оглавление

Введение 5

Глава 1. Основные положения теории систем и системного ана­лиза 6

1.1. Определение понятия "система" 6

1.2. Строение и устройство системы 9

1. Модель "черного ящика". 9

2. Модель состава системы. 11

3. Модель структуры системы. 13

4. Структурная схема системы. 15

2. Математическое представление структурных схем с помощью графов 19

1.3 Динамические модели систем 20

1. Понятие динамики системы. 20

2. Типы динамических моделей. 21

3. Формальная запись динамической модели. 24

4. Модель с управлением 26

Заключение по главе 1 27

Глава 2. Системный подход. Принципы и методы системного анализа 29

I. Классификация систем по их происхождению 34

II. Классификация систем по описанию входных и выходных процессов 35

IV. Классификация систем по способам управления 37

II. Методы, занимающие промежуточное положение 52

1. Метод ситуационного управления 52

Глава 3. Основы общей теории систем 56

  56

СИСТЕМНЫЙ ИЗОМОРФИЗМ 58

РAЗВИТИЕ 63

КРИЗИС 64

СAМООРГAНИЗAЦИЯ 65

УСТОЙЧИВОСТЬ 67

AДAПТИВНОСТЬ И РAЗНООБРAЗИЕ 69

ЭФФЕКТИВНОСТЬ 71

ПОЛЯРИЗAЦИЯ 73

ЗАДАНИЕ НА КОНТРОЛЬНУЮ РАБОТУ 75

Введение

Всё возрастающая сложность систем и устройств, обеспечивающих эффектив­ную работу народного хозяйства на современном этапе, требует совершенствова­ния методов прогнозирования развития этих систем, их проектирования и экс­плуатации.

Все это привело к появлению нового – системного – подхода, к рассмотрению больших систем, которые не поддаются полному описанию и имеют многогран­ные связи между отдельными функциональными подсистемами, каждая из кото­рых, в свою очередь, может представлять собой большую систему.

Системный подход позволяет выявить некоторые специфические особенности и закономерности сложных систем независимо от того, отрасль ли это народного хозяйства или телефонная станция; определить, как система связана со средой, на какие подсистемы и элементы может быть разбита система, и, попытаться найти оптимальные взаимоотношения между системами и подсистемами.

Такой подход всё больше входит в практику прогнозирования, планирования и проектирования как отдельных комплексов, так и отраслей народного хозяйства.

Глава 1. Основные положения теории систем и системного ана­лиза

1. Определение понятия "система"

Определение понятия системы изменялось не только по форме, но и по содер­жанию.

В первых определениях в той или иной форме говорилось о том, что система это элементы и связи (отношения) между ними. В большинстве случаев в определении системы стремятся не только включить понятие элемента и связи (отношения), но и уточнить хотя бы одно из них. Для этого в определения включают свойства. Свойства могут характеризовать как элементы, так и отношения.

Затем в определениях появляется понятие цели.

В ряде определений понятие цели как бы включается в понятие целостности. Так, в "Философском словаре" система определяется как "совокупность элемен­тов, находящихся в отношениях и связях между собой определенным образом и образующих некоторое целостное единство".

Затем цель появляется в определениях в более явных проявлениях – в виде ко­нечного результата, системообразующего критерия и т.д.

Далее в определении понятия системы, особенно в последнее время, начинают включать наряду с элементами, связями, их свойствами и целями, – наблюдателя – лицо, представляющее объект или процесс в виде системы.

Таким образом, понятие системы претерпело ряд изменений (рис. 1).

Рис. 1. Эволюция понятия "система"

Приведем определение системы из Большой Советской Энциклопедии.

Система – объективное единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе.

Т.е. понятие системы можно применять как к существующим, материально реализованным предметам, так и к отображению знаний о них или о будущих их реализациях.

Один и тот же объект на разных этапах его рассмотрения может быть представлен в различных аспектах, соответственно существуют и различные аспекты понятия системы:

• теоретико-познавательный,

• методологический,

• научно-исследовательский,

• проектный,

• инженерный,

• конструкторский, и т.д. вплоть до материального воплощения.

Используя эти, как бы разные уровни отображения, исследователь может предварительно представить объект или процесс решения задачи в виде системы, в которой еще не удалось выделить элементы, определить существенные для достижения цели связи, а затем, переходя к более формализованным уровням представления системы, уточнять элементы и связи, все более приближаясь к достижению цели, к созданию желаемой системы.

Приведем в символической форме ряд обобщающих определений системы, отличающихся друг от друга количеством учитываемых факторов и степенью абстрактности.

О 1 Система есть нечто целое:

.

Определение выражает факт существования и целостности.

– двоичное суждение, отображающее наличие или отсутствие этих качеств.

О 2 Система есть организованное множество:

,

М ­– множество,

ОРГ – оператор организации.

О 3 Система есть множество вещей, свойств и отношений:

,

m – вещи; n – свойства; r – отношения.

О 4 Система есть множество элементов, образующих структуру и обеспечивающих определенное поведение в условиях окружающей среды.

,

– элементы,

ST – структура,

ВЕ – поведение,

Е – среда.

О 5 Система есть множество входов, множество выходов, множество состояний, характеризуемых функцией переходов и функцией выходов.

,

x – входы,

G – выходы,

S – состояния,

– функции переходов,

– функции выходов.

Это определение учитывает все основные компоненты, рассматриваемые в автоматике.

О 6 Соответствует уровню бионических систем, учитывает генетическое начало GN, условия существования KD, обменные явления VB, развитие EV, функционирование FC и воспроизведение RP:

,

О 7 Это определение оперирует понятиями модели F, связи SC, пересчета R, самообучения FL, самоорганизации FO, проводимости связей CO и возбуждения моделей IN:

,

Это определение удобно при нейрокибернетических исследованиях.

О 8 Если определение Д5 дополнить фактором времени и функциональными связями, то получим определение систем, которыми в ТАУ обычно оперирует А.И. Кухтенко:

,

Т – время,

х – входы,

G – выходы,

S – состояния,

– класс функций на выходе,

V – значения функций на входе,

– функциональная связь в уравнении ;

– функциональная связь в уравнении .

О 9 Для организационных систем удобно в определении системы учитывать цели и планы PL, ресурсы внешние RO и ресурсы внутренние RI, исполнителей EX, процесс PR, помехи DT, контроль SV, управление RD, эффект EF.

,

Анализируя различные понятия системы и их эволюцию, и не выделяя ни одно из них в качестве основного, можно сделать вывод, что на разных этапах при представлении разных аспектов одной и той же системы возможны разные определения, при этом какое-то определение всегда нужно принять в качестве "рабочего"; более того, при переходе к следующему этапу принятое ранее определение может быть заменено другим.

При исследовании и совершенствовании организационных объектов, прежде всего нужно проанализировать ситуацию с помощью как можно более полного определения системы, а затем уже, выделив наиболее существенные компоненты, принять "рабочее" определение системы, которым будут пользоваться все лица, участвующие в принятии решения.