Внешняя среда
Внешняя среда - набор существующих в пространстве и во времени факторов, которые оказывают действие на систему и которые испытывают влияние со стороны системы.
Взаимодействие и взаимозависимость системы и внешней среды
Объекты, принадлежащие одной подсистеме, можно рассматривать как составляющие внешней среды другой подсистемы.
Изменение свойств внешней среды влияет на выполнение системой своих функций, функционирование системы влияет на внешнюю среду. Под влиянием внешних воздействий система может перейти в одно из своих возможных состояний или разрушиться.
Границы системы определяются при выделении системы из внешней среды исходя из целей функционирования системы: в систему включают те элементы, которые необходимы для функционирования системы и которые обеспечивают достижение системой поставленной цели.
Выделение системы из внешней среды может быть осуществлено на основе понятия мощности связей: мощность (сила) связей между элементами системы больше, чем мощность связей этих же элементов с внешней средой. Оценкой мощности связей может служить количество энергии, затрачиваемое на их разрушение или формирование. Мощность оценивается по интенсивности потока вещества, энергии, информации.
Функции системы
Функции системы – действия компонентов системы (преобразования входов в выходы), необходимые для выполнения системой своих задач, обусловленных целью системы (интегративным свойством, назначением системы).
Функции компонента определяются собственными свойствами компонента и его связями с другими компонентами. Между функциями компонентов имеются связи подчинения и согласования, вследствие чего можно представить иерархическую структуру функций компонентов.
Для сложных систем поведение системы представляется алгоритмом, записанным в той или иной форме (блок- или граф- схемы алгоритмов, операторные схемы).
Параметры системы - это величины характеризующие качество, свойства или режимы работы объекта. Различают выходные, внутренние и внешние параметры.
Выходные параметры определяют показатели качества системы. По ним можно судить о правильности функционирования системы и её качестве. Они позволяют сравнивать однотипные по назначению системы, сделать выбор подходящего варианта.
По функциональному признаку система может быть разделена на подсистемы, при этом выделяется два типа внешних связей подсистем: каждой подсистемы с другими подсистемами и с внешней средой. Связи между подсистемами определяются функциональным назначением.
Сложность систем
Понятия системы «простая», «малая», большая» четко не установилось.
Простая система является совокупностью конечного числа объектов, объединенных для выполнения простой или единичной задачи.
Большая система - система, включающая значительное число однотипных элементов и однотипных связей.
Сложная система - совокупность большого (не всегда ограниченного) числа разнотипных элементов и разнородных связей между ними, объединенных для выполнения комплексных задач.
Основные признаки сложной системы: имеет цель (назначение), многоуровневую структуру, управление, благодаря которому все компоненты функционируют согласованно и целенаправленно, источники энергии (в своем составе или во внешней среде) для функционирования.
Сложные системы содержат много различных иерархий: подсистем, функций, целей. Сложность в системах выявляется при построении дерева целей: в формировании подцелей, ранжировании подцелей и связей между ними.
Сложная техническая система - совокупность технических систем, взаимосвязанных для решения комплексных задач достижения общей для них цели и выступающих по отношению к внешней среде (и другим системам) как единое целое.
Особенности сложных технических систем (в том числе человеко-машинных) – большое количество разнотипных элементов и связей, их недетерминированный характер, управление системой (согласованное взаимодействие всех компонентов системы друг с другом в процессе достижения системой возложенных на нее целей). Это предполагает наличие в структуре системы решающего устройства (возможно, человека).
Автоматизированные технические системы предполагают участие человека как элемента системы, автоматические системы – функционирование системы без участия человека.
Системы состоят из взаимозависимых подсистем, которые также могут быть разделены на подсистемы, вплоть до неделимого элемента. Структура сложных систем складывается и из компонентов, и из иерархических отношений этих компонентов. Особенности системы обусловлены отношениями между ее частями, а не частями как таковыми. Это различие внутрикомпонентных и межкомпонентных взаимодействий обуславливает разделение функций между частями системы и дает возможность относительно изолированно изучать каждую часть.
В процессе развития системы объекты, первоначально рассматривавшиеся как сложные, становятся элементарными, и из них строятся более сложные системы. Любой искусственный объект можно рассматривать с двух точек зрения - пользователя и разработчика.
Примеры простых, больших, сложных технических систем: малые простые системы – исправные бытовые приборы для потребителя, малые сложные системы – неисправные бытовые приборы для мастера, большие простые системы – стрела крана, газопровод, сложные системы – самолет, корпус самолета (переборки, усилители конструкции, разные типы внутрикорпусных конструкций).
Заводы разделяются на цеха: механический, химический, электрический и т.д. Цеха подразделяются на участки, на каждом из которых устанавливается оборудование: штампы, прессы, станки. На производственных линиях кроме оборудования имеются емкости с исходными материалами и с готовой продукцией и т.д. Каждый предмет может рассматриваться как объект, имеющий четкие границы и при необходимости включаемый в систему.
В телевизоре пользователя интересует, прежде всего, его дизайн и технические характеристики, например размер экрана. Вы смотрите на объект как бы с внешней стороны - глазами пользователя. Телевизор в данном случае - это в буквальном смысле черный ящик и содержимое его для Вас не представляет никакого интереса. Разработчика (ремонтника) телевизора интересует внутреннее строение объекта - его структура.
Технологическая система — это совокупность взаимосвязанных потоков энергии, материалов и информации, действующая как единое целое, в котором осуществляется определенная последовательность технологических процессов.
При таком определении информационная система является технологической.
Технологическим системам свойственны все характерные признаки больших систем: определенная целенаправленность или наличие общей цели функционирования всей системы (все технологические аппараты и потоки объединены для выпуска продукции); большие размеры как по числу элементов, составляющих систему, так и по числу параметров, характеризующих процесс ее функционирования (большое число аппаратов, связанных технологическими потоками); сложность поведения системы, проявляющаяся в большом числе переплетающихся взаимосвязей между ее переменными (изменение режима работы одного аппарата может оказывать влияние на работу производства в целом); выполнение системой в процессе ее функционирования некоторой сложной и многофакторной целевой функции.