Головна
Банківська справа  |  БЖД  |  Біографії  |  Біологія  |  Біохімія  |  Ботаніка та с/г  |  Будівництво  |  Військова кафедра  |  Географія  |  Геологія  |  Екологія  |  Економіка  |  Етика  |  Журналістика  |  Історія техніки  |  Історія  |  Комунікації  |  Кулінарія  |  Культурологія  |  Література  |  Маркетинг  |  Математика  |  Медицина  |  Менеджмент  |  Мистецтво  |  Моделювання  |  Музика  |  Наука і техніка  |  Педагогіка  |  Підприємництво  |  Політекономія  |  Промисловість  |  Психологія, педагогіка  |  Психологія  |  Радіоелектроніка  |  Реклама  |  Релігія  |  Різне  |  Сексологія  |  Соціологія  |  Спорт  |  Технологія  |  Транспорт  |  Фізика  |  Філософія  |  Фінанси  |  Фінансові науки  |  Хімія

Термінологія теорії систем. Класифікація систем. Закономірності систем - Різне

Міністерство освіти України Придніпровська державна академія будівництва і архітектури Кафедра автоматики РЕФЕРАТ Курс: основи системного аналізу. Тема: термінологія теорії систем. Класифікація систем. Закономірності систем. Виконав: Шиманов Д. В. Проверіл: Бодня В. С. Днепропетровськ 2002

Основні задачі і напрями розвитку теорії систем. Системний підхід - це напрям методології наукового пізнання і соціальної практики, в основі якого лежить дослідження об'єктів як систем. До числа задач, що вирішуються теорією систем, відносяться: опреденление загальної структури системи; організація взаємодії між підсистемами і елементами; облік впливу зовнішньої середи. вибір оптимальної структури системи; вибір оптимальних алгоритмів функціонування системи. Проектування великих систем звичайно ділять на дві стадії: макропроектирование (зовнішнє проектування), в процесі якого вирішуються функціонально-структурні питання системи загалом, і микропроектирование (внутрішнє проектування), пов'язане з розробкою елементів системи як фізичними единниц обладнання і з отриманням технічних рішень по основнным елементах (їх конструкції і параметри, режими эксплунатации). Відповідно до такого ділення процесу проектированния великих систем в теорії систем розглядаються методи, пов'язані з макропроектированием складних систем. Основні поняття теорії систем В першому розділі викладені основні поняття і визначення теорії систем. Приведена класифікація систем з різних точок зору, розглянуті ряд закономірностей і дані опренделения і суть понять «системний підхід», «системний аналіз» і «системні дослідження». Термінологія теорії систем Визначення поняття «система». У цей час немає единнства у визначенні поняття «система». У перших визначеннях в тій або інакшій формі говорилося про те, що система - це елементи і зв'язки (відносини) між ними. Наприклад, основопонложник теорії систем Людвіг фон Берталанфі [25] визначав систему як комплекс взаємодіючих елементів або як сукупність елементів, що знаходяться в певних отношенниях один з одним і зі середою. А. Холл [12] визначає систему як безліч предметів разом із зв'язками між предметами і між їх ознаками. Ведуться дискусії, який термін- «отнношение» або «зв'язок» - краще вживати. Пізнє у визначеннях системи з'являється поняття мети. Так, в «Філософському словнику» система визначається як «совонкупность елементів, що знаходяться у відносинах і зв'язках між собою певним чином і створюючих деяку целостнное єдність». Останнім часом у визначення поняття системи нарівні з елементами, зв'язками і їх властивостями і цілями починають включати спостерігача, хоч уперше на необхідність обліку взаємодії між дослідником і системою, що вивчається указав одного з основоположників кібернетики У. Р. Ешбі [27]. М. Масарович і Я. Такахара в книзі «Загальна теорія систем» вважають, що система - «формальний взаємозв'язок між нанблюдаемыми ознаками і властивостями». Таким чином, в залежності від кількості чинників, що враховуються і міри абстрактності визначення поняття «систенма» можна представити в наступній символьній формі. Кожне визначення визначимо буквою D (від лати. definitions) і поряднковым номером, співпадаючим з кількістю чинників, що враховуються у визначенні. D1. Система є щось ціле: S=А(1, 0). Це визначення виражає факт існування і целостнность. Двійкова думка А(1,0) відображає наявність або отсутнствие цих якостей. D2. Система є організована безліч (Темников Ф. Е. [23]): S=(орг, M), де орг - оператор організації; М - безліч. D3. Система є безліч речей, властивостей і відносин (Уємов А. И. [24]): S=({m}.{n}.{r]), де m - речі, n - властивості, r - відносини. D4. Система є безліч елементів, створюючих струкнтуру і що забезпечують певну поведінку в умовах окрунжающей середи: S=(е, ST, BE, Е), де е - елементи, ST - структура, BE - поведінка, Е - середа. D5. Система є безліч входів, безліч виходів, безліч станів, що характеризуються оператором переходів і оператором виходів: S=(X, Y, Z, Н, G), де Х - входи, Y - виходи, Z - стану, Н - оператор пенреходов, G - оператор виходів. Це визначення враховує всі основні компоненти, що розглядаються в автоматиці. D6. Це шестичленное визначення, як і подальші, труднно сформулювати в словах. Воно відповідає рівню биосинстем і враховує генетичний (родове) початок GN, умови існування KD, обмінні явища MB, розвиток EV, функцинонирование FC і репродукцію (відтворення) RP: S=(GN, KD, MB, EV, FC, RP). D7. Це визначення оперує поняттями моделі F, зв'язку SC, перерахунку R, самообучения FL, самоорганизации FO, провондимости зв'язків ЗІ і збудження моделей JN:

S=(F, SC, R, FL, FO, CO, JN).

Дане визначення зручне при нейрокибернетических исследонваниях.

D8. Якщо визначення D5 доповнити чинником часу і фуннкциональными зв'язками, то отримаємо визначення системи, котонрым звичайно оперують в теорії автоматичного управління:

S=(Т, X, Y, Z, u, V, h, j),

де Т - час, Х - входи, Y - виходи, Z - стану, u - клас операторів на виході, V - значення операторів на выхонде, h - функціональний зв'язок в рівнянні у(t2)=h[х(t1), z(t1), t2], j - функціональний зв'язок в рівнянні z(t2)=j[х(t1), z(t1), t2].

