Лекция 2

Основные положения общей теории систем.

Вопросы:

1.Термины и определения.

2.Классификация систем.

3.Системный анализ и системный подход.

Учебная цель:

Ознакомиться с основными положениями общей теории систем.

Литература:

1.В.Ф. Шпак Основы автоматизации управления. Ч.1, стр. 33-45. Петродворец, ВМИРЭ, 1998 г.

1. Термины и определения.

Дадим несколько определений системы.

Система - определенное во времени и пространстве множество элементов с

1известными свойствами и упорядоченными связями между элементами и свойствами, ориентированными на выполнение главной задачи данного множества.

Система - совокупность объектов (подсистем и элементов), взаимодействие которых

2обусловливает наличие новых интегративных качеств, не свойственных образующим ее частям компонентам.

3Система - совокупность взаимосвязанных элементов, обладающих интегративными свойствами и целостностью, а также способ (модель) отображения реальных объектов.

Сформулируем наиболее характерные из наиболее важных составляющих ситемы.

Компонент системы - любая часть системы, вступающая в определенные отношения с другими ее частями. Обычно в качестве компонент выступают подсистемы и элементы.

Подсистема - это часть системы, выделенная по определенному классификационному признаку. Это система в системе более высокого порядка. Подсистема выполняет самостоятельную частную задачу или группу задач.

Элемент - это такая часть системы, которая в рамках данного рассмотрения считается неделимой.

Целенаправленность системы - это ориентация системы на достижение определенной цели, выполнение определенной функции, решение конкретной задачи. Здесь цель функционирования выступает как один из важнейших системообразующих параметров.

Структура системы - относительно устойчивый порядок внутренних пространственно- временных связей между компонентами системы, обуславливающих реализацию системных свойств, определяющих функциональное назначение системы и ее взаимодействие с внешней средой.

Декомпозиция - процесс выделения подсистем из системы, частей из целого.

Структуризация - процесс выяснения связей между элементами системы.

Функциональность системы - это выполнение функций достижение цели, решение задач системой на основе системной организации выполнения функций всех ее компонентов.

Элементарность системы - состоит в том, что любая система это всегда компонент или элемент некоторой другой системы, то есть системы более высокого уровня. Данная система всегда выделена из объемлющей системы, но не изолирована от нее.

Изменчивость системы - ни одна система не абсолютна и не вечна, а относительна, изменчива и исторична, имеет свое начало и свой конец.

Управляемость системы - наличие в ней управленческих функций, обеспечивающих сохранение системы в случае возникновения внутренних и внешних воздействий.

Целостность - особое системное свойство, позволяющее выделить систему и все к ней принадлежащее из остального мира, свойство которого не имеет ни одна часть системы при любом способе членения. В этом свойстве - уникальность системы.

2. Классификация систем.

Класс - совокупность объектов, обладающих одним или несколькими классификационными признаками.

Классификационный признак - характеристика свойства, позволяющая полностью или частично идентифицировать объект.

Системы можно классифицировать следующим образом:

-по степени участия человека - автоматические, автоматизированные;

-по степени сложности - простые, сложные;

-по изменчивости свойств - динамические и статические.

-по виду структуры - централизованные, децентрализованные и иерархические;

-по характеру реакции на воздействия - самоорганизующиеся и не самоорганизующиеся (способность на основании оценки воздействия внешней среды менять свои свойства и таким образом прийти к такому устойчивому состоянию, когда эффективность решения задач не будет меньше заданной);

-по причинно-следственным связям между элементами системы - детерминированные и вероятностные;

-по способу представления системы при проведении исследований - реальные и абстрактные.

Под сложной военной системой в общем случае понимается замкнутая система из взаимосвязанных и взаимодействующих органов и объектов управления, структура, функциональное взаимодействие элементов и характер задач которой могут изменяться в широких пределах в зависимости от условий функционирования (например, группировка разнородных противолодочных сил).

Для исследования сложных систем широкое распространение получило многоуровневое (стратифицированное) описание.

Общепринятыми являются следующие уровни:

- логический (абстрактное представление всей системы в целом, из которого видны логика ее работы и основные цели, стоящие перед нею) ;

- информационный (система представляется в виде совокупности источников и получателей информации, мест ее обработки и хранения, а также путей прохождения информации, т.е. описывается информационная структура системы);

- функциональный (описывается совокупность функций, реализуемых системой, их детализация до задач и их "решателей");

- математический (функционирование системы описывается совокупностью математических выражений-операторов преобразования входных воздействий в выходные;

- физический (представление системы осуществляется на уровне протекающих в ней физических процессов).

Общая теория систем - это логико-математическая область, задачей которой является формулирование и вывод таких общих принципов, которые

применимы ко всем “системам” ;

- общенаучная логико-методологическая теория исследования объектов, представляющих собой системы вообще, не специализируя их на различные виды и классы;

Объектом исследований общей теории систем являются сложные образования (системы) окружающего нас мира как искусственного, так и естественного происхождения.

Предмет исследований ОТС - закономерности создания, функционирования и развития (совершенствования) сложных систем различной природы.

Общей теории систем присущи следующие роли:
- интегративная (объединение	- созидательная (синтез сложных
различных теорий, устранение	систем с заданными свойствами,
противоречий и разночтений на	решение вопросов обеспечения их
стыках наук, взаимосвязь и	эффективного
преемственность различных	функционирования);
теорий);

системный

анализ

- прагматическая (получение новых знаний об окружающем нас мире - анализ функционирования

сложных систем).

Основные составляющие ОТС:

системотехника кибернетика

исследование

операций

3. Системный анализ и системный подход.

Системный анализ возник в ответ на объективную потребность исследовать и проектировать сложные системы, управлять ими в различных условиях. Понятие “системный анализ” представляет собой совокупность действий по анализу и синтезу сложных систем. При этом анализ направлен на выявление влияния параметров окружающей среды на характеристики системы, а синтез - влияние характеристик на порядок ее функционирования, а также рациональное распределение работ между элементами.

Системный анализ - методология решения проблем. Определение “системный” означает, что в основе исследования лежит системный подход. Термин “анализ” характеризует саму процедуру проведения исследований.

Суть системного анализа состоит в разделении целого на части и представлении этого сложного целого в виде совокупности взаимосвязанных частей.

Основные

стадии

Постановка	Структуризация	Построение	Исследование
задачи	системы	модели	модели

Системный подход все более начинает представлять собой выработанный на

основе системного анализа и адаптированный к области научных интересов профессионального специалиста способ системного мышления, направленный на изучение, освоение и реализацию общей практической технологии системных исследований вообще и в рамках определенного вида или класса системных объектов в частности.

Системный подход представляет собой совокупность общих принципов и рекомендаций, определяющих научную теоретическую и практическую деятельность исследователя при анализе и синтезе сложных объектов.

Рассмотрим основные принципы системного подхода.

1Принцип цели. Исследователя прежде всего должно интересовать не то, как построена система, а для чего она существует, какая цель стоит перед нею, чем она вызвана и каковы средства ее достижения.

2	Принцип подчинения целей и критериев подсистем общесистемным целям и критериям.

3Принцип двойственности. Исследуемый объект должен рассматриваться и как система, и как подсистема системы более высокого уровня (суперсистемы).

4Принцип целостности. Любой объект должен рассматриваться как нечто целое, а не как простой набор элементов.