Chương 1 tổng quan về hệ thống

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

Chương 1
TỔNG QUAN
VỀ HỆ THỐNG

1


NỘI DUNG TRÌNH BÀY
1. Quan niệm về hệ thống
2. Mô tả hệ thống
3. Đặc trưng của hệ thống
4. Phân loại hệ thống
5. Các bước phát triển một hệ thống
6. Phân tích và thiết kế hệ thống - hai giai đoạn trung tâm của vòng đời
phát triển hệ thống
7. Quan điểm và phương pháp nghiên cứu hệ thống

2


1. QUAN NIỆM VỀ HỆ THỐNG

Hình 1: Đồng hồ để bàn

Hình 2: TV màn hình phẳng

HỆ THỐNG NHÂN TẠO
Con người thiết kế
và chế tạo

Hình 3: Xe đạp

3


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
thế nào là hệ thống
1. Tập hợp các phần tử
2. Tập hợp các mối quan hệ giữa
các phần tử đó
3. Tạo thành một thể thống nhất để
có được những chức năng hay
mục tiêu (của chính nó hay được
con người gán cho) của hệ thống

4


VÍ DỤ VỀ HỆ THỐNG

1. Máy bay là tập hợp các yếu tố
như động cơ, thùng nhiên liệu,
thân, cánh quạt, đuôi, càng,
bánh xe, mạng điện ...
2. Các yếu tố này liên kết chặt chẽ

với nhau.

Hình 4: Máy bay

3. Toàn bộ máy bay có tính
chất bay.
4. Tính chất này không thể quy về
thành tính chất của từng yếu tố,
từng mối liên kết riêng rẽ.
5


VÍ DỤ VỀ HỆ THỐNG
1. Bè chuối là tập hợp các yếu tố
gồm các cây chuối liên kết với
nhau bằng các thanh tre.
2. Toàn bộ bè chuối có tính chất
thăng bằng ổn định, không
bị lật.
Hình 5: Trẻ em chơi trên
bè làm bằng thân cây
chuối trước một ngôi
nhà bị ngập lụt tại ngôi
làng Truni ở Indonesia.

3. Từng yếu tố (câu chuối) và
từng mối liên kết (thanh tre)
đứng riêng rẽ không thể tạo
nên tính chất thăng bằng ổn
định và bè chuối không bị lật.

6


1. QUAN NIỆM VỀ HỆ THỐNG
Hệ thống theo
định nghĩa chung

Tín hiệu vào
(Input)

Tín hiệu ra
(Output)
HỆ THỐNG

nhất là chỉ một tổ
hợp được cấu
thành từ nhiều
thành phần mà
trong đó tồn tại
một mối quan hệ
giữa những tín
hiệu vào và
những tín hiệu ra.

1. Một hệ thống có một tín hiệu vào và
một tín hiệu ra gọi là hệ thống một tín
hiệu vào một tín hiệu ra - hệ đơn tín
hiệu (gọi tắt là hệ đơn).
2. Một hệ thống có nhiều tín hiệu vào

nhiều tín hiệu ra gọi là hệ thống đa tín
hiệu vào đa tín hiệu ra - hệ đa tín hiệu
(gọi tắt là hệ đa).
7


1. QUAN NIỆM VỀ HỆ THỐNG

Hệ thống là một tập hợp các
phần tử liên kết với nhau một
cách chặt chẽ thành một nhất
thể nhằm thực hiện được một số
chức năng nhất định.

8


CÁC LƯU Ý VỀ HỆ THỐNG
Khi xác định một
hệ thống, điều
quan trọng đầu tiên
là khi đưa ra đối

Đối với hệ thống máy móc nhân tạo
(đồng hồ, tivi, xe đạp …): Mỗi chi tiết
máy là một phần tử của hệ thống.

tượng cần khẳng
định được đối
tượng đó có thuộc

vào hệ thống hay
không – đối tượng
có phải là phần tử

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.

của hệ thống hay
không.
9


CÁC LƯU Ý VỀ HỆ THỐNG
Hệ thống máy móc nhân tạo (đồng hồ, tivi, xe đạp …)

Chỉ rõ
được liên
kết giữa

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.

các phần
của hệ
thống.

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.
10


CÁC LƯU Ý VỀ HỆ THỐNG

Mỗi hệ

Đối với hệ thống máy móc nhân tạo:
Các chức năng do con người đề ra.

thống thực
hiện một số
chức năng
nhất định.

Đối với hệ thống tự nhiên (được hình
thành một cách tự nhiên ngoài ý muốn
của con người): Các chức năng được
hình thành một cách tự nhiên.

11

1. QUAN NIỆM VỀ HỆ THỐNG
MÔN THỂ THAO BÓNG BÀN LÀ MỘT HỆ THỐNG
Phần tử 2

Phần tử 1

Phần tử 3

Phần tử 4

12


1. QUAN NIỆM VỀ HỆ THỐNG
MÔN THỂ THAO BÓNG BÀN LÀ MỘT HỆ THỐNG

Định luật vật lý

Luật chơi

Định luật vật lý

13


2. MÔ TẢ HỆ THỐNG
1. Phần tử của hệ thống
2. Hệ thống con và sự phân
cấp hệ thống
3. Liên kết giữa các phần tử

của hệ thống và tính trội
của hệ thống
4. Tính cưỡng bức của hệ
thống và hệ thống bị
cưỡng bức
5. Mục tiêu và chức năng của
hệ thống
14


PHẦN TỬ CỦA HỆ THỐNG
1. Phần tử của hệ thống là
thành phần cơ bản cấu tạo
nên hệ thống, nó tồn tại
độc lập tương đối với các
phần tử khác của hệ thống
và không thể chia nhỏ
hơn về mặt vật lý.