D9. Для організаційних систем зручно у визначенні систенмы враховувати наступне:

S=(PL, RO, RJ, EX, PR, DT, SV, RD, EF),

де PL - цілі і плани, RO - зовнішні ресурси, RJ - внутреннние ресурси, EX - виконавці, PR - процес, DT- перешкоди, SV - контроль, RD - управління, EF - ефект.

Послідовність визначень можна продовжити до DN (N=9, 10, 11,. ..), в якому враховувалася б така кількість елементів, зв'язків і дій в реальній системі, якого необнходимо для задачі, що вирішується, для досягнення поставленої мети. Як «робоче» визначення поняття системи в линтературе по теорії систем часто розглядається наступне:

система - безліч елементів, що знаходяться у відносинах і зв'язках один з одним, яке утворить певну целостнность, єдність.

Розглянемо основні поняття, що характеризують будову і функціонування систем.

Елемент. Під елементом прийнято розуміти найпростішу ненделимую частину системи. Відповідь на питання, що є такою частиною, може бути неоднозначною і залежить від мети розгляду об'єкта як системи, від точки зору на нього або від аснпекта його вивчення. Таким чином, елемент - це межа члененния системи з точок зору рішення конкретної задачі і поставнленной мети. Систему можна розчленувати на елементи различнными способами в залежності від формулювання мети і її уточнення в процесі дослідження.

Підсистема. Система може бути розділена на елементи не відразу, а послідовним розчленуванням на підсистеми, котонрые являють собою компоненти більш великі, ніж элеменнты, і в той же час більш детальні, ніж система загалом. Можливість ділення системи на підсистеми пов'язана з вычлененнием сукупностей взаємопов'язаних елементів, здатних вынполнять відносно незалежні функції, подцели, направнленные на досягнення загальної мети системи. Назвою «подсинстема» підкреслюється, що така частина повинна володіти свойстнвами системи (зокрема, властивістю цілісності). Цим поднсистема відрізняється від простої групи елементів, для якої не сформульована подцель і не виконуються властивості целостнности (для такої групи використовується назва «компоненти»). Наприклад, підсистеми АСУ, підсистеми пасажирського транснпорта великого міста.

Структура. Це поняття відбувається від латинського слова struнcture, що означає будову, розташування, порядок. Структунра відображає найбільш істотні взаємовідносини між елементами і їх групами (компонентами, підсистемами), котонрые мало міняються при змінах в системі і забезпечують існування системи і її основних властивостей. Структура - це сукупність елементів і зв'язків між ними. Структура може бути представлена графічно, у вигляді теоретико-множинних описів, матриць, графів і інших мов моделювання струкнтур.

Структуру часто представляють у вигляді ієрархії. Ієрархія - це впорядкованість компонентів по мірі важливості (многоступенчатость, службові сходи). Між рівнями иерархинческой структури можуть існувати взаємовідносини строгонго підкорення компонентів (вузлів) нижележащего рівня однонму з компонентів вышележащего рівня, т. е. відносини так званого деревовидного порядку. Такі ієрархії називають сильними або ієрархіями типу «дерева». Вони мають ряд особеннностей, що роблять їх зручним засобом представлення систем управління. Однак можуть бути зв'язки і в межах одного уровння ієрархії. Один і той же вузол нижележащего рівня може бути одночасно підлеглий декільком вузлам вышележащего рівня. Такі структури називають ієрархічними структурами зі слабими зв'язками. Між рівнями ієрархічної структури можуть існувати і більш складні взаємовідносини, напринмер, типу «страт», «шарів», «ешелонів», які детально раснсмотрены в [6]. Приклади ієрархічних структур: енергетичні системи, АСУ, державний апарат.

Зв'язок. Поняття «зв'язок» входить в будь-яке визначення системи нарівні з поняттям «елемент» і забезпечує виникнення і сонхранение структури і цілісних властивостей системи. Це поняття характеризує одночасно і будова (статику), і функционинрование (динаміку) системи.

Зв'язок характеризується напрямом, силою і характером (або виглядом). По перших двох ознаках зв'язку можна розділити на направлені і ненаправлені, сильні і слабі, а по характеру - на зв'язку підкорення, генетичні, рівноправні (або байдужі), зв'язки управління. Зв'язки можна розділити також по місцю додатку (внутрішні і зовнішні), по спрямованості процесів в системі загалом або в окремих її підсистемах (прямі і зворотні). Зв'язки в конкретних системах можуть бути одночасно охарактеризовані декількома з названих ознак.

Важливу роль в системах грає поняття «зворотного зв'язку». Це поняття, що легко ілюструється на прикладах технічних пристроїв, не завжди можна застосувати в організаційних систенмах. Дослідженню цього поняття велика увага приділяється в кібернетиці, в якій вивчається можливість перенесення механізмів зворотного зв'язку, характерних для об'єктів однієї фізичної природи, на об'єкти іншої природи. Зворотний зв'язок є основою саморегулирования і розвитку систем, пристосування їх до умов існування, що змінюються.

Стан. Поняттям «стан» звичайно характеризують мгнонвенную фотографію, «зріз» системи, зупинку в її розвитку. Його визначають або через вхідні впливи і вихідні сигнали (результати), або через макропараметры, макросвойстнва системи (наприклад, тиск, швидкість, прискорення - для финзических систем; продуктивність, собівартість продукції, прибуток - для економічних систем).

Більш повно стан можна визначити, якщо розглянути елементи е (або компоненти, функціональні блоки), определянющие стан, врахувати, що «входи» можна розділити на упранвляющие u і обурюючі х (неконтрольовані) і що «выхонды» (вихідні результати, сигнали) залежать від е, u і х, т. е. zt=f(et, ut, хt). Тоді в залежності від задачі стан може бути визначений як {е, u}, {е, u, z} або {е, х, і, z}.

