11.Иерархические структуры сложных систем. Для сложных система(биолог-х,эколог-х,технич-х)хар-ны иенрархические(многоуровневые)структуры. Иерархия-порядок подчинения нижестоящих структур(систем,органов)вышестоящим. Смысл термина иерархия можно пояснить на типичном для с/х примере. Рассмотрим для этого иерархич.стр-ру биоценоза. Уровень:I+1 – биоценоз-сов-ть орг-мов(стадо,с/х к-ра)

I – вид; I-1 – орг-м(животное,растение);

I-2 – органы; I-3 – ткани;

I-4 – клетки; I-5 – органеллы; I-6 – макромолекулы.

Для иерархических систем хар-ны 3 важных св-ва:1.Каждый уровень иерархии имеет свой собственный «язык», свою системау концепций или принципов. К примеру,понятие «произ-во прод.животн-ва»,»урож-ть с/х к-ры»практически лишены смысла на уровне клетки или органеллы.

2.На кажд.уровне иерархии происходит обобщение св-в объектов более низких у4ровней. Т.о. описание на уровне »I» способствует объяснению(пониманию) явлений,имеющ.место на уровне «I+1».

3.Взаимосвязи м/у уровнями не симметричны. Для нормал.функц-ния объектов высшего уровня необх-мо,чтобы успешо «работали» объекты более низкого уровня,но не наоборот.

Наличие иерарх.стр-ры обеспечивает в системе высокую надежность функц-ния,благодаря возм-ти создания элементн.избыточности.

12..Экологические системаы. Классификация.

Экосистема – это основная функционир.единица в экологии. В нее входят орг-мы и неживая среда – компоненты,взаимно влияющие на св-ва друг друга.Экосистемы – это любая сов-ть орг-ов и неорган.компонентов, в котор.может осуществляться круговорот вещ-тв.

Экосистема – это любое сообщество живых существ и его среда обитания, объединяющая в единое целое,возникающ.на основе взаимозависимости и причинно-следственных связей, существ-щих м/у отдельными компонентами. Т.о. сов-ть специфического физ-хим окружения(биотопа) с сообществом живых орг-ов(биоценозом) и образует экогсистему.Англ.эколог А.Тенсли предложил след.сотношение:

Экосистема=Биоценоз+Биотоп.

Биотоп – участок земной пов-ти(суши или водоема) с однородными эколог.факторами среды. Биоценоз – сообщество раст.,животных,м/о и грибов,населяющих данный участок суши или водоема и характер-ся определен.отнош.м/у собой и приспособленностью к условиям о.с. Гл.св-во экосистемы-поток энергии создает круговорот вещ-тв м/у живой и неживой частями,обеспечивая функцион-е экосистем как единого целого. Особи кажд.вида в экосистеме обр-ют закономерно сформиров.группы-видовые популяции. Популяция- это сов-ть особей одного вида,длительно занимающ.опр.пространство с относит.однород.условиями обитания и воспроизвод.себя в течение больш.числа поколений.

Вид – сов-ть популяций, особей, способств.скрещиванию с образ.плодовитого потомства, облад.рядом общих морфологич.признаков,населяющ.опред.ареал, обособленных от других таких же групп нескрещиваемостью в прир.условиях.

Выделяют: микроэкосистемы(лужа,навоз.куча);мезоэкосистемы(лес,луг,поле,пруд);макроэкосистемы(континент,океан);глобал.экосистема(биосфера). Крупные наземные экосистемы называют биомами. Биом-крупная наземная экосистема в пределах природно-климатич.зон и поясов. Каждый биом включает в себя целый ряд меньших по размерам,связ.др.сдругом экосистем.

Наземные биомы:

- вечнозелен.тропич.дождевой лес

- полувечнозеленый тропич.лес:ярко выраженывлажный и сухой сезоны

- пустыня:травянистая и кустарниковая

- чапараль – районы с дождливой зимойи засушливым летом

- степь умеренной зоны

- листопадный лес умеренной зоны

- хвойные леса

- тундрна

Типы пресноводных экосистем:

- ленточные (стоячие воды)- озера,пруды

- лотические (текучие воды)- реки,ручья

- заболоченные угодья:болота и болотистый лес.

