Имя материала: Исследование систем управления

Автор: А. С. Малин

Понятия, определяющие структуру системы

 

понятие системы

элемент системы

связь, взаимодействие и структура системы

понятие внешней среды

 

Понятие системы

 

Существует множество определений понятия системы. Рассмотрим те из них, которые наиболее полно раскрывают существенные свойства данного понятия:

"Всё, состоящее из связанных друг с другом частей, мы будем называть системой" [1.7];

"Система -  это комплекс взаимодействующих компонентов" [1.5];

"Система — это множество связанных действующих элементов" [1.22];

"Система — это множество взаимосвязанных элементов... не существует ни одного подмножества элементов, не связанного с другим подмножеством" [1.2];

"Система — это не просто совокупность единиц... а совокупность отношений между этими единицами" [1.30];

"Система представляет собой определенное множество взаимосвязанных элементов, образующих устойчивое единство и целостность, обладающее интегральными свойствами и закономерностями" [1.19];

"Мы можем определить систему как нечто целое, абстрактное или реальное, состоящее из взаимозависимых частей" [1.38];

"Более полное и содержательное общее определение описывает систему как набор объектов, имеющих данные свойства, и набор связей между объектами и их свойствами" [1.28].

Интересно определение академика П.К. Анохина, которое хотя и тяготеет по своему существу к приведенным выше, но явно отличается от них, Да, пожалуй, и от всех, имеющихся в литературе:

"Системой можно назвать только такой комплекс избирательно-вовлеченных компонентов, у которых взаимодействие и взаимоотношение приобретает характер взаимосодействия компонентов на получение фокусированного полезного результата" [1.3].

Рассмотрим некоторые характерные моменты этого определения:

"...только такой комплекс избирательно-вовлеченных компонентов..."

это значит, что, во-первых, не все компоненты объекта могут стать элементами

системы, и, во-вторых, существует некоторая причина такой избирательности;

"... у которых взаимодействие и взаимоотношения приобретают характер взаимосодействия компонентов..." - академик Анохин утверждает,

что в определении системы важна не вообще совокупность взаимодействующих компонентов, а совокупность "взаимосодействующих" для достижения чего-то конкретного и определенного;

3) "...на получение фокусированного результата" в определение вводится понятие системообразующего фактора.

Причины образования системы являются узловыми в системной теории. Само вовлечение компонентов в систему или выбор их из имеющегося множества происходит до и в процессе формирования цели на основе исходной потребности. Таким образом, потребность есть причинный системообразующий фактор, а цель -  функциональный фактор.

Мы будем использовать понятие системы, которое учитывает такие важные составляющие любого материального объекта, как элемент, связь, взаимодействие, целеполагание (рис. 1.1).

Система — множество составляющих единство элементов, их связей и взаимодействий между собой и между ними и внешней средой, образующих присущую данной системе целостность, качественную определенность и целенаправленность.

Системой может являться любой объект живой и неживой природы, общества, процесс или совокупность процессов, научная теория и т.д., если в них определены элементы, образующие единство (целостность) со своими связями и взаимодействиями, что создает в итоге совокупность свойств, присущих только данной системе и отличающих ее от других систем (свойство эмерджентности).

 

 

Элемент системы

 

Элемент — это составная часть сложного целого. В нашем случае сложное целое — система, которая представляет собой комплекс взаимосвязанных элементов.

Элемент — неделимая часть системы, обладающая самостоятельностью по отношению к данной системе. Неделимость элемента рассматривается как нецелесообразность учета в пределах модели данной системы его внутреннего строения.

Сам элемент характеризуется только его внешними проявлениями в виде связей и взаимосвязей с остальными элементами.

Множество А элементов системы можно описать в виде

                                                           (1.1)

где          a — i-й элемент системы;

п — число элементов в системе.

Каждый ai элемент характеризуется т конкретными свойствами Zi1..., Zim (вес, температура и т.д.), которые определяют его в данной системе однозначно.

Совокупность всех т свойств элемента a будем называть состоянием элемента Zi:

                                           (1.2)

Состояние элемента, в зависимости от различных факторов (времени, пространства, внешней среды и т.д.), может изменяться. Последовательные изменения состояния элемента будем называть движением элемента.

 

Связь, взаимодействие и структура системы

 

Связь — совокупность зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы. Установить связь между двумя элементами — это значит выявить наличие зависимостей их свойств.

Множество Q связей между элементами аi и аj можно представить в виде

                                                          (1.3)

Зависимость свойств элементов может иметь односторонний и двусторонний характер. Двусторонняя зависимость свойств одного элемента от свойств других элементов системы называется взаимосвязью.

Взаимодействие — совокупность взаимосвязей и взаимоотношений между свойствами элементов, когда они приобретают характер взаимосодействия друг другу.

Структура системы — совокупность элементов системы и связей между ними в виде множества.

D = {A, Q}.           (1.4)

Структура является статической моделью системы и характеризует только строение системы, не учитывая множества свойств (состояний) ее элементов.

 

Понятие внешней среды

 

Система существует среди других материальных объектов, которые не вошли в нее. Они объединяются понятием "внешняя среда" - объекты внешней среды.

По сути дела, очерчивание или выявление системы есть разделение некоторой области материального мира на две части, одна из которых рассматривается как система — объект анализа (синтеза), а другая — как внешняя среда.

Внешняя среда — это набор существующих в пространстве и во времени объектов (систем), которые, как предполагается, действуют на систему.

Внешняя среда представляет собой совокупность естественных и искусственных систем, для которых данная система не является функциональной подсистемой.

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 |