Таким чином, стан - це безліч істотних властивостей, якими система володіє в даний момент часу.

Поведінка. Якщо система здатна перейти з одного сонстояния в інше (наприклад, z1-z2-z3), то говорять, що вона володіє поведінкою. Цим поняттям користуються, коли неизнвестны закономірності переходів з одного стану в інше. Тоді говорять, що система володіє якоюсь поведінкою і вынясняют його закономірності. З обліком введених вище обозначенний поведінка можна представити як функцію zt=f(zt-1, xt, иt).

Зовнішня середа. Під зовнішньою середою розуміється безліч елементів, які не входять в систему, але зміна їх состоняния спричиняє зміну поведінки системи.

Модель. Під моделлю системи розуміється опис систенмы, що відображає певну групу її властивостей. Поглиблення опису - детализація моделі. Створення моделі системи понзволяет передбачати її поведінка в певному діапазоні умов.

Модель функціонування (поведінки) системи - це мондель, пророча зміну стану системи у временни, наприклад: натурні (аналогові), електричні, машинні на ЕОМ і інш.

Рівновага - це здатність системи у відсутність зовнішніх обурюючих впливів (або при постійних впливах) зберегти свій стан як бажано довго.

Стійкість. Під стійкістю розуміється здатність системи повертатися в стан рівноваги після того, як вона була з цього стану виведена під впливом зовнішніх обурюючих впливів. Ця здатність звичайно властива системам при постійному ut, якщо тільки відхилення не превыншают деякої межі.

Стан рівноваги, в який система здатна возвранщаться, аналогічно з технічними пристроями називають уснтойчивым станом рівноваги. Рівновага і стійкість в економічних і організаційних системах - набагато більш складні поняття, ніж в техніці, і донедавна ними користувалися тільки для деякого попереднього описантельного уявлення про систему. Останнім часом з'явилися спроби формалізованого відображення цих процесів і в складних організаційних системах, що допомагають виявляти панраметры, що впливають на їх протікання і взаємозв'язок.

Розвиток. Дослідженню процесу розвитку, співвідношення процесів розвитку і стійкості, вивченню механізмів, лежанщих в їх основі, приділяють в кібернетиці і теорії систем велику увагу. Поняття розвитку допомагає пояснити складні тернмодинамические і інформаційні процеси в природі і общенстве.

Мета. Застосування поняття «мета» і пов'язаних з ним понять цілеспрямованості, цілеспрямованості, доцільності сденрживается трудністю їх однозначного тлумачення в конкретнных умовах. Це пов'язано з тим, що процес целеобразования і відповідний йому процес обгрунтування цілей в организацинонных системах вельми складений і не до кінця вивчений. Його иснследованию велика увага приділяється в психології, филосонфии, кібернетиці. У Великій Радянській Енциклопедії мета визначається як «зазделегідь мислимий результат свідомої діяльності людини». У практичних застосуваннях мета - це ідеальне спрямування, яке дозволяє колективу побачити перспективи або реальні можливості, що забезпечують своенвременность завершення чергового етапу на шляху до ідеальних спрямувань.

У цей час в зв'язку з посиленням програмно-цільових принципів в плануванні дослідженню закономірностей ценлеобразования і представлення цілей в конкретних умовах приділяється все більше уваги. Наприклад: енергетична пронграмма, продовольча програма, житлова програма, програма переходу до ринкової економіки.

Класифікація систем

Системи розділяються на класи по різних ознаках, і в залежності від задачі, що вирішується можна вибрати різні принцинпы класифікації. При цьому систему можна охарактеризувати одним або декількома ознаками.

Системи класифікуються таким чином:

на вигляд об'єкта, що відображається - технічні, биолонгические і інш.;

на вигляд наукового напряму - математичні, физинческие, хімічні і т. п.;

на вигляд формалізованого апарату представлення системи - детермінований і стохастичні;

по типу цілеспрямованості - відкриті і закриті;

по складності структури і поведінки - прості і складні;

по мірі організованості - добре организованнные, погано організовані (дифузні), самоорганизующиеся системи.

Розглянемо детально два останніх вигляду класифікації систем.

Добре організовані системи. Представити об'єкт, що аналізується або процес у вигляді «добре організованої системи» означає визначити елементи системи, їх взаємозв'язок, правила об'єднання в більш великі компоненти, т. е. визначити зв'язки між всіма компонентами і цілями системи, з точки зору яких розглядається об'єкт або ради досягнення яких створюється система. Проблемна ситуація може бути описана у вигляді математичного вираження, зв'язуючого мету зі среднствами, т. е. у вигляді критерію ефективності, критерію функцинонирования системи, який може бути представлений складним рівнянням або системою рівнянь. Рішення задачі при преднставлении її у вигляді добре організованої системи осуществнляется аналітичними методами формалізованого представленния системи.

Приклади добре організованих систем: сонячна система, що описує найбільш істотні закономірності руху планет навколо Сонця; відображення атома у вигляді планетарної системи, що складається з ядра і електронів; опис роботи складного електронного пристрою за допомогою системи уравненний, що враховує особливості умов його роботи (наявність шумів, нестабільності джерел живлення і т. п.).

Для відображення об'єкта у вигляді добре організованої системи необхідно виділяти істотні і не враховувати відносно неістотні для даної мети розгляди компоненти: наприклад, при розгляді сонячної системи не враховувати метеорити, астероїди і інші дрібні в порівнянні з ранетами елементи міжпланетного простору.

Опис об'єкта у вигляді добре організованої системи застосовується в тих випадках, коли можна запропонувати детермининрованное опис і експериментально довести правомірність його застосування, адекватність моделі реальному процесу. Понпытки застосувати клас добре організованих систем для представлення складних багатокомпонентних об'єктів або мнонгокритериальных задач погано вдаються: вони вимагають недопустинмо великих витрат часу, практично нереализуемы і неадекнватны вживаним моделям.

