INGATLANINFORMATIKAI /A kezdet, a folyamat, stb./

4. rész.

INFORMATIKA

1. INGATLANINFORMÁCIÓS RENDSZEREK1.1. AZ INFORMÁCIÓS RENDSZEREK FOGALMA ÉS ÖSSZETEVİI1.2. A HELYHEZ KÖTÖTT INFORMÁCIÓK SZEREPE1.3 A TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK FOGALMA ÉS ALKOTÓELEMEI1.3.1. A térinformatika és térinformációs rendszerek fogalma1.3.2. A térinformációs rendszerek alkotóelemeiAz alkotóelemek csoportosítása

A hardverA szoftverAz adatokA felhasználók

1. INGATLANINFORMÁCIÓS RENDSZEREK

Az eddigiekben az ingatlaninformatika = ingatlan + informatika összefüggésbıl bemutattuk fıbb vonalakban az ingatlanokkal kapcsolatos azon felületeket, ahol az ingatlanszakmában érintett ingatlannal foglalkozó szakemberek tevékenységük során találkozhatnak.A továbbiakban, ebben a részben most már leírásra kerül az adat és az információ, az információs rendszerek és az informatika néhány lehetséges az ingatlanszakmai felhasználás szempontjából lényeges definíciója is.Tárgyalásra kerülnek az információs rendszerek összetevıi is (hardver, szoftver, adat, felhasználó).

1.1. AZ INFORMÁCIÓS RENDSZEREK FOGALMA ÉS ÖSSZETEVİI

• Az információtechnológia, a telekommunikáció és a média konvergenciájának oka a mindhárom területen felhasznált digitális információ azonos jellege.

• Az eddig a köznapi nyelvben szokásos módon használt információ fogalmát az Akadémiai kislexikon (1989) a következı módon adja meg:1. híranyag, adat, a közlés tárgya; 2. hírközlés, tájékoztatás.

A definíció alapján köznapi értelemben az információt hírnek tekinthetjük.

• Az elızıektıl eltérı nézet (BM 1994, Grimshaw 2000) az adatokból indul ki.

• Adatoknak nevezik a tények, elképzelések nem értelmezett, de értelmezhetı formában való közlését.

• Az információ szimbólumok összessége, amely jelentést hordozó adatokat tartalmaz, és amely az azt vevı személynek új ismereteket ad, bizonytalanságot szüntet meg. – Az adat tehát reprezentált, de nem értelmezett ismeret. – Az információ értelmezett ismeret , leírható azzal, hogy

megadjuk: mire vonatkozik, mi a jelentése, mi a struktúrája. Az információ valamilyen szándék következtében jön létre és az információ vételének következménye lehet.

– Az információk elméletével és feldolgozásuk gyakorlati kérdéseivel foglalkozik az informatika .

Britannica Hungarica informatikával foglalkozó címszava

„az információ tárolásának és továbbításának folyamataival foglalkozó ismeretág. Különféle más tudományágakból – például a könyvtártudományból, a számítástudományból, a nyelvészetbıl, a kibernetikából – és egyéb technológiákból összegyőjtött elgondolásokra és módszerekre támaszkodva technikákat és eszközöket dolgoz ki az információk kezelésére – azaz tárolására, kézbentartására és visszanyerésére.”

A számítógéppel támogatott információs rendszerek f unkcióinak az

adatok győjtését, tárolását, feldolgozását, továbbítását és közlését tekintjük.

Az említett funkciók alapján az információs rendszereket gyakran négykomponenső rendszereknek tekintik. – adatnyerés (input),

– adatkezelés (management),– adatelemzés (analysis),– adatmegjelenítés (presentation).

A rendszerek alkotóelemeit vizsgálva szintén négy komponenshez jutunk:

– eszközök (hardware),– programok, szabályok (software),

– adatok (data),– felhasználók (user).

A következı idıtartamig tekinthetık megfelelınek:• hardver: 3–5 év,• szoftver: 7–15 év,• adat: 25–70 év.

Az információs rendszerek leggyakrabban elıforduló fajtái • menedzsment információs rendszerek,• üzemi információs rendszerek,• bankinformációs rendszerek,• repülési információs rendszerek,• könyvtári információs rendszerek,• ingatlanforgalmi információs rendszerek,• menedzsment információs rendszerek,• üzemi információs rendszerek,• bankinformációs rendszerek,• repülési információs rendszerek,• könyvtári információs rendszerek,• ingatlanforgalmi információs rendszerek., stb.

1.2. A HELYHEZ KÖTÖTT INFORMÁCIÓK SZEREPE

Tegyünk fel néhány kérdést:• Terheli-e jelzálog az általam megvásárolni

kívánt telket?• Magyarország mely részein találhatók

egészséges tölgyfaerdık?• Hol található a lakásomhoz legközelebbi

bankautomata?• Milyen útvonalon juthatok el legrövidebb idı alatt

gépkocsival Budapestrıl Párizsba?• Mely települések választottak független

polgármestert 1998-ban?

Az információt a köznapi értelemben hírnek tekintve is könnyen beláthatjuk a hely jelent ıségét.Az adatokkal, az információval kapcsolatosan gyakran merül fel a: kit? mit? hol? kérdéskör. Például bekapcsolva a rádiót sokszor hallunk földrengésrıl. A földrengéssel kapcsolatos hír két legfontosabb összetevıje a földrengés helye és az erıssége (például a Richter-skálán megadva). A példákat folytathatnánk a kedvezı és a kellemetlen hírek egész sorával.A szakirodalom (például Detrekıi 1999) tanúsága szerint a települések életében szerepet játszó, a tervezéshez, az építéshez és az üzemeltetéshez szükséges információk több mint 50%-a hellyel kapcsolatos.

Európai Unió „GI 2000” Útban egy Európai Földrajzi

Információs Infrastruktúra felé

Az üzleti tevékenységben is meglep ıen magas a helyhez kötött információk aránya. Grimshaw (2000) szerint ez az érték elérheti a 90%-ot is.Az összeállítás 9 jelenlegi és jövıbeli alkalmazást emel ki:1. kormányzati információs rendszerek (például regionális tervezés,

ingatlan-nyilvántartás, útnyilvántartás, honvédelem stb.) /ld. Korábban/,2. ellenırzı és irányító rendszerek (például katasztrófaelhárítás),3. környezetvédelem (például monitoring), /monitoring létezik az

ingatlaninformatikában is/4. természeti erıforrás-feltárás és –gazdálkodás,5. városi és községi területek irányítása, tervezése, gazdasági fejlesztése,6. közlekedéstervezés és –irányítás,7. üzleti tevékenység (a marketingtıl az ingatlanforgalomig) /ld.

Korábban/,8. oktatás 9. kutatás.

1.3 A TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK FOGALMA ÉS ALKOTÓELEMEI

1.3.1. A térinformatika és térinformációs rendszerek fo galma• A helyhez kötött információk feldolgozására használt

rendszereket a továbbiakban térinformációs rendszerekne k nevezzük.

• Az informatika az elızıekben közölt definíciójának analógiájára a térbeli információk elméletével és feldolgozásuk gyakorlati kérdéseivel foglalkozó tudomány (ismeretág) elnevezésére a térinformatika kifejezést használjuk.

• A térinformációs rendszerek helyhez kötött információk győjtésére, kezelésére, elemzésére és megjelenítésére szolgálnak.

• Az információk elemzésében fontos szerepet játszik a térbeliség, a megjelenítésben, pedig a képi jelleg . Pl.: a térkép .

• A képi megjelenítés mellett egyéb, például a hanggal kapcsolatosmegjelenítések is szóba jöhetnek.

• A definíció témájában nem alakult ki egységes álláspont a hazai és a külföldi szakemberek körében.

• Az okok között elsıként említjük, hogy a térinformatika egy viszonylag rövid múlttal rendelkezı, gyorsan fejlıdı és alakuló terület.

• Második oknak a térinformatika, mint tudomány és a térinformációs rendszerek, mint eszközök közötti megkülönböztetés hiányát tekinthetjük. Pl.:

Az angol nyelvterületrıl mutatunk be példákat:– kataszteri információs rendszer (Catastral Information System),– földügyi információs rendszer (Land Information System),– többcélú kataszter (Multipurpose Cadastre),– városi információs rendszer (Urban Information System).A felsorolt rendszertípusok mindegyike szerepel az általános

elnevezés helyett, annak szinonimájaként.

