Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Глава 1. Системы и их Закономерности



 

Системы

 

По своему построению вся вселенная состоит из множества систем, каждая из которых содержится в более масштабной системе. Термин «система» греческого происхождения и означает целое, составленное из отдельных частей. В настоящее время существует достаточно большое количество определений «система». Определения «система» изложены в работах Л. фон Берталанфи, А. Холла, У. Гослинга, Р. Акоффа, К. Уотта и других. Например, по Л. фон Берталанфи, система – комплекс элементов, находящихся во взаимодействии [6], по А. Холлу система представляет собой множество объектов вместе с отношениями между объектами и между их атрибутами [8]. У. Гослинг под системой понимает собрание простых частей [7]. В соответствии с понятием Р. Акоффа система представляет собой любую сущность, которая состоит из взаимосвязанных частей [1]. Наиболее близким понятием, относящимся к информационным системам, следует отнести определение К. Уотта, который считает, что система – это взаимодействующий информационный комплекс, характеризующийся многими причинно-следственными взаимодействиями [9].

Из приведенных определений можно выявить общие моменты, которые присущи понятию «система» и при дальнейших исследованиях рассматривать ее как целенаправленный комплекс взаимосвязанных элементов любой природы и отношений между ними. Обязательное существование целей определяет общие для всех элементов целенаправленные правила взаимосвязей, обуславливающие целенаправленность системы в целом. С точки зрения математики определение системы можно условно сопоставить с определением множества. Так, по Г. Кантору, множество является объединением в одно целое объектов, хорошо различимых нашей интуицией или мыслью. Н. Бурбаки считает, что множество образуется из элементов, которые обладают некоторыми свойствами и находятся в некоторых отношениях между собой или с элементами других множеств. Исходя из этого, можно сделать вывод, что для математического описания системы можно использовать аппарат теории множеств. Тогда систему S можно представить следующим образом:

 

 

где – функция перехода;

– множество элементов, входящих в систему;

– множество элементов, выходящих из системы.

 

Множества X и Y являются конечными, так как определяют некоторую систему, выделенную из реальной жизни и дискретную по своей сущности. Поэтому S = d{X,Y} можно рассматривать как граф, что позволяет возможность использования для описания таких систем теории графов. Любая система может быть представлена в виде графа, вершинами которого являются элементы системы, а ребрами – отношения между ними.

Схемное построение системы, с ее внешней и внутренней средой, приведено на рис. 1.1 (9 стр.). При исследовании систем одним из важных условий является определение следующих понятий:

• информация;

• информационные ресурсы;

• элементы;

• подсистемы;

• связи;

• информационные ресурсы внешней среды;

• информационные ресурсы внутренней среды;

• структура;

• функция;

• целевая функция.

Информация.Информация это сведения, сообщения, знания, флюиды, данные, которыми обмениваются люди, люди и технические устройства, технические устройства между собой; обмен сигналами в животном и растительном мире, с космическим пространством; передача признаков от клетки к клетке, от организма к организму. Понятие «информация» состоит из двух аспектов: содержательного и материального. Содержательный, или смысловой, аспект информации состоит в наличии определенных знаний, сведений, сообщений, данных или осведомленности о состоянии внешней и внутренней среды системы. Материальный аспект связан с тем, что передача и хранение информации требует материальных носителей, на которых она фиксируется и затем передается. Как введение понятия «энергия» позволило рассматривать все явления природы с единой точки зрения, так и введение понятия «информация» позволяет подойти с единой точки зрения к изучению процессов взаимодействия явлений в природе. Информация никогда не создается. Она только принимается и передается, но при этом может утрачиваться и исчезать.

Информационные ресурсы.Информационные ресурсы представляют собой знания, сведения, данные, полученные в результате развития науки и практической деятельности людей, используемые в общественном производстве и управлении как фактор повышения эффективности производства. Они представляют собой по содержанию отображение естественных и общественных процессов и явлений, зафиксированных в результатах научных исследований, проектно-конструкторских разработок, учетно-статистических данных, нормативных, плановых, методических материалах и т. п. В форме понятий, суждений и сложных моделях действительности.

Элементы.Элемент – неделимая часть системы. Дальнейшее деление элемента приводит к разрушению его функциональных связей с другими элементами и получению свойств выделенной совокупности, не адекватной свойствам элемента как целого.

 

Рис. 1.1. Схема построения системы и ее взаимосвязь с внешней средой

Подсистемы.Подсистема – выделенное по определенным правилам и признакам целенаправленное подмножество взаимосвязанных элементов любой природы. Каждую подсистему в свою очередь можно разделить на еще более мелкие подсистемы. Системы отличаются от подсистем только лишь правилом и признаками объединения элементов. Для системы правило является более общим, а для подсистемы – более индивидуальным. Исходя из этого можно сделать вывод, что система представляет собой нечто целое, состоящее из подсистем, каждую из которых можно рассматривать как самостоятельную систему. В то же время любая система является подсистемой некоторой более большой системы.