Погано організовані системи. При представленні об'єкта у вигляді «погано організованої або дифузної системи» не станвится задача визначити всі компоненти, що враховуються, їх свойнства і зв'язки між ними і цілями системи. Система харакнтеризуется деяким набором макропараметров і закономернностями, які знаходяться на основі дослідження не всього об'єкта або класу явищ, а на основі визначеній за допомогою деяких правил вибірки компонентів, що характеризують досліджуваний об'єкт або процес. На основі такого вибіркового дослідження отримують характеристики або закономірності (статистичні, економічні) і розповсюджують їх на всю систему загалом. При цьому робляться відповідні обмовки. Наприклад, при отриманні статистичних закономірностей їх розповсюджують на поведінку всієї системи з деякою доверинтельной імовірністю.

Підхід до відображення об'єктів у вигляді дифузних систем широко застосовується при: описі систем масового обслуживанния, визначенні чисельності штатів на підприємствах і учрежндениях, дослідженні документальних потоків інформації в синстемах управління і т. д.

Самоорганизующиеся системи. Відображення об'єкта у вигляді самоорганизующейся системи - це підхід, що дозволяє иснследовать найменше вивчені об'єкти і процеси. Самоорганинзующиеся системи володіють ознаками дифузних систем: стохастичностью поведінки, нестаціонарністю окремих панраметров і процесів. До цього додаються такі ознаки, як непередбачуваність поведінки; здатність пристосуватися до изнменяющимся умов середи, змінювати структуру при взаимондействии системи зі середою, зберігаючи при цьому властивості целостнности; здатність формувати можливі варіанти поведенния і вибирати з них найкращий і інш. Іноді цей клас розбивають на підкласи, виділяючи адаптивні або самоприснпосабливающиеся системи, самовосстанавливающиеся, самовоснпроизводящиеся і інші підкласи, відповідні различнным властивостям систем, що розвиваються.

Приклади: біологічні організації, колективна поведінка людей, організація управління на рівні підприємства, галузі, держави загалом, т. е. в тих системах, де обов'язково є людський чинник.

При застосуванні відображення об'єкта у вигляді самоорганизунющейся системи задачі визначення цілей і вибору коштів, як правило, розділяються. При цьому задача вибору цілей можливо, в свою чергу, описана у вигляді самоорганизующейся систенмы, т. е. структура функціональної частини АСУ, структура цілей, плану може розбиватися так само, як і структура обеспечиванющей частини АСУ (комплекс технічних засобів АСУ) або орнганизационная структура системи управління.

Більшість прикладів застосування системного аналізу оснновано на представленні об'єктів у вигляді самоорганизующихся систем.

Визначення велике системи. Існує ряд підходів до розділення систем по складності. Зокрема, Г. Н. Поваров в залежності від числа елементів, вхідних в систему, виділяє чотири класи систем: малі системи (10...103элементов), сложнные (103...1O7элементов), ультрасложные (107...1030элементов), суперсистемы (1030...10200элементов). Оскільки поняття елемента виникає відносно задачі і мети дослідження системи, то і дане визначення складності є відносним, а не абсолютним.

Англійських кібернетик С. Бір класифікують всі киберннетические системи на прості і складні в залежності від способу опису: детермінований або теоретико-вероятнностного. А. І. Берг визначає складну систему як систему, яку можна описати не менш ніж на двох різних матенматических мовах (наприклад, за допомогою теорії дифференцинальных рівнянь і алгебри Буля).

Дуже часто складними системами називають системи, котонрые не можна коректно описати математично, або тому, що в системі є дуже велике число елементів, невідомим образом пов'язаних один з одним, або невідома природа явищ, що протікають в системі. Все це свідчить про відсутність єдиного визначення складності системи.

При розробці складних систем виникають проблеми, отнносящиеся не тільки до властивостей їх становлячих елементів і підсистем, але також до закономірностей функціонування системи загалом. При цьому з'являється широке коло специфинческих задач, таких, як визначення загальної структури системи; організація взаємодії між елементами і підсистемами; облік впливу зовнішньої середи; вибір оптимальних режимів функнционирования системи; оптимальне управління системою і інш.

Чим складніше система, тим більша увага приділяється цим питанням. Математичною базою дослідження складних систем є теорія систем. У теорії систем великою системою (складною, системою великого масштабу. Large Scale Systems) називають систему, якщо вона складається з великого числа взаимонсвязанных і взаємодіючих між собою елементів і спосонбна виконувати складну функцію.

Чіткої межі, що відділяє прості системи від великих, немає. Ділення це умовне і виникло через появу систем, що мають в своєму складі сукупність підсистем з наявністю функціональної надмірності. Проста система може нахондиться тільки в двох станах: стані працездатності (справному) і стані відмови (несправному). При відмові эленмента проста система або повністю припиняє виконання своєї функції, або продовжує її виконання в повному обънеме, якщо елемент, що відмовив резервований. Велика система при відмові окремих елементів і навіть цілих підсистем не завжди втрачає працездатність, часто тільки знижуються характеристики її ефективності. Ця властивість великих систем зумовлена їх функціональною надмірністю і, в свою оченредь, утрудняє формулювання поняття «відмова» системи.

Під великою системою розуміється сукупність материальнных ресурсів, коштів збору, передачі і обробок інформації, людей-операторів, зайнятих на обслуговуванні цих коштів, і люндей-керівників, убраних належними правами і ответнственностью для прийняття рішень. Матеріальні ресурси - це сировина, матеріали, напівфабрикати, грошові кошти, разнличные види енергії, станки, обладнання, люди, зайняті на випуску продукції, і т. д. Всі вказані елементи ресурсів об'єднані за допомогою деякої системи зв'язків, які за заданими правилами визначають процес взаємодії між елементами для досягнення загальної мети або групи цілей.

Приклади великих систем: інформаційна система; пассанжирский транспорт великого міста; виробничий процес;

система управління польотом великого аеродрому; энергетичеснкая система і інш.

Характерні особливості великих систем. До них відносяться:

велике число елементів в системі (складність системи);

взаємозв'язок і взаємодія між елементами;

иерархичность структури управління;

обов'язкова наявність людини в контурі управління, на конторого покладається частина найбільш відповідальних функцій упранвления.

