10. Модель системы. Функции и протоколы взаимодействия (институты).

Модель – знаковая система.

Модель – это физическая или информационная система, представляющая собой объект исследования адекватно целям исследования.

Различают два основных типа моделей по назначению – познавательную и прагматическую (управляющую).

Познавательная модель является формой организации и представления знаний, средством соединения новых знаний с имеющимися. Познание ориентировано в основном на приближение модели к реальности, которую модель отображает.

Прагматическая (управляющая) модель является средством управления, средством организации практических действий, способом представления образцово правильных действий или их результата; является рабочим представлением целей. Поэтому использование прагматических моделей состоит в том, чтобы при обнаружении расхождений между моделью и реальностью направить усилия на изменение реальности так, чтобы приблизить реальность к модели.

Различие между познавательной и прагматической моделью: а) познавательная модель подгоняется под реальность, б) прагматическая модель подгоняет реальность под модель. Познавательные модели отражают существующее, а прагматические – не существующее, но желаемое и возможно осуществимое.

Чтобы осуществить то, для чего модель была создана, недостаточно только наличия модели. Модель должна быть в достаточной степени согласована со средой (культурой). Это свойство модели называется ингерентностью.

Любая модель конечна, ограничена, поскольку:

1. модель отображает объект анализа лишь в конечном числе отношений с другими объектами;

2. способы описания модели ограничены, поэтому она всегда упрощенно отображает оригинал.

Модель – это специальный объект, в некоторых отношениях замещающий оригинал. Принципиально не существует модели, которая была бы полным эквивалентом оригинала. Любая модель отражает лишь некоторые стороны оригинала. Поэтому с целью получения больших зияний об оригинале приходится пользоваться совокупностью моделей.

Сложность моделирования как процесса заключается в соответствующем выборе такой совокупности моделей, которые замещают реальное устройство или объект в требуемых отношениях.

11. Управление, как средство достижения цели.

Управление в системе - внутренняя функция системы, осуществляемая в системе независимо от того, каким образом, какими элементами системы она должна выполняться.

Управление системой - выполнение внешних функций управления, обеспечивающих необходимые условия функционирования системы. Управление системой (в системе) используется для различных целей:

1. увеличения скорости передачи сообщений;

2. увеличения объема передаваемых сообщений;

3. уменьшения времени обработки сообщений;

4. увеличения степени сжатия сообщений;

5. увеличения (модификации) связей системы;

6. увеличения информации (информированности).

Функции и задачи управления системой:

1. Организация системы - полное, качественное выделение подсистем, описание их взаимодействий и структуры системы (как линейной, так и иерархической, сетевой или матричной).

2. Прогнозирование поведения системы т.е. исследование будущего системы.

3. Планирование (координация во времени, в пространстве, по информации) ресурсов и элементов, подсистем и структуры системы, необходимых (достаточных, - в случае оптимального планирования) для достижения цели системы.

4. Учет и контроль ресурсов, приводящих к тем или иным желаемым состояниям системы.

5. Регулирование - адаптация и приспособление системы к изменениям внешней среды.

Реализация тех или иных спланированных состояний, решений.

Функции и задачи управления системой взаимосвязаны, а также взаимозависимы.

Пример. Нельзя, например, осуществлять полное планирование в экономической системе без прогнозирования, учета и контроля ресурсов, без анализа спроса и предложения - основных регуляторов рынка. Экономика любого государства - всегда управляемая система, хотя подсистемы управления могут быть организованы по-разному, иметь различные элементы, цели, структуру, отношения.

Выявление управляющих параметров и их использование для управления системой может также уменьшить сложность системы. В свою очередь, уменьшение сложности системы может сделать систему полностью управляемой.

Чем многообразнее входные сигналы (параметры) системы, число различных состояний системы, тем многообразнее обычно выходные сигналы, сложнее система, тем актуальнее проблема поиска инвариантов управления.

12. Этапы системного анализа.

1. Выделение объекта исследований из общей массы явлений и про­цессов

2. Выяснение структуры и функции системы

3. Постановка проблемы

4. Построение модели для объяснения проблемы

13. Модель «черного ящика».

Модель системы типа «чёрный ящик» отображает только связи системы со средой, в виде перечня "входов" и "выходов".

Модель «черного ящика» не так проста как кажется. Есть трудность перечисления всех входов и выходов. Примеры: наручные часы - что мы отнесем к входам? У автомобиля - что будет входами?

Главная причина множественности входов и выходов заключается в том, что всякая реальная система взаимодействует с окружающей средой неограниченным числом способов. Критерием отбора связей при построении моделей является целевое назначение модели и существенность той или иной связи по отношению  к этой цели. Именно здесь возможны ошибки: неучтенные связи в реальности не устраняются и продолжают действовать; иногда они на самом деле являются весьма существенными. Это обстоятельство следует учитывать как при изучении существующих систем, так и при проектировании новых. В последнем случае важно то, что реальная система неизбежно вступает во взаимодействие со всеми объектами ОС. При проектировании таким образом главную цель необходимо сопровождать заданием дополнительных целей. Примеры (1) самолет: дополнительные цели – комфорт, безопасность, не слишком сильный шум, удобство эксплуатации, экономичность; 2) часы для использования в темноте: дополнительная цель – безвредные материалы, жилые и общественные здания: дополнительная цель – эстетичность, красота и т.п.).

Модель «черного ящика» обычно используется (часто являлись единственно применимой) в случае:

а) когда нет возможности вмешательства в систему (изучение влияния лекарств и т.п.);

б) когда нужно получить данные о системе в обычной для нее обстановке, для уменьшения воздействия измерений на саму систему;

в) когда действительно отсутствуют данные о внутреннем устройстве системы (например, электрон, пульсар, «черная дыра» и т.п.).

В заключение можно еще раз подчеркнуть, что простота модели «черного ящика» обманчива, так как существует опасность 1) неполноты охвата входов и выходов, 2) описания действий системы на базе статистики, а также 3) изменения внутреннего механизма системы с течением времени (так называемая структурная адаптация системы).