2.1.3 Способы описания систем
Различные способы описания системы отображают определенные группы их свойств и позволяют выявить упорядоченность, структурность и функциональную организованность системы.
Всякая система прежде всего интересна своим назначением, местом, которое она занимает среди других систем и своей функцией. Поэтому для характеристики системы прежде всего должно быть получено функциональное описание, которое позволяет оценить назначение системы, ее отношение к другим системам, ее контакты с окружающим миром, направления возможных изменений ее функции. Функциональное описание связывает внешние воздействия на систему с ее реакцией, ответом. Оно может задаваться некоторым оператором в алгебраической, логической форме, входящим в скалярное, векторное или матричное уравнение. Оператор составляется на основании измерения внешних характеристик (принцип черного ящика: изучение связи воздействие – реакция) или на основании знания строения системы. Представление о строении системы дает ее морфологическое описание, позволяющее выделить основные элементы, связи, определить, тип структуры.
Эти два вида описания системы дополняются третьим информационным описанием, позволяющим судить об уровне ее организации (дезорганизации), предсказать в вероятностном смысле реакцию системы на то или иное воздействие. Сюда входит также характеристика информационных потоков, циркулирующих в системе в афферентных (осведомительных) и эфферентных (управляющих) цепях, и данные об алгоритмах взаимодействия элементов.
Четвертый вид описания системы связан с характеристикой процессов зарождения системы и эволюцией ее развития в историческом плане – это генетико-прогностическое описание.
2.1.4 Системные аспекты управления
Управление – это функция системы обеспечивающая сохранение определенной структуры, поддержание режима деятельности, реализацию заданной программы.
Управление осуществляемое со стороны других систем называется внешним, а управление внутри системы осуществляемое одной из подсистем – внутренним. В связи с этим различают управляющие и управляемые подсистемы.
Закон управления – это зависимость управляющего воздействия от состояния системы.
Алгоритм управления – это последовательность этапов обработки «порций» информации.
Время от поступления очередной «порции» информации до появления управляющей команды называется длительностью цикла управления.
Управление тесно связано с гомеостазом и характеризуется устойчивостью. Под гомеостазом понимается способность системы обеспечивать стабильность структуры и элементного состава, качественное выполнение функций и поддержание параметров системы в заданных пределах вне зависимости от воздействия внешних случайных факторов. Для обеспечения устойчивости система должна обладать адаптивностью, т.е. способностью самооптимизировать свое поведение и структуру в условиях воздействия случайных факторов извне.
2.2 Обобщенная схема функциональной системы организма
Обобщенная схема функциональной системы организма приведена на рисунке 2.2. [1]. В ней выделим два основных элемента: конечный полезный эффект (КПЭ) и рецепторные подсистемы (РП).
.
.
.
ЭФФЕРЕНТНЫЕ СВЯЗИ
АФФЕРЕНТНЫЕ СВЯЗИ
Центральным элементом является конечный полезный эффект (общая устойчивость организма или определенное значение некоторой физиологического показателя), так как от его состояния и колебания будет зависеть в данный момент поведение всей функциональной системы, конечный полезный эффект отличается относительным консерватизмом и способен изменяться в допустимых для существования организма пределах. Другой элемент – рецепторные подсистемы – это точно приспособленные к параметрам (физическим или химическим) данного конечного эффекта. Рецепторные подсистемы являются еще более консервативным образованием, характеризующимся относительно высоким постоянством параметров (чувствительности, разрешающей способности, динамического диапазона и т.д.). Внутренняя среда (ВС) организма имеет тенденцию к значительным флуктуациям, которые отражаются в флуктуациях конечного эффекта. Эти флуктуации вместе с параметрами внешней среды (С) воспринимаются рецепторными подсистемами и через афферентные связи поступают в центральную нервную систему (ЦНС). Туда же поступает информация от подсистем органов чувств (ПОЧ). Центральная нервная система в соответствии с поступающей информацией определяет целевую функцию (ЦФ), на основе которой она «включает» или «выключает» различные механизмы (средства достижения приспособительного результата) – эффекторные подсистемы (ЭП), поддерживающие постоянство отдельных показателей внутренней среды и обеспечивающие тем самым эфферентные связи центральной нервной системы с конечным полезным эффектом. Количество таких механизмов может быть очень велико, что обеспечивает их весьма широкую гибкость и взаимозаменяемость. Внешняя среда может оказывать непосредственное влияние на отдельные подсистемы организма на любом уровне организации: это может привести к изменению свойств и параметров этих подсистем и даже нарушить выполнение целевой функции.
Подобная организация функциональной системы подтверждается большим числом физиологических данных. В ней показана также деятельность ЦНС, по формированию целевой функции на управление внутренней средой основанное на анализе полной информации от разнообразных рецепторных подсистем. При этом в процесс выработки целевой функции могут быть вовлечены и другие периферические нервные структуры организма.
Такая структура является универсальной архитектурой функциональной системы.