Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Системы, их свойства и классификация





Литература:

1. Уемов А.И. Системный подход и общая теория систем. М.: Мысль, 1978

2. Шэннон Р. Имитационное моделирование систем искусство и наука. М.: Мир, 1978

Понятие системы является центральным не только в системном анализе, но и в ряде сопряженных наук. В предыдущих лекциях мы использовали это понятие, но не пытались определить, что же является системой. Многие авторы пытались давать свое определение системы исходя из терминологии своей научной дисциплины. Так, Уемов собрал в своей книге 35 определений системы, предложенных в различное время различными исследователями. Попытаемся пройти за лекцию все исторические этапы понимания сущности системы и дать в ее завершении определение системы.

Первые определения. Изучение систем и системных свойств началось в процессе создания сложных технических систем человеком. Основным моментом при этом являлась достижение системой определенной цели, для которой эта система создавалась. Ясно, что достичь поставленной цели не удавалось при имеющихся возможностях или внешних средствах. Примером этому служит невозможность за короткий срок обработать заданное количество информации или провести расчеты, что послужило основной побудительной силой для создания ЭВМ или необходимость удержания горячей плазмы в фиксированном объеме поставила задачу создания установок типа токамак. Осознание потребности является первым моментом создания системы, за которым следует выявление проблемы и, наконец, формулировка цели.

Вся дальнейшая деятельность по созданию системы будет подчинена этой цели. И первое определение системы было таким: Система есть средство достижения цели. Причем системой являлся не только создаваемый объект, но и коллектив создающий его. Но понимание этого пришло позднее. На первом месте были технические системы. Приведем несколько примеров соответствия цели и созданных систем достижения этой цели.

1. Указание текущего времени в произвольный момент часы

2. Передача звуковой и зрительной информации на расстояние телевидение

3. Перемещение населения внутри большого города метро

Приведенные примеры сознательно упрощены, но именно разработка технического задания является ответственейшим моментом в решении проблемы и существует даже должность в крупных НИИ постановщик задач, которая подразумевает высокую квалификацию и возможность системного видения проблемы. Завершается первый этап подписание технического задания официального документа, в котором должны быть указаны основные параметры создаваемой системы. Ярким примером является судебное преследование архитекторов моста, который не был разрушен тайфуном по мощности превосходившим заданные расчетные показатели. Существует образное выражение, концентрирующее первое определение: система есть тень цели на объекте.

Положительным моментом первого определения системы является его конструктивность, нацеленность на его свойства, но научная ценность его невелика. Соответствие цели и подсистем не однозначно, иерархия не определяется и т.д.

Модель черного ящика. Для более определенной и точной характеристики системы необходимо иметь ее модель, преобразуя имеющиеся сведения так, чтобы вычленить существенные ее стороны, такие как взаимосвязи, соподчиненность и т.д. Большую роль сыграло представление системы как черного ящика с определенными функциями на входе и выходе. Эта максимально простая модель подчеркивает два системных свойства: целостность и обособленность от среды.

Одновременно ящик не абсолютно обособлен от среды, он имеет входы и выходы. Выходы системы ящика соответствуют цели системы. Система связана со средой и воздействует на среду посредством входов и выходов, которые четко разграничены и функционально прописаны, определены их возможные параметры и характеристики.

Особенно выделены связи системы со средой, задающие управление системой, которые определяют возможности изменения ее рабочих параметров для достижения цели. Существенно, что в данном случае определяется степень автономности системы. Возможны системы с высокой степенью автономности. Но для нас важно подчеркнуть наличие параметра степени автономности и возможность управления им.

Модель черного ящика оказалась очень полезной для разработки ряда систем, прежде всего технических. Она не так проста, как может показаться. Для развития системного подхода было очень важным подчеркнуть безразличие к содержимому ящика, а выделять только функциональные связи со средой и преобразования входных сигналов в ящике. Определение системы в виде черного ящика допускает множественность вложения, но требует учета всех взаимосвязей.

Для примера попробуем сформулировать входы и выходы у простейшей системы наручные часы. Входом будет энергия, обеспечивающая их работу в виде батарейки или регулярного завода пружины. На выходе требуется информация о текущем времени в цифровом или аналоговом виде. Иногда требуется дополнительное освещение в ночное время, необходимо учесть удобство ношения их на руке, пыле и влагонепроницаемость, прочность, достаточную степень точности, приемлемую стоимость и т.д.