1.1. ábra: A térinformatika „piramisának” szerkezete

1.3.2. A térinformációs rendszerek alkotóelemei

A következı csoportokba oszthatjuk:• hardver,• szoftver,• adatok,• felhasználók.A költségek rendszerenként változnak

hardver : szoftver : adat = 1 : 10 : 100Longley (2001) szerint már hat elem van!• hardver,• szoftver,• adat,• ember,• eljárás,• hálózat.

A szoftverek felépítése

Térinformációs rendszerek esetében a szoftver eddiginél részletesebb felépítése Bill (1999) alapján a következı:– térinformatikai kommunikációs funkciók,– térinformatikai felhasználói csomagok,– térinformatikai alapfunkciók,– szabványok (grafika, adatbank, Windows rendszer

stb.),– rendszerkönyvtár (programnyelvek, matematika stb.),– rendszerszoftver (rendszerbehívás, eszközök

meghajtása, hálózat stb.)

A térinformatikai szoftverek méretüket tekintve a nagy vagy az igen nagy mérető szoftverek közé tartoznak.

A valós világ adatokkal történı jellemzése egy négylépcsıs

absztrakciós modellalkotási folyamat eredménye. .A modellalkotás lépései

Objektumok definiálása

Példaként vizsgáljunk egy távvezetéket és egy telket.

• A távvezeték esetén objektumosztálynak tekinthetjük a távvezetékoszlopok osztályát, egyetlen objektumnak, pedig valamely oszlopot (azonosítója lehet például az oszlop száma). Valamely oszlop esetén geometriai adat lehet az oszlop középpontjának helyzete (például koordinátáival megadva). Szakadat lehet az oszlop típusa, anyaga, építési éve stb. Ha a megjelenítéssel is foglalkozunk, grafikai adat lehet például az oszlop térképeken szokásos jelkulcsi ábrázolása.

• A telek esetén objektumosztálynak tekinthetjük a telkek (hivatalos elnevezéssel földrészletek) osztályát. Az osztályon belül azonosítónak használhatjuk például a telek helyrajzi számát. A telek geometriai helyét például az utcanévvel és a házszámmal adhatjuk meg. Szakadatnak tekinthetjük a telek területét, a tulajdonos nevét, a telken található gyümölcsfák fajtáját. A lehetséges grafikai adatlehet a teleknek a különbözı gyümölcsfafajták elıfordulásától függı színe. Például a barackfát tartalmazó telkeket sárga színnel jelölhetjük a képernyın történı megjelenítéskor.

Vektoros és raszteres ábrázolás

Sorrendi, intervallum-, viszonyított adatok

• Valamely turista helyzetének meghatározásakor sorrendi adatot jelent, ha azt állítjuk, hogy a hegy alján mászik, intervallumadat, ha azt mondjuk, az 500-600 méter közötti magasságban tartózkodik, végül viszonyított adat, ha elérte a „tengerszint feletti” 1015 méter magasságot.

• Az eredmények megjelenítésére szolgáló adatok jellegzetes fajtái a grafikus adatok. A grafikus adatok pontokat, vonalakat, felületeket egyaránt jellemezhetnek. Vektor, illetve raszter jellegő adatok grafikus jellemzését szemlélteti a következı ábra.

Vektor- és rasztertadatok grafikus jellemzése

A térinformatikai interdiszciplináris tevékenység résztvevıi

Bernhardsen (1999) a felhasználók két nagy csoportba oszthatók.

• Az elsı csoport azok a szakemberek, akik napi munkájukban rendszeresen használják a térinformatikát. Ismerıi valamilyen összetettebb térinformatikai szoftvernek, İk az un. „profi” felhasználók.a közmővek karbantartó szakembereit,– a regionális tervezıket,– az épületek üzemeltetıit,– az adóhivatalok tisztviselıit,– a közlekedéstervezéssel foglalkozó mérnököket,– a tőzoltókat,– az ingatlanforgalommal foglalkozó szakembereket,– az erdımérnököket,– a kamionsofıröket.

• A másik csoport a „civil” felhasználók, akik számítógépe alkalmas bizonyos térinformatikai funkciók ellátására, s azt alkalmanként használják. Például:

– nyaralás szükséges útvonal megtervezése – kutatási jelentéshez egy térkép felhasználása.

A „civil” felhasználók köre az Internet terjedéséve l rohamosan növekszik.

INGATLANINFORMÁCIÓS RENDSZEREK ALKALMAZÁSA

2.1.1. A térinformációs rendszerek alkalmazásának okai

• Ugrásszerően növekedett a természeti környezetrıl és a társadalomról rendelkezésünkre álló információk mennyisége

• Az új információk jelentıs hányada helyhez kapcsolódó. • A térinformatika iránt rendkívüli módon növekszik a

gazdasági élet szereplıinek, valamint a közigazgatási szervezeteknek az érdeklıdése.

• Jelentısen csökkent a térinformációs rendszerek létrehozásához szükséges hardver és szoftver ára.

Maguire (1991) szerint az elmúlt évtizedben forradalminak tekinthetı

fejlıdés zajlott le.

• Az Internet elterjedése , amely radikális változást eredményezett mind a hozzáférhetı adatok mennyiségének növekedésében, mind a felhasználói kör bıvülésében, mindenekelıtt a korábban említett „civil” felhasználók esetében.

• A távérzékelési mesterséges holdakról készített kép ek geometriaifelbontásának jelent ıs javulása. A geometriai felbontás a 10 évvel ezelıtti 10 méter körüli érték helyett napjainkban már a széles körben ismert mérték szerint 1 méter körül érték. A változás az információmennyiség 100-szorosra történı növekedését jelenti.

• A felhasználói kör kiterjedése, mindenekel ıtt az üzleti élet szerepl ıire.A korábbi idıszak katonai, majd nagy állami projektjei helyett agazdasággal szorosan összefüggı projektek jelentik a térinformatika fejlıdésének legfontosabb hajtóerejét. (A jelenség abban is jól tükrözıdik, hogy rohamosan terjed a Business GIS kifejezés.)

• Végül tovább folytatódott a hardver- és szoftverárak csökkenése , aminek következtében a térinformatika a kisebb cégek, szervezetek és a magánszemélyek számára is elérhetıvé válik.

2.1.2. A térinformációs rendszerek csoportosítása

Területi kiterjedés alapján a térinformációs rendszereket általában a következı három csoportba osztják (Bill 1999):– globális,

– regionális,– lokális

2.1.3. A térinformációs rendszerek alkalmazásának lehetıségei

A térbeli analízis a helyhez kapcsolódó kérdések, megválaszolását teszi lehetıvé. Az alapvetı kérdések egy lehetséges csoportosítását Maguire (1991) alapján mutatjuk be:

A kérdés jellege A kérdés1. valamely helyre vonatkozó Mi található azon a helyen?

2. valamely körülményre vonatkozó Hol van az a…?3. trendre vonatkozó Hogyan változott meg…?4. útvonalra vonatkozó Melyik a legkedvezıbb út?5. jelenségre vonatkozó Mi a jelenség…?6. modellezéssel kapcsolatos Mi történik, ha…?

A vizuális információk

• A térbeli adatok láthatóvá tételének hagyományos eszköze az (analóg) térkép.

• . A megjelenítés általában síkfelületen, rajz (vonalas térkép) vagy fénykép (orto-fotó-térkép) formájában történik.

• A térképek kicsinyítésének mértékét a térkép méretaránya (például 1:25 000) jellemzi. A méretaránykét pont térképi és vetületi távolságának a hányadosa.

• A láthatóvá tétel szerepe Kraak (2001) szerint a következı három területen meghatározó:– a térbeli információk közlése,– a térbeli adatok elemzése,– a térbeli adatok vizsgálata.

A helyhez kötött információk láthatóvá tételének klasszikus eszköze a hagyományos (analóg) térkép. Az analóg térkép a láthatóvá tétel szempontjából a következı tulajdonságokkal rendelkezik:

• kétdimenziós (ebbıl adódóan a magasság csak vetítve ábrázolható,s a Föld ábrázolása torzított),

• statikus (idıbeli folyamatok ábrázolására, animációra alkalmatlan),• különbözı helyek közötti kapcsolat vagy folyamat ábrázolása

nehézkes,• az alkalmazott eszközök által behatárolt (például vonalvastagság,

színek),• nem alkalmas az adatok minıségének tükrözésére.

