2.4. Види потоків в системах. Характеристики статики та динамічної поведінки системи. Поняття стану та процесу

Зв'язок (потік) — це важливий з точки зору розгляду систе­ми обмін речовиною, енергією, інформацією між: елементами та зовнішнім середовищем і елементами системи.

Функції системи реалізуються через потоки енергії, людей, матеріальні та інформаційні. Структуру можна розглядати також як множину обмежень на потоки в просторі та часі. Структура ініціює потоки, спрямовуючи їх вздовж певних шляхів (каналів), перетворює їх з певною затримкою в часі (час перетворення), в певних випадках припускає регулювання та обернений зв'язок. Структура мо­же змінюватися в часі самостійно, а також під впливом потоків, впли­ває на потоки і є системою в межах системи. Потоки, які є необхідни­ми для збереження первісної структури, називаються підтримуючими, а ті, що є результатами дії системи та її структури — потоками продукції.

Комунікаційний потік в ієрархічній системі може бути закріпле­ний жорстко за певними «каналами», межі яких не визначені в чітких фізичних термінах, однак вплив цих «каналів» може бути дуже реаль­ним. Так, традиції організації, норми поведінки та неписані правила утворюють такі «канали», тобто організаційна структура накладає об­меження на комунікаційні потоки та сприяє ефективній роботі систе­ми. В кожній структурі існує певна ієрархія потоків (потоки між еле­ментами, підсистемами, системою та зовнішнім середовищем).

Інформаційні потоки у складних штучних системах мають особ­ливе значення: по-перше, інформаційні потоки та інформаційні зв'язки в багатьох випадках є домінуючими, визначальними в системі; по-друге, вони, зазвичай, супроводжують і інші — матеріальні, енерге­тичні та людські — дії цих потоків фіксуються і у вигляді інформації.

Інформація в системі вивчається як з точки зору її отримання, зберігання, передачі, перетворення, фільтрації, так і з точки зору її вимірювання.

На практиці в складних інформаційних системах класична уні­версальна міра інформації — ентропія використовується не часто. Значно частіше використовуються вужчі чи інші способи її кількіс­ного оцінювання та міри: число повідомлень, число операторів, чи­сло файлів, об'єм інформації в знаках або двійкових кодах та ін.

Інформаційним потокам ставлять у відповідність певного виду структурні схеми (наприклад, діаграми потоків даних та ін.), які ма­ють певні спільні риси: вказані джерела та споживачі інформації, об'єм, форми представлення, напрямок передачі, місця і вид збері­гання та ін. Ці структурні схеми (інформаційні моделі системи) ви­користовуються для аналізу та мінімізації потоків даних та змен­шення їх об'єму, виявлення як дублювання інформації, так і дублю­вання шляхів її передавання та ін. Поняття інформації має високий ступінь універсальності, і в загальному сенсі функціонування систе­ми можна розглядати як перетворення вхідної інформації у вихідну шляхом прийняття певних рішень в системі.

Потужність речовинних і енергетичних зв'язків оцінюється по­рівняно просто за інтенсивністю потоку речовини або енергії. Для інформаційних зв'язків оцінкою потенційної потужності може служити її пропускна спроможність, а реальної потужності — дійсна величина потоку інформації. Проте в загальному випадку при оцінці потужнос­ті інформаційних зв'язків необхідно враховувати якісні характеристи­ки переданої інформації (цінність, корисність, вірність і т. п.).

Елемент системи може входити до її складу, може бути переміщений в системі з одного місця на інше, може бути виключений з неї. Ці всі ситуації стосуються зміни структури системи. Можливі й ін­ші перетворення: елемент має певні властивості, характеристики, які теж можуть змінюватися у процесі розгляду системи.

Стан системи — це зафіксовані значення характеристик си­стеми, важливі для цілей дослідження. Зміна довільної з числа цих характеристик означатиме перехід системи до іншого ста­ну. Отже, отримаємо набір станів, який ще не є процесом.

Процес — це набір станів системи, що відповідає впорядкова­ній неперервній або дискретній зміні деякого параметра, що ви­значає характеристики чи властивості системи. В більшості випадків таким параметром є час.

Процес зміни станів системи в часі відображає динаміку системи. Нехай у — стан системи yY, Y — множина припустимих значень станів, t — параметр процесу, tT, T — множина припустимих зна­чень параметра процесу. Стани системи залежать від значення па­раметра, F:TYY, тобто зафіксувавши початковий стан y_o=y(t_o) процес S_t0t описується як певне правило переходу від стану t₀ зі значенням параметра t до стану зі значенням параметра через всі його неперервні або дискретні проміжні значення, S_t0t (y(t_o)) = y(t), yY, tT. Процеси в системі мають різноманітне значення. Так, процес проектування інформаційної системи як рух від системного аналізу через ряд проміжних етапів (технічне завдання, технічне та робоче проектування, впровадження, супровід) є основною функці­єю системи — розробницької фірми. У цьому випадку необхідно враховувати також цілий ряд внутрішніх процесів. Отже, процеси описуються як залежності виходів від входів в модулях різного сту­пеня узагальнення або різного рівня ієрархії. При цьому принципо­во не важливо, чи сприяє, а чи перешкоджає загалом той чи інший процес реалізації системою своїх функцій.