Вопрос №26 Расчленимость,целостность,связанность системы

Определения системы, основанные на одной ведущей категории. В качестве такой категории могут выступать «целостность» (В. Г. Афанасьев, Н. Т. Абрамова, А. Н. Аверьянов), «множество», «единство», «совокупность», «организация». Например, В. Г. Афанасьев, опираясь на категорию целостность, пишет: «... следует определять целое, целостную систему как совокупность объектов, взаимодействие которых обусловливает наличие новых интегральных качеств, не свойственных образующим ее частям компонентам» [4, с. 24]. Далее В. Г. Афанасьев отмечает: «Целостная система — это такая система, в которой внутренние связи частей между собой являются преобладающими по отношению к движению этих частей и к внешнему воздействию на них» [4, с. 26]. А. Н. Аверьянов понимает систему как отграниченное множество взаимодействующих элементов

Вопрос №27 Характеристики системы Системный подход состоит в том, что любой более или менее сложный объект рассматривается в качестве относительно самостоятельной системы со своими особенностями функционирования и развития. Основываясь на идеях целостности и относительной независимости объектов, находящихся в целостном мире, принцип системности предполагает представление исследуемого объекта как некоторой системы, характеризующейся:

элементным составом;структурой как формой взаимосвязи элементов;функциями элементов и целого;единством внутренней и внешней среды системы;законами развития системы и ее составляющих.

Вопрос №28Функции и эффективность системы функциональной, морфологической и информационной.

Всякий объект характеризуется результатами своего существования, местом, которое он занимает среди других объектов, ролью, которую он играет в среде. Функциональное описание необходимо для того, чтобы осознать важность системы, определить ее место, оценить отношения с другими системами.Функциональное описание (функциональная модель) должно создать правильную ориентацию в отношении внешних связей системы, ее контактов с окружающим миром, направлениях ее возможного изменения.

Функциональное описание исходит из того, что всякая система выполняет некоторые функции: просто пассивно существует, служит областью обитания других систем, обслуживает системы более высокого порядка, служит средством для создания более совершенных систем.

Как нам уже известно, система может быть однофункциональной и многофункциональной.

Во многом оценка функций системы (в абсолютном смысле) зависит от точки зрения того, кто ее оценивает (или системы, ее оценивающей).

Функционирование системы может описываться числовым функционалом, зависящем от функций, описывающих внутренние процессы системы, либо качественным функционалом (упорядочение в терминах «лучше», «хуже», «больше», «меньше» и т.д.)

. Эффективность системы зависит от огромного количества внутренних и внешних факторов. Представить эту зависимость в явной форме чрезвычайно сложно, а практическая ценность такого представления незначительна из-за многомерности и многосвязности. Рациональный путь формирования функционального описания состоит в применении такой многоуровневой иерархии описаний, при которой описание более высокого уровня будет зависеть от обобщенных и факторизованных переменных низшего уровня.

Вопрос №29 Состав, морфология, иерархия Таким образом, морфологическое описание должно давать представление о строении системы (морфология — наука о форме, строении). Глубина описания, уровень детализации, т.е. определение какие компоненты системы будут рассматриваться в качестве элементарных (элементов), обусловливается назначением описания системы. Морфологическое описание иерархично. Конфигурация морфологии дается на стольких уровнях, сколько их требуется для создания представления об основных свойствах системы.

Целями структурного анализа являются:разработка правил символического отображения систем;оценка качества структуры системы;

изучение структурных свойств системы в целом и ее подсистем;выработка заключения об оптимальности структуры системы и рекомендаций по дальнейшему ее совершенствованию.

В структурном подходе можно выделить два этапа: определение состава системы, т.е. полное перечисление ее подсистем, элементов, и выяснение связей между ними.

Изучение морфологии системы начинается с элементного состава. Он может быть:

гомогенным (однотипные элементы);гетерогенным (разнотипные элементы);смешанным. Однотипность не означает полной идентичности и определяет только близость основных свойств.

Гомогенности, как правило, сопутствует избыточность и наличие скрытых (потенциальных) возможностей, дополнительных резервов.

Гетерогенные элементы специализированы, они экономичны и могут быть эффективными в узком диапазоне внешних условий, но быстро теряют эффективность вне этого диапазона.

Иногда элементный состав определить не удается — неопределенный.

Важным признаком морфологии является назначение (свойства) элементов. Различают элементы:

информационные;энергетические;вещественные. Следует помнить, что такое деление условно и отражает лишь преобладающие свойства элемента. В общем же случае, передача информации не возможна без энергии, перенос энергии не возможен без информации.

Вопрос №30Структура Хотя смысл понятия структуры также представляется интуитивно ясным, дать ему удовлетворительное определение не так-то легко. Может быть поэтому в литературе встречается большое число различных определений структуры. В качестве примера приведем некоторые из них, на наш взгляд наиболее типичные.

- Структура системы - это устойчивая упорядоченность ее элементов и связей.

- Структура есть форма представления некоторого объекта в виде составных частей.

- Структура - это множество всех возможных отношений между подсистемами и элементами внутри системы.