A térinformációs rendszerek lényegesen gazdagabb megjelenítési lehetıségekkel rendelkeznek:– képernyın, plotteren, nyomtatón és multimédiás

eszközökön egyaránt lehetséges a megjelenítés,– raszter- és vektorábrázolást biztosítanak,– animáció lehetséges,– színek, vonalvastagság, textúra folytonosan

változtatható,– alkalmassá tehetık képpárok sztereoszkópikus

szemlélésére,– folyamatok bemutatását biztosítják,– megjeleníthetık az adatok minıségi jellemzıi.

A számítógéppel támogatott információs rendszerek felhasználása általában a következı feladatokra irányul:– a rutin- és tömegmunka automatizálása,– az irányítás részbeni automatizálása,– a tervezés és fejlesztés segítése,– a döntés-elıkészítés támogatása.

A most felsorolt feladatok a különbözı szervezetek hierarchiájában a következı döntési szintekhez tartoznak:– operatív,– irányítási,– stratégiai.

A térinformációs rendszerek alkalmazásának három id ıben egymáshoz kapcsolódó fázisa a következ ı:

• a nyilvántartási,• a térbeli analízis, alkalmazási,• a döntéssegítıi fázis.

Döntési szintek és feladatok

• A nyilvántartási fázisban a rendszerek létrehozásának az indoka és a tevékenység fı területe egy bizonyos szakterülettel kapcsolatos adatok összegyőjtése, az adatok rendszerezése és azok alapján egy könnyen kezelhetı nyilvántartás kialakítása, települések „elektronikus városházai” alakulnak ki.

• A második fázist a térbeli és statisztikai elemzések bı lehetısége jellemzi. – példa valamely közmővállalat esetében a fogyasztási adatok és

a fizetési adatok összekapcsolása, s ennek alapján az „eltérések” felderítése.

• A harmadik fázisban a rendszerek a döntés-elıkészítés eszközeivé válnak. /3-5 év az idıhorizont/– Pl.: a fázis alkalmas olyan logisztikai feladatok

megválaszolására is, hogy n számú telephelyrıl m számú elosztóhelyre k számú teherautó milyen útvonalon juttasson el bizonyos terméket.

2.2. A TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK LÉTREHOZÁSÁNAK STRATÉGIÁJA

A kezdeti idıszak számos nem teljesen átgondolt kezdeményezése következtében fokozatosan elıtérbe kerültek a térinformációs rendszerekkel kapcsolatos szervezési kérdések. Éppen ezért szükséges a döntési és megvalósítási folyamat nagyvonalú áttekintése.

1. Bouillé professzor nevéhez főzıdı szabály szerint a Brainware (nyers fordításban a szellemi tevékenység) megelızi a szoftvert, a szoftver pedig megelızi a hardvert.

: A B(rainware) S(oftware) H(ardware)-szabály

A térinformációs rendszerek kialakításának folyamata

2.3. A TÉRINFORMÁCIÓS RENDSZEREK TÖRTÉNETÉNEK ÁTTEK INTÉSE

2.3.1. A térinformatikával foglalkozó szakemberek szakmai indíttatása:A térinformatika mővelıi eredeti képzettségüket tekintve térképekkel foglalkozó szakemberek (geodéták, kartográfusok), adatbázisok szakértıi (informatikusok, villamosmérnökök) vagy a térbeli elemzések mővelıi (geográfusok, regionális tervezık, ingatlanos szakemberek, stb.).

2.3.2. A térképészet története• a térképszerő ábrázolások készítéséhez már a felsı paleolit embere is rendelkezett

kellı készséggel. A legrégebbi térképjellegő termék Kis-Ázsiából származik, s feltehetıen idıszámításunk elıtt 6200-6300 évvel ezel ıtt készülhetett (Raum1991).

• Az ókori példa : Róma itt már megjelent a térképek felhasználásának két alapvetı területe.

– a katonai tevékenység és az adóztatás . Az elsıre példaként a római úttérképeket, a másodikra, pedig a mai kataszter ısét, a „Capitum registratum”-ot említjük, amelyet az idıszámításunk elıtti 6. évszázadban kezdtek el. Az ókori Rómában a földmérık (agrimensorok) tevékenysége nagy tiszteletnek örvendett. Munkájuk nélkül sem a tulajdon nyilvántartása, sem pedig a magas színvonalú infrastruktúra (utak, vízvezetékek) létrehozása nem volt elképzelhetı.

• A középkor felfedezései új lendületet adtak a térképészetnek. A hosszú tengeri utak, az ismeretlen kontinensek felfedezése, a gyarmatok kialakulása mind nélkülözhetetlenné tették a térképek készítését és felhasználását. A térképekkel kapcsolatos elméleti ismeretek jelent ıs része is ebben az id ıszakban alakult ki

• A mai értelemben korszerőnek tekinthetı térképrendszerek készítése az újkorral kapcsolatos. Ekkor is folytatódik a már Rómával összefüggésben megemlített kettısség, a hadászati (topográfiai térképek) és az adózási igények kielégítése (kataszteri térképek).

A térképészet fejlıdésének fı tendenciái Magyarországon is érvényesültek.Az ország egészét ábrázoló elsı térképet 1528-ban Lázár deák készítette.A rendszeres felmérések a Habsburg Birodalom egész területére kiterjedı akciók keretében folytak. Három ízben került sor, katonai felmérésre. A felmérések idıtartamát és a topográfiai térképek méretarányát a következıkben foglaljuk össze:– 1. katonai felmérés 1763–1787 1: 28 800,– 2. katonai felmérés 1807–1869 1: 28 800,– 3. katonai felmérés 1869–1880 1: 25 000.

A kataszteri felmérést elıször II. József rendelte el, de halála után az elkészült térképeket megsemmisítették. A kataszteri felmérések idıtartama és a térképek méretaránya a következı volt:– 1. kataszteri felmérés 1786–1789 megsemmisítették,– 2. kataszteri felmérés 1856–1894 1: 2880,– 3. kataszteri felmérés 1900–1938 1: 2880

(városokban 1: 1440).Az I. világháborút követı idıszak topográfiai és kataszteri térképei részben még ma is használatban vannak!

2.3.3. Áttekintés a számítástechnika fejl ıdésérıl

• A számolás története több évezredes.– A golyós számológép , az abakusz ıshazája valószínőleg Egyiptom és Kína

volt. Ez a gép mintegy ötezer évesnek tekinthetı. – A mechanikai elven m őködı számológépek eredete a 17. századba nyúlik

vissza, s Schikard, Pascal és Leibniz nevével kapcsolható össze. – A mechanikai elvő számológépek tömeges elterjedését századunk elején

Odhner tárcsája tette lehetıvé. – Az ügyviteli számítástechnika fejlıdésében jelentıs esemény volt az 1800-as

évek végén a Hollerith által kifejlesztett lyukkártyás számítógép.• A modern számítógépek kifejlesztése a II. világháborúval kapcsolatos.

– Az elsı korszerőnek tekinthetı elektronikus számítógépet, az ENIAC-ot(Electronic Numerical Integrator and Computer) 1946-ban adták át az USA-ban. A gép tervezésében részt vett Neumann János, aki a modern számítógépek mőködési logikájának kimunkálásában meghatározó szerepet játszott.

– Az elsı európai számítógépet 1946-ban, Cambridge-ben készítették. – Az elsı magyar számítógép 1955-ben készült el (Detrekıi 1989).

A kezdetektıl napjainkig a számítástechnikát a rohamos fejlıdés jellemzi.

A térinformatika szempontjából rendkívül fontos a számítógépi grafika fejlıdése. A számítógépi grafika nyújtotta lehetıségeket, valamint az azokon alapuló legfontosabb eljárásokat Bill (1999) alapján foglaljuk össze:– 1950-es évek: vektorgrafika (egyszerő geometriai algoritmusok,

modellek),– 1960-as évek: interaktív számítógépi grafika (approximációs

eljárások, geometriai programnyelvek),– 1970-es évek: rasztergrafika (animáció, elsı szabványok),– 1980-as évek: kognitív számítógépi grafika (képek mozgatása,

gépi látás, adat- és módszerbankok).

A térinformatika fejlıdése a II. világháború utáni idık három fejleményében gyökerezik : a Shannon-féle információelméleti modellben, a Wiener-féle értelemben vett kibernetikában, valamint az elektronikus számítógépek – már említett – gyorsan fejlıdı elıállításában.A térinformatika szempontjából rendkívül fontos a szám ítógépi grafika fejl ıdése. A számítógépi grafika nyújtotta lehetıségeket, valamint az azokon alapuló legfontosabb eljárásokat Bill (1999) alapján foglaljuk össze:

• 1950-es évek: vektorgrafika (egyszerő geometriai algoritmusok, modellek),

• 1960-as évek: interaktív számítógépi grafika (approximációs eljárások, geometriai programnyelvek),

• 1970-es évek: rasztergrafika (animáció, elsı szabványok),• 1980-as évek: kognitív számítógépi grafika (képek mozgatása, gépi

látás, adat- és módszerbankok).

