Выделение элементов
Построение связей.
Определение входных и выходных параметров. Это переменные (измеримые!) связанные с какими – то элементами системы. Входные и выходные параметры определяют связь системы со средой.
Устойчивая упорядоченность элементов и их связей в пространстве и времени наз. структурой.
Именно структура делает систему целым, выдвигая на первый план те или иные свойства элементов. Структура является важнейшей характеристикой системы, так как при одном и том же составе элементов, но при различном взаимодействии между ними меняется и назначение системы, и ее возможности.
Рис.
14. Пример разных структур из одинаковых
элементов [1: с.66].
Здесь рассматриваются разные исходные объекты и соответственно разные системы, но состоящие из одинаковых элементов.
Типовые структуры: линейная, полная, звездная, сетевая, сотовая, иерархическая. Целостная система имеет полную (каждый элемент соединен с каждым) структуру. Иерархическая система – аналогична дереву целей. Структура системы может описываться матрицей (как сеть).
Структуры оценивают по:
Централизации – число связей центрального элемента (если такой есть) с остальными. Пример: компьютерная сеть с одним сервером и сеть с одним центральным сервером и несколькими прокси-серверами.
Периферийности – оценивается количество связей каждого элемента.
Объему – общее количество связей и элементов.
Оперативности – время реакции на воздействие внешней среды.
Живучести – способность системы выполнять свою функцию при повреждение отдельных элементов (можно в %).
Классификация систем.
Классификация – тоже (как и система) модель (здесь – упрощение) реальности. Разные цели исследований порождают различные классификации.
Вопрос. Любое научное исследование начинают с классификации. Зачем делают классификации?
Классификация может быть по одному или по нескольким основаниям:
По происхождению. Естественные системы возникли в природе без участия человека. Искусственные – созданы человеком. Смешанные объединяют и те и другие.
Подклассы искусственных систем.
Материальные - образованы физическими телами. Например: технические изделия, орудия, механизмы, машины, автоматы, роботы и т.д.
Абстрактные (или идеальные, или символические) – являются продуктом как познавательной, так и практической деятельности человека. Например: научные знания, литературные произведения, языки, математические модели, алгоритмы и т.д.
Описание некоторых подклассов искусственных систем
Техническая система (ТС) - средство целесообразного преобразования информации, энергии, вещества или их функционально-целостных образований.
Информационная система (ИС) - разновидность ТС для преобразования информации.
Подклассы естественных систем
Неорганические (неживые) – объекты неживой природы, например солнце, горы, химические элементы и т.д.
Биологические (живые) – объекты живой природы, например живые организмы, растения, клетки и т.д.
Экологические (экосистемы) – системы в которых растительные и живые организмы взаимодействуют между собой и средой обитания, например океан, лес и т.д.
Социальные – системы совместной деятельности людей, общество в целом и его частные системы, например семья
Подклассы смешанных систем
Организационно-технические («человек-машина») – системы состоящая из людей, как операторов технических средств и самих технических средств, например транспортное средство, система управления полетами и т.д.
Биотехнические – системы, в которые входят живые организмы и технические устройства, например производственная установка использующая принципы брожения, человек с кардиостимулятором, пациент проходящий процедуру гемодиализа и т.д.
Социально-экономические – системы возникающие в результате деятельности человека и действия объективных («естественных») законов общественного развития, например государственная и экономическая система страны.
Классификация по характеру взаимоотношения со средой
Открытые – системы, осуществляющие информационный и (или) энергетический обмен со средой (надсистемой).
Закрытые (замкнутые) – системы с ограниченным внешним обменом, применяется в основном для моделирования реальных объектов, в связи со сложностью описания открытых систем.
Классификация по отношению ко времени
Динамические – системы развивающиеся (изменяющиеся) во времени.
Статические – системы «зафиксированные» в определенный момент времени (своего рода «моментальная фотография»).
Классификация по однородности элементов
Гомогенные – системы с однородными элементами – все взаимозаменяемо.
Гетерогенные – системы из разнородных элементов.
Классификация систем по степени сложности
Малые – системы, содержащие небольшое число элементов (до 1000 элементов).
Средние – более 1000, менее 1000000 элементов.
Большие – системы, моделирование которых затруднено вследствие их размерности. Так же такие системы можно назвать громоздкими – более 1000000 элементов.
Сложные – системы, в модели которой не хватает информации для эффективного управления, сложная структура.
Гипотеза фон Неймана – простейшим описанием объекта, достигшего определенного порога сложности, является сам объект. Любая попытка строгого описания приведет только к чему-то более сложному и запутанному. Сравните: «Бритва (лезвие) О́ккама» - методологический принцип, получивший название по имени английского монаха, философа Уильяма Оккама (1285—1349). В упрощенном виде он гласит: «Не множьте сущности без нужды» (т.е. чем проще, тем лучше).