1.1. Системы
По своему построению вся вселенная состоит из множества систем, каждая из которых содержится в более масштабной системе. Термин “система” греческого происхождения и означает целое, составленное из отдельных частей. В настоящее время существует достаточно большое количество определений “система”. Определения “система” изложены в работах Л. Фон Берталанфи, А. Холла, У. Гослинга, Р. Акоффа, К. Уотта и других. Например, по Л. Фон Берталанфи, система - комплекс элементов, находящихся во взаимодействии [6], по А. Холлу система представляет собой множество объектов вместе с отношениями между объектами и между их атрибутами [8]. У.Гослинг под системой понимает собрание простых частей [7]. В соответствии с понятием Р. Акоффа система представляет собой любую сущность, которая состоит из взаимосвязанных частей [1]. Наиболее близким понятием, относящимся к информационным системам, следует отнести определение К. Уотта, который считает, что система - это взаимодействующий информационный комплекс, характеризующийся многими причинно-следственными взаимодействиями [9].
Из приведенных определений можно выявить общие моменты, которые присущи понятию “система” и при дальнейших исследованиях рассматривать ее как целенаправленный комплекс взаимосвязанных элементов любой природы и отношений между ними. Обязательное существование целей определяет общие для всех элементов целенаправленные правила взаимосвязей, обуславливающие целенаправленность системы в целом.
С точки зрения математики определение системы можно условно сопоставить с определением множества. Так, по Г. Кантору множество является объединением в одно целое объектов, хорошо различимых нашей интуицией или мыслью. Н. Бурбаки считает, что множество образуется из элементов, которые обладают некоторыми свойствами и находятся в некоторых отношениях между собой или с элементами других множеств. Исходя из этого, можно сделать вывод, что для математического описания системы можно использовать аппарат теории множеств. Тогда систему S можно представить следующим образом:
S = {X, Y} ,
где - функция перехода;
X = {xi : i = 1,2,...,...n} - множество элементов, входящих в систему;
Y = {yj : j = 1,2,...,..m} - множество элементов, выходящих из системы.
Множества X и Y являются конечными, так как определяют некоторую систему, выделенную из реальной жизни и дискретную по своей сущности. Поэтому S = {X, Y} можно рассматривать как граф, что позволяет возможность использования для описания таких систем теории графов. Любая система может быть представлена в виде графа, вершинами которого являются элементы системы, а ребрами - отношения между ними.
Схемное построение системы, с ее внешней и внутренней средой, приведено на рис. 1.1. При исследовании систем одним из важных условий является определение следующих понятий:
информация;
информационные ресурсы;
элементы;
подсистемы;
связи;
информационные ресурсы внешней среды;
информационные ресурсы внутренней среды;
структура;
функция;
целевая функция.
Информация. Информация - сведения, которыми обмениваются люди, люди и технические устройства, технические устройства между собой, обмен сигналами в животном и растительном мире, передача признаков от клетки и клетке, от организма к организму. Понятие “информация” состоит из двух аспектов: содержательного и материального. Содержательный или смысловой аспект информации состоит в наличии определенных знаний, сведений или осведомленности о состоянии внешней и внутренней среды системы. Материальный аспект связан с тем, что передача и хранение информации требует материальных носителей, на которых она фиксируется и затем передается. Как введение понятия “энергия” позволило рассматривать все явления природы с единой точки зрения, так и введение понятия “информация” позволяет подойти с единой точки зрения к изучению процессов взаимодействия явлений в природе. Информация никогда не создается. Она только принимается и передается, но при этом может утрачиваться и исчезать.
Информационные ресурсы внешней среды
(внешняя среда)
X = {xi : i = 1,2,...,...n}
С
Т Элементы Ф
Р Подсистемы У
У Связи Н
К S К
Т Информационные ресурсы Ц