Складність системи. Нехай є сукупність з п эленментов. Якщо вони ізольовані, не пов'язані між собою, то ці п елементів ще не є системою. Для вивчення цієї совонкупности досить провести не більш ніж п досліджень. У загальному випадку в системі зв'язок елемента А з елементом Би не экнвивалентна зв'язку елемента Би з елементом А, і тому необхондимо розглядати п(п-1) зв'язків. Якщо характеризувати стан кожного зв'язку наявністю або відсутністю в даний момент, то загальне число станів (для такого самого простого поведенния) системи буде таке, що дорівнює 2n(n-1). Навіть при невеликих п для великих систем (БС) це фантастичне число. Наприклад, нехай п= 10. Число зв'язків n(n-1)=90. Число станів 290=l, 3*1027. Тому вивчення БС шляхом безпосереднього обстеження її станів виявляється вельми громіздким. Отже, необнходимо використати ЕОМ і розробляти методи, позволяюнщие скоротити число станів, що обстежуються БС. Скорочення чиснла станів БС - перший крок в формальному описі систем.

Взаємозв'язок і взаємодія між елементами в БС. Розділення системи на елементи і підсистеми може бути зроблене різними способами. Елементом системи будемо називати сукупність різних технічних засобів і людей, які при даному дослідженні розглядаються як одне неподільне ціле.

Розчленування системи на елементи - другий крок при форнмальном описі системи. Внутрішня структура елемента при цьому не є предметом дослідження. Мають значення тольнко властивості, що визначають його взаємодію з іншими элеменнтами системи і що впливають на характер системи загалом.

Формально будь-яка сукупність елементів системи разом із зв'язками між ними може розглядатися як її підсистема. Використання цього поняття виявляється особливо плодотворнным в тих випадках, коли як підсистеми фігурують деякі більш або менш самостійно функціонуючі частини системи.

У системі управління польотом літака можна виділити наступні підсистеми:

систему дальнього виявлення і управління;

систему багатоканальної телекомунікації;

багатоканальну систему сліпої посадки і злету літака;

систему диспетчеризації;

бортову апаратуру літака.

Підсистеми БС самі можуть бути великими системами, котонрые легко розчленувати на відповідні підсистеми. Так, велику систему «Міський пасажирський транспорт» по виндам транспорту можна розчленувати на підсистеми: тролейбуси, автобуси, трамвай, метрополітен, таксі. Кожна з цих подсинстем, в свою чергу, є БС. Так, таксомоторное господарство складається з: сотень (тисяч) автомобілів і шоферів, декількох автопарків, коштів технічного обслуговування і управління.

Виділення підсистем - третій важливий крок при формальному описі БС.

Иерархичность структури управління. Управління в БС може бути централізованим і децентралізованим. Централізоване управління (мал. 1.1 а), передбачає концентнрацию функції управління в одному центрі БС. Децентрализонванное - розподіл функції управління по окремим эленментам БС (мал. 1.1, би). Типові БС, що зустрічаються на практинке, відносяться, як правило, до проміжного типу, коли стенпень централізації знаходиться між двома крайніми випадками:

чисто централізованим і чисто децентралізованим.

Децентралізація управління дозволяє скоротити обсяг пенрерабатываемой інформації, однак в ряді випадків це привондит до зниження якості управління.

Для управління з иерархичной структурою управління харакнтерно наявність декількох рівнів управління (мал. 1.1, в).

Приклади ієрархічної структури управління: администрантивное управління, управління в збройних силах, постачання.

Обов'язкова наявність людини в контурі управленния. Оскільки в БС обов'язкова наявність людини, вона являетнся завжди эргатической системою. Частина функцій управління вынполняется людиною. Ця особливість БС пов'язана з цілим ряндом чинників:

участь людини в БС вимагає, щоб управління враховувало соціальні, психологічні, моральні і фізіологічні фанкторы, які не піддаються формалізації і можуть бути учнтены в системах управління тільки людиною;

необхідність в ряді випадків приймати рішення на основі неповної інформації, враховувати чинники, що неформалізуються - все це повинен робити людина з великим досвідом, що добре розуміє задачі, що стоять перед системою;

можуть бути системи, в яких немає відносин подчиненнности, а існують лише відносини взаємодії (межгосундарственные відношення, відношення підприємств «по горизоннтали»).

Закономірності систем

Цілісність. Закономірність цілісності виявляється в синстеме у виникненні нових интегративных якостей, не свойстнвенных створюючим її компонентам. Щоб глибше зрозуміти занкономерность цілісності, необхідно розглянути дві її стонроны: 1) властивості системи (цілого) не є сумою властивостей елементів або частин (несводимость цілого до простої суми частин); 2) властивості системи (цілого) залежать від властивостей элеменнтов, частин (зміна в одній частині спричиняє зміну у всіх інших частинах і у всій системі).

Істотним виявом закономірності цілісності явнляются нові взаємовідносини системи як цілого зі середою, відмінні від взаємодії з нею окремих елементів.

Властивість цілісності пов'язана з метою, для виконання котонрой призначена система.

Вельми актуальним є оцінка міри цілісності синстемы при переході з одного стану в інше. У зв'язку з цим виникає подвійне відношення до закономірності целостнонсти. Її називають фізичної аддитивностью, незалежністю, суммативностью, відособленістю. Властивість фізичної аддинтивности виявляється у системи, як би що розпалася на незавинсимые елементи. Суворо говорячи, будь-яка система знаходиться завжди між крайніми точками як би умовної шкали: абсолютна цілісність - абсолютна аддитивность, і етап розвитку системи, що розглядається можна охарактеризувати мірою проявнления в ній однієї або іншої властивості і тенденцією до його наростання або зменшення.

Для оцінки цих явищ А. Холл ввів такі закономірності, як «прогресуюча факторизация» (прагнення системи до сонстоянию з все більш незалежними елементами) і «прогреснсирующая систематизація» (прагнення системи до зменшення самостійності елементів, т. е. до більшої цілісності). Сунществуют методи введення порівняльних кількісних оцінок міри цілісності, коефіцієнта використання элеменнтов загалом з точки зору певної мети.