2.3.4. A térinformációs rendszerek fejl ıdése

• A térinformációs rendszerek fejlıdését alapvetıen befolyásolták a számítógépi grafika által biztosított lehetıségek.

– őrfelvételek megjelenése

– földügyi rendszerek (Land Information System, LIS) a kialakulása

– Ebben az idıszakban jelentek meg – az embargó ellenére – az elsı korszerőnek tekintett rendszerek Magyarországon is, megkezdıdött a térinformatika hazai alkalmazása (fıként a közmővállalatoknál).

• Az elmúlt évtizedet a gyors technológiai fejlıdés (például az Internet, a GPS és a digitális fotogrammetria gyors elterjedése) és a térinformációs rendszerek alkalmazási és alkalmazói körének bıvülése jellemezte.

• Napjainkra a térinformatikai rendszerek és adatok normális szolgáltatássá, illetve áruvá váltak.

3. RENDSZERELMÉLETI ALAPFOGALMAK

• Ludwig von Bertalanffy – Wiener nyomdokain haladva – megadta a rendszerelmélet és a rendszer fogalmának elsı meghatározását.

• A rendszerelmélet a körülöttünk lévı világ egészével és részeivel, a részek összefüggéseivel, a kapcsolatok feltárásával, illetve vizsgálatával foglalkozik. Kutatja a rendszerek viselkedését, a mőködés szabályait, valamint törvényszerőségeit. Vizsgálódásai során a deduktív utat választja, amely azt jelenti, hogy minden esetben elıször az egészet vizsgálja, majd az egészbıl kiindulva halad a részek vizsgálata felé.

• A rendszerelméleten belül többféle irányzat alakult ki és fejlıdött az idık folyamán. Ezek közül a három legjelentısebb irányzat:

– az elméleti,– a szemléleti és– az alkalmazástechnikai irányzat.

• Az elméleti irányzat képviselıi a rendszerelméletet módszertannak tekintették. Ennek az irányzatnak két részterülete alakult ki, egyrészt a biológiai, másrészt, pedig a matematikai részterület:

• A biológiai részterület az élı szervezeteket, mint rendszereket vizsgálja, döntı mértékben a dedukció segítségével.

• A matematikai részterület elıször definiálja az adott rendszer fogalmát, majd levonja a következtetéseket, végül modelleket állít fel és old meg.

• A szemléleti irányzat lényege, hogy képviselıi a problémák megoldásánál a rendszerelméletet helyezik elıtérbe, tehát röviden azt, hogy a körülöttünk lévı világban mindent rendszerként kell felfogni, legyen az a dolog egy szervezet, egy tárgy, egy élılény, vagy akár egy matematikai tétel.

• Az alkalmazástechnikai irányzat képviselıinek gondolkodása rendszerszemlélető, részben meglévı rendszerek mőködését vizsgálják, részben pedig új rendszereket terveznek, illetve alkotnak meg. Módszerük feladatra orientált, közelítési módjuk a modellek megalkotása, majd – kockázati tényezık beépítése után – azok vizsgálata.

3.2. A RENDSZER

• Ludwig von Bertalanffy (1901–1972) magyar származású osztrák biológus és filozófus „Az általános rendszerelmélet problémái” címő, 1969-ben megjelent könyvében – mint azt már említettük – a világon elsıként definiálta a rendszer fogalmát.

• A megfogalmazás szerint a rendszer valamilyen egymással kölcsönhatásban lév ı elemek halmaza. Másképpen kifejtve, a rendszer a különbözı, de bizonyos módon egymással összefüggı elemek együttese.

A rendszerek általában bonyolult felépítésőek, tehát rendszerint nagyon sok összetevıbıl állnak, és az összetevık között is sokrétőek a kapcsolatok. Vannak materiális (anyagi, valóságos), és vannak absztrakt (elméleti, gondolati) rendszerek:

– A materiális rendszerek alatt az anyagi világ jelenségeit értjük, pontosabban a szervetlen természet rendszereit, a biológiai rendszereket, az emberi közösségeket, a számítógépeket stb.

– Az absztrakt rendszerek az anyagi világ jelenségeinek tükrözıdései tudatunkban. Idetartoznak a különbözı matematikai és logikai rendszerek, amelyeket a materiális rendszerek ismeretében alkotunk.

A materiális rendszerek lehetnek:– statikusak vagy dinamikusak,– mőködık vagy nem mőködık,– zártak vagy nyíltak,– célratörık vagy nem célratörık,– természetesek vagy tervezettek,– határozottak vagy határozatlanok,– meghatározhatók vagy meghatározhatatlanok,– rendezettek vagy szervezettek,– adaptívak vagy nem adaptívak,– öntanulók vagy nem öntanulók.

Statikus és dinamikus rendszerek

• Ha egy vizsgált rendszer szerkezete – az adott vizsgálati cél szempontjából – nem fejlıdik,tehát nem bıvül új elemekkel, elemkapcsolatai nem cserélıdnek, akkor a rendszer statikus , egyébként dinamikus .

• A vállalkozások általában dinamikus rendszerek, hiszen a fejlıdés igénye nélkül nem képesek létezni az állandóan fejlıdı, változó piaci környezetben. A statikus rendszereket az emberi társadalom a tevékenysége során hozza létre. Például: bármilyen eszköz vagy készlet.

Mőködı és nem m őködı rendszerek

• Ha egy vizsgált rendszer szerkezete – az adott vizsgálati cél szempontjából – nem változik, akkor a rendszer nem mőködı,egyébként mőködı. Itt tehát arról van szó, hogy a rendszer elemei közötti kapcsolatok változnak a mőködés során, függetlenül attól, hogy történik-e elemcsere.

• Egy rendszer mőködhet passzívan, és mőködhet aktívan. A passzívan m őködı rendszer mőködését a természeti törvények vak érvényesülése váltja ki, az aktívan m őködı rendszerek mőködéséhez a természeti törvények tudatosan felhasználásra kerülnek.

• PL.: A lavina mozgása például passzív viselkedést tanúsít, miután a tehetetlensége sodorja egyre lejjebb és gyorsabban, de a karóramár aktív mőködéső, hiszen készítésénél számos törvényszerőséget kell alkalmazni.

Zárt és nyílt rendszerek• Egy rendszer zárt akkor, ha környezetével nem cserél

anyagot (tágabb értelemben: energiát azért cserélhet). • A rendszert nyílt rendszernek nevezzük akkor, ha

környezetével anyagot is cserél. Az anyag fogalmát itt általában használjuk.– Az élı szervezetek nyílt rendszerek, mivel a környezetükkel

anyagcsere-kapcsolatban állnak, de ugyanígy nyílt rendszerek a vállalkozások is, hiszen a környezetükbıl kapják a kiinduló anyagokat, az információkat, amelyeket azután feldolgozott állapotban visszajuttatnak a környezetnek.

– A zártság fogalma általában a fizikai rendszerekre vonatkozik. Például , ha egy üvegben lévı folyadékba homokot szórunk, majd az üvegre kívülrıl tudatosan nem hatunk, az akkor is energiakapcsolatban marad a környezetével (hat rá a gravitációs erı, és az üveg helyzeti energiája is hat a környezetére), a rendszer azonban zárt rendszerként fogható fel.

Célratör ı és nem célratör ı rendszerek

• Ha egy rendszer mőködésében megfigyelhetı olyan állapot, amelynek elérésére törekszik, akkor a rendszer célratör ı, ellenkezı esetben nem. A célratörıen viselkedı rendszerek fontos tulajdonsága, hogy mőködésük (és azon belül saját tévedésük) kiigazítására képesek!– A karóra például meghatározott célra készült, aktív mőködéső

rendszer, de nem viselkedik célratörıen, nincs ugyanis olyan állapot a mőködésében, amelynek elérésére törekedne, feladata csupán az, hogy mutassa az idıt és esetleg a dátumot. A rakétaviszont már célratörıen viselkedik, mivel meghatározott állapotba (idı és tér) akar kerülni azzal az objektummal, amelynek megsemmisítésére felbocsátották.

Természetes és tervezett rendszerek

• A természetes rendszer célja már létrejöttének pillanatában adott, és késıbb ennek alárendelten keres magának feladatot. – Természetes rendszer lehet minden élılény, és a cél, amelyet

adottnak fogunk fel, például az önfenntartás vagy a fajfenntartás.

