и обратной информационной связи. Животное и человек являются самоуправляемыми системами, так как они включают в себя все компоненты кибернетической системы управления. Животное и человек являются самоуправляемыми системами, так как они включают в себя все компоненты кибернетической системы управления. Компьютер – самоуправляемая искусственная система. Компьютер – самоуправляемая искусственная система.

Резюме Граф – это графическое изображение состава и структуры системы. Граф состоит из вершин и линий связи. Граф – это графическое изображение состава и структуры системы. Граф состоит из вершин и линий связи. Граф, содержащий симметричные (не направленные) связи - ребра., называется неориентированным графом. Вершины в ориентированном графе связаны дугами – направленными линиями. Граф, содержащий симметричные (не направленные) связи - ребра., называется неориентированным графом. Вершины в ориентированном графе связаны дугами – направленными линиями. В сети возможно множество различных путей между одними и теми же вершинами. В сети возможно множество различных путей между одними и теми же вершинами. Блок-схема алгоритма – ориентированный граф процесса управления. Блок-схема алгоритма – ориентированный граф процесса управления.

Иерархическая структура и деревья Рис. Граф иерархической системы (административная структура РФ) Российская Федерация Дерево, т.к. между двумя любыми его вершинами существует единственный путь. Деревья не содержат циклов и петель. Центральный округПриволжский округУральский округ Северо-западный округ БашкирияУдмуртияПермская обл.Нижегородская обл. ПермьКунгурБерезники

Рис. Граф иерархической системы (административная структура РФ) Российская Федерация Принцип «один ко многим» Центральный округПриволжский округУральский округ Северо-западный округ БашкирияУдмуртияПермская обл.Нижегородская обл. ПермьКунгурБерезники Главная вершина – корень дерева Ветви дерева Исходная вершина Порожденная вершина

Резюме Иерархическими называют системы, между элементами которых установлены отношения подчинения или вхождения друг в друга. Граф иерархической системы называют деревом. Дерево не имеет циклов и петель; между любыми двумя вершинами существует единственный путь. Выделенная в дереве вершина, которая не имеет исходных вершин, называется корнем. От корня начинается отсчет уровней дерева. Связь между элементами верхнего и соседнего нижнего уровня имеет тип «один ко многим». Примером иерархической системы в информатике является файловая система диска.