Системный подход в моделировании

Понятие о системе. (слайд)

Окружающий нас мир состоит из множества различных объектов, каждый из которых имеет разнообразные свойства, и при этом объекты взаимодействуют между собой. Например, такие объекты, как планеты Солнечной системы, имеют различные свойства (массу, геометрические размеры и пр.) и по закону всемирного тяготения взаимодействуют с Солнцем и друг с другом. Планеты входят в состав более крупного объекта - Солнечной системы, а Солнечная система - в состав нашей галактики «Млечный путь». С другой стороны, планеты состоят из атомов различных химических элементов, а атомы - из элементарных частиц. Можно сделать вывод, что практически каждый объект состоит из других объектов, то есть представляет собой систему.

Важным признаком системы является ее целостное функционирование. Система является не набором отдельных элементов, а совокупностью взаимосвязанных элементов. Например, компьютер является системой, состоящей из различных устройств, при этом устройства связаны между собой и аппаратно (физически подключены друг к другу) и функционально (между устройствами происходит обмен информацией).

Система является совокупностью взаимосвязанных объектов, которые называются элементами системы.

Состояние системы характеризуется ее структурой, то есть составом и свойствами элементов, их отношениями и связями между собой. Система сохраняет свою целостность под воздействием различных внешних воздействий и внутренних изменений до тех пор, пока она сохраняет неизменной свою структуру. Если структура системы меняется (например, удаляется один из элементов), то система может перестать функционировать как целое. Так, если удалить одно из устройств компьютера (например, процессор), компьютер выйдет из строя, то есть прекратит свое существование как система.

Любая система существует в пространстве и во времени. В каждый момент времени система находится в определенном состоянии, которое характеризуется составом элементов, значениями их свойств, величиной и характером взаимодействия между элементами и так далее.

Так, состояние Солнечной системы в любой момент времени характеризуется составом входящих в нее объектов (Солнце, планеты и др.), их свойствами (размерами, положением в пространстве и др.), величиной и характером взаимодействия между собой (силами тяготения, с помощью электромагнитных волн и др.).

Модели, описывающие состояние системы в определенный момент времени, называютсястатическими информационными моделями.

Описание системы как единого объекта

Из определения системы вытекает, что при всей ее возможной слож­ности система воспринимается человеком как нечто целое. Поэтому при составлении информационной модели следует сначала рассмотреть систему как объект.

Пример. Делая покупки в магазине, вы выступаете в качестве элемента системы «Торговое предприятие». Ее элементами также являются магазин, товар, продавец. Надо заметить, что объект «магазин» тоже представляет довольно сложную систему: торговый зал, склад, администрация и пр. Но в рамках рассматриваемой системы будем воспринимать его как единое целое.

Опишем систему «Торговое предприятие» в виде таблицы, представляющей основные характеристики системы в целом и ее элементов.

Таблица 1

Описание системы «Торговое предприятие»

Объект	Параметры	Действия
Торговое предприятие	Профиль (чем торгует) Вид торговли (опт, розница) Торговая наценка	Получать прибыль

Таблица 2

Информационные модели элементов системы «Торговое предприятие»

Объект	Параметры	Действия
Магазин	Режим работы Выручка	Открывать Закрывать Продавать
Товар	Вид товара Цена Качество	Поставлять Предлагать Выбирать
Продавец	Параметры, характеризующие профессионализм: образование, опыт, личные качества	Выслушивать покупателя Помогать в выборе нужного товара Упаковывать товар
Покупатель	Наличные средства Желание совершать покупки	Выбирать товар Расплачиваться с продавцом

Между элементами системы существует множество отношений. Это, в первую очередь, пространственные отношения(все элементы должны присутствовать в магазине) ивременные отношения(магазин устанавливает режим работы, который удобен покупателю и обязателен для продавца). Чтобы покупка могла состояться, в магазине должен присутствовать тот товар, который интересует покупателя, пользуется спросом. Цена товара должна быть приемлемой, а ассортимент - достаточно широким, чтобы было из чего выбрать. С прибылью торгового предприятия связана зарплата продавца. С другой стороны, сама прибыль возможна только при активных продажах, то есть зависит от покупательной способности клиента, а также от опыта и энергичности продавца. Это далеко не все связи, которые существуют в системе. На рисунке 6 приведена схема наиболее очевидных отношений и связей, имеющих место в торговом предприятии.

Рис. 6. Схема отношений и связей, имеющих место в торговом предприятии

Рассмотренная в качестве примера модель отображает достаточно простую систему. Чем сложнее система, тем труднее ее исследовать и строить модель. Такая задача не каждому по силам. Поэтому построением моделей сложных систем обычно занимаются специалисты высокой квалификации. Про таких специалистов говорят, они обладают системным мышлением, навыками системного подхода. Системный подход проявляется в систематизации знаний о чем-либо.

Системный подход применяется в любой области знания, особенно при изучении сложных систем. Суть системного подхода к построению модели можно отобразить в виде этапов анализа:

• сложный объект (система) рассматривается в виде набора более простых элементов (объектов);

• для каждого элемента определяется роль, которую он выполняет в системе;

• определяются отношения между элементами;

• устанавливается влияние параметров каждого элемента (объекта) на поведение системы в целом.

Чем тщательней проводился анализ системы, тем точнее окажется полученная модель. Но модель должна отображать характеристики системы лишь с необходимой степенью точности. Эта точность определяется целью и подразумевает осмысленный отбор необходимых черт, которые будет отражать модель.

13