3.6.Контрольные вопросы
Что такое управление?
Какие основные виды управления Вы знаете?
В чём состоит принцип разомкнутого управления?
В чём состоит принцип компенсации?
Где применяется принцип управления по возмущения?
Чем адаптивное управление отличается от оптимального?
Каковы особенности интеллектуального управления?
Что такое система управления?
Чем автоматизированные системы управления отличаются от систем автоматического управления?
Что такое организация?
Чем отличается управление в организационных и технических системах?
4.Моделирование
Моделирование является одним из важнейших элементов системного анализа. Различные методы моделирования могут использоваться как на этапе анализа системы, так и на этапе синтеза знаний о ней. Более того, моделирование широко используется при рационализации.
4.1.Основные понятия моделирования
Процесс моделирования возможен благодаря замечательным системным закономерностям, связанным с морфологическим сходством систем различной природы. Эти закономерности раскрываются через ряд понятий, характеризующих различные степени подобия систем:
Изоморфизм подразумевает одинаковость структуры систем. При этом различный смысл системообразующих отношений и различие элементов системы при их сопоставлении не учитываются. Две системы изоморфны, если между ними установлено такое взаимнооднозначное соответствие, что соответствующие друг другу объекты обладают соответствующими свойствами и находятся (внутри каждой системы) в соответствующих отношениях между собой. Две ели в лесу изоморфны (рис.31).
Рис.31. Примеры изоморфизма и гомоморфизма
Две лабораторных работы по одной дисциплине, выполняемые по общей методике разными преподавателями, можно считать изоморфными.
Создание изоморфных моделей сложная и, часто, бесполезная задача, поскольку упрощения, которое предполагается при моделировании, использование таких моделей может и не дать.
Отметим, что морфологией системы называется зафиксированная в пространстве, наблюдаемая, физически реализуемая совокупность элементов структуры системы.
Гомоморфизм представляет собой такое соответствие между двумя системами, которое не является взаимно однозначным. При гомоморфизме аналогия между двумя системами меньше, чем при изоморфизме, и одна из систем является как бы упрощенной копией другой. Например, географическая карта является упрощенной копией по отношению к местности, а лабораторная установка является упрощённой копией производственного оборудования.
Симметрия обозначает неизменность структуры системы относительно её преобразований. Симметрия подразумевает одинаковость структуры, но не формы.
Например, сферическая симметрия тела означает, что вид тела не изменится, если его вращать в пространстве на произвольные углы (сохраняя одну точку на месте) [9].
Отсутствие или нарушение симметрии называется асимметрией.
Понимание взаимосвязей между описанными понятиями, характеризующими подобие систем, позволяет моделировать объекты, явления и процессы окружающего мира.
Модель – образ или образец объекта, явления или процесса, используемый с некоторой целью, при определённых условиях в качестве его «заместителя». Модель может быть изоморфной, гомоморфной или полиморфной по отношению к моделируемой системе. Чаще всего используют гомоморфные модели (рис.32).
Например, моделью учебного процесса подготовки бакалавра в определённом аспекте можно считать учебный план.
Моделирование – исследование объектов познания на их моделях, а также построение и изучение моделей реально существующих объектов, явлений, процессов и конструируемых объектов (систем) для определения, уточнения их характеристик, рационализации способов их построения и т.п.
Моделировать можно как целые объекты, или системы, так и их аспекты, элементы или подсистемы.
Рис.32. Пример модели
Для каждой модели существует область применимости (предметная область) – набор объектов и свойств, которые адекватно описываются моделью. Следовательно, применение каждой модели ограничено и для исследования сложного объекта требуется использование нескольких моделей (рис.33). Такой подход называется принципом дополнительности Нильса Бора [15].
Рис.33. Связь системы и её моделей
Более емкое и удобное в системном анализе определение:
Модель системы – определённое формализованное представление, служащее для ответа на вопросы, заданные относительно реальной системы.