1.4. Основные понятия систем и системного анализа

Предметная область САН– совокупность методов и моделей описания, анализа и синтеза сложных систем на всех стадиях и этапах ее жизненного цикла.

Жизненный цикл сложной системы(ЖЦ СС)– период от зарождения системы до ее ˝смерти˝ (от появления идеи до снятия с производства в результате физического или морального старения – для технических систем). ЖЦ служит основой системного проектирования, целевой технико-экономической структурой, основой программирования, оптимизации ресурсов и управления процессами достижения целей.

Системный анализ ориентирован на сложные системы. Он объединяет методы и средства понижения порядка сложности и упорядоточения "кошмара размерности".

Основные термины системного анализа, распределенные по общепринятым сечениям, приведены в табл. 1.

Таблица 1

№ п/п	Системное сечение	Термины
1.	Основы системного подхода	Система, подсистема, элемент, свойство, отношение, объект, связь, окружающая среда, часть - целое, целостность, структура, организация, состояние, управление и др.
2.	Характеристики систем различного типа	Система, определяемая состоянием, эквифинальность, степень взаимодействия, цель, изоляция и взаимодействие, интеграция и дифференциация, механизация, централизация и децентрализация и др.
3.	Характеристики функционирования систем	Стабильность, равновесие, обратная связь, гомеостазис, регуляция, саморегуляция и др.
4.	Характеристики развития систем	Рост, эволюция, генезис, отбор и др.
5.	Характеристики процесса исследования систем	Описание, анализ, синтез, конфигурация, композиция, декомпозиция и др.

Рассмотрим общие понятия, используемые при системном подходе (табл.1.). Следует отметить, что хотя нас и окружает множество абстрактных и реальных систем основное понятие системыдо настоящего времени четко не сформулировано. Из множества определений системы, на наш взгляд, наиболее общим является следующее.

Системой называется совокупность взаимосвязанных объектов, объединенных в единое целое, и обладающая новыми свойствами и специальной организациейдля выполнения поставленной цели. К новым относятся такие свойства системы, которые не сводятся к свойствам отдельных элементов и не выводятся из их свойств.

В качестве объектовмогут выступать отдельные подсистемы или ее элементы.

Информационная система (ИС)является разновидностью сложной системы. Она представляет собой совокупность технических, программных, информационных и человеческих ресурсов, используемых для обработки информации и выдачи результата пользователю.

Подсистемой называется некоторая совокупность элементов, по отношению к которым она сама является системой. Подсистема обладает свойствами системы, в частности, свойством целостности. Этим она отличается от простой группы элементов, для которой не сформирована подцель и не выполняется свойство целостности.

Элемент - это объект, входящий в состав системы, но не подлежащий расчленению на части в рамках конкретного исследования. Его еще называют системообразующим элементом. Выделение системообразующего элемента неоднозначно и зависит от цели исследования и формулировки конкретной задачи. Элементный состав системы может быть:

• гомогенным (однородные элементы),

• гетерогенным (разнородные элементы),

• смешанным.

Свойство элемента - такая характеристика элемента, которая обуславливает его различие или общность с другими элементами и обнаруживается в его отношении к ним.

Отношения бывают:

• одноместными (унарными);

• двуместными (бинарными);

• триместными (тринарными);

• n -местными (n -нарными).

Унарные отношения называются свойствами. Свойства отождествляются с подмножеством элементов обладающих этим свойством. Поэтому над свойством можно осуществлять те же операции, что и над множествами. Пример, свойство быть четным в множестве положительных чисел отождествляется с подмножеством чисел – 2,4,6, ..

Связь– взаимообусловленность существования явлений, разделенных в пространстве и во времени. Связь определяют как ограничение степени свободы элементов в системе с целью обеспечения ее целостности. Существуют связи статические и динамические. Связи характеризуются:

• направлением (направленные, ненаправленные),

• силой (сильные, слабые),

• характером (подчинения, порождения (генетические), равноправные (безразличные), управления),

• местом приложения (внутренние, внешние),

• направленностью процессов в системе или в подсистемах (прямые и обратные) и др.

Понятие обратной связиимеет для системы фундаментальное значение. Обратная связь может быть:

• положительной,сохраняющей и усиливающей тенденции протекающих в системе процессов, и

• отрицательной -противодействующей этим тенденциям и стабилизирующей протекание процесса или изменение параметра.

Обратная связь является основой саморегуляции, развития и адаптации систем в условиях изменяющихся воздействий.

Окружающая среда - внешнее окружение системыв виде совокупности систем (элементов), с которыми взаимодействует система. Для описания взаимодействия используется его направленность ("система - среда" или "среда - система") и природа взаимодействия (информационное, вещественное или энергетическое). По взаимодействию с внешней средой и другими системами различаютоткрытые, закрытые и изолированныесистемы.

Состояние - это множество существенных свойств, которыми система обладает в данный момент времени. При функционировании система последовательно переходит из одного состояния в другое. Для физических систем состояния описываются набором, например, таких параметров, как давление, температура, скорость, ускорение и т.д. Для экономических систем, например, - производительностью, себестоимостью продукции, прибылью, энергопотреблением и др.

Равновесие – это способность системы сохранять свое состояние сколь угодно долго при отсутствии возмущений или при постоянных воздействиях.

Поведение определяется как способность системы переходить из одного состояния в другое. Этим понятием пользуются, когда неизвестны закономерности переходов из одного состояния в другое.

Устойчивость (стабильность) - это главная функция самоорганизации. Устойчивость проявляется в процессе функционирования системы. Свойство устойчивости принадлежит системе в целом и не может быть приписано ее отдельной части.

Управление – совокупность воздействий, направленных на обеспечение устойчивости или требуемого поведения системы.

Таким образом, сложная система представляет собой совокупность взаимосвязанных подсистем (элементов), объединяющих все виды обеспечений, обладающих целостностью и специальной организацией для выполнения поставленной цели.