Классификация систем

Системы принято подразделять на:

• Физические и абстрактные. Физические системы состоят из изделий, оборудования и машин и, вообще, из естественных или искусственных объектов. В абстрактных системах свойства объектов, которые могут существовать только в уме исследователя, представляют символы. Это могут быть: языки (естественные и искусственные), системы исчислений и т.п.

• Простые, сложные, очень сложные. Простые – системы, где число переменных невелико, связи между ними известны, и существующие математические методы позволяют предсказать их поведение. Сложные – системы, в которых многочисленность связей делает недостижимым полное знание о свойствах и поведении системы. Очень сложные – системы, в которых не все переменные и связи между ними поддаются изучению при современном уровне развития науки.

• Естественные и искусственные. Искусственные системы отличаются от природных наличием определённых целей функционирования и наличием управления.

• Непрерывные и дискретные. Изменение дискретных систем происходит по принципу «от события к событию», а непрерывные системы изменяются в течение непрерывного промежутка времени.

• Детерминированные и стохастические. Детерминированные системы – системы, состояние которых при заданных значениях входных переменных полностью предсказуемо. Стохастические – системы, значение переменных состояния и выходных переменных которых не вполне определяется входными переменными

• Открытые и закрытые. Системы делятся на открытые (существует связь с внешней средой) и закрытые (отсутствуют связи с внешней средой).

• Статические и динамические. Статические – рассматриваемые без учёта фактора времени. Динамические – представляющие поведение реального объекта во времени.

Большие и сложные системы

В качестве признаков большой системы предлагалось использовать различные понятия:

• понятие иерархической структуры, что, естественно, сужало класс структур, с помощью которых может отображаться система;

• понятие «человеко-машинная» система (но тогда выпадали полностью автоматические комплексы);

• наличие больших потоков информации;

• или большого числа алгоритмов ее переработки.

Система является большой с точки зрения наблюдателя, возможности которого она превосходит в каком-то аспекте, важном для достижения цели. При этом физические размеры объекта не являются критерием отнесения объекта к классу больших систем. Один и тот же материальный объект в зависимости от цели наблюдателя и средств, имеющихся в его распоряжении, можно отображать или не отображать большой системой.

Для изучения большой системы необходим "наблюдатель". В случае большой системы объект может быть описан как бы на одном языке, т. е. с помощью единого метода моделирования, хотя и по частям, подсистемам. Еще предлагается называть большой системой «такую, которую невозможно исследовать иначе, как по подсистемам».

Сложными системами называются такие системы, в модели которых не хватает информации для эффективного управления.

Оценивать сложность системы можно по разным критериям:

• по числу элементов: малые системы (10-10³ элементов), сложные (10⁴-10⁶), ультрасложные (10⁷-10³⁰ элементов), суперсистемы (10³⁰-10²⁰⁰ элементов);

• по сложности поведения системы;

• по структурной сложности. Простые - это наименее сложные системы. Сложные - это системы, отличающиеся разветвленной структурой и большим разнообразием, внутренних связей. Очень сложная система - это сложная система, которую подробно описать нельзя.;

• по функциональной сложности. Для количественной оценки функциональной сложности можно использовать алгоритмический подход, например количество арифметико-логических операций, требуемых для реализации функции системы преобразования входных значений в выходные, или объем ресурсов (время счета или используемая память), используемых в системе при решении некоторого класса задач;

• по динамической сложности. Она возникает тогда, когда меняются связи между элементами.

Разделение систем на простые и сложные является условным. Мы будем относить к разряду сложных систем те, для которых характерны следующие признаки:

• наличие большого количества взаимодействующих между собой элементов;

• возможность разбиения системы на подсистемы;

• сложность функционирования системы;

• наличие управления (обработки потоков информации);

• наличие взаимодействия с внешней средой и функционирование в условиях воздействия случайных факторов.