• A tervezett rendszerek az emberi társadalom által létrehozott mozgásformákhoz tartozó rendszerek. Ezeket a rendszereket meghatározott feladatok ellátására hozzák létre, és a feladatok ellátása során kapnak célt.– A tervezett rendszerek nagyon sokfélék lehetnek, hogy csak

néhányat említsünk: egy vállalkozás, egy számítógép, egy ház, egy szerszám vagy egy számítógépes rendszer.

Határozott és határozatlan rendszerek

• A különbözı rendszerek különbözıképpen reagálhatnak a kívülrıl érkezı hatásokra abból a szempontból, hogy a hatás eredménye elıre pontosan megadható-e.

• Vannak olyan rendszerek, amelyeknek a kimeneti értékei meghatározhatók, és vannak olyan rendszerek, amelyeknél a kimeneti értékek el ıre nem határozhatók meg, mert egy adott állapotukból kiindulva többféle folytatódásuk lehetséges, és hogy az konkrétan mi lesz, azt csak valószínősíteni tudjuk.– A megtervezett rakéta, amelyet egy adott cél elérésére készítettek és

bocsátottak fel, határozott rendszerként viselkedik, különösen akkor, ha el is találja a kitőzött célpontot.

– Egy vállalkozás is határozott rendszer abban az értelemben, hogy célkitőzésekkel rendelkezik, és ezeket a célkitőzéseket teljesítenie kell. De ugyanez a vállalkozás határozatlan rendszer is lehet, hiszen a vállalt feladatait elıre nem látható, véletlen események hatására esetleg csak részben képes végrehajtani. Ilyen véletlen esemény lehet példáulvalamilyen természeti csapás.

Meghatározható és meghatározhatatlan rendszerek

• Egy rendszert meghatározni annyit jelent, mint leírni, hogy melyelemekbıl áll, és hogy az elemek között milyen kapcsolatok vannak. Azokat a rendszereket, amelyekre a leírást meg tudjuk adni, meghatározható rendszereknek nevezzük, és amelyekre ugyanezt nem tudjuk megadni, azok a meghatározhatatlan rendszerek.– Bár elvileg leírás minden rendszerre megadható, a valóságban azonban

vannak olyan rendszerek, amelyek olyan sok elembıl állnak, és közöttük olyan sokféle kapcsolódás lehetséges, hogy ezeket nem tudjuk pontosan leírni.

• Meghatározhatatlan rendszer például egy vállalkozás, de csak akkor, ha az egészet egyszerre akarjuk vizsgálni, minden hivatalos és nem hivatalos kapcsolatával együtt. De meghatározható ugyanez a vállalkozás, ha részeire bontjuk.

Rendezett és szervezett rendszerek

A rendszerek viselkedhetnek eredendı – leginkább természeti –törvényszerőségek alapján, de nagyon sok rendszer esetében a viselkedést általában elıre megadhatjuk. Azt az eljárást, amely ilyen elıre történı megadásnál az elemi lépések utasításszerő sorozatát meghatározott formában tartalmazza, algoritmusnak nevezzük. Ez az algoritmus, amely lehet határozott vagy határozatlan is, a rendszer mőködése soránelemkapcsolatokat ír elı.

• Vannak olyan rendszerek, amelyek – ha kívülrıl nem is avatkozunk be a mőködésükbe – a természeti törvények vagy az algoritmus által elıírt elemkapcsolatokat és változásokat betartják, ezek a rendezett rendszerek.

• Vannak továbbá olyan rendszerek is, amelyeknél ha nem avatkozunk be folyamatosan a mőködésükbe a cél tartása érdekében, akkor eltérnek a kívánt törvényszerőségektıl, illetve algoritmustól, mégpedig a célt tekintve kedvezıtlen irányba, ezek a szervezett rendszerek.

– A számítógépes rendszereknél az algoritmus elıre meghatározza a mőködést.– Viszont a különbözı emberi közösségeknél az emberek eltérhetnek

(megengedett vagy meg nem engedett módon) az algoritmustól, tehát a mőködésükbe folyamatosan be kell avatkozni annak érdekében, hogy a kívánt elemkapcsolatok fenntarthatók legyenek.

Adaptív és nem adaptív rendszerekAmikor rendszert terveznek, akkor a környezet átlagos viselkedését veszik figyelembe. Az algoritmus tehát az átlagos környezeti helyzetnek megfelelı, illetve attól elıre adott tőréssel eltérı bemeneti értékek fogadására van felkészítve. Elıfordulhat azonban, hogy a környezet megváltozik, mégpedig úgy, hogy a feltételezett átlagostól eltérı bemeneti értékeket kap a rendszer, vagy hogy a feltételezett átlagostól eltérı követelmények lépnek fel a kimeneti értékekkel szemben.

• Vannak olyan rendszerek, amelyek képesek alkalmazkodni a környezeti változásokhoz, ezeket adaptív rendszereknek nevezzük, és vannak olyanok, amelyekben nincs meg ez az alkalmazkodóképesség, ezek a nem adaptív rendszerek.

• A természeti törvények alapján mőködı rendszerek esetében a fent leírtak azt jelentik, hogy a jól mőködı adaptív rendszerek a külsı környezet változásaira azonnal reagálnak a belsı mőködésük, illetve a kimeneti értékeik módosításával. Azok a rendszerek, amelyek hibásan mőködnek, nyilván vagy nem megfelelıen, vagy egyáltalán nem fognak reagálni a környezeti változásokra.

– Az ember hajszálerei a hımérséklet változásakor megtelnek vérrel (meleg esetén), és így nagyobb lesz a hıleadás, amely szükséges a melegebb idıjárás elviseléséhez.

– De ilyen a szem is, amely alkalmazkodni tud a fényerısség változásához.

Öntanuló és nem öntanuló rendszerek

A célratörıen viselkedı tervezett rendszerekre az a jellemzı, hogy mőködésük kezdetén nincs minden algoritmusrész tökéletesen kidolgozva.Például a rendszer mőködésébe történı beavatkozás nem eredményezi mindig a célnak megfelelı mőködést, mivel a beavatkozást leíró algoritmus nem megfelelı. Az algoritmusrészt tehát javítani kell. Ennek elıfeltétele viszont, hogy elıre tanulmányozzuk az algoritmust (megfigyeljük a különbözı bemeneti értékekre történı reagálásokat).

• Ha egy rendszer rendelkezik azzal a képességgel, hogy tanulmányozza saját mőködési algoritmusát, és ennek megfelelıen javítja is azt, akkor öntanuló. Ennek a képességnek, pedig az a feltétele, hogy olyan elemek legyenek beépítve a rendszerbe, amelyek a tanulmányozást és a javítást el tudják végezni.

• Az olyan rendszereket viszont, amelyek ezzel a képességgel nem rendelkeznek, nem öntanuló rendszereknek nevezzük.

– Egy vállalkozás vagy egy oktatási intézmény öntanuló rendszerként viselkedik. Az utóbbinál azok a beépített elemek, amelyek a tanulmányozást és a javítást el tudják végezni, lehetnek például a tanárok.

3.3. A RENDSZER ÖSSZETEVİIA rendszer elemekbıl áll, és ezek az elemek egymással kapcsolatban vannak. A

kapcsolatot az ok-okozati összefüggés jellemzi, vagyis egyik elem oka lehet egy másik elem létrejöttének, és az pedig egy újabb elem létrehozója. Az elemek ilyen irányú tevékenysége folyamatot hoz létre, a folyamat keresztmetszete viszont struktúrát eredményez. Közelebbrıl :

• Az elem fogalmán a rendszernek azt az önálló mőveletet, végzı összetevıjét értjük, amelynek bemenetei és kimenetei vannak, s a bemenetek, és a kimenetek között állapotváltozások sorozata megy végbe.

• A rendszer elemei a mőködés során különbözı kapcsolatokba kerülnek egymással. Ez a kapcsolat ok-okozati jellegő, az egyik elem oka egy másik elem létrejöttének. Az elemeknek ezt a kapcsolatát csatolásnak is szoktuk nevezni. A rendszer tehát egymáshoz csatolt elemek, illetve állapotok együttese. Amennyiben a rendszer mőködik (márpedig a rendszerekre általában jellemzı a mőködés), úgy a különbözı állapotok (elemek) a csatolás eredményeképpen változáson mennek keresztül, és ekkor már folyamatról beszélhetünk.

