Главная Случайная страница Контакты | Мы поможем в написании вашей работы! | ||
|
Системный анализ ¾ совокупность методов решения задач при проектировании и исследовании систем. Применение системного подхода состоит в исследовании изучаемого объекта как системы, состоящей из взаимодействующих элементов, построении математической модели объекта и исследовании ее с целью решения некоторых оптимизационных задач, задач управления или принятия решения. Поэтому постановка задачи моделирования системы требует знаний методов и средств системного анализа.
Если объект представляет из себя нечто сложное, целое, и о нем невозможно сразу дать представление, описав его математически или графически, то применяет понятие «система». Из теории систем известно несколько определений систем (см., например, [1, 4 ¾ 8]), которые отличаются формой и содержанием.
Первые определения основаны на понятиях элементов ai и связей rj между ними. Система S определялась как
S º< A, R >, A ={ ai }, R ={ rj }, (1.1)
Берталанфи определил систему как «комплекс взаимодействующих компонентов» [4] или как «совокупность элементов, находящихся в определенных отношениях друг с другом и со средой». В определение А. Холла [5] включены свойства элементов для уточнения элементов и связей:
S º< A, QA, R >. (1.2)
Известно определение, сделанное М. Месаровичем [6].
Выделяется множество Х входных объектов и множество Y выходных результатов. Между ними установлено обобщающее отношение пересечения. Определения могут иметь вид
S Í X ´ Y, S Í Х Ç Y. (1.3)
А.И. Уёмов предложил двойственные определения [1], в одном из которых свойства qi характеризуют элементы аi, а в другом ¾ свойства qj характеризуют связи rj
S º<{ ai }&{ rj (qi)}>, ai Î A, rj Î R, qi Î QR,
S º<{ ai (qi)}&{ rj }>, ai Î A, rj Î R, qi Î QA. (1.4)
Затем в определениях системы было введено понятие цели Z, условия целеобразования SZ, интервал времени DT, в течение которого будет существовать система и цели, а также наблюдатель N и язык общения наблюдателя с системой LN.
Академиком Н.П. Бусленко было введено понятие вектора конструктивных параметров в виде множества B ={ B1, B2, …, Bn }, где Bi ¾ например, состояние i -го элемента системы [7].
Таким образом, определение системы в достаточно обобщающем виде может быть представлено набором:
S º< A, QA, R, QR, B, Z, SZ, DT, N, LN >. (1.5)
В определении (1.5) отражено определение Ю.И. Черняка «система есть отражение в сознании субъекта (исследователя, наблюдателя) свойств объектов и их отношений в решении задачи исследования, познания» [8], определение В.Н. Садовского и Э.Г. Юдина [8], в котором:
- система образует особое единство со средой;
- любая исследуемая система представляет собой элемент системы более высокого порядка;
- элементы любой исследуемой системы, в свою очередь, выступают как системы более низкого порядка.
Выделяет систему из среды наблюдатель. Уточнение или конкретизация определения (1.5) системы в процессе исследования влечет соответствующее уточнение ее взаимодействия со средой и последующей детализации определения системы.
Концепции системного аналитического исследования процессов функционирования соответствует определение (1.5) системы на языке наблюдателей, формализация элементов, связей, свойств, а также определение компонент вектора конструктивных параметров.
Под структурой системы понимается внутренняя организация, включающая количество, состав элементов, виды, характер связей и отношений между ними.
Выделим ряд понятий, имеющих важное значение при решении задач моделирования систем.
Под элементом понимается простейшая, неделимая часть системы. Понятие неделимости является неоднозначным. Поэтому элемент ¾ это предел членения системы с точки зрения рассмотрения аспекта решения конкретной задачи.
При моделировании применяют разбиение сложных систем на подсистемы или компоненты. Подсистема ¾ это относительно независимая часть системы, обладающая ее свойствами, имеющая подцель, на достижение которой ориентирована подсистема.
Если части системы не обладают всеми ее свойствами, а представляют собой совокупности однородных элементов, то такие части принято называть компонентами.
Связь характеризует и строение (статику), и функционирование (динамику) системы. Связи определяют ограничение степени свободы элементов, так как элементы, вступая во взаимодействие друг с другом, утрачивают часть своих свойств, которыми они потенциально обладали. Связи характеризуются направлением, силой, характером (или видом).
Связи бывают направленные и ненаправленные, сильные и слабые. По характеру различают связи подчинения, связи порождения (или генетические), равноправные (или безразличные), связи управления.
Важную роль играет обратная связь, в результате которой часть выходного параметра системы оценивается при формировании тех или иных входных воздействий. Обратная связь может быть положительной, т.е. сохраняющей тенденции происходящих в системе изменений того или иного выходного параметра, и отрицательной ¾ противодействующей изменениям выходного параметра, стабилизирующей его требуемое значение. Обратная связь является основой саморегулирования, развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования.
Понятие «цель» и связанные с ним понятия целесообразности, целенаправленности лежат в основе развития системы.
В понятие цель вкладывают разные оттенки ¾ от идеальных устремлений до конечных результатов, достижимых в пределах некоторого интервала времени.
Структура отражает определенные взаимосвязи, взаиморасположение составных частей системы, ее устройство.
В сложных системах структура включает не все элементы и связи между ними, а лишь наиболее существенные компоненты и связи, которые мало меняются при текущем функционировании и обеспечивают существование системы и ее основных свойств. Одна и та же система может быть представлена разными структурами в зависимости от стадии познания.
Существуют понятия, характеризующие функционирование и развитие систем.
Понятие «состояние» характеризует мгновенную фотографию системы, «остановку» в ее развитии. Состояние определяют через входные воздействия и выходные сигналы либо через макропараметры, макросвойства системы.
Если система способна переходить из одного состояния в другое, то говорят, что она обладает поведением. Этим понятием пользуются, когда неизвестны закономерности перехода из одного состояния в другое. Говорят, что система обладает каким-то поведением, и выясняют его характер, алгоритм.
Понятие «равновесия» определяют как способность системы в отсутствии внешних возмущений (или при постоянных воздействиях) сохранять свое состояние сколь угодно долго. Это состояние называется состоянием равновесия.
Под устойчивостью понимают способность системы возвращаться в состояние равновесия после того как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних возмущающих воздействий или внутренних воздействий, если в системе есть активные элементы. Состояние равновесия, в которое система способна возвращаться, называют устойчивым состоянием равновесия.
Понятие «развитие» объясняет сложные термодинамические и информационные процессы в природе и обществе. Исследование процессов развития, соотношения развития и устойчивости, изучение механизмов, лежащих в их основе, ¾ наиболее сложные задачи теории систем.
Дата публикования: 2014-11-19; Прочитано: 595 | Нарушение авторского права страницы | Мы поможем в написании вашей работы!