Евгений Шуремов - Теория систем и системный анализ. Коротко о главном

Специальные теории системизучают отдельные стороны функционирования и развития систем (теория переходных систем, теория эволюции систем и др).

Системотехника – это прикладная инженерная дисциплина, специализирующаяся на проблемах конструирования систем разной природы (техническая, биологическая, информационная и социальная инженерия).

Термин «системный анализ» впервые появился в разработках корпорации RAND в 1948 г. Первой разработкой, представленной как «система», стало проектирование сверхзвукового бомбардировщика B-58, начавшееся в 1952 г.

В начале 50х гг. системный анализ стал рассматриваться как направление кибернетики при исследовании сложных систем в биологии, макроэкономике и при создании автоматизированных экономико-организационных систем управления.

Системный анализявляется областью деятельности, направленной на выявление проблем функционирования и развития сложных систем и выработку рекомендаций по их преодолению.

Задачи системного анализа состоят не только в понимании механизмов функционирования системы, но и в решении задач проектирования систем и управления ими.

В настоящее время системный анализ представляет собой слабосвязанную совокупность приемов и методов формального и неформального характера. Не смотря на то, что он пока не сформировался в полноценную, целостную научную дисциплину, в настоящее время системный анализ применяется практически во всех сферах человеческой деятельности.

Система – это совокупность (множество) объектов и процессов, называемых элементами, взаимосвязанных и взаимодействующих между собой, образующих единое целое, обладающее свойствами, не присущими составляющим его элементам, взятым в отдельности.

Система состоит как минимум из двух элементов. Понятие системы представляет собой дискретную модель человеческого бытия.

Систему можно описать в виде множества элементов, связей и их свойств.

Свойство – это сторона объекта, обуславливающая его различие или сходство с другими объектами и проявляющееся во взаимосвязи с ними.

Особенности свойств:

– Любое свойство относительно.

– Совокупность свойств составляет качество объекта.

– Свойства объектов могут быть отделены от них только умозрительно.

– Свойства дают возможность описывать объекты системы количественно, выражая их в единицах, имеющих определенную размерность.

Параметр – это количественное выражение свойства.

Элемент системы – это объект, выполняющий определенные функции и не подлежащий дальнейшему разделению в рамках поставленной задачи.

Элемент не тождественен понятию «часть». «Часть» указывает на внутреннюю принадлежность чего-либо объекту, а «элемент» обозначает функциональную единицу.

Совокупность элементов может образовывать подсистему.

Подсистема – это система, являющаяся элементом данной системы.

Надсистема – это система, элементом которой является данная система.

Состав – это совокупность всех элементов, из которых состоит система.

По степени самостоятельности:

– программный – действует по жесткой программе;

– адаптивный – обладает способностью приспособления к изменениям в других элементах и окружающей среде;

– инициативный – обладает способностью целенаправленно изменять собственное состояние и состояние других элементов системы.

По длительности существования:

– постоянный – имеет относительно длительное время существования;

– временный – существующий временно.

По временной принадлежности:

– элемент прошлого (атавизм) – остался от прошлых этапов жизни системы;

– элемент настоящего – характерен для настоящего времени существования системы;

– элемент будущего – свойственен для будущего данной системы (инновационный элемент).

Система развивается в направлении отмирания атавизмов и постепенной трансформации элементов настоящего под воздействием связей с элементами будущего.

По роли в системе:

– основной – играет главную роль в системе;

– неосновной – играет второстепенную роль в системе;

По активности в системе:

– активный – воздействует на процессы в системе;

– пассивный – слабо воздействует на процессы в системе.

По характеру воздействия на систему:

– определенный (предсказуемый) – оказывает вполне определенное воздействие на систему;

– неопределенный (непредсказуемый) оказывает непредсказуемое воздействие на систему.

Связи элементов обеспечивают возникновение и сохранение целостности свойств системы.

Связи – компоненты системы, осуществляющие взаимодействие между ее элементами, а также между системой в целом и внешней средой.

Типы связей:

материальные – обеспечивают передачу вещества между элементами системы;

энергетические – обеспечивают передачу энергии между элементами системы;

информационные – обеспечивают передачу информации между элементами системы.

Связи первого порядкареализуют основные функции системы, связи второгопорядка – вспомогательные функции, а связи третьего порядка – это излишние, противоречивые связи, как правило, мешающие нормальному функционированию системы.

По характеру (виду) различают связи подчинения, порождения (генетические), равноправные и связи управления.

Связи обеспечивают перетекание материальных, энергетических и информационных потоков между элементами, а также между элементами системы и внешней средой. Это означает, что у каждого элемента есть входы и выходы, через которые эти потоки перетекают от одного элемента к другому. Поэтому с кибернетической точки зрения:

Связь – это способ взаимодействия входов и выходов элементов системы между собой и с окружающей средой.

Прямая связь – непосредственное воздействие одного элемента на другой (связь между выходом одного элемента и входом другого).

Обратная связь – воздействие результатов функционирования элемента на характер этого функционирования (связь между выходом и входом одного элемента).

Обратная связь характеризует, как изменения во входящих в элемент потоках сказываются на его функционировании и формировании выходных потоков элемента.

Пример. В зависимости от текущей температуры окружающей среды (входной информационный поток) воздушный кондиционер будет стремиться повысить или снизить температуру: изменить интенсивность нагрева/охлаждения воздуха – собственное состояние, которое приведет к изменению выходного материального потока – температуры воздуха.