- Под структурой понимается совокупность элементов и связей между ними, которые определяются, исходя из распределения функций и целей, поставленных перед системой.

- Структура системы - это то, что остается неизменным в системе при изменении ее состояния, при реализации различных форм поведения, при совершении системой операций и т.п.

В совокупности данные определения достаточно хорошо отражают то главное, что присутствует в любой структуре: элементный состав, наличие связей, инвариантность (неизменность) во времени. В сущности лишь последнее свойство позволяет разграничить понятия системы и структуры. Однако, учесть только инвариантность структуры еще недостаточно. Поскольку структура - это часть системы, необходимо четко указать, какая именно часть, какие свойства и признаки системы являются структурными, а какие - нет. Ответы на эти вопросы, естественно, зависят от целей исследования системы, что также необходимо учитывать. Поэтому далее под структурой будем понимать совокупность тех свойств системы, которые являются существенными с точки зрения проводимого исследования и обладают инвариантностью на всем интересующем исследователя интервале функционирования или на каждом непересекающемся подмножестве, на которые разбит интервал функционирования.

В зависимости от целей изучения исследователя будут интересовать различные инвариантные во времени свойства системы. Из определения следует, что для одной и той же системы можно построить различные структуры и между системой и ее структурой отсутствует однозначное соответствие.

Подводя итоги, можно сказать, что формирование структуры является частью решения общей задачи построения системы, причем такой, которая не определяет заранее систему в целом, а лишь выявляет ее конфигурацию. Следовательно, построение структуры - самостоятельная задача, предваряющая синтез системы в целом и облегчающая его проведение.

Система выделяется человеком из внешнего "фона" по функциональным или пространственным признакам (например, живые и технические системы - скорее по пространственному; экономические, организационные - по функциональному).

Системы, как правило, имеют различные структуры. Но в зависимости от степени централизации управления элементами в системе можно выделить три основных типа:

- ЦЕНТРАЛИЗОВАННУЮ (ИЕРАРХИЧЕСКУЮ, ЗВЕЗДООБРАЗНУЮ); - СКЕЛЕТНУЮ; - СЕТЕВУЮ. Возможны комбинации, о которых - ниже...

Интересно, что тип структуры в очень большой степени определяет свойства (поведение) системы в той или иной среде. Об этих свойствах мы поговорим ниже и этот разговор будет очень важным.

Вопрос №31 Классификация систем Система называется большой, если ее исследование или моделирование затруднено из-за большой размерности, т.е. множество состояний системы S имеет большую размерность. Какую же размерность нужно считать большой? Об этом мы можем судить только для конкретной проблемы (системы), конкретной цели исследуемой проблемы и конкретных ресурсов.

Большая система сводится к системе меньшей размерности использованием более мощных вычислительных средств (или ресурсов) либо разбиением задачи на ряд задач меньшей размерности (если это возможно).

Пример. Это особенно актуально при разработке больших вычислительных систем, например, при разработке компьютеров с параллельной архитектурой или алгоритмов с параллельной структурой данных и с их параллельной обработкой.

 

Система называется сложной, если в ней не хватает ресурсов (главным образом, — информационных) для эффективного описания (состояний, законов функционирования) и управления системой — определения, описания управляющих параметров или для принятия решений в таких системах (в таких системах всегда должна быть подсистема принятия решения).

Пример. Сложными системами являются, например, химические реакции, если их рассматривать на молекулярном уровне; клетка биологического образования, рассматриваемая на метаболическом уровне; мозг человека, если его рассматривать с точки зрения выполняемых человеком интеллектуальных действий; экономика, рассматриваемая на макроуровне (т.е макроэкономика); человеческое общество — на политико-религиозно-культурном уровне; ЭВМ (особенно, — пятого поколения), если ее рассматривать как средство получения знаний; язык, — во многих аспектах.

Сложность этих систем обусловлена их сложным поведением. Сложность системы зависит от принятого уровня описания или изучения системы-макроскопического или микроскопического.

Сложность системы может быть внешней и внутренней.

Внутренняя сложность определяется сложностью множества внутренних состояний, потенциально оцениваемых по проявлениям системы, сложностью управления в системе.

Внешняя сложность определяется сложностью взаимоотношений с окружающей средой, сложностью управления системой потенциально оцениваемых по обратным связям системы и среды.

Сложные системы бывают:

сложности структурной или статической (не хватает ресурсов для построения, описания, управления структурой);

динамической или временной (не хватает ресурсов для описания динамики поведения системы и управления ее траекторией);

информационной или информационно — логической, инфологической (не хватает ресурсов для информационного, информационно-логического описания системы);

вычислительной или реализации, исследования (не хватает ресурсов для эффективного прогноза, расчетов параметров системы или их проведение затруднено нехваткой ресурсов);

алгоритмической или конструктивной (не хватает ресурсов для описания алгоритма функционирования или управления системой, для функционального описания системы);

развития или эволюции, самоорганизации (не хватает ресурсов для устойчивого развития, самоорганизации).

Чем сложнее рассматриваемая система, тем более разнообразные и более сложные внутренние информационные процессы приходится актуализировать для того, чтобы была достигнута цель системы, т.е. система функционировала или развивалась как система.