Глава 1. Концептуальные основы исследования систем управления

Цель главы — раскрыть сущность и содержание основ­ных понятий и дать классификацию систем.

ПОСЛЕ ИЗУЧЕНИЯ ГЛАВЫ ВЫ ДОЛЖНЫ БЫТЬ В СОСТОЯНИИ:

• Дать определение основным понятиям системы;

• Описать характеристики процессов системы;

• Раскрыть сущность процесса управления системой;

• Сформулировать закон управления системой;

• Определить критерии управления системой и способы их задания;

• Выделить классы систем по различным классифика­ционным признакам.

1.1. Понятия, определяющие структуру системы

Существует множество понятий системы. Рассмотрим по­нятия, которые наиболее полно раскрывают ее существенные свойства (рис. 1.1).

«Все, состоящее из связанных друг с другом частей, мы будем называть системой» [7].

«Система — это комплекс взаимодействующих компонен­тов» [5].

«Система — это множество связанных действующих эле­ментов» [22].

«Система — это множество взаимосвязанных элементов... не существует ни одного подмножества элементов, не связан­ного с другим подмножеством» [2].

«Система — это не просто совокупность единиц... а сово­купность отношений между этими единицами» [30].

«И хотя понятие системы определяется по-разному, обыч­но все-таки имеется в виду, что система представляет собой определенное множество взаимосвязанных элементов, обра­зующих устойчивое единство и целостность, обладающее ин­тегральными свойствами и закономерностями» [19].

«Мы можем определить систему как нечто целое, абстрактное или реальное, состоящее из взаимозависимых частей» [38].

«Более полно и содержательное общее определение описы­вает систему как набор объектов, имеющих данные свойства, и набор связей между объектами и их свойствами»[28].

Приведем определение академика П. К. Анохина, которое хотя и тяготеет по своему существу к приведенным нами оп-

ределениям, но явно отличается от них, да и от всех, пожалуй, имеющейся в известной нам литературе [3]: «Системой можно назвать только такой комплекс избирательно-вовлеченных компонентов, у которых взаимодействие и взаимоотношение приобретает характер взаимосодействия компонентов на по­лучение фокусированного полезного результата».

Рассмотрим некоторые характерные моменты этого опре­деления:

1. «...только такой комплекс избирательно-вовлеченных компонентов...» Это значит, что, во-первых, не все компонен­ты объекта могут стать элементами системы, и, во-вторых, существует некоторая причина такой избирательности.

2. «...у которых взаимодействие и взаимоотношения при­обретают характер взаимосодействия компонентов...»

Анохин П.К. утверждает, что не вообще «совокупность взаимодействующих компонентов», а совокупность взаимосо-действующих для чего-то конкретного и определенного важно в определении системы.

3. «...на получение фокусированного результата». Анохиным П.К. вводится в определение понятие системы

«системообразующего фактора». Причины образования сис­темы являются узловым в системной теории.

Само вовлечение компонентов или выбор из имеющегося множества происходит до и в процессе формирования цели и происходит это на основе исходной потребности. Потребность есть причинный системообразующий фактор, а цель — функ­циональный фактор.

«Итак, системой может являться любой объект живой и неживой природы, общества, процессы или совокупность процессов, научная теория и т. д., если в них определены эле­менты, образующие единство (целостность) со своими связя­ми и взаимосвязями между ними, что создает в итоге совокуп­ность свойств, присущих только данной системе и отличаю­щих ее от других систем (свойство эмерджентности)» [21]. 8

Мы будем использовать понятие системы, которое учиты­вает такие важные составляющие любого материального объ­екта, как элемент, связи, взаимодействия, целеполагание.

Элемент характеризуется в данной системе одно	конкретными свойств значно Элемент — не;	ами, определяющими его (елимая часть системы
	ЭЛЕМЕНТ

СИСТЕМА

Множество составляющих единство элементов, связей и взаи модействий между нимц и внешней средой, образующее пркф. сущую данной системе целостность, качественную, определен ность и целенаправленность

СВЯЗЬ

Совокупность зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы

Связи.

Односторонние зависимости. ^L Двухсторонние зависимости — взаимосвязи. Отношения — зависимости состояний элементов системы друг от друга, определяющие необходи­мость и характер взаимодействия между ними.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ

Процесс взаимного влияния (воздействия) элементов, системы и окружающей среды друг на друга

ВНЕШНЯЯ СРЕДА

ВСЕ ТО, ЧТО НЕ ВХОДИТ В САМУ СИСТЕМУ

Рис. 1.1. Понятие системы

Система — множество составляющих единство элементов, связей и взаимодействий между ними и внеш­ней средой, образующие присущую данной системе целостность, качественную опреде­ленность и целенаправленность.

ПОНЯТИЕ ЭЛЕМЕНТА СИСТЕМЫ

По определению элемент — это составная часть сложного целого. В нашем понятии сложное целое — это система, кото­рая представляет собой целостный комплекс взаимосвязанных элементов.

Элемент — неделимая часть системы. Элемент — часть системы, обладающая самостоятельностью по отношению ко всей системе и неделимая при данном способе выделения час­тей. Неделимость элемента рассматривается как нецелесооб­разность учета в пределах модели данной системы его внут­реннего строения.

Сам элемент характеризуется только его внешними прояв­лениями в виде связей и взаимосвязей с остальными элемен­тами и внешней средой.

Множество А элементов системы можно описать в виде [21]:

A={ai},i=l,...,n, (1.1)

где ai — i-й элемент системы; п — число элементов в системе.

Каждый ai элемент характеризуется m конкретными свой­ствами Zil, Zim (вес, температура и т.д.), которые определяют его в данной системе однозначно.

Совокупность всех m свойств элемента ai будем называть состоянием элемента Zi:

Zi = (Zil, Zi2, Zi3,Zik,Zim) (1.2)

Состояние элемента, в зависимости от различных факторов (времени, пространства, внешней среды и т.д.), может изме­няться.

Последовательные изменения состояния элемента будем называть движением элемента.

ПОНЯТИЕ СВЯЗИ

Связь — совокупность зависимостей свойств одного эле­мента от свойств других элементов системы. Установить связь между двумя элементами — это значит выявить наличие зави­симостей их свойств [21].

Множество Q связей между элементами ai и aj можно представить в виде [21]:

Q={qij},i,j = l...n. (1.3)

Зависимость свойств элементов может иметь односторон­ний и двусторонний характер.

Взаимосвязи — совокупность двухсторонних зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы.

Взаимодействие — совокупность взаимосвязей и взаимо­отношений между свойствами элементов, когда они приобре­тают характер взаимосодействия друг другу.