Теория систем и системный анализ (стр. 2 из 8)

Модели:

Сетевые – декомпозиция системы во времени

Иерархические (сильные, слабые)

Многоуровневые иерархические структуры:

Страты

Стратификация – задание системы семейством моделей, каждая из которых описывает поведение системы с точки зрения соответствующего уровня абстрагирования (страта).

Для уменьшения неопределенности ситуации выделяют уровни сложности принимаемого решения. Определяют совокупность последовательно решаемых проблем.

Эшелоны

Система представляется в виде относительно независимых подсистем, которые имеют права принятия решений, а иерархия определяется тем, что некоторые из них находятся под влиянием или управлением вышестоящих

Матричные структуры

Структуры с произвольными связями

12-15. Классификация систем:

По виду научного направления (физические, математические)

Основано на форме существующей материи (живые, неживые, биологические, физические)

Абстрактные (элементы – понятия, продукты мышления) и математические системы (реальные, конкретные)

По виду формализации аппарата (детерминированные – все составные части взаимодействуют точно прогнозируемым образом, стохастические – детальное предсказание сделать невозможно, только с долей вероятности)

По отношению к окружающей среде (закрытые – часы, открытые, частично открытые)

Органичные и неорганичные. В основе различия лежат особенности присущих им процессов развития. Органичные – не только структурные, но и генетические связи, имеют не только связи координации, но и субординации, имеет управляющие механизмы воздействия целого на части. Структура частей определяется структурой целого. В процессе развития части качественно преобразуются вместе с целым.

Рефлексивные (реакция на внешние воздействия однозначна) и нерефлексивные.

По степени организованности. Представить систему в виде хорошо организованной – это значит определить элементы, их взаимосвязи, правила объединения в более крупные компоненты. Если система описана в виде хорошо организованной – можно использовать математический аппарат. При представлении системы в виде плохо организованной – не ставится задача определения всех компонентов, их свойств, связей между ними и целей системы. В этом случае система характеризуется набором макропараметров и закономерностями, которые находятся на основе некоторой выборки компонентов.

Самоорганизующиеся. Этот подход позволяет исследовать наименее изученные объект и процессы. Системы, относящиеся к данному классу, обладают признаками плохо организованных систем. Эти системы способны адаптироваться, изменять структуру, формировать варианты поведения, выбирать из них наилучший. Системный анализ пытается именно этим классом систем представлять объекты.

Адаптивные, целенаправленные, целеполагающие. Признание всеобщности адаптации явилось и признанием того, что всем типам систем свойственна одна целевая стратегия – самосохранение. Целенаправленные системы – эти системы не только адаптируются, но и действуют в соответствии с некоторым планом, параметры которого определены извне. Целеполагающие – способны сами формировать свои цели и планировать поведение, но при этом в них не происходит качественного изменения структуры и принципов функционирования.

Сложные и простые системы.

Интуитивное понимание сложности

Математическая сложность

Связано с реакцией системы на внешние воздействия

Малые системы – до

Сложные -

Ультрасложные – до

Суперсистемы -

Свойства сложных систем:

функциональная избыточность

неоднородность и большое число элементов, иерархия

агрегирование (объединение) параметров системы

всегда многофункциональность

адаптация

надежность – способность реализовывать функции

безопасность – способность не наносить вред ОС

уязвимость – способность изменять цели функционирования при отказе или повреждении элементов, активное противостояние внешним воздействиям

17.

Стадия 1. Выявление главных функций (свойств, целей, предназначения) системы. Формирование (выбор) основных предметных понятий, используемых в системе. На этой стадии речь идет об уяснении основных выходов в системе. Именно с этого лучше всего начинать ее исследование. Должен быть определен тип выхода: материальный, энергетический, информационный, они должны быть отнесены к каким-либо физическим или другим понятиям (выход производства - продукция (какая?), выход системы управления - командная информация (для чего? в каком виде?), выход автоматизированной информационной системы – сведения (о чем?) и т.д.).

