Методи дослідження складних систем

Поняття системи. Складні системи, методи дослідження складних систем.

Система -це впорядкована множина елементів, які структурно взаємозв’язані та функціонально взаємозалежні.

Складна система - складений об'єкт, частини якого можна розглядати як системи, закономірно об'єднані в єдине ціле відповідно до визначених принципів або пов'язані між собою заданими відносинами.

Ознаки складної системи:

1. Складна система по змісту включає множину структурно взаємозв’язаних і функціонально взаємозалежних систем.
2. Різнохарактерні елементи системи.
3. Різнохарактерні властивості та зв’язки між елементами.
4. Емерджентність. (цілісність) Епіграф Аристотеля «Ціле більше суми своїх частин»

Складну систему можна розчленувати (не обов'язково єдиним чином) на кінцеве число частин, зване підсистемами; кожну таку підсистему (вищого рівня) можна в свою чергу розчленувати на кінцеве число дрібніших підсистем і т. д., аж до отримання підсистем першого рівня, тобто елементів складної системи, які або об'єктивно не підлягають розчленованню на частини, або щодо їх подальшої неподільності є відповідна домовленість. Підсистема, таким чином, з одного боку, сама є складною системою з декількох елементів (підсистем нижчого рівня), а з іншого боку - елементом системи старшого рівня.

Методи дослідження складних систем

Основний метод дослідження - математичне моделювання, в тому числі імітація процесів функціонування складної системи на ЕОМ (машинний експеримент). Для моделювання складної системи необхідно формалізувати процеси її функціонування, тобто представити ці процеси у вигляді послідовності чітко визначених подій, явищ або процедур, і потім побудувати математичний опис складної системи. Елементи складної системи зазвичай описують у вигляді динамічних систем (у широкому сенсі), до яких, окрім класичних динамічних систем, відносять також і інші детерміністичні і стохастичні об'єкти - такі як кінцеві автомати, імовірнісні автомати, системи масового обслуговування, кусково-лінійні агрегати і т. п.

Формування поглиблених уявлень про систему

1. Виявлення розгалуженої структури, ієрархії, формування уявлень про систему як про сукупність модулів, що пов'язані входами-виходами.

2. Виявлення всіх елементів та зв'язків, важливих для цілей розгляду, їх співвіднесення до ієрархії системи, ранжування елементів та зв'язків за важливістю.

3. Врахування змін та невизначеностей у системі.

Досліджується повільна, зазвичай небажана зміна властивостей системи, її «старіння», можливість заміни окремих складових, які не лише сповільнюють старіння, але й дозволяють покращити якість системи порівняно з початковим рівнем. Це можливості вдосконалення штучної системи, покращення характеристик її складових та додавання нових компонентів, накопичення інформації з метою кращого її використання, перебудова структури системи, її розвиток.

4. Дослідження функцій та процесів у системі з метою управління ними. Формування управлінь та процедур прийняття рішень. Формування системи управління на ґрунті окремих керуючих дій.

5. Моделювання системи. Побудова сукупності моделей для описання системи

На цьому кроці система розглядається з точки зору зручного відображення її властивостей для створення описання системи, придатного для передбачення її поведінки та виведення неочевидних властивостей. Точність моделювання повинна бути мінімальною, яка ще забезпечує відображення всіх важливих особливостей системи.