Второе определение системы 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.

Входы          черный ящик        выходы

Модель «черного ящика»

Система связана со средой и воздействует на среду посредством входов и выходов, которые четко разграничены и функционально прописаны, определены их возможные параметры и характеристики.

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.

Третье определение системы

Система есть совокупность элементов, объединенных общей функциональной средой и целью функционирования.

Иногда применяется также термин «белый ящик» для подчеркивания выделения всех элементов системы и связей как внутри нее, так и с окружающей средой.

5.Что такое элемент системы, компонент системы, подсистема?

Функциональная среда системы — характерная для системы совокупность законов, алгоритмов и параметров, по которым осуществляется взаимодействие (обмен) между элементами системы и функционирование (развитие) системы в целом.

Элемент системы — условно неделимая, самостоятельно функционирующая часть системы.

Однако ответ на вопрос, что является такой частью, может быть неоднозначным. Например, в качестве элементов стола можно назвать «ножки, ящики, крышку и т. д.», а можно - «атомы, молекулы», в зависимости от того, какая задача стоит перед исследователем.

Поэтому примем следующее определение: элемент - это предел членения системы с точки зрения аспекта рассмотрения, решения конкретной задачи, поставленной цели.

Компоненты и подсистемы.

Понятие подсистема подразумевает, что выделяется относительно независимая часть системы, обладающая свойствами системы, и в частности имеющая подцель, на достижение которой ориентирована подсистема, а также другие свойства - целостности, коммуникативности и т. п., определяемые закономерностями систем.

Если же части системы не обладают такими свойствами, а представляют собой просто совокупности однородных элементов, то такие части принято называть компонентами.

Связь. Понятие связь входит в любое определение системы и обеспечивает возникновение и сохранение ее целостных свойств. Это понятие одновременно характеризует и строение (статику), и функционирование (динамику) системы.

Связь определяют как ограничение степени свободы элементов. Действительно, элементы, вступая во взаимодействие (связь) друг с другом, утрачивают часть своих свойств, которыми они потенциально обладали в свободном состоянии.

Связи можно охарактеризовать направлением, силой, характером (или видом).

По первому признаку связи делят на направленные и ненаправленные.

По второму - на сильные и слабые.

По характеру (виду) различают связи подчинения, порождения (или генетические), равноправные (или безразличные), управления.

Структура системы — совокупность связей, по которым обеспечивается энерго-, массо- и информационный обмен между элементами системы, определяющая функционирование системы в целом и способы ее взаимодействия с внешней средой.

Часто структуру системы оформляют 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.

Цель - заранее мыслимый результат сознательной деятельности человека.

Символически это определение системы представим следующим образом:

S ≡ < A, R, Z >,

где А – элементы;

R – отношения между        

       элементами;

Z — цель.

6. Понятия, характеризующие функционирование и развитие системы

Процессы, происходящие в сложных системах, как правило, сразу не удается представить в виде математических соотношений или хотя бы алгоритмов.

Поэтому для того, чтобы хоть как-то охарактеризовать стабильную ситуацию или ее изменения, используют специальные термины, заимствованные теорией систем из теории автоматического регулирования, биологии, философии.

Состояние. Понятием «состояние» обычно характеризуют мгновенную фотографию, «срез» системы, остановку в ее развитии.

Его определяют либо через входные воздействия и выходные сигналы (результаты), либо через макропараметры, макросвойства системы (давление, скорость, ускорение).

Поведение. Если система способна переходить из одного состояния в другое, то говорят, что она обладает поведением.

Этим понятием пользуются, когда неизвестны закономерности (правила) перехода из одного состояния в другое. Тогда говорят, что система обладает каким-то поведением и выясняют его характер, алгоритм.

Равновесие. Понятие равновесие определяют как способность системы в отсутствие внешних возмущающих воздействий (или при постоянных воздействиях) сохранять свое состояние сколь угодно долго.

Устойчивость. Под устойчивостью понимают способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних (или в системах с активными элементами - внутренних) возмущающих воздействий.

Состояние равновесия, в которое система способна возвращаться, называют устойчивым состоянием равновесия.

Возврат в это состояние может сопровождаться колебательным процессом. Соответственно в сложных системах возможны неустойчивые состояния равновесия.

7.Классификация систем

Признак	Виды систем
1. Природа объекта	Естественные Искусственные      - реальные      - абстрактные
2. Характер взаимоотношений со средой	Открытые (непрерывный обмен) Закрытые (слабая связь)
3. Причинная обусловленность	Детерминированные Вероятностные
4. Характер элементов	экономические, социальные, технические, политические, биологические
5. Степень организованности	Хорошо организованные Плохо организованные Самоорганизующиеся
6. По отношению к времени	Статические Динамические
7. По степени сложности	Малые и Большие Простые и Сложные
8. По однородности элементов	Гомогенные Гетерогенные

Большие и сложные системы

Большие системы – те, моделирование которых затруднено вследствие их размерности, а сложные системы – те, 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.

При моделировании сложных систем применяют специальные методы снижения неопределенности.

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: