Формализация систем и классификация моделей Некоторые термины системного анализа

Объекты реального мира находятся в постоянном взаимодействии между собой, так или иначе взаимосвязаны друг с другом. Наиболее распространённой формой существования взаимосвязанных и взаимодействующих объектов является система.

Система – совокупность элементов, находящихся в отношениях между собой и образующих определённое целостное единство, направленное на достижение единой цели.

Элемент системы – простейшая неделимая часть системы, т.е. предел членения системы с точки зрения решения конкретных задач в рамках определённой цели;

Подсистема – относительно независимая часть системы, обладающая свойствами системы и имеющая подцель, на достижение которой ориентирована подсистема. Если части системы не обладают такими свойствами, а представляют собой совокупность однородных элементов, то такие части называют компонентами.

Составом системы называют совокупность элементов, компонентов и подсистем.

Для системы характерно наличие связей и отношений между образующими её частями, а также неразрывное единство со средой, во взаимоотношениях с которой система проявляет свою целостность.

Связь – ограничение степени свободы элементов, компонентов и подсистем системы. Совокупность связей между частями системы называют структурой системы.

Связи обеспечивают возникновение и сохранение целостных свойств системы, а также характеризуют строение и функционирование системы – статику и динамику. Чем сильнее связи между элементами системы, тем более целостные свойства она проявляет.

По своему характеру связи характеризуются

- направлением (бывают направленными и ненаправленными);

- силой;

- видом.

По виду связи разделяют на связи подчинения, связи порождения, связи управления, связи безразличия.

Важную роль в процессе управления системами играют обратные связи.

Обратная связь – обратное воздействие управляемого процесса на управляющий объект. Она является основой саморегулирования развития систем. Обратная связь позволяет по выходным параметрам определять входные.

Отображение системы производят путём расчленения её на подсистемы, компоненты, элементы с указанием взаимосвязей разного характера. Одна и та же система может быть представлена разными структурами в зависимости от стадии познания объектов или в зависимости от аспектов её рассмотрения и цели создания.

Поведение системы – процесс её перехода из одних состояний в другие в конкретные моменты времени.

Развитие системы – изменение её во времени для достижения поставленной цели.

Внешняя среда – система более высокого порядка по отношению к рассматриваемой системе (рассматриваемая система является элементом или подсистемой внешней среды). Внешняя среда оказывает воздействие на рассматриваемую систему, меняет ее параметры и свойства, влияет на ее поведение. Однако и система, в свою очередь, оказывает воздействие на внешнюю среду.

Современные научные данные позволяют говорить о мире как о бесконечной системе, находящейся в развитии и на разных стадиях развития и на разном уровне системной подчинённости - иерархии.

Системы реального мира классифицируют

• по происхождению: естественные, искусственные и биологические;

• по степени сложности: простые, сложные и большие (очень сложные);

• по степени взаимодействия с другими системами: открытые и замкнутые¹;

• по характеру функционирования: стохастические и детерминированные;

• по принципу работы: дискретные, непрерывные и дискретно-непрерывные;

• по физической природе: реальные и абстрактные (как правило, системы информации);

• по степени целостности: суммативные и целостные;

• по характеру существования: статические и динамические.

Простые системы – системы, элементы которых точно количественно соизмеримы. Элементы простых систем представляют собой её простейшие неделимые части.

Сложные системы – системы, в которых составляющие их элементы являются, в свою очередь, системами. Для больших систем характерно наличие огромного количества разнородных частей, мощные информационные потоки и самоорганизация.

Понятие простых и сложных систем относительно и применимо в контексте рассматриваемого вопроса².

Несоответствие фактического и желаемого состояния системы называют проблемой. Обратной стороной проблемы является цель – желаемое состояние системы, которое нередко не совпадает с фактическим.

Формулирование проблем и соответственно формулирование цели и задач является важнейшим этапом в построении и анализе систем. Важным этапом является процесс определения целей подсистем, подчиняющийся следующим правилам:

• цели системы низшего уровня должны быть подчинены целям систем высшего уровня с учётом динамики развития;

• анализ характера расположения целей в разных областях пространства позволяет определить функциональные требования к системе;

• неопределённость поведения системы ставит требование учёта возможных ситуаций при её формировании в интересах развития;

• достижимость цели зависит от расходов ресурсов на её выполнение.

Для количественного описания достижения цели формируют критерии – оценочные количественные показатели, характеризующие степень достижения цели.

Достижение цели нередко многоаспектно (многогранно) и вследствие этого описывается не одним, а целым набором критериев. К нему предъявляют следующие требования: операционность (должен четко указывать путь к достижению цели и давать возможность количественной или качественной оценки), функциональная полнота (должен описывать все аспекты цели), неизбыточность (критерии не должны дублировать друг друга), детерминированность (каждый критерий должен иметь однозначный смысл и характеризовать определенный аспект цели) и т.д.