Материал: 5479

16

другому развивающийся объект выбирает из некоторого количества возможностей конкретную форму его организации.

7. Связи управления – это либо частный случай функциональных связей, либо связей развития. Особо выделяются рекурсивные и синергетические связи. При рекурсивной связи определяется причина и следствие (например, связь между затратами и результатами).

Связи характеризуются направлением (направленные и ненаправленные, прямые и обратные), силой (слабые и сильные), характером (связи подчинения, порождения, равноправия и управления). Прямые связи предназначены для заданной функциональной передачи ресурсов. Обратные связи предполагают преобразование компоненты, поступающей по прямой связи, и передачу результата преобразования обратно. Если результат первоначального воздействия усиливается, то связь называется положительной, если ослабляется ─ отрицательной. Положительные обратные связи выводят систему из состояния устойчивости, отрицательные ─ способствуют его сохранению.

Детерминированная (жёсткая) связь, как правило, однозначно определяет причину и следствие, даёт чётко обусловленную формулу взаимодействия элементов. Стохастическая связь определяет неявную зависимость между элементами системы.

Система может иметь внутренние и внешние связи. Внутренние связи противостоят возмущающим воздействиям внешней среды и являются более сильными, чем связи отдельных элементов со средой.

Принуждающие связи являются ограничениями, налагаемыми на её функционирование и развитие.

Цель – это мысленное предвосхищение результата деятельности. Внешняя среда – всё то, что не входит в саму систему.

Структура системы ─ это совокупность элементов системы и множества связей между ними.

Понятия, характеризующие функционирование и развитие систем, ─ это состояние, поведение, ситуация, развитие, движение.

Состояние системы – совокупность состояний её элементов и связей между ними. Для реальных систем из множества состояний, для учёта

17

ограничений на систему выделяется множество допустимых состояний. Ограничения системы складываются из целей и принуждающих связей, т. е. определяют условия функционирования системы.

Ситуация ─ это совокупность состояний системы и среды в один и тот же момент времени.

Движение системы (функционирование) – процесс последовательного изменения состояния системы.

Закон функционирования ─ это зависимость, которая описывает процесс функционирования элемента системы во времени:

y (t)= F (x, n, u, t).

Алгоритм функционирования – это метод получения выходных характеристик y (t) с учетом x (t), n (t), u (t). Для данного закона функционирования может быть множество алгоритмов.

Уравнение состояния системы:

z (t) = f (z (t), x (t), n (t), u (t), h (t), t) ,

где h (t) – внутренние параметры системы в момент времени t. Уравнение наблюдения системы:

y (t) = g (z (t), t).

Состояние системы можно представить и как функцию переходов, т.к. в любой момент времени текущее состояние зависит от предшествующих состояний этой системы. Особое внимание при этом уделяется начальному состоянию системы.

Переходный процесс системы – это множество преобразований начального состояния и входных воздействий в выходные величины, которые изменяются с течением времени. Описывает переходный процесс переходная функция состояния, удовлетворяющая определённым требованиям. Процесс обратной связи является основой развития систем и приспособления их к меняющимся внешним и внутренним условиям, поэтому основное назначение обратной связи – изменение идущего процесса.

1.6. Методы и модели теории систем

Моделирование – процесс, включающий построение модели реальной системы, изучение свойств модели и перенос полученных сведений на ре-

18

альную систему. Модель – это объект, замещающий исследуемый объект и отражающий только существенные для исследования свойства прототипа.

Основные цели моделирования:

-поиск оптимальных или близких к ним решений;

-оценка эффективности решений;

-определение свойств системы;

-установление зависимостей между характеристиками системы;

-прогнозирование.

С точки зрения системного подхода создаваемая модель является системой, как и моделируемая система. Поскольку сложные системы характеризуются структурой, поведением и выполняемыми функциями, то и модели могут быть функциональными, информационными и поведенческими (событийными).

В основе моделирования лежит теория подобия, которая позволяет классифицировать модели на полные, неполные и приближенные, в зависимости от степени полноты подобия. На рисунке 1 приведена классификация видов моделирования. В характеристики моделей систем входят: цель функционирования, сложность, целостность, неопределённость, поведенческая страта, адаптивность, организационная структура, управляемость и возможность развития модели

Адаптация – это способность изменения целей и параметров функционирования при изменении условий функционирования.

Живучесть системы – это способность изменять цели и параметры функционирования при отказе и (или) повреждении элементов системы. Вместе адаптивность и живучесть определяют гибкость системы.

Надёжность системы – это свойство системы реализовывать заданные функции в течение определённого периода времени с заданными параметрами качества.

Стойкость – это свойство системы выполнять свои функции при выходе параметров внешних условий системы за определённые ограничения.

Уязвимость – это способность системы получать повреждения при воздействии внешних и (или) внутренних поражающих факторов.

19

Устойчивость – способность возвращаться в исходное состояние после возмущающих воздействий.

Управляемость – возможность рассматривать протекание процесса в различных условиях, имитирующих реальные условия. Управляемость позволяет проводить эксперименты, она тесно связана со степенью автоматизации моделирования.

Развитие модели предполагает расширение спектра изучаемых функций или подсистем с применением современных методов и средств.

20

Контрольные вопросы и задания

1.Каковы основные задачи теории систем?

2.Что значит мыслить системно?

3.Чем отличается теоретико-множественное определение «системы» от определения, предложенного Ю. А. Урманцевым?

4.Дайте семантическое определение понятию «система».

5.Приведите примеры систем.

6.По каким основаниям классифицируют системы?

7.В чём отличие технических и организационных систем?

8.Какая система называется кибернетической?

9.Какие функции выполняет система управления?

10.Чем отличаются компоненты и подсистемы данной системы?

11.Какие связи называются синергетическими?

12.Чем связи отличаются от отношений?

13.Приведите классификацию связей.

14.Основные назначения прямой и обратной связи.

15.Каковы основные цели моделирования?

16.Является ли модель системой?

17.Чем детерминированные модели отличаются от стохастических?

18.Может ли динамическая модель быть дискретной и мысленной?

19.Какие типы математического моделирования Вы знаете?

20.Что входит в характеристики моделей систем?

21.Что понимается под адаптацией модели?

22.В чем проявляется управляемость модели?

23.Каковы причины использования имитационного моделирования?

24.Какие требования к процессу разработки модели обеспечивают ее адекватность и эффективность?

2. Системный подход к анализу систем 2.1. Исторические аспекты системного подхода

Классические школы системного анализа связаны с именами А.А. Богданова и Ст. Л. Оптнера (теории организационной науки), Н. Винера, Ст. Бира, У. Р. Эшби (кибернетика), П. К. Анохина (теории функциональных систем), Г. К. Гуда и Р. Э. Макола (системотехника).