1.3. Системный подход к моделированию
Необходимо помнить, что рассмотрение исследуемых объектов с позиций систем является основой системного подхода. Такое рассмотрение, как правило, проводится на двух уровнях – макроскопическом и микроскопическом.
Использование макроскопического уровня заключается в изучении системы как части системы более высокого уровня, общего ее поведения как целого и в оценке интегративных свойств. Предметом изучения являются входы и выходы. Система рассматривается как некоторый «черный ящик», внутреннее строение которого неизвестно, цель состоит в изучении взаимодействия рассматриваемой системы с внешней средой, принципов ее функционирования в условиях такого взаимодействия на основе построения модели «вход – выход».
Микроскопическое изучение сводится к детальному рассмотрению и описанию отдельных элементов, из которых состоит система, их связей, функций, эффективности и др. Другими словами, происходит изучение «внутренних» свойств и процессов системы, после чего осмысливаются интегральные характеристики системы в целом.
Изучение любой системы предполагает построение модели, отображающей определенную группу свойств системы и позволяющей предсказывать ее поведение в определенных условиях. Модель – это описание системы (углубленное описание – детализация модели). Такое описание, как правило, рассматривается с трех точек зрения: морфологической, функциональной и информационной.
Морфологическое описание должно дать представление о строении системы. Глубина описания, уровень детализации определяются целью и назначением системы. Морфологическое описание изучает и рассматривает элементный состав, связи и структуры системы (подсистем) на уровнях иерархического расчленения (рис. 1.6).
Рис. 1.6. Иерархия морфологического описания
Функциональное описание (описание функции) так же, как и морфологическое, имеет иерархическую схему и отражает иерархию функций, процессов и параметров. Оно предусматривает изучение функциональных зависимостей между элементами системы, между элементами и системой в целом, между системой и внешней средой (другими системами).
Информационное описание должно давать представление об организации системы. Оно определяет взаимодействие морфологических и функциональных компонент системы в зависимости от качества и количества «внутренней» и «внешней» информации.
Совокупность задач, возникающих при изучении систем с позиций системного подхода, разбивается на три класса: синтез систем, анализ систем, оценка и принятие решений.
Синтез заключается в генерировании (построении) возможных вариантов системы. Различают синтез структуры (структурный синтез) и синтез параметров (параметрический синтез). Структурный синтез – это генерирование вариантов структуры системы (элементов и связей), а параметрический синтез – это определение параметров элементов при постоянной структуре.
Как правило, задачи синтеза возникают при проектировании систем (построении структуры, выборе функции, управлении и др.).
Анализ заключается в изучении свойств и поведения систем в различных условиях функционирования. В процессе анализа устанавливаются численные значения показателей эффективности систем.
Оценка и принятие решений заключается в общей оценке эффективности (полезности) системы на основе их анализа и выбора наилучших (если имеется несколько альтернативных вариантов, в частности, сгенерированных в процессе синтеза).