• A rendszerben végbemenı állapotváltozások sorozatát tehát folyamatnak nevezzük.• A struktúra fogalmán egy adott rendszer adott pillanatbeli állapotát értjük, azaz annak

megadását, hogy mely elemek tartoznak a vizsgált rendszerbe, s hogy ezek között milyen kapcsolatok állnak fenn, tehát a rendszer szerkezetét.

• A rendszeren belül az elemek többféleképpen kapcsolódhatnak egymáshoz. Ez a kapcsolódás lehet:

– soros,– párhuzamos, illetve– alternatív.

Sorba kapcsolt elemekbıl álló rendszer

A sorba kapcsolt elemekbıl álló rendszerek átbocsátóképessége a legkisebb kapacitású elem átbocsátóképességével egyenlı.

• Egy varrással foglalkozó kisvállalkozás sorba kapcsolt elemei az elıkészítı, a szabászat és a varroda. Az elıkészítı 100 db ruhára való anyagot kap. Beáztatja, kivasalja, tehát elıkészíti a szabáshoz. A munkát teljes egészében elvégzi, a kibocsátása százzal egyenlı. A szabászat bemeneti értéke száz, de csak felerészben tudja teljesíteni a feladatát (hiányzás, szabadságolás), és így csak 50 db kiszabott ruhát bocsát ki. A varroda az 50 db kiszabott ruhát meg is varrja, vagyis amit kapott, azt teljesíti. A rendszer legkisebb kapacitású eleme a szabászat, tehát a varroda csak a szabászat kimeneti értékét kaphatja meg. A teljes rendszer kimenetét a szabászat teljesítménye határozza meg.

A párhuzamosan kapcsolt elemekbıl álló rendszerek átbocsátóképessége az egyes elemek átbocsátóképességének összegével egyenlı.

• Egy számítógéppel kereskedı vállalkozásnak két boltja van, mind a két bolt ugyanazt az áruválasztékot kínálja. A központ 20 db számítógépet szerez be eladásra. Ebbıl 8 db-ot az 1. sz. boltnak, 12 db-ot a 2. sz. boltnak továbbít. Az elsı bolt egy adott idı alatt eladja mind a nyolcat, a második bolt ugyanezen idı alatt tízet ad el. A teljes rendszer átbocsátóképessége a kettı összege, tehát 18 db.

Párhuzamosan kapcsolt elemekbıl álló rendszer

Az alternatív módon kapcsolt elemekbıl álló rendszerek átbocsátóképessége egyetlen elem átbocsátóképességével egyenlı, a másik elem tartalékban van egészen addig, amíg az elsı elem el nem romlik.

• A soros kapcsolásnál bemutatott kisvállalkozásra akkor lesz jellemzı az alternatív kapcsolás, ha a hibásan mőködı szabászati részleg munkáját a vezetés alvállalkozók, bevonásával oldja meg. Az alvállalkozók tehát a rendszer jó mőködése esetén tartalékban vannak.

Alternatív módon kapcsolt elemekbıl álló rendszer

3.4. A RENDSZEREK VIZSGÁLATI MÓDSZEREI

A rendszerek megismerésére kétféle módszert alkalmazhatunk:– a fekete doboz módszert és– a modell módszert.

• A két módszer közötti alapvetı különbségaz, hogy a modell módszernél ismerjük a vizsgálandó rendszer struktúráját, a fekete doboz módszernél, pedig nem, csak megpróbálunk következtetni rá.

3.4.1. A fekete doboz módszer

Mindennapi életünkben lépten-nyomon olyan rendszerekkel találkozunk, amelyek belsı mechanizmusai nem teljesen ismertek számunkra, és amelyeket fekete dobozként kell kezelnünk.Példa: Elsı pillanatra azt hihetnénk, hogy a kerékpár nem fekete doboz, mivel minden alkotórésze között látható a kapcsolat. De tévedünk. A pedált és a kerekeket végsı soron a fématomok között ható összetartó erık kapcsolják össze, ezekbıl semmit sem látunk, és amikor biciklizni tanulunk, elegendı, ha annyit tudunk, hogy a pedálra alkalmazott nyomás következtében a kerék megfordul.

• A módszer leginkább a rendszerek viselkedésének megismerésére szolgál. Alkalmazásának lényege az, hogy bemenı jeleket adunk a vizsgálandó rendszernek, figyeljük a rendszer reagálását, vagyis a kimenı jeleit, majd a bemenı jelek és a kimenı jelek közötti összefüggéseket megállapítva következtetéseket vonunk le a vizsgált rendszer viselkedésére, majd ebbıl – bizonyos korlátozó feltételek figyelembevételével – a rendszer struktúrájára vonatkozóan.

• A vizsgált rendszer belsı felépítését nem ismerjük, az a vizsgálat során rejtve marad elıttünk. A módszer akkor indokolt, ha nem ismerjük, vagy nem tudjuk megismerni a rendszer belsı felépítését, viszont a vizsgálat szempontjából fontos lenne megismerni a rendszer mőködését, vagy viselkedését.

• A módszer alkalmazásánál a vizsgált rendszereket feloszthatjuk:– emlékezet nélküli rendszerekre,– emlékezettel rendelkezı rendszerekre és– belsı képpel rendelkezı rendszerekre.

Az emlékezet nélküli rendszerek viselkedésére az a jellemzı, hogy adott bemenı jelre minden esetben adott módon, tehát adott kimenı jellel reagálnak.

• Igen egyszer ő példa erre a gépkocsi irányváltoztatása. Amennyiben a kormány helyzetét adott szöggel megváltoztatjuk, tehát elfordítjuk a kormányt (bemenı jel), ennek eredményeképpen az autó hossztengelye adott fokkal megváltozik (kimenı jel).

Az emlékezettel rendelkez ı rendszerek viselkedésére az a jellemzı, hogy a kimenı jel csak a korábban adott bemenı jelek ismeretében határozható meg, amelyekre a vizsgált rendszer „emlékezik”. Tehát azok a rendszerek tartoznak ide, amelyeknek akimenı jele attól az állapottól függ, amelyben a rendszer volt akkor, amikor az adott bemenı jelet megkapta.

• Példa: Egy lakás elıszobája például, ahol két villanykapcsoló van, az egyik a bejárati ajtónál, a másik a szobánál, ilyen emlékezettel rendelkezı rendszerként viselkedhet. Ha a bejárati ajtónál felkattintjuk a villanyt, a másik ajtónál le lehet oltani, függetlenül attól, hogy milyen állásban van a kapcsoló, és fordítva. A lakásvilágítási rendszere megjegyzi a korábbi állapotot, vagyis a legutolsó bemenı jel hatását, tárolja azt egészen addig, amíg a következı bemenı jelet meg nem kapja.

Belsı képpel rendelkez ı rendszerek

A belsı képpel rendelkez ı rendszerek viselkedésében egy ideig azt tapasztaljuk, hogy vagy emlékezet nélküli, vagy emlékezettel rendelkezı rendszerekként reagálnak a bemenı jelekre, majd hirtelen megváltoztatják a magatartásukat, és úgy viselkednek, mintha egészen új rendszerek lennének. A változást a rendszer tetszılegesen sokszor megismételheti. Ezt a viselkedést általában csak magasabb rendő idegtevékenységgel rendelkezı élı szervezetek, illetve a társadalmi mozgásformákhoz tartozó rendszerek körében találjuk meg.

• Magyarázata: A rendszer a bemenı jeleket (felvett ismereteket) „képpé” szervezi, s a kimenı jelek kialakításában a környezetrıl kialakított kép is részt vesz. A sorozatosan kapott bemenı jelek erre a képre úgy hatnak, hogy azt minıségileg megváltoztatják. Ez a minıségi változás azt eredményezi, hogy a rendszer most ugyanazon bemenı jelre másként reagál, mint korábban.

• Példaként gondoljunk a kutyára. Tegyük fel, hogy a kutyát játszani tanító gazdája betanítja arra, hogy az eldobott fadarabot hozza vissza. Ez a kutya arra a bemenı jelre, hogy a gazdája lehajol és felvesz egy fadarabot, majd eldobja, úgy reagál, hogy figyeli a dobás irányát, majd fut a megfelelı irányba. Ha azonban ez a kutya késıbb azt tapasztalja, hogy a felvett fával ıt szándékosan és esetleg többször is megütik, akkor ugyanazon bemenı jelre másként fog reagálni, mivel kialakult a környezetrıl alkotott új képe, tehát hiába dobjuk el újra a fadarabot, nem fog utána szaladni.

