Зв’язок між функціонуванням та структурою системи

Модель функціонування системи цілком визначається її структурою. Якщо якісні та кількісні параметри, що характеризують елементи системи, її внутрішні та зовнішні впливи знаходяться в допустимих межах, – система функціонує однозначно. Навпаки, функціонування не визначає однозначно структуру. Одна і таж сама зовнішня функція може бути реалізована різними структурами (системами).

 

Зовнішні системи і елементи

Теоретично множина зовнішніх систем і елементів для даної конкретної системи включає всі процеси та об’єкти, які не входять в множину її елементів (доповнення множини елементів системи до загальної множини процесів та об’єктів всесвіту). Однак інтерес при вивченні тієї чи іншої системи представляють зовнішні системи та елементи, які безпосередньо впливають на її елементи (пов’язані з ними потоками матерії, енергії або інформації) або ті на які безпосередньо впливають елементи системи, що розглядається. Подібні елементи та їх сукупності називаються зовнішніми елементами і системами безпосереднього впливу (е_з.б) і(С_з.б).

 

Зовнішні впливи системи

Під вхідними зовнішніми впливами (в_з.вх) розуміють потоки матерії, енергії або інформаційних сигналів спрямовані від зовнішніх систем і елементів безпосереднього впливу до елементів системи, яка розглядається.

Вихідними зовнішніми впливами (в_з.вих) системи є потоки матерії, енергії або інформації в напрямку від її елементів до зовнішніх систем і елементів безпосереднього впливу.

Загальні зовнішні вхідний (В_з.вх) та вихідний (В_з.вих) впливи являють собою множини відповідно всіх вхідних та вихідних зовнішніх впливів системи.

За наявністю або відсутністю зовнішніх впливів, системи класифікують на відкриті (мають хоча б один вхідний або вихідний зовнішній вплив) та закриті (не мають зовнішніх впливів).

Вхідні та вихідні зовнішні впливи можуть мати передбачуваний і непередбачуваний, позитивний і негативний характер.

 

Навколишнє середовище (оточення) системи

Необхідно також враховувати вплив на систему природних умов (змін температури, вологості, тиску), а також біологічних об’єктів (і в першу чергу, людини). Все вказане можна об’єднати в загальному понятті навколишнє середовище (НС). Впливи на систему з боку НС і навпаки – впливи системи на НС – також відносяться до зовнішніх. При необхідності їх можна виділити серед інших зовнішніх впливів.

 

Параметри системи і їх чисельні значення

Кожна система, її елементи, внутрішні та зовнішні впливи характеризуються якісними або кількісними параметрами (п₁, п₂,..., п _n), які визначають дану конкретну систему та її місце серед інших систем. Параметрами, в залежності від призначення системи, можуть бути маса, об’єм, швидкість, робоче зусилля, міцність і т.д. Однак основними для будь якої системи є величини, що характеризують її зовнішню та внутрішні функції – функціональні (робочі) параметри.

Розв’язання задачі створення або удосконалення системи можливе у загальному вигляді (розробка розрахункових залежностей без підстановки чисельних значень параметрів) або у повному вигляді (до отримання кількісних величин параметрів і формулювання на їх основі остаточних висновків).

 

Стан системи

Множину параметрів системи з їх чисельними значеннями у певний момент часу називають станом (Сн) системи. В залежності від того, які параметри обрані і в якій кількості, розрізняють стани: окремий (проміжний, вхідний або вихідний) – сукупність параметрів системи у момент завершення того чи іншого етапу її функціонування; узагальнений – залежності зміни основних параметрів системи протягом всього періоду її функціонування; сукупний – чисельні значення параметрів системи в процесі її функціонування через певні проміжки часу. Стан може залишатись незмінним або змінюватись за диференціальним (постійна зміна) або дискретним (з проміжками незмінного стану) законами. В свою чергу, диференціальна зміна може мати лінійний або нелінійний характер.

 

Модель системи

Модель, подана на рис. 2.1 наочно ілюструє наведені вище означення та їх взаємозв’язки.