Типы морских экосистем:

- Открытый океан

- Воды континентального шлейфа (прибрежные воды)

- Районы пвеллинга(плодородные районы с продуктивным рыболовством)

- Астуарии(прибрежные бухты,прливы,устья рек)

13.Понятие обратной связи.

Связи – это то,что объединяетобъекты и св-ва в сипстеме. Связи сущ-ют м/у всеми системами и подсистемами.К важнейшим понятиям системного анализа относится понятие обратной связи. Понятие обратной связи способствовало установлению сходства м/у организацией управления в таких качественно-разл.системах как биологические,технические и социально-экономические. Это понятие способствует также выработке общих подходов к построению и функционировнию систем, к методам их изучения и анализа.

Обратная связь означает наличие канала связи м/у входом и выцходом системы.

Посредством обратной связи данные о функционировании управляемой системы с ее выхода(или выходов) передаются в систему управления. Здесь эти данные сравниваются с заданными значениями. В рез-те корректируется вход системы.Т.е.при несоответствии м/у фактическим и з-аданным состоянием системы вырабатываются менры по его устранению.

14.Понятие устойчивости систем.

Понятие устойчивости относится не к системе в целом, а к какому либо свойству ее поведения. Устойчивость динамич.системы обусловлена тем, что отклонения некоторых параметров системы от заданных не превышают допустимых значений. Обеспечение постоянства существенных параметров системы в живых орг-х достигается путем саморегулирования, благодаря чему устраняются последствия воздействий случайных влияний среды на отдельные подсистемы орг-ма. Саморегулирование тех систем,в которых человек не имеет значения,обеспечивается такими факторами, как конкуренция,миграция,хищничество,недостаток корма или питательных вещ-в в почве,болезни,темп-ра и др. В экосистемах, где сообщества людей имеют важные значения, в качестве регулирующих механизмов действуют не только механизмы,названные выше,но и мех-мы, действующие в человеч.общ-ве. Ими явл-ся законы,общественное мнение,поощрения и наказания,снабжение и потребление,крнкуренция,образование и т.д.

15.Особенности биологических систем.

Для использования разл.систем человеком,в т.ч. биологич.систем,необходимо упраувлять этими системами. Поэтому ученые занимаются выработкой стратегии управления разл.сист.уже очень много времени. При этом оказалось,что теория управления,котор.бурно развивалась в области техники,применима и к биол.сист. Но это возможно,как правило,в тех случаях,когда биол.сист.удается представить в виде адекватной математич.модели.

Кроме того,простой перенос идей из техники в биологию не дает положит.рез-тов,если не учитывать особ-ти биолог.систем.

Функциональной особ-тью биол.систем явл-ся способность к самоорганизации,т.е.способность к повышенной организованности,совершенствованию внутр.структуры,надежности функционирования. Только живым системам присущи такие свойства как раздражимость,размножение,обмен вещ-в. Основная форма управления в биол.сист.-целенаправленная саморегуляция,т.е.оптимизация поведения биол.сист.в изменяющемся окружающем мире. Биол.системы обладают св-вом стабилизации,т.е.могут поддерживать некоторые свои параметры при возмущениях со стороны о.с. на постоянные значения.

При длительных возмущениях внешней среды биол.системы могут перестраивать свою структуру,т.е.обладать свойством адаптивности. При систематич.изменении о.с.биол.системы приспосабливаются к ним,т.е.обладают св-вом эволюции. Также биол.сист.обладают св-вом самовосстановления и самовоспроизводства. Для биол.сист.присущ принцип обратной связи.

В процессе эволюции происходят определенные изменения в насл-ти. Если новые поколения оказываются более приспособленными,то реализуется положит.обратная связь и эти св-ва закрепляются в процессе размножения. Если же новые особи менее приспособлены, то они погибают,т.е.срабатывает механизм отриц.обр.связи,а система стабилизируется на исходном состоянии.

Т.е.при наличии полож.обр.связи отклонения какого либо св-ва системы в определенном направлении приводит к еще большему отклонению этого св-ва в том же напрвлении. При наличии отриц.обр.связи отклонение какого либо св-ва системы в определ.направлении будет уменьшаться,т.к.этому способствует отриц.обр.связь.

Стабильность биол.систем не означает постоянное равновесие их состояния. Наиболее характерным типом поведения биол.системы явл-ся переходный режим.

