5. Система как механизм разнообразия. Описание абстрактной системы.

Составление математической модели изучаемой системы: параметризация, установление зависимостей между введенными параметрами, упрощение описания системы путем выделения подсистем и определения их иерархии, окончательная фиксация целей и критериев.

Таким образом, создается модель системы, которая помогает лучше ее понять, выделить главное — то, благодаря чему можно поставить и решить задачу. Такую модель называют также абстрактной системой. Результаты исследования абстрактной системы по определенным правилам можно перенести на реальные изучаемые системы (объекты исследования). В этом смысл применения С. а. прежде всего при решении сложных проблем управления (сложных в том смысле, что требуют выбора наилучших альтернатив в условиях неполноты информации, неопределенности и т. п.).

Уровни абстрактного описания систем:

„ символический, или, иначе, лингвистический;

„ теоретико-множественный;

„ абстрактно-алгебраический;

„ топологический;

„ логико-математический;

„ теоретико-информационный;

„ динамический;

„ эвристический.

Высшие уровни описания систем. Лингвистический уровень описания — наиболее высокий уровень абстрагирования. Из него как частные случаи можно получить другие уровни абстрактного описания систем более низкого ранга. Процесс формализации в математике обычно понимают как отвлечение от изменчивости рассматриваемого объекта. Поэтому формальные построения наиболее успешно используются, когда удается с предметами или процессами действительности каким-то образом сопоставлять некоторые стабильные, неизменные понятия.

Понятие о высказывании на данном абстрактном языке означает, что имеется некоторое предложение (формула), построенное на правилах данного языка. Предполагается, что эта формула содержит варьируемые переменные, которые только при определенном их значении делают высказывание истинным.

5. Структура системы. Связь. Состояние системы. Переход системы. Поведение системы. Среда системы. Цель системы.

     - 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.

Любая задача системного анализа начинается с построения мо­дели исследуемой системы. Для решения задачи построения моде­ли необходимо вначале произвести изучение структуры системы, выполнить анализ ее компонентов, выявить взаимосвязи между от­дельными элементами. Чтобы обоснованно проводить анализ структуры системы, необходимо рассмотреть ряд понятий и опреде­лений, характеризующих строение и функционирование системы.Структура системы — состав системы и схема связей между ее элементами. Понятие структуры можно опреде­лить следующим образом: совокупность отношений, заданных на множестве подсистем и элементов, образующих некоторую сис­тему, называется структурой этой системы.Связь. Данное понятие входит в любое определение системы наряду с по­нятием элемент и обеспечивает возникновение и сохранение струк­туры и целостных свойств системы. Понятие «связь» характеризует одновременно и статическое строение системы, и динамическое ее поведение. Связь определяют как ограничение степени свободы элементов. Связь характеризуется направлением, силой и характе­ром.Цель системы — желательные со­стояния или результаты поведения системы. Глобальная цель сис­темы — конечное состояние, к которому стремится система в силу своей структурной организации. Цель можно также определить следующим образом: цель — это субъективный образ (абстракт­ная модель) несуществующего, но желаемого состояния среды, которое решило бы возникшую проблему. В практических при­менениях цель — это идеальное устремление, которое позволяет коллективу увидеть перспективы или реальные возможности, обеспечивающие своевременное завершение очередного этапа на пути к идеальным устремлениям. Цель достигается путем реше­ния задач. Задачи системы — цели, которые желательно достичь к определенному моменту времени в пределах определенного пе­риода функционирования системы.Для описания системы создается ее модель. Модель — это от­ражение структуры системы, ее элементов и взаимосвязей на­правленное на отображение определенной группы свойств. Со­здание модели системы позволяет предсказывать ее поведение в определенном диапазоне условий.Формы представления структур. Структурные представления являются средством исследования систем. Одну и ту же систему можно представить различными структурами, необходимый вы­бор которых обусловлен содержанием исследований, проводи­мых на данном этапе. Принятый способ описания структур — графическое изображение. В таком графе элементы, компонен­ты, подсистемы и прочие объекты системы отображаются в виде вершин графа, связи между объектами представляют в виде дуг. Рассмотрим основные способы представления структур.Сетевые структуры представляют отображение взаимосвязи объектов между собой. Их применяют для представления орга­низационных структур, для изображения структурных схем систем, для представления информационного обеспечения и т. д. С помощью сетевых структур отображаются пространственные взаимосвязи между элементами, как правило, одного иерархи­ческого уровня. Примером сетевой структуры может служить структурная схема ЭВМ (рис 3.1), элементами которой являются устройство ввода информации, оперативное запоминающее уст­ройство, внешнее запоминающее устройство, арифметико-логи­ческое устройство, устройство вывода информации, устройство управления и пр. На рисунке стрелками показаны связи между элементами.Различают следующие виды сетевых структур. Линейные структуры со строго упорядоченным взаимоотношением эле­ментов «один к одному». Примером линейной структуры может служить схема одного из каналов (любого) аварийной защиты энергоблока ядерной энергетической установки (ЯЭУ). Каналы строятся по принципу линейного соединения группы устройств: датчик — блок питания — вторичный прибор, регистрирующий информацию с датчика (рис. 3.2).Древовидная структура представляет собой объединение мно­гих линейных подструктур. Примером может служить схема под­системы аварийной защиты энергоблока ЯЭУ. Подсистема состо­ит из группы однотипных каналов, каждый из которых дублирует работу других (рис 3.3).Кольцевая структура (циклическая) имеет замкнутые конту­ры в соответствующих графах. С помощью циклических структур изображаются схемы циркуляции информации в системах.Иерархические структуры представляют собой декомпозицию системы в пространстве. Применяются, прежде всего, для описа­ния подчиненности элементов в структурах управления. Термин иерархия означает соподчиненность, порядок подчинения низ­ших по должности лиц высшим.

