Общая теория систем и системный анализ Учебно-методическое пособие для студентов бакалавриата и специалитета направлений подготовки Экономика, Менеджмент

Содержание отчета

1) Титульный лист. 2) Цель работы. 3) Исходные данные. 4) Теоретические сведения. 4) Ход выполнения работы. 6) Выводы.

Контрольные вопросы

1)Определение понятия модели и модели «черный ящик»?

2)Какая модель называется познавательной, а какая прагматической?

3)Определение интегративного свойства

системы?

4)Основные трудности построения модели «черный ящик»?

5)Основные требования к построению моделей?

6)Какие свойства системы отображаются при моделировании?

7)Принципиальное отличие динамической модели от статической?

20

Практическое задание №2. «Модель состава системы»

Цель работы

Освоить процесс построения модели состава системы.

Теоретические сведения

При рассмотрении любой системы обнаруживается, что ее целостность и обособленность, отображенные в модели «черного ящика», выступают как внешние свойства. Внутренность же «ящика» оказывается неоднородной, что позволяет различать составные части самой системы.

При более детальном рассмотрении некоторые части системы могут быть, в свою очередь, разбиты на составные части и т. д. Те части системы, которые мы рассматриваем как неделимые, называются элементами. Части системы, состоящие более чем из одного элемента, называют подсистемами.

Модель состава ограничивается снизу тем, что считается элементом, а сверху – границей системы. Границы определяются целями построения модели.

При необходимости можно ввести обозначения или термины, указывающие на иерархию частей. Графическое представление модели состава системы, описывающая, из каких подсистем и элементов она состоит, представлена на рисунке 3.

21

Рисунок 3 – Графическая модель состава системы

Построение модели состава системы только на первый взгляд кажется простой задачей. Модели одной и той же системы, разработанные разными исследователями, могут различаться между собой, причем значительно. Причины этого состоят не только в различной степени знания системы: один и тот же исследователь при разных условиях также может создать разные модели. Например, если спросить у ректора, студента, бухгалтера, преподавателя из каких частей состоит университет, то каждый выдаст свою, отличную от других модель состава и т.д.

Трудности построения модели состава можно представить тремя положениями.

Первое. Целое можно делить на части по-разному (как разрезать булку хлеба на ломти разного размера и формы). А как именно надо? Ответ: так, как вам надо для достижения вашей цели. Данное свойство получило

22

формулировку – различимость частей, а не разделимость на части.

Второе. Количество частей в модели состава зависит и от того, на каком уровне остановить дробление системы. Например, при описании предстоящих работ приходится давать опытному работнику и новичку инструкции разной степени подробности. Таким образом, модель состава зависит от того, что считать элементарным, а поскольку это слово оценочное, то это не абсолютное, а относительное понятие.

Третье. Любая система является частью какой-то большей системы (а нередко частью сразу нескольких систем). А эту метасистему тоже можно делить на подсистемы по-разному. Это означает, что внешняя граница системы имеет относительный характер. Даже «очевидная» граница системы (кожа человека, ограда предприятия и т.п.) при определенных условиях оказывается недостаточной для определения границы в этих условиях. Например, работник упал на лестнице и сломал ногу. После лечения при оплате бюллетеня возникает вопрос: какая это была травма – бытовая или производственная (они оплачиваются по-разному)? Нет сомнения, если это была лестница предприятия. Но если это была лестница дома, где живет работник, то все зависит от того как он шел домой. Если прямо с работы и еще не дошел до двери квартиры, травма считается производственной. Но если он по дорого зашел в магазин или кинотеатр – травма бытовая. Итак, закон определяет пределы предприятия условно.

Определение границы системы производится с учетом целей субъекта, который будет использовать модели системы.

Главная задача в построении модели состава заключается в том, чтобы правильно согласно определению

23

и назначению системы определить цель системы. Разделение целостной системы на части полностью зависит от целей системы (это относится и к границам между частями системы и к границам самой системы).

Следует отметить, что состав системы определяется

взависимости от:

-уровня и глубины знаний о системе;

-назначения модели и её целей;

-определения элемента системы;

-правил построения подсистем.

Модель состава системы, хотя и показывает из каких частей состоит система, не всегда достаточна для решения необходимых задач. Это связано с тем, что система обладает свойствами, которых нет ни у одной из её частей. Это обстоятельство обусловливает необходимость установления связей между частями системы, т.е. в определении структуры системы.

Пример выполнения лабораторной работы

Система «механические наручные часы».

Главной целью данной системы является показание времени в произвольный момент, дополнительная цель – удобство ношения на запястье.

Выделим две подсистемы: часы и браслет. Подсистема часы состоит из следующих подсистем:

часового механизма и корпуса.