16. Современное состояние системных исследований.

В наст.вр.в АПК широко исп-ся интенсивные технологии,опирающиеся на системы машин,системы удобрений,ср-ва защиты раст,регуляторы роста и т.д. Указанные технологии вызывают необходимость учета взаимодействия большого числа факторов для предвидения как близких,так и отдаленных последствий принимания решений. Втаких условиях специалист любого уровня,ответств.за выработку,должен обладать системным мышлением,уметь исп-ть матем.методы и информ.технологии. Обладать системным мышл.и применять системный анализ необх.также потому,что независимо от конкр.предмет.области исследователь ставит перед собой задачу управления теми или иными свойствами системы. Изучать систему с позиции управления ими позволило обнаружить сходство и единство процессов , происход.в системах самой разл.природы(биол,техн,эконом-й). Суть этого единства состоит в подобии проц.переработки,хранения и передачи информ,а также в подобии принципов упр-ния разл.системами. В связи с этим общенаучными стали понятия информация,модель,обратная связь,система упр-ния и др. Это дает возм-ть опираться на единые методы,котор.в наст.вр.широко исп-ся при анализе систем.Многие из этих методов разработаны в рамках др.наук(матем,кибернетика,теория систем). В наст.вр.существенно расширилась область применения формализованных методов научного анализа на основе алгоритмизации,прграммирования и моделирования на ЭВМ. Многие ученые и раньше стремились «системно» подходить к научным фактам,устанавл.взаимосвязь м/у ними,пытались изучить объекты исследования во всей полноте.

Однако такой системный подход требует обработки и анализов больших массивов информ.,что еще неск.десятилетий тому назад было невозм.и трудной задачей. С началом интенс.исп-ния ЭВМ возможности обработки и анализа инф-ции неизмеримо возросли,поэтому повыс.интерес к сист.подходу.

Сист.подход предполаг.рассмотрение любого объекта,явл.или проблемы в качестве сложной системы.

Проблемы,котор.необх.решать с помощью сист.анализа. Проблемы бывают: колич.,качественные,смешанные. Колич.- можно решить с помощью строго формальных(матем)прцедур

Качеств.-это проблемы,св-ва и хар-ки котор.не поддаются формальному и часто логическому описанию.

К качеств. Проблемам след.отнести также проблемы,для решен.котор.пока не создан адекватный матем.аппарат.

Прирешении прблем такого рода прим-ся не строгие формально-матем.методы,а методы,основанные на оценках хар-к этих проблем специалистами.

Смешанными назыв.пробл.,в описании котор.встреч. как качеств.,так и колич.хар-ки. Наибольший интерес системный анализ представляет именно для решения смешанных,колич-качеств прблем и предусматривает исп-ние как строгих матем методов,так и интуитивных экспертных оценок,примен-х в рамках достаточно строгой методики сист.анализа.

Т.е. областью применения сист.анал.явл-ся колич-качеств(смешанные)проблемы.

17. Область применения системного анализа.

Сист.подход предполаг.рассмотрение любого объекта,явл.или проблемы в качестве сложной системы.

Проблемы,котор.необх.решать с помощью сист.анализа. Проблемы бывают: колич.,качественные,смешанные. Колич.- можно решить с помощью строго формальных(матем)прцедур

Качеств.-это проблемы,св-ва и хар-ки котор.не поддаются формальному и часто логическому описанию.

К качеств. Проблемам след.отнести также проблемы,для решен.котор.пока не создан адекватный матем.аппарат.

Прирешении прблем такого рода прим-ся не строгие формально-матем.методы,а методы,основанные на оценках хар-к этих проблем специалистами.

Смешанными назыв.пробл.,в описании котор.встреч. как качеств.,так и колич.хар-ки. Наибольший интерес системный анализ представляет именно для решения смешанных,колич-качеств прблем и предусматривает исп-ние как строгих матем методов,так и интуитивных экспертных оценок,примен-х в рамках достаточно строгой методики сист.анализа.

Т.е. областью применения сист.анал.явл-ся колич-качеств(смешанные)проблемы.

18. Использование в системном анализе математич.методов,совр.языков прогр-ния,методов алгоритмизации,моделирования..

