- •Раздел 2. Системный анализ и моделирование систем и процессов
- •2.1 Понятие систем и системного анализа
- •2.1.1 Понятие системы
- •2.1.2 Классификация систем
- •2.1.3 Общесистемные закономерности.
- •2.1.4 Характеристики системы.
- •2.1.5. Понятие системного анализа
- •2.1.6 Методология системного анализа.
- •2.2 Моделирование систем и процессов
- •2.2.1 Понятие модели и моделирования
- •2.2.2. Математические модели
- •2.2.3 Математическое моделирование
2.1.3 Общесистемные закономерности.
Общесистемные закономерности - это закономерности, характеризующие принципиальные особенности построения, функционирования и развития систем. Общесистемные закономерности приведены в табл. 1 [2,3,6].
Таблица 2.2
Общесистемные закономерности
1. Закономер-ности взаимо-действия части и целого |
1.1 Эмерджент-ность (или интеграти-вность) |
Эмерджентность (от англ. emergence — возникновение, явление нового) — это возникновение в системе новых интегративных качеств, не свойственных ее компонентам в отдельности. Эмерджентность является одной из форм проявления диалектического закона перехода количественных изменений в качественные. Чем проще система, чем из меньшего числа элементов и связей она состоит, тем меньше проявляет она системное качество, и чем сложнее система, тем более непохожим является ее системный эффект по сравнению со свойствами каждого элемента. Из данной закономерности следует важный практический вывод: невозможно предсказать свойства системы в целом, разбирая и анализируя ее по частям. |
1.2. Целост-ность. |
Изменение в одном элементе системы вызывает изменения во всех других элементах и в системе в целом. Целостность возникает благодаря связям в системе, которые осуществляют перенос свойств каждого элемента системы ко всем остальным элементам. Предельным случаем целостности является абсолютная целостная система. Благодаря абсолютно жестким связям такая система может находиться только в одном состоянии, поэтому энтропия ее равна нулю. В реальных системах связи между элементами не являются абсолютно жесткими (к < 1), из-за чего система может находиться в нескольких состояниях. В этом случае воздействие на элемент системы отразится во всех элементах и в системе в целом, но с неким «затуханием». |
|
1.3 Синергизм |
Проявляется в виде мультипликативного эффекта при однонаправленных действиях. Примеры: если система имеет два входа (х1 и х2)и один выход у, тогда мультипликативный эффект можно выразить уравнением у = ax1x2. Пример: В медицине часто можно наблюдать явление, когда комбинированное действие лекарственных веществ на организм превышает действие, оказываемое каждым компонентом в отдельности. В экономике доходы от совместного использования ресурсов превышают сумму доходов от использования тех же ресурсов по отдельности. |
|
2. Законно-мерности иерархи-ческой упорядо-ченности систем |
2.1 Коммуника- тивность |
Любая система не изолирована от других систем, но связана множеством коммуникаций с окружающей средой, которая представляет собой сложное и неоднородное образование, содержащее: - надсистему (систему более высокого порядка, задающую требования и ограничения рассматриваемой системе); - элементы или подсистемы (нижележащие, подведомственные системы); - системы одного уровня с рассматриваемой. В силу закономерности коммуникативности каждый уровень иерархической упорядоченности имеет сложные взаимоотношения с вышестоящим и нижележащим уровнями. |
2.2 Иерархич-ность |
Любую систему можно представить в виде иерархического образования. При, этом на всех уровнях иерархии действует закономерность целостности. Более высокий иерархический уровень объединяет элементы нижестоящего и оказывает на них направляющее воздействие. |
|
3. Энтро-пийные законно-мерности |
3.1 Принцип компенсации энтропии |
Что энтропия неизолированной системы может быть уменьшена только за счет компенсирующего увеличения энтропии в другой или других системах взаимодействующих с данной. На основе вышеизложенного, можно утверждать, что прогресс не может быть общим для всех частей системы. По законам термодинамики снижение энтропии в одной части системы обязательно сопровождается повышением энтропии в другой части или окружающей среде. |
4. Законно-мерности развития |
4.1.Закон-омерность развития во времени – историч-ность |
Любая система не может быть неизменной, что она не только возникает, функционирует, развивается, но и погибает — любая система имеет свой жизненный цикл. |
4.2 Рост и развитие |
Развитие - это изменения процессов в системе во времени, выраженные в количественных, качественных и структурных преобразованиях от низшего (простого) к высшему (сложному). Деградация - постепенное ухудшение, снижение или утрата положительных качеств, упадок, |
|
4.3 Закономер-ность неравномер-ного развития и рассогласо-вания темпов выполнения функций элементами системы |
Чем сложнее система, том более неравномерно развиваются ее составные части. При этом в процессе функционирования или развития системы ее элементы выполняют свои локальные функции в соответствии со своим темпом. Это закономерно приводит к рассогласованию темпов выполнения функций элементами, что создает угрозу целостности системы и ее способности выполнять свои функции, а также дезорганизации всей системы вплоть до ее остановки. |
|
4.4 Эквифиналь-ность |
Состояние равновесия в закрытых системах полностью определяется начальными условиями. Для открытых же систем их конечное состояние не зависит от начального состояния, а определяется особенностями протекающих внутри системы процессов и характером ее взаимодействия со средой. Эквифинальность - это способность системы достигать определенного состояния, которое не зависит ни от времени, ни от ее начальных условий, а определяется исключительно ее параметрами. |
|
5.Другие общесис-темные законно-мерности |
5.1 Полисистем-ность |
Любой объект окружающего мира принадлежит в качестве элемента одновременно многим системам. При этом между всеми системами, которым принадлежит общий элемент, существуют противоречия: каждая из этих систем стремится к своей, особой цели, используя любой свой элемент в качестве средства. |
5.2Противо-действие системы внешнему возмущению |
А.Л. Ле Шателье сформулировал следующий принцип: «Если существующее равновесие системы подвергается внешнему воздействию, изменяющему какое-либо из условий равновесия, то в ней возникают процессы, направленные так, чтобы противодействовать этому изменению», т.е. при внешнем возмущении, нарушающем условие равновесия, в системе развиваются противоположно действующие процессы, и до определенного уровня они нейтрализуют эффект внешнего воздействия. |
|
5.3 Закономер-ность «наиболее слабых мест» |
Устойчивость всей системы зависит от наиболее слабых элементов в системе, поэтому структурная устойчивость (приспособленность) системы определяется устойчивостью наиболее слабой подсистемы. Там, где относительное сопротивление будет меньше необходимого, произойдет сбой. |
