23. Складна система як об'єкт дослідження.

Необхідно підкреслити, що одним із найуніверсальнішнх способів 045) вивчення різних процесів і явищ вважається моделювання Чисельні методи (О) та прийоми моделювання широко використовуються у наукових

дослідженнях й інженерній практиці. При цьому розрізняють фізичне і 045) математичне моделювання.

У фізичному моделюванні модель відтворює поведінку досліджуваного ¹—^ об'єкта за умови збереження його фізичної природи. Між досліджуваним

об'єктом і моделлю повинні бути збережені деякі відношення подібності, ^{и и} що випливають із закономірностей фізичної природи явищ і забезпечують 045) можливість використання відомостей, одержаних за допомогою 1Й§)

моделювання, для оцінки властивостей і характеристик досліджуваного об'єкта.

Фізичне моделювання має обмежену сферу застосування. Безперечно, набагато ширші можливості у математичного моделювання. Мова йде про спосіб дослідження об'єктів на основі вивчення явищ, які мають різний фізичний зміст, але описуються однаковими математичними співвідношеннями, Між змінними математичної моделі найважливішими властивостями та характеристиками досліджуваного об'єкта повинні зберігатися відношення подібності.

На практиці використовуються різні типи математичних моделей, базовані на об'єднанні можливостей сучасної математики та обчислювальної техніки, зокрема, графічні або імітаційні моделі. Так, графічна модель оперує системою взаємозалежних креслень і зображень, що дають змогу відображати реальні взаємозалежності, характерні для до­сліджуваного об'єкта. Імітаційна модель — це система взаємозалежних комп'ютерних програм, призначених для імітації поведінки об'єкта.

Під час розв'язання реальних системних проблем одним із найважливіших і найскладніших етапів дослідження є вибір та побудова моделей. У найпростішому випадку модель задають за допомогою набору відповідних властивостей об'єкта та шляхом призначення для кожного з них певної змінної. Під «змінною» прийнято розуміти деякий показник як числову характеристику або абстрактний образ властивості. У разі оди­ничного спостереження властивість має один конкретний прояв, тобто певне кількісне значення показника або якісний прояв властивості. Якісний прояв може полягати у зміні кольору, яскравості, тональності звуку або в появі сторонніх звуків, збої ритму процесу тощо. Щоб визначити можливі зміни цих проявів, потрібно проводити велику кількість спостережень властивості.

Будь-яка суттєва властивість, яку можна реально застосувати на практиці для визначення відмінностей у разі спостереження однієї й тієї ж властивості, називають базисом.. Типовим базисом, придатним практично для вивчення будь-якої властивості, є час.

У деяких випадках різні результати спостереження тієї самої ознаки в часі нерозрізненні, проте вони відрізняються положенням у просторі, де проводяться спостереження. Наприклад, неоднакові властивості, що характеризують якість акустики, можна спостерігати одночасно у різних місцях концертного залу. Простір як базис відіграє дуже важливу роль у багатьох дисциплінах, у тому числі в космонавтиці, астрономії, будівництві, оптиці, образотворчому мистецтві, анатомії і т. д.

Численні результати спостереження тієї ж самої властивості можуть різнитися один від одного за індивідами деякої групи, на якій визначено цю властивість. Це може бути соціальна група, набір товарів певного типу, множина слів у якомусь творі або розповіді, сукупність країн тощо.

Базиси трьох основних типів — час, простір, група — можна комбінувати. Найпоширенішими є комбінації час-простір і час-група.

1 .Час-простір. Прикладом цієї комбінації може бути кінофільм, зокрема такий, що використовується для дослідження певного явища (з метою вивчення складної дорожньої ситуації на перевантаженому перехресті тощо).

2.Час-група. Властивість, що характеризує становище, наприклад, в економіці, політиці, у соціальних процесах різних країн.