3.4.2. A modell módszer

A módszer lényege , hogy elkészítünk egy olyan modellt, amely az adott vizsgálatnál az adott rendszert helyettesítheti. Ezen a modellen elvégezzük a szükséges vizsgálatokat, majd pedig a vizsgálat eredményeibıl következtetéseket vonunk le a rendszer viselkedésének a struktúrájától és mőködési körülményeitıl való függıségre vonatkozóan. Ezek a következtetések olyan felismeréseket, megoldási változatokat szolgáltatnak, amelyeket a valóságos rendszer mőködésének javítása érdekében elı lehet írni.

• Itt – ellentétben a fekete doboz módszerrel – ismernünk kell a vizsgált rendszer struktúráját, hiszen e nélkül nem tudjuk elkészíteni a rendszert, helyettesítı modellt.

• A módszer alkalmazása a rendszerek vizsgálatánál olyan elızetes ismereteket követel meg a rendszer struktúrájára vonatkozóan, amelyek a rendszer vizsgálati cél szempontjából lényeges elemeinek és elemkapcsolatainak az ismeretét foglalják magukban, vagyis a rendszer struktúrájának azt a képét, amely a vizsgálni kívánt viselkedés jelenségeinek kialakulásában meghatározó szerepet játszik. Ez az ismeret képezi alapját annak, hogy az adott rendszer modelljét elkészíthessük. A módszer alkalmazásának akkor van értelme, ha valamilyen oknál fogva a vizsgálatokat a rendszeren magán nem tudjuk elvégezni.

Ennek okai például a következık lehetnek

:• A vizsgálni kívánt rendszer még nem készült el , még csak a tervezés

stádiumában van. (Például amikor egy lakótelepnek vagy egy épületnek csak a makettje készült el, de városképi szempontból szükség van a vizsgálatra.)

• A rendszer túlságosan nagy, vagy túlságosan kicsi , éppen ezért fizikailag megoldhatatlan a rendszer közvetlen vizsgálata. (Például amikor a naprendszert mutatjuk be egy tanteremben, vagy a molekulák kapcsolódását egy elıadáson.)

• A rendszeren történ ı vizsgálat a rendszer pusztulását eredményezné . (Ilyen eset fordul elı az autók ütéspróbájánál, vagy amikor a repülıgépek viselkedését szándékozzuk meghatározni a szélcsatornában.)

• A modellen történ ı vizsgálat kevesebb id ıt vesz igénybe , és ehhez az idırövidítéshez fontos érdekünk főzıdik. (Egy folyamat például természetes körülmények között túl lassan és túl ritkán menne végbe ahhoz, hogy általánosítható tapasztalatokat szerezhessünk róla, ugyanakkor ennek a folyamatnak a számítógépen történı utánzása megoldható tetszılegesen sokszor és rövid idı alatt.)

• A modellen történ ı vizsgálat lényeges költségmegtakarítást eredményez a rendszer közvetlen vizsgálatához képest. (Ilyen modell segítségével a különbözı irányításszervezési modellek számítógépen ellenırizhetık, összehasonlíthatók anélkül, hogy azokat a gyakorlatban ki kellene próbálni.)

3.5. A RENDSZEREK IRÁNYÍTÁSA

3.5.1. Az irányítás fogalma, módszerei

Irányítás alatt olyan tevékenységet értünk, amelynek eredményeként beavatkozás történik egy rendszer mőködésébe annak érdekében, hogy az a rendszerben végbemenı folyamatokat a kívánt módon fenntartsa, a kívánt módon megváltoztassa, illetve megállítsa. De irányításról beszélhetünk akkor is, ha egy eddig nem létezı rendszert létrehozunk, és abban a szükséges folyamatokat megindítjuk.

Az irányítás feladata lényegében kettıs:– Egyfelıl biztosítja azt, hogy a rendszerben lezajló folyamat egy

adott állapotából a következı állapotába menjen át.– Másfelıl pedig azt biztosítja, hogy a folyamat a rendszer

céljának megfelelı módon menjen végbe.

Környezeti hatások

A rendszereket a környezetb ıl különböz ı hatásokérik. Ezeknek a hatásoknak egy részét a rendszerek várják, számolnak velük, tudják, hogy érkezni fognak, elıre felkészülnek a fogadásukra, és ennek megfelelıen alakítják a folyamataikat. A hatások másik része viszont véletlenszerően léphet fel, és úgy hat a rendszer folyamataira, hogy eltéríti azokat a cél teljesítése által megkívánt mederbıl.A környezeti hatások lehetnek:– várt, kívánt hatások,– várt, nem kívánt hatások (zavaró hatások),– nem várt, nem kívánt hatások (zavaró hatások) és– nem várt, kívánt hatások.

IRÁNYÍTÁS

• Egy rendszer mőködésébe elsısorban akkor kell beavatkozni, ha zavaró hatás éri. A beavatkozásnak háromféle módja lehetséges, tehát az irányításnak három fı formáját különböztetjük meg, mégpedig:

• a szabályozást,• a vezérlést és• az izolációt.

Szabályozás

• Szabályozásról beszélünk akkor, ha a folyamat valamely jellemzı értékét mérjük, s ha az eltér a kívánt értéktıl, beavatkozunk a rendszer mőködésébe, az eltérés pozitív irányba terelése érdekében. A beavatkozás tehát azután történik meg, miután a zavaró hatás már érvényesült, amikor már eltérés mutatkozik.

• Szabályozást jelent például egy terem hımérsékletének befolyásolása akkor, ha a terem hımérsékletét mérjük, és akkor avatkozunk be a főtés folyamatába, ha az egy elıre megadott értéktıl – mondjuk 20 °C-tól – eltér. Az eltérésnél azonban rendszerint van tőréshatár, amely alatt nem szoktunk beavatkozni. Legyen a tőréshatár jelen esetben 1 °C. Példánkra alkalmazva e z azt jelenti, hogy ha a terem hımérséklete 19 °C, akkor nem változtatjuk a főtés erısségét, de ha a hımérséklet alacsonyabb,akkor igen.

Vezérlés

• Vezérlésr ıl beszélünk akkor, ha a rendszer bemenı értékeit mérjük, s a mérési eredmények alapján avatkozunk be a rendszer mőködésébe annak érdekében, hogy a zavaró tényezık káros hatásait kiegyenlítsük. A beavatkozás akkor történik meg, amikor a zavaró hatás érvényesül, tehát a beavatkozás ellentétes hatást vált ki.

• Vezérlést jelent például egy terem hımérsékletének irányítása akkor, ha a főtés folyamatába a külsı hımérséklet mérése és változása alapján avatkozunk be. De vezérléssel mőködik a lakótelepeken a távfőtırendszer, és vezérelt rendszer az őrhajó is.

Izoláció

• Izolációról beszélünk akkor, ha olyan körülményeket teremtünk, amelyek megvédik a rendszert a zavaró tényezık káros hatásaitól. A beavatkozás tehát idıben megelızi a zavaró tényezık fellépését.

• Izolációt jelent például az épületek építésének módja, amellyel megvédjük a benne lévıket az idıjárási tényezık káros befolyásától (esıtıl, hidegtıl, széltıl). De ugyanilyen izolációt jelent a raktárak ırzése, zárása vagy a mezıgazdaság agrotechnikai módszerei, amelyek csökkentik a termés mennyiségének függését az idıjárástól, mint például tartós szárazság esetén a talaj nedvességének megırzésére kialakított öntözırendszer.

3.5.2. A szabályozási kör

• A rendszerek mőködésük során különbözı állapotokba kerülhetnek. Ezek az állapotok egyrészt véletlenszerően következnek be, másrészt viszont tervezhetık. Ha egy rendszer mőködésébe beavatkozunk, akkor általában azt akarjuk elérni, hogy a rendszer egy elıre meghatározott eredményt, vagyis állapotot valósítson meg. Ez a beavatkozás irányítással történik.

• Gondoljunk egy családapára, aki a gyermekeit csónakázni viszi, és kedve szerint ide-oda evez a tavon. A csónaknak nincs útiránya, nincs semmilyen felülvizsgáló elv, amely szerint az apa ellenırizhetné, hogy a csónak valóban a helyes irányba tart-e, hogy a kívánt útirány be nem tartása esetén a megfelelı intézkedéseket megtegye. Abban a pillanatban azonban, amikor az apa a csónakot a többi csónak között a kikötıhelyre irányítja, tehát valamiféle célt tőz ki magának, a csónak máris irányítottá válik. Az apa megtervezi és ellenırzi a visszaút programját, szemeivel észleli a csónakok közötti távolságokat, kezei, pedig beavatkoznak a csónak helyes irányba terelése érdekében.