5. Основные закономерности систем. Закономерность целостности систем.

Закономерностью называют часто наблюдаемое, типичное свойство (связь или зависимость), присущее объектам и процессам, которое устанавливается опытом. Для нас же наибольший интерес представляет общесистемная закономерность.

Закономерность целостности проявляется в системе в возникновении новых интегративных качеств, не свойственных образующим ее компонентам. Чтобы глубже понять закономерность целостности, необходимо рассмотреть две ее стороны:

1. свойства системы (целого) не являются суммой свойств элементов или частей (несводимость целого к простой сумме частей);

2. свойства системы (целого) зависят от свойств элементов, частей (изменение в одной части вызывает изменение во всех остальных частях и во всей системе).

Существенным проявлением закономерности целостности являются новые взаимоотношения системы как целого со средой, отличные от взаимодействия с ней отдельных элементов.

Свойство целостности связано с целью, для выполнения которой предназначена система.

Весьма актуальным является оценка степени целостности системы при переходе из одного состояния в другое. В связи с этим возникает двойственное отношение к закономерности целостности. Ее называют физической аддитивностью, независимостью, суммативностью, обособленностью. Свойство физической аддитивности проявляется у системы, как бы распавшейся на независимые элементы. Строго говоря, любая система находится всегда между крайними точками как бы условной шкалы: абсолютная целостность — абсолютная аддитивность, и рассматриваемый этап развития системы можно охарактеризовать степенью проявления в ней одного или другого свойства и тенденцией к его нарастанию или уменьшению.

Д ля оценки этих явлений А. Холл ввел такие закономерности, как «прогрессирующая факторизация» (стремление системы к состоянию со все более независимыми элементами) и «прогрессирующая систематизация» (стремление системы к уменьшению самостоятельности элементов, т. е. к большей целостности). Существуют методы введения сравнительных количественных оценок степени целостности, коэффициента использования элементов в целом с точки зрения определенной цели.