Інтегратівность. Цей термін часто вживають як синонним цілісності. Однак їм підкреслюють інтерес не до внешнним чинників вияву цілісності, а до більш глибоких причин формування цієї властивості і, головне, - до його сонхранению. Интегративными називають системообразующие, системоохраняющие чинники, важливими серед яких є неоднорідність і суперечність її елементів.

Коммуникатівность. Ця закономірність складає основу визначення системи, запропонованого В. Н. Садовським і Е. Г, Юдіним в книзі «Дослідження по загальній теорії систем». Систенма утворить особливу єдність зі середою; як правило, будь-яка досліджувана система являє собою елемент системи більш високого порядку; елементи будь-якої досліджуваної системи, в свою чергу, звичайно виступають як системи більш низького порядку.

Інакшими словами, система не ізольована, вона пов'язана множенством комунікацій зі середою, яка не однорідна, а преднставляет собою складна освіта, містить надсистему (або навіть надсистемы), задаючу вимоги і обмеження исследунемой системі, підсистеми і системи одного рівня з рассматнриваемой.

Ієрархичность. Розглянемо иерархичность як закономернность побудови всього світу і будь-якої виділеної з нього систенмы. Ієрархічна впорядкованість пронизує все, починаючи від атомно-молекулярного рівня і кінчаючи людським общенством. Иерархичность як закономірність полягає в тому, що закономірність цілісності виявляється на кожному рівні ієрархії. Завдяки цьому на кожному рівні виникають нові властивості, які не можуть бути виведені як сума властивостей елементів. При цьому важливо, що не тільки об'єднання элеменнтов в кожному вузлі приводить до появи нових властивостей, котонрых у них не було, і втраті деяких властивостей елементів, але і що кожний член ієрархії набуває нових властивостей, отсутнствующие у нього в ізольованому стані.

Таким чином, на кожному рівні ієрархії відбуваються складні якісні зміни, які не завжди можуть бути представлені і пояснені. Але саме завдяки цієї осонбенности закономірність, що розглядається приводить до интереснным слідств. По-перше, з допомогою ієрархічних преднставлений можна відображати системи з невизначеністю. По-друге, побудова ієрархічної структури залежить від ценли: для багатоцільових ситуацій можна побудувати декілька ієрархічних структур, відповідних різним умовам, і при цьому в різних структурах можуть брати участь одні і ті ж компоненти. По-третє, навіть при одній і тій же меті, якщо доручити формування ієрархічної структури різним дослідникам, то в залежності від їх предшествующенго досвіду, кваліфікації і знання системи вони можуть отримати різні ієрархічні структури, т. е. по-різному дозволити якісні зміни на кожному рівні ієрархії.

Еквнфінальвост'. Це одна з найменше досліджених законномерностей. Вона характеризує граничні можливості синстем певного класу складності. Л. фон Берталанфі, преднложивший цей термін, визначає эквифинальность применитенльно до «відкритої» системи як здатність (на відміну від состоняний рівноваги в закритих системах) повністю детерминиронванных початковими умовами систем досягати стану, що не залежить від часу (яке не залежить від її початкових услонвий і визначається виключно параметрами системи). Понтребность у введенні цього поняття виникає починаючи з неконторого рівня складності, наприклад біологічні системи.

У цей час не досліджений ряд питань цієї закононмерности: які саме параметри в конкретних системах обеснпечивают властивість эквифинальности? як забезпечується ця властивість? як виявляється закономірність эквифинальности в організаційних системах?

Історичність. Час є неодмінною характеристикою системи, тому кожна система исторична, і це така ж закономірність, як цілісність, интегративность і інш. Легко привести приклади становлення, розквіту, занепаду і навіть смерті біологічних і суспільних систем, але для технічних і орнганизационных систем визначити періоди розвитку досить важко.

Основа закономірності історичності - внутрішні протинворечия між компонентами системи. Але як управляти разнвитием або хоч би розуміти наближення відповідного періоду розвитку системи - ці питання ще мало исследонваны.

Останнім часом на необхідність обліку закономірності історичність починає обертати більше уваги. У частнонсти, в системотехнике при створенні складних технічних компнлексов потрібно на стадії проектування системи рассматринвать не тільки питання розробки і забезпечення розвитку системи, але і питання, як і коли треба її знищити. Напринмер, списання техніки, особливо складної - авіаційної, «захонронение» ядерних установок і інш.

Закон необхідної різноманітності. Його уперше сформулиронвал У. Р. Ешбі: щоб створити систему, здатну справитися з розв'язанням проблеми, що володіє певною, відомою різноманітністю, треба, щоб сама система мала ще більшу різноманітність, ніж різноманітність проблеми, що вирішується, або була здатна створити в собі цю різноманітність. Цей закон досить широко застосовується на практиці. Він дозволяє, наприклад, отримати рекомендації по вдосконаленню системи управління підприємством, об'єднанням, галуззю.

Закономірність здійсненності і потенційна эффективнонсти систем. Дослідження взаємозв'язку складності структури синстемы зі складністю її поведінки дозволили отримати количенственные вираження граничних законів для таких якостей синстемы, як надійність, помехоустойчивость, керованість і інш. На основі цих законів виявилося можливим отримання кількісних оцінок порогів здійсненності систем з точки зору тієї або інакшої якості, а об'єднуючи якості - предельнные оцінки життєздатності і потенційної ефективності складних систем.

Закономірності ціноутворення. Дослідження процесу целеобразования в складних системах філософами, психологами і кібернетик дозволили сформулювати деякі загальні законномерности процесів обгрунтування і структуризації цілей в конкретних умовах вдосконалення складних систем:

Залежність уявлення об цілі і формулювання мети від стадії пізнання об'єкта (процесу). Аналіз поняття «мету» дозволяє зробити висновок, що, формулюючи мету, треба прагнути відобразити в формулюванні або в способі преднставления мети її активну роль в пізнанні і в той же час зробити її реалістичної, направити з її допомогою діяльність на отримання певного результату. При цьому формулювання мети і уявлення про неї залежить від стадії пізнання об'єкта і в процесі розвитку уявлення про об'єкт мета може переформулироваться. Колектив, що формує мету, повинен визначити, в якому значенні на даному етапі розгляду об'єкта вживається поняття мета, до якої точки «умовної шкали» («ідеальне спрямування в майбутнє» - «конкретний рензультат діяльності») формулювання мети, що ближче приймається.

