Лекция 1
Общие теории систем.
Общие теории систем это научное направление, связанное с разработкой совокупностей философских, методологических, конкретно-научных и прикладных проблем анализа и синтеза сложных систем производственной природы. Понятие сложной системы (большая) не является однозначной, что означает наличие различных подходов к его формальному определению. Ученый Берталанфи определил систему как комплекс некоторых элементов, находящихся во взаимодействии между собой и с внешней средой, и выдвинул ряд основных идей этой теории.
Основные свойства сложных систем.
-
Сложность иерархической структуры. В сложных системах одновременно функционирует несколько различных иерархических структур, взаимодействие между которыми не сводиться обычно к простым отношениям иерархического соотношения.
-
Многофункциональность. Возможность реализации в системе большого числа функций.
-
Иерархичность. Проявляется в структуре связей между элементами и последовательности реализации функций.
-
Связность (целостность). Не дает разбить систему на независимые части. Для достижения оптимального результата функционирования системы требуется взаимодействие всех ее частей.
-
Распределенность (рассредоточенность). Элементы системы распределены в пределе значительных территорий, что требует учитывать особенности передачи информации между элементами системы.
-
Переменность структур. Организация подсистем, изменение структуры связи между элементами, и структуры самих элементов, с целью достижения наибольшей адекватности между системой и выполненной ею функцией.
-
Адаптруемость. Приспособленность системы к внешним условиям, позволяющая оптимальным образом достичь общей цели функционирования.
-
Надежность. Способность системы безотказно функционировать в течении заданного промежутка времени.
-
Живучесть. Способность системы при отказе отдельных элементов выполнить либо основные функции, либо все функции, но с пониженной эффективностью.
-
Контроль и диагностика. Производит контроль (самоконтроль) правильности функционирования элементов и отдельных подсистем осуществить диагностику (само диагностику) неисправностей в подсистемах.
-
Неоднородность элементов. Является следствием того, что сложная система является человеко-машинным, т.е. содержит коллективы людей и технических средств. Это заставляет учитывать влияние социологических и инженерно-психологических аспектов деятельности рабочих. Следует учитывать, что элементы технических средств являются разнородными, которые строятся на различных физических принципах. Отдельные подсистемы могут быть построены на основе принципа однородности.
-
Параллельность. Достигается заданная производительность за счет одновременной работы ее элементов.
-
Нарасчиваемость. Способность системы к развитию, достигая без нарушения … основных функций, путем изменения числа элементов и/или их состава.
-
Системность. Проявление новых качеств несвойственных группе автономных элементов.
-
Автоматизированность. Проявление в массовом использовании средств ВТ для целей проектирования и моделирования автоматизации и оптимизации управления системой и реализации ее функций.
-
Сложность анализа синтеза и организации функционирования системы. Требуют сложного материального аппарата и мощных вычислительных средств.
-
Небольшие сроки. Малые в начале и в целом большие затраты средств.
-
Множественность целей, которые могут не совпадать с целями отдельных подсистем.
-
Динамичность процессов имеет стохастический характер.
Теоретической базой материального анализа является …, которые отражают роль методологических исследований при изучении сложных объектов. Изучение системы предполагает ее анализ взаимодействия со средой. Это приводит к необходимости разделения систем на открытые и замкнутые (полная изоляция от среды). Это понятие условно, т.к. реальные системы всегда являются открытыми. Понятие открытая система предполагает наличие у системы входов и выходов, через которое осуществляется взаимодействие с внешней средой. Возможность получения информации на входах и выходах чрезвычайно важна, поскольку анализ поведения системы можно проводить по результатам ее реакции на входные воздействия, даже не располагая другими сведениями о системе. Требование высокой надежности и живучести вычислительных средств (ВС) является важным. Задачи управления энергетической системой, движение воздушного транспорта требуют создания ВС обладающих живучестью, с тем, чтобы обеспечить непрерывное функционирование системы в течение длительного промежутка времени. Создание ВС высокой производительности и надежности по своей природе сложная задача, связанная с большими материальными затратами. От удачно подобранных ВС, к решаемому классу задач, на столько будет проще их математическое обеспечение.