Стадия 2. Выявление основных функций и частей (модулей) в системе. Понимание единства этих частей в рамках системы. На этой стадии происходит первое знакомство с внутренним содержанием системы, выявляется, из каких крупных частей она состоит и какую роль каждая часть играет в системе. Это стадия получения первичных сведений о структуре и характере основных связей. Такие сведения следует представлять и изучать при помощи структурных или объектно-ориентированных методов анализа систем, где, например, выясняется наличие преимущественно последовательного или параллельного характера соединения частей, взаимной или преимущественно односторонней направленности воздействий между частями и т.п. Уже на этой стадии следует обратить внимание на так называемые системообразующие факторы, т.е. на те связи, взаимообусловленности, которые и делают систему системой.

Стадия 3. Выявление основных процессов в системе, их роли, условий осуществления; выявление стадийности, скачков, смен состояний в функционировании; в системах с управлением – выделение основных управляющих факторов. Здесь исследуется динамика важнейших изменений в системе, ход событий, вводятся параметры состояния, рассматриваются факторы, влияющие на эти параметры, обеспечивающие течение процессов, а также условия начала и конца процессов. Определяется, управляемы ли процессы и способствуют ли они осуществлению системой своих главных функций. Для управляемых систем уясняются основные управляющие воздействия, их тип, источник и степень влияния на систему.

Стадия 4. Выявление основных элементов «несистемы», с которыми связана изучаемая система. Выявление характера этих связей. На этой стадии решается ряд отдельных проблем. Исследуются основные внешние воздействия на систему (входы). Определяются их тип (вещественные, энергетические, информационные), степень влияния на систему, основные характеристики. Фиксируются границы того, что считается системой, определяются элементы «несистемы», на которые направлены основные выходные воздействия. Здесь же полезно проследить эволюцию системы, путь ее формирования. Нередко именно это ведет к пониманию структуры и особенностей функционирования системы. В целом данная стадия позволяет лучше уяснить главные функции системы, ее зависимость и уязвимость или относительную независимость во внешней среде.

Стадия 5. Выявление неопределенностей и случайностей в ситуации их определяющего влияния на систему (для стохастических систем).

Стадия 6. Выявление разветвленной структуры, иерархии, формирование представлений о системе как о совокупности модулей, связанных входами-выходами.

Стадией 6 заканчивается формирование общих представлений о системе. Как правило, этого достаточно, если речь идет об объекте, с которым мы непосредственно работать не будем. Если же речь идет о системе, которой надо заниматься для ее глубокого изучения, улучшения, управления, то нам придется пойти дальше по спиралеобразному пути углубленного исследования системы.

Формирование детального представления системы

Стадия 7. Выявление всех элементов и связей, важных для целей рассмотрения. Их отнесение к структуре иерархии в системе. Ранжирование элементов и связей по их значимости.

Стадии 6 и 7 тесно связаны друг с другом, поэтому их обсуждение полезно провести вместе. Стадия 6 - это предел познания «внутрь» достаточно сложной системы для лица, оперирующего ею целиком. Более углубленные знания о системе (стадия 7) будет иметь уже только специалист, отвечающий за ее отдельные части. Для не слишком сложного объекта уровень стадии 7 - знание системы целиком - достижим и для одного человека. Таким образом, хотя суть стадий 6 и 7 одна и та же, но в первой из них мы ограничиваемся тем разумным объемом сведений, который доступен одному исследователю.

При углубленной детализации важно выделять именно существенные для рассмотрения элементы (модули) и связи, отбрасывая все то, что не представляет интереса для целей исследования. Познание системы предполагает не всегда только отделение существенного от несущественного, но также акцентирование внимания на более существенном. Детализация должна затронуть и уже рассмотренную в стадии 4 связь системы с «несистемой». На стадии 7 совокупность внешних связей считается проясненной настолько, что можно говорить о доскональном знании системы.

Стадии 6 и 7 подводят итог общему, цельному изучению системы. Дальнейшие стадии уже рассматривают только ее отдельные стороны. Поэтому важно еще раз обратить внимание на системообразующие факторы, на роль каждого элемента и каждой связи, на понимание, почему они именно таковы или должны быть именно таковыми в аспекте единства системы.