При помощи матем моделирования реальные процессы,происх.в окруж.мире,можно описывать в виде формальн.хар-к. Матеем.моделир-ние позволяет исследовать разл.объекты и явления и пргонозировать развитие ситуации. Это один из наиб.распростр.методов изучения окр.среды,котор позвол.при минимальных затратах получить достоверную информ об изучаемых объектах и явл.

Алгоритм- точное и понятное предписание исполнительно совершать посл-ть действий,напр.на решение поставленных задач. Алгоритм- описание способа решения задачи с разбиением этого описания на конечную по времени последовательность действий, представленных в виде элементарных операций.

Программирование. По степени детализации операций,выполн.под управлением команд программы,различают след.языки программирования:1.машинные(самого низкого уровня)

2машинно-ориентиров.(ассемблеры)яз.низкого уровня

3машинно-независимые(высокого Ур)

Маш и машинно-ориентиров.яз требуют подробного описания самых мелких деталей проц.обработки данных.

Языки высокого уровня более понятны для человека. С помощью языков низкого Ур созд-ся оч.эф-ные программы,т.к.разработчик получ доступ ко всем возм-тям процессора.Треб.высокие знания по устройству компьютера. Яз.высокого Ур созд.для того,чтобы освободить программиста от учета ос-тей компьютора

Матеем.программирование – это термин,обобщающий группу методов оптимизации,среди котор.важное место занимает линейное программирование. Гл.ф-ция-оптимальное распределение ресурсов с позиции выбранного критерия при заданных ограничениях.

Методы линейного программирования – способы нахождения оптим решений различных задач,условия которых выражены системой линейных уравнений или неравенств,подчиненных целевой ф-ции в соответствии с принятым критерием оптимальности.

1. Основные понятия системного подхода.

СП-один из общенаучных методов, направленный на познание механизма интеграции систем как целостных образований состоящих из взаимосвязанных и взаимодействующих элементов. При этом учитывается что каждая системавыступает как элемент системы более высокого порядка.

СП-направление методологии научного познания в основе которого лежит рассмотрение объектов как систем. СП требует точного определения границ изучаемой системы и элементов и связей между ними.

СП можно рассмотреть как новый тип научного мышления. Новые технологии, средства и способы управления обуславливают необходимость подготовки специалиста с новым типом научного восприятия окружающего мира и научного мышления. Этим новым типом является системное мышление.

2. Общая теория систем. Классификация систем.

Общая теория систем-междисциплинарная область научных исследований в задачи котой входит: разработка обобщенных моделей систем, создание обобщенных теорий систем разного типа, включая теории динамики систем, иерархического строения систем, управления процессами в системах и др.

Различают системы:материальные, абстрактные, естественные, искусственные, естеств-физич, искусств-физич, технические, логические, биологич, социально-экономич.

Материальные-совокупность материальных объектов. Они делятся на: неорганические(технич, химич), органич(биологич), смешанные(органич+неорганич).

Абстрактные-продукт человеческого мышления(знания, теория, гипотеза).

По временной зависимости: статические(с течением времени состояние не изменяется), динамические(происходит изменение состояния в процессе функционирования).

Детерминированные(состояние ее элементов в любой момент времени определяется их состоянием в предшеств момент; ее можно предсказать)

Вероятностные(стохастические)-поведение системы предсказать невозможно.

Закрытые системы-не взаимод с внешн средой все процессы кроме энергетич замык внутри системы. Открытые-активно взаимод с внешн средой. По сложности делят на:

Простые (не имеет развитой структуры, состоит из небольшого числа элементов с простыми связями, она для элементарных функций), сложные (с развитой структурой, большим числом элементов и связей, напр с/х предпр), очень сложные(сущность взаимосвязей не вполнек понятна, недостаточно изучена, напр мозг, вселенная)

3. Системный анализ. Определение са.

СА-совокупность определенных научных методов и практических приемов решения разнообразных проблем возникающих во всех сферах целенаправленной деятельности общества, на основе системного подхода и представления объекта исследований в виде системы.

Характерным для СА является то, что поиск лучшего решения проблемы начинается с определения целей деятельности системы при функционировании которой возникла данная проблема.

СА характеризуется упорядоченным логическим подходом к исследованию проблем и использованию существенных методов их решения, которые могут быть разработаны в рамках различных наук.

Одна из задач СА определение всего комплекса мероприятий, необходимых для достижения поставленных целей.