2.3.2. Принципы системного подхода

Можно отметить, что с возрастанием сложности одновременно возрастает и эмергентность систем , кроме того, появление информационных технологий внесло коррективы в системные принципы. Поэтому целесообразно рассмотреть основные принципы системного подхода с учётом высказанных соображений.

1. Принцип целеобусловленности

Цель первична. Для её реализации создаётся система в терминах 2.2.1. Для проектирования системы и решения задач анализа и синтеза необходимо определить более общее формирование (надсистему), куда проектируемая система будет входить как компонент. Глобальная цель позволяет сформулировать ряд локальных целей, решение каждой из которых приведет к выполнению главной цели. Процесс формирования локальных целей трудно формализуем, так как могут существовать различные множества потенциальных локальных целей, приводящих к выполнению глобальной цели. Задачей проектировщика является сужение круга возможных локальных целей и установления на усечённом множестве отношений порядка (асимметричности, транзитивности и рефлексивности). При задании ряда глобальных целей обязательно должен быть задействован принцип разумного компромисса. При изменении цели структура и/или принцип функционирования в большинстве случаев претерпевают коренные изменения. Для того, чтобы отслеживать выполнение цели в процессе функционирования необходимо выполнение двух условий:

1. Цель должна быть задана количественно измеримыми параметрами.

2. Должен существовать механизм достижения цели, позволяющий учитывать, сопоставлять, анализировать информацию о параметрах системы и вырабатывать управляющие импульсы.

2. Принцип относительности.

Одна и та же совокупность компонентов может рассматриваться самостоятельно, либо как управляемая часть подсистемы, либо как управляющая для подсистем.

Из этого принципа следует, что проектируемая система не может рассматриваться изолированно, более того цель является внешней категорией по отношению к системе и она формулируется надсистемой. В данном принципе прослеживается известная при проектировании РЭС идея типовых элементов замены (ТЭЗ), уровень которых будет зависеть от уровня применяемой сборочной единицы. Анализ какого-либо элемента невозможен без установления его связей с надсистемой и подсистемами.

В результате этого анализа определяется структура, которая на основании 2-го принципа представляет собой иерархию, т.е. многоуровневую структуру упорядоченную по уровням координации и субординации. Такая структура органически присуща сложным системам , а иерархическая упорядоченность делает реальной задачу проектирования и анализа, вводя такие понятия как важность и приоритет.

3. Принцип управляемости

Создаваемая система должна быть способной изменять свою фазовую траекторию под воздействием сигналов управления.

Цели и структура системы не могут быть жестко детерминированы, изменение внешних условий заставляет систему динамично их отслеживать, что и делает сформулированный принцип весьма важным для проектирования системы. При этом возникает необходимость создания в системе модулей управляемых контуров , представляющих собой механизмы управления в виде управляющих и управляемых частей, соединённых прямыми и обратными связями. На рис. 2.8 приведена структура модуля управляемого контура. Смещение вниз по вертикали характеризует иерархию подчинённости, смещение вправо по горизонтали представляет иерархию по времени, т.е. любые действия с ИС возможны , когда НС ей будет поставлена цель. Параметры цели передаются по прямой связи ПС, по линии обратной связи передаётся информация о выполнении цели. Надписи на рисунке приведены в методических целях, обычно они отсутствуют. В связи с принципом относительности входные и выходные сигналы не показаны, так как при сдвиге иерархии, система может стать управляющей или управляемой и направление входов/выходов поменяет знак. Исходя из сказанного проектируемая система должна быть представлена иерархией управляемых контуров, что приводит к принципу связанности.

Рис. 2.8 Структура модуля управляемого контура

Y - управляющая часть надсистемы НС , у - управляемая часть исследуемой системы ИС , ПС - прямая связь , ОС - обратная связь.

4. Принцип связанности

Исследуемая система должна быть управляемой по отношению к надсистеме и управляющей по отношению к подсистемам.

Принцип связанности реализует одно из главных концептуальных свойств кибернетики и заставляет определять для любой большой системы механизм связанности надсистемы, исследуемой системы и подсистем, связанных прямыми и обратными связями в единичный контур управления. Исследуемая система руководствуется внешними критериями, задаваемыми надсистемой и формирует выходные критерии для подсистем. Исследуемая система при распределении заданных для неё ресурсов решает прямую задачу оптимизации, а именно стремится оптимизировать стратегию выполнения заданных внешних критериев.

5. Принцип моделируемости

Исследуемая система должна содержать механизм прогнозирования её поведения во времени , позволяющий оптимизировать её фазовую и выходную траектории.

Таким механизмом являются математические модели, позволяющие либо непосредственно оценить ситуацию, либо прибегнуть к помощи машинной имитации, что подробно рассмотрено в главах 3 и 4 пособия.