Системы. Модели систем

Важнейшим понятием системного анализа является понятие системы. Многие авторы анализировали это понятие, развивали определение системы до различной степени формализации. Например, в [16] собрано 35(!) различных определений системы.

Определение – это языковая (лингвистическая) модель системы и, следовательно, различия целей и требований к модели приводит к разным определениям [5]. Кроме того, разная языковая среда, в силу ингерентности модели, также обуславливает видоизменение определений.

Цели, которые ставит перед собой человек, редко бывают достижимы только за счет его собственных возможностей или внешних средств, имеющихся у него в данный момент. Такое стечение обстоятельств называется проблемной ситуацией.

Проблемность существующего положения осознается в несколько «стадий»: от смутного ощущения, что «что-то не так», к осознанию потребности, затем к выявлениюпроблемыи, наконец, к формулировкецели.Цель– это субъективный образ (абстрактная модель) несуществующего, но желаемого состояния среды, которое решило бы возникшую проблему.

Вся последующая деятельность, способствующая решению этой проблемы, направлена на достижение поставленной цели.

Наши действия, направленные на отбор из окружающей среды объектов, свойства которых можно использовать для достижения цели, и на объединение этих объектов надлежащим образом, и есть работа по созданию системы. Другими словами, система есть средство достижения цели.Однако соответствие цели и системы неоднозначно: в чем-то разные системы могут быть ориентированы на одну цель. Одна же система может иметь (и, как правило имеет) несколько разных целей.

Исходя из вышесказанного, можно сформулировать еще одно определение системы: система есть совокупность взаимосвязанных элементов, обособленная от среды и взаимодействующая с ней как одно целое.

При всем невообразимом многообразии реальных систем принципиально различных типов моделей систем очень немного: модель «черный ящик», модель состава, модель структуры, а также их разумные сочетания и прежде всего объединение трех моделей, т.е. структурная схема системы. , отображающим фиксированное состояние системы, так и к динамическим моделям, отображающим характер временных процессов, которые происходят с системой (рис. 8.2).

Рис. 8.2. Модели систем

Модель «черного ящика»

Важную для человека роль играют наглядные, образные, визуальные модели. Перейдем от первого определения системы (система есть средство достижения цели) к его визуальному эквиваленту [13].

Во-первых, приведенное определение ничего не говорит о внутреннем устройстве системы. Поэтому ее можно изобразить в виде непрозрачного «ящика», выделенного из окружающей среды. Эта простейшая модель отражает два важных свойства системы – целостность и обособленность от среды.

Во-вторых, в определении системы косвенно говорится о том, что хоть «ящик» и обособлен, выделен из среды, но не является полностью от нее изолированным.

В самом деле, ведь достигнутая цель – это запланированные заранее изменения в окружающей среде, какие-то продукты работы системы, предназначенные для потребления вне ее. Иначе говоря, система связана со средой и с помощью этих связей воздействует на среду. Эти связи на рисунке модели изображаются в виде стрелок, направленных от системы в среду (рис. 8.3).

Рис. 8.3. Модель «черного ящика»

Эти связи названы выходами системы.

Кроме того, в определении имеется указание о наличии связей другого типа: система является средством, поэтому должны существовать и возможности воздействия на нее, т.е. такие связи со средой, которые направлены в систему (входы системы).

Модель типа «черный ящик» отображает только связи системы со средой, в виде перечня «входов» и «выходов». Трудность построения модели «черного ящика» состоит в том, что надо решить какие из многочисленных реальных связей включать, а какие не включать в состав модели. Кроме того, всегда существуют и такие связи, которые нам неизвестны, но они-то могут оказаться существенными.