Строение и функционирование системы

Элемент – это простейшая, неделимая часть системы, которая рассматривается как предел разделения системы с точки зрения аспекта рассмотрения системы, решения конкретной задачи или поставленной цели.

В зависимости от формулировки задачи, цели и ее уточнения в процессе анализа систему можно расчленить на элементы разными способами:

Компонент и подсистемы:

Термин “элемент” иногда используют в широком смысле, даже когда система не может быть разделена на разные составляющие, которые являются пределами разделения. Обычно при многоуровневой декомпозиции, сложную систему делят не подсистемы, а если последние трудно разделить на элементы, то составляющие для промежуточных уровней декомпозиции называют компонентами.

Декомпозиция – это разделение или дезагрегирование.

Деление на подсистемы связано с возможностью выявления совокупности взаимосвязанных элементов или компонентов, способных выполнять относительно независимые функции и обладающие подцелями, направленными на достижение общей цели системы.

Названием “подсистема” подчеркивается, что такая часть должна обладать свойствами системы, в первую очередь свойством целостности. Этим подсистема отличается от групп элементов, для которых не определена подцель и не выполняется свойство целостности, такие группы называют компонентами.

Связь обеспечивает возникновение и сохранение целостных свойств системы. Это понятие характеризует и строение, и функционирование системы. Связь представляет собой ограничение степени свободы элементов, направлена на увеличение согласования элементов, но возникновение связей может приводить к увеличению степени свободы для целого. Связи характеризуются силой, направлением и характером. По силе связи бывают: сильные и слабые, по второму признаку: направленные и ненаправленные; по характеру: подчинения и порождения, равноправные и связи управления. Связями подчинения является:

род – вид;

часть - целое.

Порождения:

причина – следствие.

По месту приложения связи делят на внутренние и внешние, а по направленности в системе: прямые и обратные. Очень большое значение имеют обратные связи. Если обратная связь является положительной, то это позволяет сохранять тенденции при изменении некоторого выходного параметра. Отрицательная обратная связь противодействует тенденции изменения выходного параметра, то есть, направлена на сохранение этого параметра. Обратная связь обычно иллюстрируется примерами технических устройств и не всегда легко интерпретируется в организационных системах управления. Для правильного использования обратной связи в модели необходимо, кроме фиксации рассогласования между требуемым и фактическим значением регулируемого параметра, учитывать все элементы обратной связи. Обратная связь – основа саморегулирования и развития систем, обеспечивает приспособление системы к меняющимся условиям среды. При разработке модели сложной саморегулирующейся системы одновременно используется положительная обратная связь и отрицательная обратная связь.

Целостность системы обеспечивается, если суммарная сила связи между элементами превышает суммарную мощность связи между элементами системы и среды. В системах управления такие измерения трудно реализовать, поэтому используются косвенные оценки. Для характеристики системы очень важно понятие цели, целесообразности. В зависимости от этапа исследования в понятие цели можно включить различные аспекты: от некоторых идеальных устремлений, до конкретных целей (результатов), которые должны быть получены в определенном временном интервале. Цель может формулироваться в терминах конечного продукта деятельности. Поведение одной и той же системы может быть описано в терминах целей и целевых функционалов, связывающих цели со средствами их достижения. Поведение может описываться без использования понятия цели, лишь в терминах непосредственного влияния одних элементов или параметров на другие. Обычно для этого используется пространство состояний. Пример: дифференциальные уравнения с начальными условиями.