Залежність мети від внутрішніх і зовнішніх фактонров. При аналізі причин виникнення мети треба враховувати як зовнішні по відношенню до виділеної системи чинники (зовнішні потреби, мотиви, програми), так і внутрішні потреби, мотиви, програми («самодвижение» целостнонсти). При цьому цілі можуть виникати на основі протиріч як між зовнішніми і внутрішніми чинниками, так і між внутнренними чинниками, що були раніше і знову виникаючими в тій, що знаходилася в постійному самодвижении цілісності. Ця дуже важлива відмінність що організаційних «розвиваються», отнкрытых систем від технічних (замкнених, закритих) систем. Теорія управління технічними системами оперує поняттям мети тільки по відношенню до, зовнішнім чинникам, а у відкритих, системах, що розвиваються мета формується всередині системи, і внутрішні чинники, що впливають на формування цілей, являнются такими ж об'єктивними, як і зовнішні.

Можливість зведення задачі формування загальної (головної, глобальної) мети до задачі структуризації мети. Аналіз процесів формулювання глобальної мети в складній системі показує, що ця мета виникає в свідомості керівника або колективу не як одиничне поняття, а як деяка, досить «розмита» область. На будь-якому рівні мета виникає спочатку у вигляді «образу» мети. При цьому досягнути однакового розуміння загальної мети всіма виконавцями, мабуть, принципово неможливо без її деталізування у вигляді впорядкованого або неврегульованого набору взаємопов'язаних подцелей, які роблять її зрозумілої і більш конкретної для різних виконавців. Таким чином, задача формулювання загальної мети в складних системах повинна бути зведена до задачі структуризації мети.

Наступні закономірності є продовженням двох перших застосовно до структур мети.

Залежність способу представлення структури ценлей від стадії пізнання об'єкта або процесу (прондолжение першої закономірності). Найбільш распростнраненным способом представлення структур цілей є дренвовидная ієрархічна структура. Існують і інші спонсобы відображення: ієрархія зі «слабими» зв'язками, табличне або матричне уявлення, мережева модель. Ієрархічний і матричний опис - це декомпозиция мети в просторі, мережева модель - декомпозиция у часі. Проміжні подцели можуть формулюватися по мірі досягнення предындущей, що може використовуватися як засіб управління. Перспективним представляється розгортання ієрархічних структур у часі, тобто поєднання декомпозиции мети в пронстранстве і у часі.

Вияв в структурі цілей закономірності ценлостности. У ієрархічній структурі цілей, як і в будь-якій ієрархічній структурі, закономірність цілісності проявлянется на кожному рівні ієрархії. Застосовно до структури цілей це означає, що досягнення цілей вышележащего рівня не може бути повністю забезпечене досягненням подцелей, хоч і залежить від них, і що потреби, мотиви, програми, що впливають на формування цілей, треба дослідити на кажндом рівні ієрархії.

Системний підхід і системний аналіз

Застосування системних уявлень для аналізу складних об'єктів і процесів розглядають системні напрями, що включають в себе: системний підхід, системні дослідження, системний аналіз (системологию, системотехнику і т. п.). За винятком системотехники, область якої обмежена технническими системами, всі інші терміни часто вживаються як синоніми. Однак останнім часом системні напрями почали застосовувати в більш точному значенні.

Системний підхід. Цей термін почав застосовуватися в перших роботах, в яких елементи загальної теорії систем использованлись для практичних додатків. Використовуючи цей термін, поднчеркивали необхідність дослідження об'єкта з різних сторін, комплексно, на відміну від раніше прийнятого розділення исследованний на фізичні, хімічні і інш. Виявилося, що за допомогою многоаспектных досліджень можна отримати більше за правильнное уявлення про реальні об'єкти, виявити їх нові свойнства, краще визначити взаємовідносини об'єкта із зовнішньою середою, іншими об'єктами. Запозичені при цьому поняття теорії систем вводилися не суворо, не досліджувалося питання, яким класом систем краще відобразити об'єкт, які властивості і закономірності цього класу потрібно враховувати при конкретнных дослідженнях і т. п. Інакшими словами, термін «системний підхід» практично використовувався замість термінів «комплекснный підхід», «комплексні дослідження».

Системні дослідження. У роботах під цією назвою понянтия теорії систем використовуються більш конструктивно: определянется клас систем, вводиться поняття структури, а іноді і пранвила її формування і т. п. Це був наступний крок в системнных напрямах. У пошуках конструктивних рекомендацій понявились системні напрями з різними назвами: системонтехника, системология і інш. Для їх узагальнення став застосовуватися термін «системні дослідження». Часто в роботах использовалнся апарат дослідження операцій, який до того часу був більше розвинений, ніж методи конкретних системних исследованний.

Системний аналіз. У цей час системний аналіз явнляется найбільш конструктивним напрямом. Цей термін застосовується неоднозначно. У одних джерелах він визначається як «додаток системних концепцій до функцій управління, пов'язаних з плануванням» [5]. У інших - як синонім тернмина «аналіз систем» (Е. Квейд) або терміну «системні иснследования» (С. Янг). Однак незалежно від того, застосовується він тільки до визначення структури цілей системи, до планированнию або до дослідження системи загалом, включаючи і функцинональную і що забезпечує частини, роботи по системному ананлизу істотно відрізняються від розглянутих вище тим, що в них завжди пропонується методологія проведення досліджень, робиться спроба виділити етапи дослідження і запропонувати методику виконання цих етапів в конкретних умовах. У цих роботах завжди приділяється особлива увага визначенню цілей системи, питанням формалізації представлення цілей. Деякі автори навіть підкреслюють це у визначенні: системний аналіз - це методологія дослідження цілеспрямованих синстем (Д. Киланд, В. Кинг).

Термін «системний аналіз» уперше з'явився в зв'язку із заданчами військового управління в дослідженнях RAND Corporation (1948), а у вітчизняній літературі отримав широке распростнранение після виходу в 1969 р. книги С. Оптнера «Системний аналіз для розв'язання ділових і промислових проблем».

