Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Классификация систем

Основные понятия теории систем

Понятие «система» — одно из центральных в научном познании окружающего мира, и теория управления широко использует такие понятия, как организационная система, система управления, систем­ный подход, системный анализ и т.д.

(Вклад - Людвик фон Берталанфи в 1930-х гг., А.А. Богданов в начале XX.)

Система (греч. systema — целое, составленное из частей соедине­ние) — множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство.

Элемент системы – это простейшая неделимая часть системы, т.е. предел членения системы с точки зрения аспекта рассмотрения системы, ре­шения конкретной задачи, поставленной цели.

Подсистема – совокупность взаимосвязанных элементов (компо­нентов), способных выполнять относительно независимые функции, подцели, направленные на достижение общей цели системы. Такая часть должна обладать свойствами системы.

Связи обеспечивают возникновение и сохранение целостных свойств системы. Связи – ограничение степени свободы элементов: вступая в связь друг с другом, элементы утрачивают часть своих свойств, кото­рыми они потенциально обладали в свободном состоянии.

Связи характеризуются:

- направлением (связи бывают направленные и ненаправленные);

- силой (выделяют связи сильные и слабые);

- характером (выделяют связи подчинения, порождения (или ге­нетические), равноправные (или безразличные) и др.);

- местом приложения (внутренние и внешние связи).

Выделяют также связи:

- первого порядка (связи, функционально необходимые друг другу);

- второго порядка (дополнительные связи, в значительной степе­ни улучшающие действие системы, но не функционально необ­ходимые);

- третьего порядка (излишние или противоречивые связи).

Структура – внутренняя форма, отражающая определенные взаи­мосвязи, взаиморасположение составных частей системы, ее строение.

Структура связывает компоненты системы, преобразует их, придавая им опре­деленную общность, целостность. Особенно большое зна­чение для сохранения системы имеет относительная самостоятель­ность, устойчивость структуры (поскольку она не сразу, не прямо и автоматически следует за изменением компонентов системы). Структура «противостоит» постоянным изменениям компонентов, удерживает эти изменения в пределах определенного качества.

Элементарную систему можно представить в виде схемы «вход — процесс — выход» (рисунок 1).

Внешняя среда

Рис. 1. Элементарная система

Составляющие части системы:

- вход — воздействие внешней среды на систему;

- выход — воздействие системы на внешнюю среду;

- процесс — функционирование системы, преобразование входа в выход;

- внешняя (или окружающая) среда — множество не входящих в систему объектов, изменение свойств которых меняет со­стояние системы, а также объекты, на которые влияет сама система.

В силу всеобщей взаимосвязанности процессов в мире выходы од­них систем неизбежно будут входами других.

Выделяют следующие понятия, характеризующие функционирова­ние и развитие систем.

Состояние – множество существенных свойств, которыми систе­ма обладает на данный момент времени (например, по состоянию на 01.01.2006 г. остатки готовой продукции на складе составили 540 тыс.руб.).

Поведение – характеризует способность системы переходить из од­ного состояния в другое. Этим понятием пользуются, когда неизвест­ны закономерности данного перехода (например, численность студен­тов на лекциях в течение семестра).

Равновесие — способность системы в отсутствие внешних возмуща­ющих воздействий (или при постоянных воздействиях) сохранять свое поведение сколь угодно долго (расписание занятий на семестр).

Устойчивость — способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из него выведена под влиянием внешних возмущающих воздействий. Эта способность обычно прису­ща системам, когда отклонения не превышают некоторого предела (за­мена заболевшего преподавателя).

Развитие — направленное закономерное изменение. В результате развития возникает новое качественное состояние системы, ее соста­ва или структуры (введение активных методов обучения в образова­тельный процесс).

Классификация систем

Существуют различные классификации систем в зависимости от целей исследования.

Классификация Вира, построенная по двум критериям:

1) по степени сложности выделяют системы:

- простые, содержащие небольшое количество элементов и не­большое число связей между ними;

- сложные, содержащие большое количество элементов и большое число связей между ними;

- очень сложные — настолько сложного вида, что их точно и под­робно описать уже нельзя;

2) по характеру поведения выделяют:

- детерминированные системы, в которых составные части взаи­модействуют четко определенным образом;

- стохастические (вероятностные) системы, для которых харак­терно изменение во времени их состояния или характеристик под влиянием различных случайных факторов. Для данного из­менения может быть определена вероятность того или иного его течения.

Таким образом, главное различие детерминированной и вероятно­стной систем состоит в определении степени предсказуемости резуль­татов взаимодействия как составных частей системы, так и системы с внешней средой.

Полная характеристика систем по классификации Вира представ­лена в табл.1

Помимо приведенных видов систем существуют и другие класси­фикационные критерии:

1) по отношению к внешней среде системы подразделяются на:

- открытые, способные обмениваться со средой массой, энерги­ей и информацией; они взаимодействуют с окружающей средой и приспосабливаются к изменениям во внешней среде,

- закрытые, изолированные от внешней среды.

2) по признаку изменения системы в зависимости от фактора вре­мени:

- статические системы, состояние которых с течением времени остается практически постоянным (например, муниципальный детский сад),

- динамические системы, изменяющие свое состояние во времени;

3) по признаку однородности входящих в нее элементов выделяются:

- гомогенные системы, состоящие из однородных элементов и до­пускающие взаимозаменяемость (оборудование определенного типа, используемое на предприятии, группы работников, выпол­няющих однородные функции и т.д.),

Таблица 1 - Характеристика систем по Биру

- гетерогенные системы, состоящие из разнородных элементов и не обладающие свойством взаимозаменяемости (любая социаль­но-экономическая система: литейный, механический, сбороч­ный цехи машиностроительного предприятия и др.). (Следует иметь в виду, что оба вида систем могут включать в себя и гете­рогенные и гомогенные по своей природе элементы);

Различие систем предполагает и различные подходы к управлению