• Irányításról csak a fenti példa második részével kapcsolatban beszélhetünk, tehát akkor, ha van valamilyen cél, amelynek elérésére a rendszer törekszik. A rendszerekben megvalósuló irányítás folyamata kört alkot, amelyet szabályozási körnek is nevezhetünk.

A szabályozási kör f ı részei a következık:

• Az irányított (szabályozott) jellemz ı, amely maga az irányítandó, vagy szabályozandó rendszer. (Példánkban ez a csónak, amelynek bizonyos útirányt kell betartania.)

• Az érzékelı, amely megállapítja az esetleges zavaró tényezık hatására bekövetkezett tényleges értékeket. (Ilyen érzékelı például az édesapa szeme.)

• Az irányító (szabályozó), amely összehasonlítja a kitőzött célt (a csónakok között elférni, és nem ütközni egyiknek sem) a ténylegesen mért, illetve megfigyelt értékekkel, majd az eltérések ismeretében dönt a beavatkozás szükségességérıl. (Példánkban az apa agya töltheti be ezt a funkciót.)

• A beavatkozó , amely végrehajtja a változásokat. (Az apa kezei végzik el a beavatkozást az evezılapátokkal.)

• Ezzel eljutottunk az irányítás egyik legfontosabb fogalmához, és ez a visszacsatolás. A visszacsatolás olyan rendszerekben lép fel, amelyek egyrészt célirányosak, másrészt, pedig bizonyos zavaró tényezıknek vannak kitéve, amelyek kérdésessé teszik a cél elérését. A visszacsatolás a cél elérését úgy teszi lehetıvé, hogy a mindenkori eltérést a céltól azonnal jelenti a rendszer szabályozójának, és arra készteti, hogy az reagáljon a zavarra.

3.6. AZ INFORMÁCIÓ-RENDSZER

• 3.6.1. Az információ fogalma• Az információ fogalmán egy adott

rendszer számára – annak mőködését befolyásoló – új ismereteket nyújtó jelek, jelsorozatok tartalmi jelentését értjük. Ebbıl a megfogalmazásból igen sok fontos következmény adódik, melyek az alábbiakban foglalhatók össze:

• Az információt jelek, jelsorozatok hordozzák, ugyanis az információ azok tartalmi jelentése, tehát nem azonos a jellel. Egy adott jelet, amennyiben elemi ismeretet hordoz, és rögzített állapotban van, úgy adatnaknevezünk. Ha ugyanez a jel nincs rögzítve (éppen mozog, például hírcsatornán továbbítják), akkor hírnekmondjuk. Az adatok és a hírek az információ hordozói.

• Egy anyag megnevezése, mennyisége vagy egységára mindegyike egy-egy elemi ismeretet képez, tehát nem információk. A bizonylatot is, amelyen ezek az adatok rögzítve vannak, adathordozónak nevezzük.

• Az információ új ismeretet jelent, mégpedig egy korábbi ismeretiszinthez képest jelent új ismeretet, tehát nem általában ismeretet. Új ismeretet nyilván akkor kapunk, ha valami elıre nem volt bizonyos, azaz, ha elıre határozatlan volt. Az információ tehát határozatlanságot változtat meg egy korábbi határozatlansági szinthez képest.

• Ha például kint vagyunk a Nyugati pályaudvaron, várjuk a szegedivonat érkezését, és látjuk, hogy három szabad vágány van, amelyek egyikére a vonat érkezhet, akkor az, hogy a várt vonat melyik vágányra érkezik, ennek megfelelıen határozatlan. Amikor azonbana hangosbemondó közli, hogy a vonat melyik vágányra áll be, akkor ez a közlés (hír) megszünteti a közlés vétele elıtti határozatlanságunkat, vagyis információt (új ismeretet) ad számunkra.

• Az információ mindig meghatározott rendszer számára jelent új ismeretet. Ebbıl az is következik, hogy egy adott jelsorozat az egyik rendszer számára ad új ismeretet, más rendszer számára viszont nem, illetve hogy a különbözı rendszerek számára egy és ugyanazon jelsorozat más és más információt jelenthet.

• Az elızı példát folytatva, hogyha a hangosbemondó a debreceni vonat érkezését közli, akkor annak a személynek a számára, aki adebreceni vonatot várja, más információt jelent ez a közlés, mint a mi számunkra, hiszen mi a szegedi vonatot várjuk. Ugyanakkor annak a személynek a számára, aki csak idıtöltési célból van a pályaudvaron, ez a közlés egyáltalán nem jelent információt, vagy csak nagyon kis mértékben, hátha egyszer ı is fogja várni a debreceni vonatot.

• Az információ az adott rendszer mőködését befolyásolja, azaz csak abban az esetben ad egy jelsorozat információt, ha az valamilyenformában felhasználásra kerül.

• Nyilvánvaló, hogy annak a személynek a viselkedését, aki nem várvonatot, nem befolyásolja a vonatkozó közlés. A mi számunkra viszont ezek a közlések információt tartalmaznak, hiszen ennek alapján megyünk oda ahhoz a vágányhoz, amelyre az általunk várt vonat érkezik.

• A rendszer- és információelmélet, valamint gyakorlat szempontjából rendkívül fontos tény, hogy minden irányított rendszerben az információk szakadatlan áramlása megy végbe, s ami még fontosabb: az információk áramlása kétirányú. Haladnak egyenes irányban, tehát a rendszert szabályozó pályákon, de haladnak fordított irányban is, mégpedig abban az értelemben, hogy tudósítanak a rendszer állapotáról. Az információk egyenes irányú haladását csatolás nak, a fordított irányú haladást pedig visszacsatolás nak nevezzük. (L. a 3.5.2. fejezetben is.)

3.6.2. Az információ-rendszer fogalma, jellemz ıi

• Információ-rendszer alatt olyan átfogó fogalmat értünk, amely egyrészt kiterjed az eseményeket és tényeket rögzítı adatok megszerzésére, rögzítésére, tárolására, feldolgozására, másrésztpedig a feldolgozás eredményeként az információk elıállítására, továbbítására és felhasználására.

• Tehát az információ-rendszer jelenti:• az eseményeket és tényeket leíró adatok összegyőjtését, rögzítését,

ellenırzését,• az adatok kezelhetı és elérhetı formában történı tárolását, az

adatok feldolgozását,• a felhasználói igények figyelembevételével az információk

elıállítását,• az információk továbbítását a felhasználókhoz.

• Az információ-rendszeren belül az elsırendő feladat az információt tartalmazó üzenetek elıállítása. Azonban az információ-elıállítás alapfeltétele a megfelelı „alapanyag”, vagyis a rendszer feladatait és folyamatait leíró adatok biztosítása. A másik fontos feladat egy olyan algoritmus készítése, amely az „alapanyagból” „készárut” állít elı, másképpen fogalmazva, amely adott inputként kezelt adathalmazból outputokat hoz létre elıre megfogalmazott célok kielégítése érdekében. A leírtakat kövessük végig az ábrán!

Információ- rendszer

• Az információ-rendszer mindig egy meghatározott vállalkozáshoz (a továbbiakban: gazdasági rendszerhez) tartozik, feladatai és módszerei is az adott rendszerhez igazodnak. Valamilyen információ-rendszere tehát minden gazdasági rendszernek van, és ez lehet rossz, de lehet jó is. A megkülönböztetés attól függ, hogy az elıállított információk mennyiben felelnek meg a rendszer célkitőzéseinek, mennyire hatékonyak. Nagy szerepe van itt a gyorsaságnak, a pontosságnak és a teljeskörőségnek.

• Az információ-rendszerhez szükségszerően hozzátartozik az adatok feldolgozásának rendszere. Az adatfeldolgozási rendszer egyszerre jelent lehetıséget és korlátot az információ-rendszer szempontjából. Lehetıséget annyiban, hogy a korszerő technikával rendelkezı gazdasági rendszerben megvalósítható a komplexitás és az integráció. Korlát lehet a feldolgozás akkor, ha a gazdasági rendszernek nincsenek olyan technikai lehetıségei, amelyek az információ-rendszer mennyiségi és minıségi igényeinek kielégítésére alkalmasak. Ez utóbbi esetben vagy alkalmazkodni kell a korlátokhoz (tehát meg kell elégedni az információ-rendszer adott színvonalával), vagy fel kell oldani a korlátokat. Tudni kell azonban azt is, hogy meghatározó szerepe az információ-rendszernek van.