Подсистема браслет состоит из элементов: звеньев, защелки, элементов крепления к корпусу часов.

Подсистема часовой механизм состоит из элементов(подсистем): двигатель пружинный, спусковой механизм, балансирный механизм, ремонтуар (механизм подзаводки и перевода стрелок), передаточный механизм, стрелочный механизм. Для наглядности приведем

24

изображение механизма механических наручных часов

(рис. 4).

Подсистема корпус состоит из: корпуса, крышки, стекла, циферблата и т.д.

Графическая модель модели состава системы представлена на рисунке 5.

Рисунок 4 – Механизм системы «механические наручные часы». 1 – переводной рычаг, 2 – заводное колесо, 3 – барабанное колесо, 4 – заводная пружина, 5 – барабан, 6 – центральное колесо, 7 – триб центрального колеса, 8 – триб промежуточного колеса, 9 – промежуточное колесо, 10 – триб секундного колеса, 11 – секундное колесо, 12 – триб анкерного колеса, 13 – баланс со спиралью, 14 – анкерная вилка, 15 – анкерное колесо, 16 – секундная стрелка, 17 – минутная стрелка, 18 – часовое колесо, 19 – триб минутной стрелки, 20 – часовая стрелка, 21 – вексельное колесо с трибом, 22 – большое переводное колесо, 23 – малое переводное колесо, 24 – заводной рычаг, 25 – кулачковая муфта, 26 – заводной триб, 27 – заводной вал, 28 – заводная головка.

25

26

Рисунок 5 – Состав системы «механические наручные часы»

Порядок выполнения лабораторной работы

1)Изучить теоретическую часть данной лабораторной работы.

2)По названию и назначению заданной системы определить ее главную и основные дополнительные цели.

3)В соответствии с назначением и целями системы разбить исследуемую систему на подсистемы и элементы.

4)Представить исследуемую систему в графическом виде или в виде таблицы.

Варианты систем для выполнения практического задания

Аналогично вариантам задания №1.

Содержание отчета

Аналогично содержанию отчета задания №1.

Контрольные вопросы

1)Определение понятия модели и модели состава системы?

2)Определение подсистемы системы и ее

элемента?

3)В чем отличие модели «черный ящик» от модели состава системы?

4)Основные трудности построения модели состава системы?

5)Основные требования к построению моделей?

27

Практическое задание №3. «Модель структуры связей системы»

Цель работы

Освоить процесс построения модели структуры связей системы.

Теоретические сведения

Несмотря на полезность моделей «черный ящик» и состава системы, существуют проблемы, решить которые с помощью таких моделей невозможно. Например, чтобы получить правильно функционирующую систему, недостаточно иметь отдельные ее детали (хотя состав системы налицо). Необходимо еще правильно соединить все детали между собой, т.е. установить между элементами определенные связи – отношения. Перечень существенных связей между элементами системы называется моделью структуры системы.

Структура – это множество элементов, которые взаимодействуют между собой в определенном порядке для осуществления функций системы. Структура определяет организованность системы, упорядоченность ее элементов

исвязей.

Освязях между элементами системы целесообразно рассуждать только после того, как определена модель состава системы, т. е. после того, как рассмотрены сами элементы (задание №2).

Связь, с точки зрения структуры системы, формирует эту самую структуру. С точки зрения функционирования системы, она преобразует выход одного компонента во вход другого. Основное ее отличие от компонента заключается в том, что это преобразование

28

тривиально. То есть, если компонент изменяет поток, то связь его существенно не изменяет.

В зависимости от поставленной задачи один и тот же объект можно моделировать как компонент, а можно – как связь. Так же как входы и выходы, связи могут быть пространственными (структурными) и временными (причинно-следственными).

Структурные связи бывают статическими (энергия,

масса или информация, заполняющая связь, не перемещается от одного компонента к другому) и динамическими (от одного компонента к другому идет поток энергии, массы или информации). Статическая связь может переходить в динамическую и наоборот.

Связи классифицируют по направленности (направленные и ненаправленные), по параметрам силы (сильные и слабые), по виду управления (подчинения и равноправные связи управления), по месту приложения (внутренние и внешние), по порядку действия (прямые, обратные, нейтральные).

Прямые связи предназначены для передачи вещества, энергии, информации или их комбинаций от одного элемента другому в соответствии с последовательностью выполняемых функций.

Качество связи определяется ее пропускной способностью и надежностью.

Очень важную роль играют обратные связи – они являются основной саморегулирования и развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования. Они в основном служат для управления процессами и наиболее распространены информационные обратные связи.

Нейтральные связи не относятся к функциональной деятельности системы, непредсказуемы и случайны. Они

29