1 Сущность системного анализа.

Под системным анализомпонимают метод исследования сложных явлений и процессов. Сущность системного анализа определяется его стратегией, в основе которой лежит ряд принципов:

Четкая формулировка цели исследования, постановка задачи и определение критерия эффективности.

Разработка развернутого плана исследования и его этапов.

Пропорционально-последовательное продвижение по всему комплексу взаимосвязанных этапов.

Организация последовательных приближений и повторных циклов исследования и т.д.

2 Определения системы и её составных частей.

Система– это совокупность или множество связанных между собой элементов.

Элементами системы могут являться:

- понятия (понятийная система, например, язык как средство общения);

- объекты (например, аппарат или химический процесс);

- субъекты (например, рабочие, обслуживающий персонал).

Система может состоять из понятий, объектов и субъектов одновременно, то есть являться совокупностью живых и неживых элементов взаимосвязанных между собой.

Под элементомпонимают простейшую условно неделимую часть системы.Элемент– это предел расчленения системы с точки зрения аспекта рассмотрения, решения конкретной задачи или поставленной цели. Систему можно расчленять на элементы различными способами; при необходимости можно изменять принцип расчленения.

Окружающая среда– это совокупность всех объектов, изменение свойств которых влияет на систему, а также тех объектов, чьи свойства меняются в результате поведения системы.

Подсистемапредставляет собой относительно независимую часть системы, обладающую свойствами системы, и в частности, имеющуюподцель, на достижение которой ориентирована подсистема, а также другие свойства (целостность и т.п.). Если части системы не обладают такими свойствами, а представляют собой просто совокупности однородных элементов, то такие части принято называтькомпонентами.

3 Понятие связи. Обратные связи. Структура систем.

Понятие связьвходит в любое определение системы и обеспечивает возникновение и сохранение её целостных свойств. Это понятие характеризует и строение (статику) и функционирование (динамику) системы. Связь определяют как ограничение степени свободы элемента.Элементы, вступая во взаимодействие друг с другом, утрачивают часть свойств, которыми они обладали в свободном состоянии.

Связи можно охарактеризовать направлением,силой,характером(иливидом). Связи могут быть направленные и ненаправленные, связи делят на сильные и слабые, иногда даже вводят шкалу.

По характеру различают связи подчинения, связипорождения, связиравноправныеи связиуправления.

Важную роль в моделировании систем играет понятие обратной связи.Именно обратные связи обеспечивают регулирование и управление системами. Управляющие механизмы основаны на принципе подачи выходного сигнала обратно на вход. Существуетположительная и отрицательная обратная связь.

При отрицательной обратной связичасть выходного сигнала подается на вход так, что отношение полученного выходного сигнала к входному меньше единицы. При увеличении сигнала на выходе отрицательная обратная связь уменьшает сигнал на входе, что и обеспечивает автокоррекцию в системе.

При положительной обратной связиувеличение выходного сигнала приводит к увеличению сигнала на входе, что в свою очередь вызывает рост выходного сигнала. Если не принять мер, то сигнал будет расти неуправляемо, что может привести к пагубным для системы последствиям.

Обратная связь является основой саморегулирования, развития систем, приспособление их к изменяющимся условиям существования.

Понятие структура. Система может быть представлена простым перечислением элементов или «черным ящиком». Однако чаще всего такого представления недостаточно и систему представляют путем расчленения на подсистемы, компоненты и элементы с взаимосвязями и вводят понятие структуры. Структура отражает определенные взаимосвязи, взаимоположения составных частей системы, её устройство. Структура характеризует организованность системы, устойчивую упорядоченность элементов и связей.

4 Понятия состояние, поведение, равновесие, устойчивость и развитие системы.

Понятием состояниеобычно характеризуют как бы мгновенную фотографию (срез) системы, остановку в её развитии.

Понятие поведениесистемы. Если система способна переходить из одного состояния в другое, то говорят, что она обладает поведением. Этим понятием пользуются, когда неизвестны закономерности перехода из одного состояния в другое. Выяснение характера поведения позволяет прогнозировать поведение и предотвратить нежелательные состояния системы.

Равновесие– это способность системы при отсутствии внешних возмущающих воздействий или при постоянных воздействиях сохранять свое состояние сколь угодно долго. Такое состояние называют состоянием равновесия.

Устойчивость– это способность системы возвращаться в состояние равновесия, после того как она была выведена из этого состояния под влиянием внешних воздействий.

Понятие развитияпомогает объяснить сложные термодинамические и информационные процессы в природе и обществе. Исследования процесса развития, соотношения развития и устойчивости, механизмов развития - это наиболее сложная задача теории систем. Обычно выделяют особый класс развивающихся систем.

5 Виды и формы представления структур. Сетевые и иерархические структуры.

Виды и формы представления структур

Различные виды структур имеют специфические особенности и могут рассматриваться как самостоятельные понятия теории систем и системного анализа. Обычно структуру изображают графически, но она может быть представлена в матричной форме, в форме теоретико-множественных описаний и т.д.

Сетевые структуры или сетипредставляют собой декомпозицию системы во времени. Такие структуры могут отображать порядок действия технических систем, этапы деятельности и т.п. Для анализа сложных систем существует математический аппарат теории графов.

Второй вид структур – иерархические структурыпредставляют собой декомпозицию структуры в пространстве. Все компоненты и связи существуют в этих структурах одновременно.

Различают структуры с сильными и слабыми связями. На схеме а) представлена структура с сильными связями, каждый элемент нижнего уровня подчинен одному элементу высшего уровня. На схеме б) представлена структура со слабыми связями. Здесь элемент нижнего уровня может быть подчинен двум или более узлам вышестоящего уровня.

6 Классификация систем.

Классификация систем

Системы можно разделять на классы по различным признакам.

По виду отображаемого объекта (технологические, биологические, экономические системы и т.д.)

По виду научного направления, используемого для их моделирования. (Математические, физические и т.п.).

Различают открытыеизакрытыесистемы.

Открытые системыспособны обмениваться со средой массой, энергией и информацией.Закрытые(или замкнутые)системылишены этих способностей.

Различают детерминированные и стохастические системы, абстрактные и материальные и т.д.

Отдельно можно отметить целенаправленныеицелеустремленныесистемы. Есть системы, в которыхцели задаются извнеи системы, в которыхцели формируется внутри системы.

Существует несколько подходов к разделению систем по сложности.

Большие- отличают по величине и количеству элементов.

Сложные– по сложности связей и алгоритмов поведения.

Сложность поведения– тоже признак для классификации по степени сложности.

По степени организованности системы делят на хорошо организованные, иплохо организованные(илидиффузные). Выделяют также класс самоорганизующихся систем.

Представление объекта в виде хорошо организованной системы возможно в тех случаях, когда исследователю удается определить все элементы системы и их взаимосвязи между собой и с целями системы в виде детерминированных зависимостей.

Для диффузной системыне ставится задача определить все учитываемые компоненты и их связи с целями системы. Отображение объектов в виде самоорганизующихся систем позволяет исследовать наименее изученные объекты и процессы с большой неопределенностью на начальном этапе постановки задачи.

Самоорганизующиеся системыхарактеризуются рядом особенностей: нестационарность отдельных параметров и стохастичность поведения, уникальность и непредсказуемость поведения системы в конкретных условиях, способность ориентироваться к изменяющимся условиям среды и помехам, способность противостоять энтропийным процессам, способность вырабатывать варианты поведения и изменять свою структуру, способность и стремление к цели образования.

7 Закономерности систем.