Недостатком модели черного ящика являлась техническая направленность системного понимания моделируемого объекта, недостаточное внимание к структуре системы, недооценка синергетических явлений.

На следующем этапе основное внимание стали уделять взаимоотношениям между элементами системы, выделяя те их них, которые в свою очередь так же являются системами. От внутренних взаимосвязей в системе зависит очень многое.

Примерами сложной системы является почти любой экономический объект. Завод состоит из отдельных цехов, которые в свою очередь также разбиты на участки. Большую роль играют службы снабжения, маркетинговые структуры, транспортные и энергетические участки и т.д. В такой постановке более важное значение приобретают отношения между элементами системы и от них часто зависит эффективность ее работы и жизнеспособность. В современной трактовке структурность системы выходит на первое место в системном анализе. Тогда природа элементов не играет принципиальной роли и рассматриваются только функциональное наполнение межэлементных связей.

Третье определение системы можно сформулировать так: система есть совокупность взаимосвязанных элементов, обособленная от среды и взаимодействующая с ней как единое целое. Иногда применяется также термин белый ящик или конструкция системы для подчеркивания выделения всех связей и элементов системы внутри и с окружающей средой. Часто такую структурную схему выполняют в виде графа. При этом элементы являются вершинами графа, а ребра обозначают связи. Если выделены направления связей, то граф является ориентированным. В противном случае граф неориентированный. Для графов построена интересная теория с содержательными результатами, многие из них нашли свое применение и в системном анализе. Рассмотрим примеры структур: линейной, древовидной (иерархической), матричной и сетевой. Особое место занимают структуры с обратной связью, которые соответствуют кольцевым путям в ориентированных графах.

Суммируя сказанное выше, перечислим свойства систем.

· Целостность появление нового качества в объединении именно этого набора элементов. Важно доказать целостность потерей системных качеств при исключении любого из выделенных элементов системы.

· Разнообразие наличие качественно различных элементов системы, несущих различные функции.

· Связность осуществление обмена информацией между элементами системы, невозможность включения в систему элементов без информационного обмена.

· Целенаправленность возможность управления системой путем изменения параметров в одном элементе для преобразования состояния других.

· Устойчивость (гомеостаз) способность сохранения свойств 1-4 при достаточно широком изменении параметров среды.

Примерами систем являются живые существа, ЭВМ, экономические структуры, большинство механизмов, транспортные средства и т.д.

Понимание системности изучаемого объекта чрезвычайно важно для моделирования, ибо модель только тогда будет адекватна оригиналу, когда все ее системные свойства будут отражены в модели.

Классификация систем. Подводным камнем в классификации систем является проблема цели. Когда мы говорили о машинах, все было очень просто, но, говоря о животном, экологической системе, мы касаемся сложной философской проблемы целесообразности жизни, существования тех или иных систем. Для их разделения все системы делят на естественные и искусственные по происхождению. Многие исследователи по этому признаку даже не признают за человеком право называться системой. Другие полагают цель неизвестной и все-таки относят естественные объекты к системам.

Далее перечислим классифицирующие признаки и виды систем:

1. Характер взаимоотношений со средой - · Открытые (непрерывный обмен) · Закрытые (слабая связь)
2. Причинная обусловленность · Детерминированные · Стохастические
3. Степень подчиненности · Простые (каждый с каждым) · Иерархические (существует соподчиненность)
4. По отношению к времени · Статические · Динамические
5. По степени сложности · Простые (мало элементов <9) · Сложные · Большие

Наличие двух категорий Большие и Сложные обусловлено историческими причинами. Можно отнести, следуя большинству учебных пособий, к большим системы, моделирование которых затруднено вследствие их размерности, а к сложным системы, для моделирования которых недостаточно информации. Иногда выделяют еще Очень сложные системы, для моделирования которых человечество не обладает нужной информацией. Это мозг, вселенная, социум. При моделировании больших систем применяют метод декомпозиции, в котором снижение размерности осуществляется путем разбиения на подсистемы.

Date: 2015-07-17; view: 457; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию