Система

(ч.я.)

В

Х

О

Д

Ы

В

Ы

Х

О

Д

Ы

Ω⊂U Г⊂Y

Окр. среда

Трудность построения “Ч. Я.” состоит в том, что надо решать, какие из многочисленных реальных связей включать в состав модели? (Проблема оценки границ (конфигурации) системы.) При том существуют и неизвестные связи, но которые могут оказаться существенными. Итак, недостаток модели функционирования системы в форме “Ч. Я.” – возможность неполноты (отсюда и неточности) описания системы. Модель “Ч. Я.” часто оказывается не только очень полезной, но в ряде случаев единственно возможным подходом к изучению систем. Напр., данный подход широко применяется в медицине, биологии: действие лекарств на человеческий организм оценивается только по реакции организма путём замера выходных наблюдаемых координат. Модель “Ч. Я.” используется при отсутствии информации о строении системы, т.е. структурированности системы. Если же исследователь располагает некоторой информацией о строении системы, то можно говорить о модели системы в форме “серого ящика”, “полупрозрачного ящика”. Когда же информация о системе достаточно полная, то говорят о системе как о “белом ящике” или о “прозрачном ящике”.

Понятие внешней (окружающей) среды

Внешняя среда – множество действующих вне системы элементов (объектов) любой физической природы, оказывающих существенное, но не целенаправленное влияние на систему или находящихся под её воздействием (в рамках рассматриваемой задачи).

Влияние внешней среды на систему интерпретируется через множество наблюдаемых и измеряемых в различные моменты времени входных воздействий ω(t) ∈ Ω(t) ⊂ U(t). Влияние системы на внешнюю среду интерпретируется через множество выходных координат системы: y(t) ∈ Y(t).

S

ВС

Проблема заключается в определении границ системы (т.е. локализации системы): какие элементы считать взаимодействующими внутри системы, а какие – с элементами, относящимися к внешней среде? От правильности определения границ системы зависят её функции, эффективность и качество системы, возможность её проектирования и исследования. Каковы условия эксплуатации системы?

Сложность решения проблемы заключается в отсутствии строго математических, формализованных методов выделения как наиболее существенных связей между системой и внешней средой, так и внутрисистемных связей. Этот процесс осуществляется на практике на эмпирико – интуитивном уровне (“исходя из физических соображений”), что не гарантирует наличия ошибок в решении данной задачи. Трудность решения задачи возрастает из –за отсутствия достаточной и достоверной информации о самой системе. Поэтому первоначально сформулированные представления (модели) о системе последовательно, постепенно, шаг за шагом уточняются.

Связь считается существенной, если изменение её характеристик или её исключение приводит к значительному ухудшению работы системы, к снижению эффективности достижения цели и т.д.

По степени связи с внешней средой различают закрытые (изолированные) и открытые системы.

Закрытой (изолированной) называют систему, любой элемент которой имеет связи только с элементами самой системы. В таком понимании закрытая система рассматривается изолированно от внешней среды и связей с ней не имеет, а её элементы взаимодействуют только друг с другом внутри системы. Хотя это и сеть сильная идеализация (абстрагирование) и в реальности изолированных от внешней среды систем не существует, но такой подход к изучению систем полезен для выявления её потенциальных возможностей.

Открытой называют систему, у которой хотя бы один элемент имеет связь с внешней средой.

Все реальные системы являются открытыми, только степень связи их с внешней средой может быть различна: от слабой до сильной.