Управление в системе и управление системой

Управление в системе — внутренняя функция системы, осуществляемая её собственными элементями.

Управление системой — выполнение функций управления извне системы.

Управление в объекте информатизации используется для различных целей:

· обеспечения нужного качества обработки информации: скорости передачи, объёма, степени сжатия, времени обработки передаваемых сообщений;

· коррекции структуры (связей) системы.

Рис. 1.12 Общая схема управления системой.

Согласно принципу Эшби управляющая подсистема должна иметь не менее высокий уровень организации (или большее разнообразие, больший выбор), чем управляемая подсистема. Информационная мера разнообразия традиционно оценивается, в зависимости от размера N – количества состояний системы, в виде V(N)=log₂(N). Следовательно, для эффективного управления информационным процессом следует обеспечить выполнение условия V(N₂) >= V(N₁), где N₁ и N₂ – количества состояний управляемой и управляющей систем.

Пусть управляемая система обладает разнообразием V(N₁), а управляющая — V(N₂). Цель управляющей системы — уменьшить значение V(N₁) за счет изменения V(N₂). В свою же очередь, изменение V(N₁), как правило, влечет изменение и V(N₂), а именно, управляющая система может эффективно выполнять присущие ей функции управления лишь при условии, если верно неравенство:

Это неравенство выражает принцип (Эшби) необходимого разнообразия управляемой системы: управляющая подсистема системы должна иметь более высокий уровень организации (или большее разнообразие, больший выбор), чем управляемая подсистема, т.е. многообразие может быть управляемо (разрушено) лишь многообразием.

Функции и задачи управления системой:

· Организация системы —выделение всех подсистем, их связей и взаимодействий.

· Прогнозирование поведения системы.

· Координация ресурсов подсистем и структуры системы для достижения цели системы.

· Адаптация и системы к изменениям внешней среды.

Ранжирование управляющих параметров может уменьшить сложность системы, а это, в свою очередь, может сделать систему полностью управляемой.

Многообразие входных сигналов, различных состояний и выходных сигналов системы актуализирует поиск инвариантов управления.

Эволюция систем - их изменение (движение) по некоторой траектории развития, причём устойчивая система способна достаточно долго автономно сохранять свое движение по этой траектории. Система асимптотически устойчива при возвращении системы из любого неравновесного состояния к равновесному за бесконечное время.

Эффективность системы — способность системы оптимизировать (глобально или локально) некоторый критерий эффективности, например, соотношение «затраты на производство - объем прибыли». Критерии эффективности системы могут быть различными.

Актуальна разработка механизмов, которые обеспечивали бы устойчивое развитие системы с минимальным увеличением ресурсов.

Пример. Основные факторы устойчивого развития экономических систем:

качество и структура правовых норм;

экономическая мобильность населенияж;

инвестиционная политика, направленная на устойчивое развитие;

инновационная активность государства;

величина дефицита платежей и задолженность;

динамичность производства и потребления;

использование новых информационных технологий в экономике.

Оптимальное управление в системе - ресурсообеспеченные действия, наилучшим в некотором смысле образом приводящие её к поставленным целям.

Выводы

В данной главе были изложены основные положения системного анализа.

В частности было дано понятие самого системного анализа, проиллюстрирована многоаспектность функционирования и строения любых систем, определены основные понятия системного анализа, в том числе меры сложности систем, их эволюция, устойчивость, управление в системе и системой.

В результате можно сказать, что системный анализ по существу является основой анализа любых предметных областей и используется во всех методиках, направленных на исследования самых различных областей науки и техники. Мощь метода заключается в разложении исходной системы на более мелкие составляющие по каким либо основным признакам, глубокое исследование и описание полученных свойств составных частей и последующей агрегации их в подсистемы исходной исследуемой системы.

Наиболее ярко используется системный анализ в программно-целевом подходе к исследованию предметных областей для решения сложных социально-экономических и научно-технических проблем.

Программно-целевой подход представляет собой комплекс всесторонне согласованных экономических, социальных, производственно-технических, организационных и научно-исследовательских мероприятий, направленных на достижение четко обозначенной цели. Такой инструмент позволяет решать сложные и самые разнообразные социально-экономические и научно-технические проблемы, начиная от задач, связанных с управлением государством, и кончая обработкой текстов на естественном языке. Он обеспечивает получение результата в тех случаях, когда другие методы просто не работают, а именно в случаях:

· высокой размерности и сложности связей между компонентами проблемы,

· высокой капиталоемкости,

· широкого диапазона альтернатив достижения целей,

· неполноты современных научных представлений и технических достижений, обеспечивающих решение проблемы,

· неопределенность стоимостных и временных требований.

Необходим системный анализ и при разработке «интеллектуальных систем» управления, реализующих нечеткую логику анализа входных данных и в экспертных системах, включая обработку текстов на естественном языке.

Именно поэтому далее содержание этого метода будет последовательно использоваться и раскрываться при рассмотрении различных методов анализа предметных областей, излагаемых в последующих разделах данного пособия.

Вопросы для самоконтроля

1. В чем суть системного анализа и область применения.

2. Что такое цель, задача, структура, система, подсистема.

3. В чем состоит системность процесса познания.

4. Укажите возможные способы описания системы и сравните их.

5. Чем определяется сложность системы.

6. Опишите подсистему управления системой и управление в системе.

7. Сформулируйте функции и задачи управления системой.

8. Сформулируйте дерево целей учащегося.

9. В чем отличия и сходства развивающихся, саморазвивающихся систем.

10. Опишите автоматизированную систему библиотечного типа в виде подсистем.