Проте простір, час і група можуть використовуватися не лише як базиси, але і як властивості. Наприклад, у разі щодобового спостереження за сходом та заходом Сонця з різних точок земної поверхні властивістю є час, а його базисом — простір-час

Слід зазначити, що запропоноване Дж. Кліром визначення системи як моделі реального об'єкта і прийнятий підхід до її опису з використанням множини властивостей досліджуваного об'єкта і множини базисів становить практичний інтерес, оскільки відкриває можливість розв'язання досить широкого класу реальних системних задач. У той же час проблеми управління складними організаційними та технічними об'єктами не завжди вписуються в структуру такого подання модель Зокрема, багаторівнева ієрархічна система управління потребує раціонального розподілу функцій між рівнями ієрархії, внаслідок чого на кожному рівні з'являється ієрархічна структура цілей і задач управління. Звідси випливає необхідність побудови такої ієрархічної системи моделей, на основі якої можливо створити раціональну структуру управління та забезпечити досягнення поставлених цілей. Отже, модель повинна відображати не лише властивості об'єкта, але і його структуру.

Введемо кілька означень системи, розглядаючи її, по-перше, як модель об'єкта системного дослідження, а по-друге, як реальний матеріальний об'єкт певного призначення. Систему у формі моделі об'єкта системного дослідження будемо характеризувати такою низкою багаторазових вкладень, характеристики кожного з яких визначають цілі системного дослідження.

1.Система — впорядкована множина структурно взаємопов'язаних і функціонально взаємозалежних елементів.

2.Складна система — впорядкована множина структурно взаємопов'язаних і функціонально взаємозалежних систем.

З.Велика система — впорядкована множина структурно взаємопов'язаних і функціонально взаємозалежних складних систем.

4.Надвелика система впорядкована множина структурно

взаємопов'язаних і функціонально взаємозалежних великих систем. 5.Глобальна система впорядкована множина структурно

взаємопов'язаних і функціонально взаємозалежних надвеликих систем, б.Глобальна суперсистема впорядкована множина структурно взаємопов'язаних і функціонально взаємозалежних глобальних систем.

Систему як матеріальний об'єкт певного призначення також можна охарактеризувати низкою багаторазових вкладень.

7.Технічна система — матеріальний цілісний об'єкт, призначений для виконання певної функції в заданих умовах, технічно реалізований на основі впорядкованої за номенклатурою, скінченної множини функціонально взаємозалежних, структурно взаємопов'язаних функціональних елементів, які технологічно взаємодіють. 8.Складна технічна система — матеріальний цілісний об'єкт, призначений для виконання скінченної множини функцій у заданих умовах, технічно реалізований на Основі впорядкованої за номенклатурою, скінченної множини функціонально взаємозалежних, структурно взаємопов'язаних функціональних технічних систем, які технологічно взаємодіють. 9.Велика технічна система — матеріальний просторово обмежений об'єкт, призначений для виконання певної множини функцій у заданих умовах, технічно реалізований на основі впорядкованої за номенклатурою, скінченної множини просторово віддалених або зосереджених, функціонально взаємозалежних, структурно та організаційно взає-ґ*" мозалежних складних технічних систем, які технологічно й ресурсно взаємодіють.

ІО.Надвелика технічна система - матеріальний, просторово обмежений об'єкт, призначений для виконання певної множини функцій у заданих умовах, технічно реалізований на основі впорядкованого за цілями і номенклатурою, обмежений множиною просторово віддалених і зосереджених у межах регіону, функціонально і ресурсно взаємозалежних великих і складних технічних систем, які технологічно та організаційно взаємодіють.

11 Глобальна технічна система — матеріальний об'єкт, призначений для виконання необхідних функцій у певній галузі діяльності за мінливих умов, технічно реалізований на основі нескінченної множини віддалених у межах глобального простору, погоджених за цілями, можливостями та іншими показниками діяльності, функціонально і ресурсно ґ*. взаємозалежних надвеликих, великих і складних технічних систем, які (0*^ технологічно та організаційно взаємодіють.

' 12.Глобальна технічна суперсистема — матеріальний об'єкт, призначений для ^ виконання необхідних функцій діяльності людини за мінливих умов,

технічно реалізований на основі нескінченної множини функціонально і ~ ресурсно взаємозалежних глобальних технічних систем, які технологічно

та організаційно взаємодіють. " ІЗТлобальна суперсистема — матеріальний об'єкт, призначений для

виконання необхідних функцій у діяльності людини за мінливих умов,

технічно реалізований на основі нескінченної множини функціонально й , а ресурсно взаємозалежних глобальних технічних, організаційних, ^ інформаційних та інших суперсистем, які технологічно та організаційно □ и взаємодіють.