3.4. Модели систем
Модель – это система,
отражающая другую систему.
Н.М.Амосов
Анализ систем ведется путем моделирования (см. рис. 1), т.е. через копии реальных объектов, отражающих их наиболее сущностные стороны (признаки). Представление моделей весьма разнообразно: графическое (схемы, рисунки), матричное (таблицы) и т.п. На рис. 3-5 представлены графические модели объекта (системы). Ниже в пособии приводятся модели в виде матриц (таблиц) и схем (диаграмм).
Очень широко в практике моделирования систем, особенно в условиях отсутствия (ограниченности) знаний об их структуре и организации, используется модель «черного ящика» (рис. 7).
По мере изучения системы и пополнения информации о ее структуре и закономерностях организации «черный ящик» превращается в «серый», а затем «светлый». При этом наиболее абстрактное представление о системе («черный ящик») заменяется на менее абстрактную модель, в которой уже отображается органоструктура (т.е. структура цепочек действий и структура связей), а затем на весьма конкретную модель, в которой описывается совокупность элементов системы и их отношений (связей).
При моделировании систем методически очень важно знать и использовать законы их структурообразования, функционирования и развития.
3.5. Системный оператор
По положению системы в иерархии можно выделить надсистему, систему и подсистему. В соответствии с законами, развитие системы и ее элементов идет из прошлого через настоящее в будущее. Все вышесказанное дает возможность построить структуру, которая получила название системного оператора (рис. 8), позволяющего не только проследить историю развития системы, но и прогнозировать ее будущее. Пример использования системного оператора (СО) дан на рис. 9.
Вопросы для самопроверки к гл. III
1. Дайте общее определение системы?
2. Что такое вход и выход системы?
3. Что такое окружающая среда?
4. Назовите признаки классификации систем.
5. Что такое альтернативная система?
6. Что такое антисистема?
7. Структура системы. Типы структур.
8. Что такое иерархическая структура?
9. Функциональность. Функционирование системы.
10. Дайте определение функции системы.
11. Понятие о системных свойствах.
12. Что такое системный эффект, системное качество?
13. Модели систем. Понятия «черного ящика», «светлого ящика».
14. Системный оператор. Его возможности.
Тренинговые упражнения
Доказать, что объекты: велосипед, книга, кинофильм, банк можно отнести к системам.
2. «Прокрутить» по системному оператору системы: книга, фирма.
IV. Законы развития систем
4.1. Общие положения
Все существующие в мире системы, в том числе и антропогенные, развиваются и функционируют по своим законам. Законы развития технических систем описаны в достаточно большом количестве изданий, например [3, 11–16]. Эти работы подтверждают, что технические системы (ТС) развиваются по объективно существующим законам, эти законы можно познать и использовать их не только для получения новых решений, но и для прогнозирования развития систем. Это, пожалуй, самое ценное, что предоставляет нам знание законов.
Закон – необходимое, существенное, устойчивое, повторяющееся отношение между явлениями в природе и обществе [3].
Законы развития следует отличать от законов организации и функционирования.
Развитие – процесс перехода из одного состояния в другое, более совершенное, переход от старого качественного состояния к новому качественному состоянию, от простого к сложному, от низшего к высшему.
Функционирование – изменение свойств и параметров системы в процессе выполнения главной полезной функции (ГПФ).
Законы функционирования отражают взаимодействие элементов, пространственно-временные и причинно-следственные связи между ними, взаимодействие системы с окружающей средой. Эти законы вытекают из фундаментальных законов природы и изучаются естественными науками.
Законы развития отражают механизмы качественного преобразования систем, раскрывают пути возможных переходов от одного качества к другому.
Развитие описывается тремя группами законов:
Всеобщими законами, справедливыми для любой развивающейся системы, независимо от ее природы – законами диалектики.
Общими - для достаточно многочисленных групп систем, например, для всех ТС.
Частными законами, характерными только для определенного вида систем, например, транспортных.
Между общими законами и частными существует диалектическая взаимосвязь: общие законы действуют через частные, а частные – представляют собой конкретные проявления общих. В настоящее время выявлена и описана достаточно большая группа законов развития технических систем (ЗРТС) [3, 16]:
закон S-образной кривой развития систем;
закон полноты частей системы;
закон сквозного прохода энергии;
закон вытеснения человека из ТС;
закон неравномерного развития частей системы;
закон увеличения степени идеальности системы;
закон развертывания-свертывания ТС;
закон повышения динамичности систем;
закон согласования-рассогласования систем;
закон перехода ТС на микроуровень.
Рассмотрим краткое толкование основных законов.