1. Понятие системы. Эффективность систем

Система – совокупность взаимосвязанных элементов, объединенных в целое для достижения некоторой цели. Цель определяется назначением системы.

Элемент – минимальный неделимый объект при текущем уровне детализации.

Структура системы задается перечнем элементов, входящих в состав системы и связей между ними.

Структура задается графически в виде схем и аналитически, когда задается количество типов элементов, число элементов каждого типа и матрица связей (инцидентности).

Функция системы – правила достижения поставленной цели.

Способы задания функции:

1) алгоритмический (последовательность шагов, выполняемых системой для достижения цели).

2) аналитический ( в виде математической зависимости в терминах некоторого мат. аппарата – теория множеств, теория случайного процесса, теория массового обслуживания).

3) графический (в виде временных диаграммах).

4) табличный (функциональная зависимость, булевы функции, автоматные таблицы функций-переходов и т.д.).

Важнейшие свойства системы

1) целостность (система состоит из взаимодействующих совместимых элементов, возможно неоднородных)

2) связность (наличие устойчивых существенных связей между элементами)

3) организованность (наличие определенной структурной и функциональной организации, обеспечивающей снижение энтропии системы по сравнению с энтропией системообразующих факторов).

4) интегративность (наличие качеств, присущих системе в целом, но не свойственных ни одному из ее элементов в отдельности).

Эффективность – степень соответствия системы своему назначению. Эффективность оценивается некоторым набором показателей. Показатель эффективности – мера одного свойства системы. Как правило, количественная.

Показатели зачастую являются противоречивыми, т.е. изменение структурной и функциональной организации системы приводят к улучшению одних показателей и ухудшению других.

Критерий эффективности – это мера эффективности системы, обобщающие все или многие свойства в одной оценке.

В общем случае моделирование направлено на решение задач анализа, связанных с оценкой эффективности систем, т.е. это задачи исследования систем.

Вторым направлением являются задачи синтеза, т.е. построения оптимальных систем в соответствии с выбранным критерием эффективности (или оптимизации систем).

2. Параметры и характеристики систем

Параметры описывают первичные свойства системы и являются исходными данными моделирования.

Характеристики описывают вторичные свойства системы, определяются как функция параметра.

Параметры делятся на внутренние, которые включают структурные параметры (описывают состав и связи элементов системы), а функциональные параметры описывают режим функционирования системы, и внешние параметры, которые описывают взаимодействие системы с внешней средой (это нагрузочные параметры, описывающие входное воздействие на систему и прочие параметры внешней окружающей среды, неуправляемые).

Параметры могут быть детерминированные или случайные, а также управляемые и неуправляемые.

Характеристики делятся на глобальные, которые описывают эффективность системы в целом, и локальные, которые описывают качество функционирования отдельных элементов или подсистем.

Глобальные делятся на мощностные характеристики (т.е. характеристики производительности), временные, надежностные.

Таким образом, мы можем интерпретировать параметры системы как входные величины, а характеристики –выходные величины.

Закон функционирования системы : H(t) = f_c(S,F,Y,X,t)

S – структурные параметры

F – функциональные параметры

Y – нагрузочные параметры

X – параметры внешней среды

t – время

H = (V,T,N,C,Z)

V – мощностные характеристики

T – временные

N – надежностные

C – экономические

Z – прочие