2.2. Связь объекта с внешней средой.

2.2.1 Внешняя среда.

Под внешней средой понимается множество элементов, которые не входят в систему, но изменение их состояния вызывает изменение поведения системы.

Связь объекта с внешней средой реализуется через некоторые условные точки – входы и выходы (входные и выходные координаты).

На входы объекта поступают из внешней среды материальные, энергетические и информационные потоки, объект выдает все это на выходы в преобразованном виде.

2.2.2. Кибернетическая модель объекта.

Объект представляется только преобразователем информации (входной в выходную). При этом все материальные и энергетические потоки представляются их количественными характеристиками.

2.2.3. Классификация входов и выходов объекта.

• возмущения – контролируемые переменные, т.е. можно изменять их значения (обозначения – вектор );

• помехи, или шум – неконтролируемые переменные. Для их измерения не существует соответствующих измерительных приборов, или методик (обозначения – вектор );

• управляемые – допускают изменение их значений. Поскольку эти изменения приводят к изменению выходов, то ими можно влиять на работу объекта (обозначения – вектор ).

2.2.4. Выделение системы.

Система, является отражением объекта включенного во внешнюю среду, и одной из первых задач ТИПиС является выделение системы из внешней среды.

Для выделения системы необходимы:

• объект исследования;

• цель, для реализации которой формируется система;

• субъект наблюдения («наблюдатель»), формирующий систему;

• входные и выходные переменные, отражающие взаимосвязь системы с внешней средой.

Границы системы условны – они диктуются конкретной задачей исследования.

Необходимо обратить внимание на субъективный характер понятия «система». Система не существует объективно – она такая, какой ее определил субъект наблюдения в соответствии с поставленной целью.

2.3. Основные понятия строения и функционирования информационной системы:

свойство, элемент (классификация элементов по реакции на возмущение),

подсистема, структура (структура системы, формальная структура, материальная

структура), связь (связи первого, второго и третьего порядка, классификация,

обратная связь), состояние, поведение, модель, равновесие, устойчивость, развитие,

цель.

Свойство – это сторона объекта, обусловливающая его различие или сходство с другими объектами, проявляющееся во взаимодействии с ними.

• всякое свойство относительно. По отношению к дереву железо твердое, а по отношению к алмазу оно мягкое.

• каждая вещь обладает бесчисленным количеством свойств, совокупность которых означает ее качество.

• свойства дают возможность описывать объекты системы количественно, выражая их в единицах, имеющих определенную размерность.

Интегративные свойства – это свойства, которые имеются у системы в целом, но отсутствуют у ее элементов.

Под элементом понимают простейшую неделимую часть системы (предел деления

системы с точки зрения решения конкретной задачи и поставленной цели).

Систему можно расчленить на элементы различными способами в зависимости от

формулировки цели и ее уточнения в процессе исследования.

Система, являющаяся элементом данной системы называется подсистемой данной системы.

Система, элементом которой является данная система, называется надсистемой данной системы

Структура системы - это совокупностьэлементов и связей между ними. Структура является важнейшей характеристикой системы, так как при одном и том же составе элементов, но при различном взаимодействии между ними меняется и назначение системы, и ее возможности.

• Материальная структура является носителем конкретных типов и параметров элементов системы и их взаимосвязей.

• Формальная структура – совокупность функциональных элементов и их отношений, необходимых и достаточных для достижения системой поставленных целей.

Связи – это компоненты системы, осуществляющие взаимодействие между ее элементами, а также между системой в целом и средой.

При содержательном подходе связи подразделяются на:

• материально-вещественные – процессы передачи вещества между элементами системы;

• энергетические – процессы передачи энергии между элементами системы;

• информационные – представляют собой информационные потоки.

• Связями первого порядка называют связи, функционально необходимые – реализующие основные функции системы.

• Связями второго порядка называют дополнительные связи. Если они присутствуют, то в значительной степени улучшают действие системы, но не являются функционально необходимыми.

• Связями третьего порядка называют излишние или противоречивые связи.

Связь можно охарактеризовать:

• Направлением - направленные и ненаправленные.

• Силой - сильные и слабые.

• Видом - связи подчинения, генетические, равноправные (или безразличные), связи управления.

Важную роль в системах играет понятие «обратной связи».

• отрицательная (уравновешивающая) - способствует восстановлению равновесия в системе, нарушенного внешним воздействием или некоторыми внутренними причинами.

• положительная (усиливающая) - усиливает отклонения от равновесного состояния по сравнению с его величиной в системе без такой обратной связи.

Состояние - это множество существенных свойств, которыми система обладает в данный момент времени.

Если система способна переходить из одного состояния в другое (например, z1z2z3), то говорят, что она обладает поведением.

С учетом введенных выше обозначений поведение можно представить как функцию

Под моделью системы понимается описание системы, отображающее определенную группу ее свойств.

Углубление описания – детализация модели.

Создание модели системы позволяет предсказывать ее поведение в определенном диапазоне условий.

Модель функционирования (поведения) системы - это модель, предсказывающая изменение состояния системы во времени.

Равновесие - это способность системы в отсутствие внешних возмущающих воздействий (или при постоянных воздействиях) сохранить свое состояние сколь угодно долго.

Под устойчивостью понимается способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних возмущающих воздействий. Эта способность обычно присуща системам при постоянном возмущении и если отклонения не превышают некоторого предела.

Развитие – направленное изменение системы. В результате развития возникают новые качественные изменения системы ее состав и структура.