Василий Терехов - Парадигма эксформатики. Моделирование самопрограммирующихся и интеллектуальных систем

Характеристики системы, её связи, функции, свойства, закономерности, параметры и отношения рассматриваются здесь в очень широком смысле и поэтому применён более общий термин – «параструктура», определённый ниже. Этот термин необходим потому, что термин «функция» – интуитивно воспринимается, как нечто связанное с процессом, протекающем во времени, хотя в общем смысле система может существовать «вне» времени, пространства и материи, а термины «характеристики» и «свойства» обычно применяются как понятия узко технологические, специальные.

В современной науке рассматриваются системы, называемые информационными. В информатике под информацией понимается количественная мера, выражаемая в битах (байтах), но ценность информации в байтах выразить невозможно.

Например, слово «старт», имеющее определённое значение, имеет размер 5 байт, такой же, как и не имеющая никакого значения последовательность знаков «ааааа» (если, конечно, такое сочетание символов не является частью специального кода).

Система может быть неявной, распределённой, фоновой: не иметь границ, не иметь полного воплощения, не иметь конкретной и определённой компактной формы ни физической, ни нематериальной (информационной) и, тем не менее, реально существовать.

Пример. Рассмотрим такую систему, как русский язык. Представим книгу, написанную на русском языке. Книга, состоящая из обложки, листов бумаги и отпечатанных типографских знаков – объект физический и материальный. Текст, написанный на русском языке, сообщающий некоторые сведения читателю, – система нематериальная (информационная), но реальная, он имеет конкретный объём и определённую форму. При повторном издании, если автор не внесёт изменений и дополнений, он будет тем же самым. В книгах одного тиража он абсолютно идентичен, знак в знак. Но система, которую можно назвать «русский язык», не имеет определённого конкретного воплощения. В самом деле, что такое русский язык? Можно говорить по-русски, думать, писать, читать, издать словарь русского языка, который никогда не будет полным и исчерпывающим, или книги по грамматике и синтаксису русского языка, которые никогда не будут без исключений, исследовать, изучать язык, но сам язык существует как система везде и нигде: это – фоновая система, совокупность закономерностей, правил.

Структура может быть алгоритмом или последовательностью, в частности последовательностью во времени. События могут быть структурированы (причинно-следственный комплекс, последовательность, история и т.д.). Изменяющаяся во времени система или система, какой-либо параметр которой может быть выражен в единицах времени, – система динамическая. Структурные изменения системы при воспроизводстве называют эволюцией. Изменённую систему можно назвать дочерней системой.

Таким образом, в рамках этой концепции под системой понимается структура, имеющая соответствие составляющих её частей и имеющая соответствие относительно иных структур.

Сравните это определение с распространённым, но более ограниченным, определением системы: «Система – это совокупность элементов, связанных общей функцией» (Жерарден М. «Бионика», М, Мир, 1971), а также с понятием «открытая система».

Каждая система уникальна, она существует в мироздании в единственном числе. Каждая уникальная система имеет множественность воплощения в объектах(экземплярах системы).

Эта дефиниция понятия система неявно включает в себя постулат множественности разнообразных систем в мироздании и их относительность.

Пример 1. Если мы рассмотрим несколько объектов абсолютно идентичных, например, автомобилей, сходящих с конвейера, – мы наблюдаем не множество одинаковых систем. В данном случае существует единственная уникальная конструкция (система) автомобиля, представленная во множестве изделий (объектов, экземпляров) с различными серийными номерами. Эта система будет в чём-то отличаться от других систем, а в чём-то быть сходной с иными системами – конструкциями, разработанными другими производителями, и своими собственными конструктивными модификациями.

Пример 2. Любая подпрограмма (процедура или функция) алгоритмической компьютерной программы может вызываться многократно, уникальная подпрограмма имеет множественность исполнения (воплощения).

Каждый экземпляр системы имеет неструктурные параметры, элементы, феномены. Он может быть несовершенным и не идеальным, иметь пороки, стареть и деградировать. Неструктурные элементы могут привести к исчезновению, гибели объекта. Кроме того, неструктурные элементы определяют индивидуальные особенности объекта.

Каждый элемент структуры, в том числе свойство, функция или параметр, может быть структурой: субсистемой, модулем, фоновой структурой, сложным свойством, интегральной функцией, комплексным параметром и т.д.. Кроме общих понятий «субсистема» и «модуль» существуют множество специальных терминов, например: орган или система (система кровообращения, иммунная система и т.п.) в биологических организмах; агрегат или сборочный узел в техническом устройстве; модуль, процедура или функция в компьютерной программе; подразделение в организационной структуре; партия в опере; регистр в бухгалтерской документации; операционный день в банке; глава в книге и т. д.

Система может иметь многоуровневую структуру – иерархическую структуру, то есть каждый элемент, модуль или каждая часть (компонент) системы может включать в себя субсистемы (компоненты) ещё более низкого уровня.

Иерархические структуры могут быть самыми различными.

Например, любая техническая система (двигатель внутреннего сгорания, телевизор, холодильник и т.п.) состоит из блоков, узлов, модулей, каждый из которых в свою очередь состоит из модулей или деталей, которые в свою очередь тоже могут иметь внутренние структуры и т. д. Иерархические структуры могут быть нематериальными, например, компьютерные программные системы имеют модульную структуру.

Структурная иерархия – иерархия соответствий входящих в неё составляющих.Соответствие означает сходство или подобие отдельных элементов структурных составляющих системы, то есть структурных элементов (компонентов) второго уровня иерархии или параллельных структур.

Пример. Рассмотрим пару винт – гайка. Для того, чтобы они составляли систему необходимо соответствие деталей – винта и гайки, а именно соответствие присоединительных размеров резьбы, а также свойств материалов из которых изготовлены винт и гайка. Профили наружной и внутренней резьбы должны быть подобны для того, чтобы обеспечить сборку, но не тождественны: одна из них – наружная, другая – внутренняя. Кроме того, необходим зазор, чтобы компенсировать неизбежные погрешности изготовления, деформацию и обеспечить приемлемое усилие при соединении или разъединении этих деталей. Материал этой пары должен соответствовать данной системе крепления, например, сталь-сталь или полимер-полимер.