 |
Понятия структуры системы.
|
|
|
|
Определение сложной системы и особенности их исследования (структура системных исследований).
Сложной называется система, если она обладает следующими свойствами:
1) состоит из большого количества взаимодействующих подсистем различной физической природы;
2) имеет иерархическую структуру;
3) характеризуется большим количеством параметров;
4) характеризуется непредсказуемостью поведения во времени;
5) обладает нелинейными свойствами и характеристиками.
Понятие абстрактной системы, основанное на пяти базовых свойствах
Система – это целостное упорядоченное множество стабильно взаимосвязанных и устойчиво взаимодействующих в пространстве и во времени элементов, формирующих её некоторые интегративные свойства и функционирующих совместно для достижения наилучшим образом определённой цели (решения задачи), стоящей перед данной системой. Базовые свойства:
1) целостность и членимость. Это свойство указывает на то, что система должна быть делима (декомпозируема) на элементы (подсистемы), которые образуют, взаимодействуя друг с другом, единое целостное множество. При этом данное множество элементов должно быть совместимо. Совместимость- способность элементов осуществлять друг с другом качественный обмен информацией, энергией, веществом во имя достижения общей цели;
2) наличие связей. Это свойство означает наличие достаточно сильных и длительно действующих (устойчивых) взаимных связей между элементами или их свойствами. Сила этих внутренних связей должна быть заведомо больше, чем сила внешних связей этих же элементов с другими элементами, относящимся к её окружающей среде;
3) упорядоченность (организация). Это свойство системы обусловлено объективным существованием в ней упорядоченного распределения элементов и связей между ними как в пространстве, так и во времени. Порядок (организация) между элементами и взаимодействие между ними подчинены определённым правилам и законам операций и композиций. Степень организации системы, тем выше, чем больше свойства элементов отличаются от свойств системы.
|
|
|
4) наличие интегративных качеств. Это свойство выражается в том, что в системе может быть достигнуто такое качество (свойство), которое присуще системе в целом и не имеется ни у одного из её элементов в отдельности. Свойство системы хотя и зависит от свойств её отдельных элементов и связей между ними, но не определяется их простой суммой. Это «внезапное» появление качественно новых свойств у системы как результат объединения частей в целое (её целостности) называется эмерджентностью (анг. Emergent – возникающий из ничего, зарождающийся, появляющийся внезапно).
5) наличие цели функционирования. Это свойство выражается в том, что любая система имеет цель функционирования. В природе не существует бесцельно функционирующих систем.
Интегративность (эмерджентность) системы, заключающаяся в присутствии в системе некоторого свойства, которое присуще только ей и не присуще ни одному из её элементов в отдельности
Теоретико-множественное определение абстрактной системы. Подсистема и надсистема
Система S есть триада или множество упорядоченных троек Ф, H и Z:
S = {Ф, H, Z},
Zобщесистемная
Ф H модель
где Ф = {Фi} – множество базовых элементов, или сепаратных (локальных) подсистем;
H = {Hj} – множество элементом связей;
Z = {Zk}- множество законов композиций и правил операций с элементами множеств Ф и H. Отметим, что множество Z отражает свойство организации системы (наличие порядка).
Любая система может быть декомпозирована (разделена) либо на отдельные части, либо на отдельные элементы (объекты), которые её образуют. При рассмотрении системы данные элементы являются базовыми и рассматриваются как неделимые, целые. Поэтому эти элементы или часть системы, образованная из этих же элементов, рассматривается по отношению к системе в целом как подсистема (субсистема). Не исключено, что каждый из элементов потребуется расчленить на более мелкие элементы, т.е. первые элементы могут быть рассмотрены как некоторые системы, состоящие из взаимосвязанных элементов более низкого уровня рассмотрения. Тогда последние будут являться подсистемами по отношению к элементам более высокого уровня. Таким образом строится иерархия систем.
|
|
|
С другой стороны, сама исходная система является либо базовым элементом, либо подсистемой по отношению к другой вышестоящей, более сложной системе. Последняя называется надсистемой (суперсистемой).
Понятия структуры системы.
Одним из важнейших системных понятий является понятие структуры (лат. structura – строение, расположение, порядок).
Определение 1. Структура Str S системы есть инвариантная, неизменная её часть; устойчивая упорядоченность в пространстве и во времени её элементов и связей, не зависящая от состояния или режимов функционирования системы.
Определение 2. Структура системы – взаимное расположение и связь составных частей (базовых элементов) системы, исходя из распределения функций и целей, поставленных перед системой.
Таким образом, в отличие от понятия системы, где лишь говорится о наличии элементов и связей, понятие структуры системы включает инвариантность (независимость) состава системы во времени и в пространстве и пытается конкретизировать количество (отсутствие или наличие) связей между элементами. Но для этой цели необходимо ввести в рассмотрение множество D = {dm} способов декомпозиции (расчленения) исходной системы S. Известно,что любая система может быть описана с помощью различных базовых элементов. Каждому такому описанию соответствует свой способ (глубина) dm декомпозиции. Причём D ⊂ Z, где Z – множество правил и законов композиции и декомпозиции. Отсюда можно дать следующее определение структуры.
Определение 3. Структура системы есть упорядоченное множество подсистем и связей между подсистемами (базовыми элементами), принадлежащими конкретному элементу dm множества D способов декомпозиции (dm ∈D),гдеD⊂Z:
Str S = { S, dm ∈D ⊂Z }, где S = {Ф, H, Z}.
|
|
|
