Понятие системы и способы их описания

система - це засоби досягнення цілі, тобто дії, спрямовані на відбір з навколишнього середовища об'єктів, властивості, яких можна використати для досягнення цілі, і об'єднання цих об'єктів належним чином,цілеспрямована система припускає наявність суб'єкта, в інтересах якого власне і створюється система. Ціль – це суб'єктивний образ (абстрактна модель) неіснуючого, але бажаного стану середовища, що вирішило б проблеми, які виниклі.

 

Виды описания системы: морфологическое описание

Морфологічний опис системи в більшому ступені використовується при дослідженні структури технічної системи. При такому описі важливо знайти всі зв'язки між елементами системи і визначити структурно-топологічні характеристики, що, у свою чергу, є основою формалізованого опису структури. У цьому випадку система – це сукупність елементів і зв'язків між ними.

Виды описания системы: функциональное описание

Функціональний опис виходить з того, що будь-яка система виконує деякі функції. Функціонування цілеспрямованої системи приводить до досягнення цілей. Основними поняттями функціонального опису є: стан, вплив, поводження (або рух), рівновага, стійкість (див. рис. 15).

Кожній елемент системи характеризується набором властивостей . Сукупність існуючих властивостей (характеристик) системи в розглянутий момент часу називають станом системи.

Стан характеризує як би миттєву фотографію системи. Як правило, стан задається набором характеристик, причому як кількісних, так і якісних, тобто

.

Понятиесложнойсистемы, ееособенности

Під складною системою розуміється система, що складається з великого числа взаємозалежних і взаємодіючих між собою елементів різної природи, що має розгалужену структуру, яка функціонує в умовах невизначеності і здійснює цілеспрямований вибір свого поводження.

Перша група включає особливості складу, структури і властивостей; чия суть в наступному:

1. Багатомірність системи,

2. Елементи складних систем відрізняються не тільки різноманіттям природи, але і різнорідністю виконуваних ними функцій.

3. Складні системи мають розгалужену, найчастіше ієрархічну структуру, її елементи відрізняються високим ступенем зв’язності і взаємодії один з одним.

4. Вивчення об'єкта в цілому, як системи, буває дуже складним, тому у загальному випадку складна система представляється як багаторівнева конструкція із взаємодіючих елементів, поєднуваних у підсистеми різних рівнів.

5. Складна система відрізняється наявністю емерджентних властивостей.

Друга група об’єднує особливості взаємодії складних систем одна з одною і з зовнішнім середовищем. Ці особливості передбачають:

1. Складні системи відрізняються різноманіттям можливих форм і видів зв'язків; множиною комбінацій зв'язків між окремими системами.

2. Взаємодія між частинами системи і середовищем може відбувається по великому числу каналів, які врахувати практично неможливо, що ускладнює керування системою.

3. Взаємодія середовища і системи носить випадковий характер.

Третя група відбиває особливості функціонування складних систем, до яких відносять:

1. Унікальність

2. Слабкопередбачуваність

3. Негентропійність (цілеспрямованість

4. Різноманіття цілей і складність функцій, виконуваних системою і спрямованих на досягнення заданої цілі функціонування.

5. Неможливість точного опису стану складної системи

6. Мінливість у часі стану складних систем

7. Розгалуженість інформаційної мережі, розмаїття і висока інтенсивність потоків інформації в системі.

Останню групу формують особливості керування складними системами, а саме:

1. В складних системах завжди є керування

2. Найчастіше керування має ієрархічну структуру з більшим або меншим ступенем централізації.

3. Багатьом складним системам властиві риси самоорганізації

4. На складну систему діє різноманіття і велике число керуючих впливів.

 

Закономерности системы

Закономірність цілісності відбиває діалектику взаємодії частини і цілого в системі. Ця закономірність формулюється в такий спосіб: система як ціле має особливі, системні властивості, яких немає в елементах, її складових. Суть цієї закономірності полягає в наступному.

1. Властивості системи, як цілого, не є простою сумою властивостей її елементів.

2. Властивості системи залежать від властивостей елементів.

3. Системні властивості об'єкта формуються при взаємодії елементів шляхом нагромадження, посилення і прояви одних властивостей елементів з одночасним ослабленням, прихованням інших.

Закономірність ієрархічності (або ієрархічної упорядкованості яку, як вже відмічалося, встановив і досліджував Л. Берталанфі) характеризує будівлю світу за принципом супідлеглості.

Закономірність додатковості говорить: складна система у взаємодії з середовищем може виявляти різні властивості в різних ситуаціях (несумісні ні з однією з них).

Закономірність вибору поводження. Ця закономірність полягає в наступному: складні системи мають здатність вибору поводження, тобто визначеної реакції на впливи з боку середовища залежно від внутрішніх критеріїв цілеспрямованості. Таким чином, система має в наявності кілька альтернативних рішень. При цьому ніякі, як завгодно глибокі попередні знання про будівлю системи і законів її функціонування, не дозволяють однозначно пророкувати цей вибір.

Закономірність історичності систем. Будь-яка система не залишається незмінною в часі. Вона розвивається, перетерплюючи зміни, старіння. У цьому і полягає сутність закономірності історичності. Використання цієї закономірності призвело до необхідності процесуального опису системи

 

8. Математические модели, классификация и условия применения

Для застосування кількісних методів дослідження в будь-якій галузі завжди потрібна математична модель, будова якої неминуче спрощує і схематизує реальне явище, а система описується за допомогою деякого математичного апарата.

У загальному вигляді математичну модель подамо як [4]

,де – множина характеристик моделі; – множина параметрів моделі; F – функція, відтворена моделлю.

Побудова моделі в цьому випадку зводиться до виявлення функції F і подання її у формі залежності, придатної для обчислення.

математичні моделі можна поділити на такі:

- аналітичні;

- алгоритмічні (числові);

- імітаційні.

обмеження аналітичних моделей: їх можна застосовувати, коли допущення про поводження системи та її характеристики мають місце.

При числовому дослідженні схема обчислень задається формулою або алгоритмом, виконання якого приводить до бажаних результатів. Різниця полягає в тому, що математична модель, яка тут використовується, не допускає точного розв’язку, змушує звертатися до рекурентних методів, ітеративних процедур розв’язання і припускає наявність емпіричних правил, відповідно до яких ведеться пошук придатного розв’язку.

Під час імітаційного моделювання замість явного математичного опису відношення між вхідними й вихідними змінними аналітичної моделі системи розбивається на кілька досить малих (у функціональному відношенні) елементів (модулів) відповідно до закону ієрархічності. Потім поводження вихідної системи імітується як поводження сукупності цих елементів як єдиного цілого. Обчислення такої моделі починається з вхідного елемента, далі продовжується по всіх елементах, доки не буде досягнуто вихідний елемент моделі.