Подсистемы, выделенные на одной горизонтальной линии, являются подсистемами одного уровня. Деление системы на подсистемы разного уровня называют иерархией (от греч. hieros – священный и arche – власть), что означает порядок подчинения более низких звеньев системы более высоким. При иерархическом построении системы в целях наиболее эффективного достижения цели должно всегда соблюдаться основное правило, заключающееся в том, что подсистема более низкого уровня должна подчиняться подсистеме более высокого уровня.

Любая подсистема является, с одной стороны, самостоятельной системой, а с другой – подсистемой системы более высокого уровня, что приводит к двум подходам исследования систем. Это макроуровень и микроуровень.

Исследование систем как целого на так называемом макроуровне связано с тем, что основное внимание уделяется изучению взаимодействия системы с внешней средой. В этом случае элементы системы рассматриваются с точки зрения организации их в единое целое и влияния на функционирование системы в целом. При исследовании системы на микроуровне основными являются характеристики внутренней среды, определяемые взаимодействием элементов этой среды между собой и выполняющие определенные действия.

В целях более объективного исследования систем необходимо сочетание двух подходов. Обычно считается более целесообразным начинать изучение систем с макроуровня, а затем исследовать микроуровень. Тем не менее иногда может оказаться более рациональным подход, когда исследование системы начинается на микроуровне.

Связи.Связи – это то, что соединяет элементы и свойства системы в единое целое. Любая связь между какими-либо двумя элементами в соответствии с ее направленностью от одного элемента к другому является выходом первого из них и в то же время входом второго. Связи между подсистемами одного и того же уровня называются горизонтальными, а связи системы со всеми подсистемами соподчиненных иерархических уровней – вертикальными.

Для каждой системы связи со всеми подсистемами и между ними называются внутренними, а все остальные связи – внешними. Взаимодействие системы с внешней средой осуществляется с помощью целенаправленных связей.

Информационные ресурсы внешней среды.Информационные ресурсы внешней среды – множество элементов любой природы, существующие вне системы и оказывающих на нее влияние. Для того, чтобы элементы внешней среды могли влиять на систему или испытывать ее воздействие, необходимы связи. В любой системе число всех существующих внешних взаимосвязей очень велико. Исследовать абсолютно все связи практически невозможно. Поэтому их число приходится ограничивать. Задача исследователей состоит в том, чтобы определить с учетом возможностей Интернет из множества существующих взаимосвязей с внешней средой такие, которые в значительной степени влияют на систему.

Информационные ресурсы внутренней среды.Это ситуационные факторы между элементами во внутренней среде системы определенной природы. В организациях, создаваемых людьми, элементы во внутренней среде являются результатом управленческих решений и постоянно меняются под влиянием внешней среды. Основными переменными во внутренней среде организаций, требующих внимания руководства, являются цели, структура, функции, связи, технические средства, технологии и люди.

Структура.Структура – совокупность связей между элементами системы, отражающих их взаимодействие (от лат. structura – строение, порядок). У каждой подсистемы определенного уровня существуют соподчиненные подсистемы либо непосредственно, либо через промежуточные подсистемы. Множество подсистем, которые стоят ниже и подчинены данной системе, называют ее вертикалью.

Функции.Функция – целенаправленный набор действий, операций или процедур (от англ. function – обязанности, действия). Функции системы обычно представляются в виде набора некоторых преобразований, которые, как правило, делятся на две группы. Первая группа функций связана с преобразованием входов в систему. Это значит, что при определенном наборе значений входных данных осуществляется такое преобразование, при котором система придет в состояние, характеризуемое набором некоторых внутренних ее параметров. Вторая группа преобразований связывает состояние системы с ее выходами. При определенном наборе значений внутренних параметров преобразования обеспечивают некоторый набор значений выходных параметров. С точки зрения внешней среды функции системы заключаются в том, что при определенном наборе значений входных параметров выходные параметры принимают соответствующие этому набору значения. Задача специалистов, занимающихся исследованием систем, заключается в определении содержания множеств элементов на входе в систему, зависимостей между ними и возможных преобразований входных данных во внутренней среде системы.

Целевая функция.Функция в экстремальных задачах, минимум или максимум которой необходимо найти, называется целевой. Экстремальному значению целевой функции обычно соответствует оптимальное решение. Различают линейные, нелинейные, выпуклые и другие целевые функции. В том случае, если допустимое множество экстремальной задачи есть пространство функций, тогда используют термин «целевой функционал».




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.