1. Con người không thể
chia nhỏ hơn phần tử đó.
2. Do tính chất của vấn đề
nghiên cứu không cần
thiết phải chia nhỏ hơn.

2. Việc xác định phần tử của
hệ thống một cách hợp lý
và đúng đắn làm cho việc
nghiên cứu các vấn đề về
hệ thống trở nên rõ ràng.

15


HỆ THỐNG CON VÀ SỰ PHÂN CẤP HỆ THỐNG
1. Hệ thống con là hệ thống trong
đó một số phần tử liên kết với
nhau tạo nên bộ phận nhất thể,
bộ phận này có đầy đủ tư
cách là một hệ thống song nó
lại liên kết với các bộ phận
khác với tư cách là phần tử
để tạo nên một hệ thống.
2. Hệ thống chứa nhiều hệ thống
con là một hệ phân cấp.
3. Tính phân cấp của hệ là đặc
trưng cho độ phức tạp của hệ;
số cấp càng nhiều, độ phức tạp
của hệ càng lớn.

16


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

1. Tính trội của hệ thống là hiện tượng nhiều phần tử liên kết với
nhau tạo nên một nhất thể mới nhằm thực hiện một số chức
năng nhất định mà từng phần tử một không có.
2. Sự liên kết giữa các phần tử trong hệ thống càng chặt chẽ và
hợp lý bao nhiêu, tính trội của hệ thống càng tăng bấy nhiêu.

3. Hệ thống người – máy tạo nên một nhất thể có tính trội vượt
bậc nếu các phần tử trong hệ thống này liên kết một cách
hợp lý và chặt chẽ.
4. Tính trội của hệ thống làm mất đi tính yếu, tính tiêu cực của
mỗi phần tử.
Tính trội của hệ thống là sức mạnh của hệ thống.
17


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
gốc tính trội của hệ thống.
4. Nếu quy chế không hợp lý, một số hệ thống conphải chấp
nhận thực hiện trên diện rộng và trong thời gian dài, tính
trội dần dần bị trị tiêu và hệ thống trở thành hệ thống bị
cưỡng bức.
18


3. ĐẶC TRƯNG CỦA HỆ THỐNG
1. Mỗi hệ thống gắn liền với một hình thức tổ chức nhất định:
• Tính tổ chức thể hiện ở cấu trúc thứ bậc, đặc trưng cho kết cấu
hình thức và phương thức hoạt động của hệ thống.
• Mỗi hệ thống gồm nhiều phân hệ, nhiều hệ con, nhiều phần tử

hợp thành.
• Mỗi phân hệ, mỗi hệ con, mỗi phần tử vừa thuộc các hệ thống
lớn, vừa thuộc một số hệ thống con của hệ thống đó.

 Bất kỳ một hệ thống nào cũng có thể coi như là một phần tử

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

19


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:
thông tin quay trở lại nguồn phát
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
còn là sự thống nhất với môi
trường, thông qua những quan hệ
qua lại của chúng với môi trường.

20

4. PHÂN LOẠI HỆ THỐNG
1. Hệ thống tự nhiên và hệ thống
nhân tạo.
2. Hệ thống trừu tượng- Hệ thống
cụ thể - Hệ thống hỗn hợp.
3. Hệ thống lớn và hệ thống nhỏ.
4. Hệ thống đơn giản và hệ thống
phức tạp.
5. Hệ thống tĩnh và hệ thống động
6. Hệ thống tất định và hệ thống
xác suất
7. Hệ thống có mục tiêu, không có
mục tiêu
8. Hệ thống điều khiển được và hệ
thống không điều khiển được.
9. Hệ thống tự tổ chức.
10. Hệ thống tự điều chỉnh
21


HỆ THỐNG TỰ NHIÊN VÀ HỆ THỐNG NHÂN TẠO
1. Hệ thống tự nhiên là hệ
thống được hình thành
trong quá trình tiến hóa
của thế giới tự nhiên (hệ
thống thiên văn, thực
vật, động vật …).
2. Hệ thống nhân tạo là

các hệ thống do con
người tạ ra (hệ thống
giao thông, hệ thống
quản lý, hệ thống máy
móc…).
22


HỆ THỐNG TRỪU TƯỢNG, CỤ THỂ VÀ HỖN HỢP
Hệ thống trừu tượng

Hệ thống cụ thể

Hệ thống hỗn hợp

1. Là hệ thống gồm các
khái niệm liên hệ với
nhau bằng các quan
hệ xác định.
2. Ví dụ: Một công thức
toán (hệ thống ký
hiệu), hệ thống đạo
đức (cần kiệm, liêm,
chính, chí công vô tư).

Là hệ thống gồm những
phần tử vật chất.

Là hệ thống gồm các phần
tử trừu tượng hay vật

chất, kể cả con người.

23


HỆ THỐNG LỚN VÀ HỆ THỐNG NHỎ
Hệ thống lớn

Hệ thống nhỏ

1. Là hệ thống có kích thước
lớn, chiếm một khoảng
không gian lớn.
2. Hệ thống lớn có tính trội và
tính đa dạng cao.
3. Ví dụ: Hệ thống thiên văn,
hệ thống kinh tế - xã hội, hệ
thống giáo dục …

Là một nhóm phần tử
tách riêng ra, hoạt
động trong một hệ
thống lớn.

24


HỆ THỐNG ĐƠN GIẢN VÀ HỆ THỐNG PHỨC TẠP
Hệ thống đơn giản

Hệ thống phức tạp

Là hệ thống mà cơ cấu của
các phần tử hợp thành cũng
như mối quan hệ giữa
chúng là đơn giản

Là hệ thống mà cơ cấu
của các phần tử hợp
thành cũng như các
mối quan hệ giữa
chúng là phức tạp và
rất khác nhau.

25