На початку роботи по системному аналізу в більшості случанев базувалися на ідеях теорії оптимізації і дослідження операцій. При цьому особлива увага приділялася прагненню в тій або інакшій формі отримати вираження, зв'язуюче мету з коштами, аналогічне критерію функціонування або поканзателю ефективності, т, е. відобразити об'єкт у вигляді добре організованої системи.

Так, наприклад, в ранніх керівних матеріалах по разнработке автоматизованих систем управління (АСУ) рекоменндовалось мети представляти у вигляді набору задач і складати матриці, зв'язуючі задачі з методами і коштами донстижения. Правда, при практичному застосуванні цього підходу досить швидко з'ясовувалася його недостатність, і исследовантели стали передусім звертати увагу на необхідність побудови моделей, не просто фіксуючих цілі, компоненти і зв'язки між ними, а що дозволяють накопичувати інформацію, вводити нові компоненти, виявляти нові зв'язки і т. д., т. е. відображати об'єкт у вигляді системи, що розвивається, не завжди пропонуючи, як це робити.

Пізніше системний аналіз починають визначати як «процес послідовного разбиения процесу, що вивчається на подпроцессы» (С. Янг) і основну увагу приділяють пошуку прийомів, що дозволяють організувати розв'язання складної проблеми шляхом розчленування її на подпроблемы і етапи, для яких стає можливим підібрати методи дослідження і виконавців. У більшості робіт прагнули представити багатоступінчасте розчленування у вигляді ієрархічних структур типу «дерева», але в ряді випадків розроблялися методики отримання варіантів структур, визначуваних тимчасовими послідовностями функцій.

У цей час системний аналіз розвивається применинтельно до проблем планування і управління, і в зв'язку з усинлением уваги до програмно-цільових принципів в планиронвании цей термін став практично невіддільний від термінів «целеобразование» і «програмно-цільове планування і упранвление». У роботах цього періоду системи аналізуються як ціле, розглядається роль процесів целеобразования в разнвитии цілого, роль людини. При цьому виявилося, що в системнном аналізі не вистачає коштів: розвинені в основному кошти розчленування на частині, але майже немає рекомендацій, як при раснчленении не втратити ціле. Тому спостерігається посилення уваги до ролі неформалізованих методів при проведенні системного аналізу. Питання поєднання і взаємодії форнмальных і неформальних методів при проведенні системного аналізу не вирішені. Але розвиток цього наукового напряму йде по шляху їх вирішення.

Теорія БС з точки зору системного аналізу проблеми включає три основних наукових напряму:

кібернетику як науку про управління, що включає аналіз інформаційних процесів в системах з управлінням;

дослідження операцій як науку, що дає кількісне обгрунтування міри відповідності управління цільовому назначеннию системи;

економічні дослідження (техніко-економічні, військово-економічні дослідження), що дають можливість анализиронвать процес функціонування основних коштів системи.

Отже, предметом теорії систем застосовно до великих організаційних систем є коло проблем. пов'язаних з аналізом цілеспрямованої діяльності коллектинвов людей, функціонування техніки, якою управляють люди, і техніки з силами природи.
Функції і походження грошей
Походження грошей. Гроші (англ. Money, ньому. geld) - універсальне знаряддя обміну, особливий товар, наділений властивістю загального еквівалента, за допомогою якого виражається вартість всіх інших товарів. Суть грошей полягає в дозволі суперечності між споживною вартістю і вартістю. Гроші

Фундаментальні ідеї і принципи демократії
Граждановеденіє Ог л а в л е н і е сторінки 1. Фундаментальні ідеї і принципи демократії 3 - 6 2. Вибори 7-10 3. Президент. Парламент.Правітельство 11-14 4. Права людини 15-18 5. Зарубіжний досвід демократії 19-22 Фундаментальні ідеї і принципи демократії 1.

Бізнес без бухгалтерії
Фаїна Пугача Бухгалтерський облік - справа об'ємна і складна, що вимагає підвищеної уваги, часу, кадрів і коштів. Але жодна московська фірма без нього не обійдеться. Іноді підприємці не можуть або не хочуть повністю вести власну бухгалтерію. Таким фірмам буде зручно, якщо їх «фінансові обов'язки»

Формування техногенних ландшафтів районів розташування
Міністерство загальної та професійної освіти Російської ФедерацііСанкт-Петербурзький Державний гірничий інститут ім. Г.В. Плеханова (Технічний університет) Курсова робота З дисципліни «Геохімія навколишнього середовища» (Найменування навчальної дисципліни відповідно до навчального плану)

Афанасій Афанасійович і Шарлотта Карлівна
Валентин Доміль У Мандельштама є рядок: - «І завжди задишкою хворий Фета жирний олівець» Асоціативний посил очевидний. Фет (від німецького Fett або Foeth) - жирний. Прізвище, як прізвище. Цілком літературна. Жирний. Товстий. Толстой. Проте, Фет написав якось: - Якщо запитати, як називаються

Фінансово-кредитні зв'язки Росії з країнами ближнього зарубіжжя
Overview Лист1 Аркуш2 Ліст3 Sheet 1: Лист1 1992 1993 1994 1995 1996 1997 01-06 1998 Експорт 53.6 59.2 66.9 79.9 87.6 86.1 35.4 Імпорт 42.9 36.1 38.7 47.7 46.2 52.9 26.3 Сальдо 10.7 23.1 28.2 32.2 41.4 33.2 9.1 Країни СНД Далеке зарубіжжя Сальдо торгового балансу -1.9 22.7 Сальдо балансу

Фізико-статистична оцінка ресурсу теплообмінних труб з початковими дефектами виробництва у вигляді тріщин
. В даний час при конструюванні і розробці енергетичного обладнання, зокрема парогенераторів для швидких реакторів великої потужності виникає завдання прогнозування рівня надійності елементів і вузлів цього обладнання. Як показує досвід експлуатації, одним з основних видів відмови парогенератора

© 2014-2022  8ref.com - українські реферати