Поняття про множинне, ієрархічне та цілісне представлення системи

Принцип системності.

У якості системного може розглядатися будь-який об'єкт. Але не до всіх об'єктів доцільно застосовувати принципи і методи системного підходу. Їх використання є необхідним у тих випадках, коли системні "ефекти" виражені досить інтенсивно. З цієї точки зору всі комплекси чи сукупності, що існують у світі, можна розподілити на такі, у яких слабо виражені риси внутрішньої організації, а зв'язки частин носять зовнішній, випадковий, нестабільний характер, і такі, у яких явно виражені системні зв'язки. Об'єкти першого типу умовно називають неорганізованими сукупностями (груда каміння тощо). Входячи до складу такої сукупності або виходячи з неї, елементи не зазнають будь-яких серйозних змін. Властивості сукупності в цілому майже співпадають із сумою властивостей частин. Така сукупність або повністю позбавлена системно-структурного характеру, або він слабо виражений і ним можна знехтувати.

Системні об'єкти мають цілісну, стійку структуру. Для них характерні системні ефекти – поява нових властивостей, які виникають в результаті взаємодії елементів в рамках цілого. Серед таких системних об'єктів можна назвати кристали, архітектурні споруди, біологічні організми та багато інших предметів. Для системних об'єктів типовою є також ієрархічність побудови – послідовне включення систем більш низького рівня до систем більш високого рівня. Системою, таким чином, називають не довільно вибрану множину предметів і зв'язків між ними, а упорядковану певним чином цілісну структуру, єдиний складний об'єкт. Наприклад, в техніці практично кожний пристрій та інженерна споруда складається з ряду деталей, вузлів та подібних елементів, які функціонують спільно, у взаємозв'язку і лише в даній конструкції, які здатні забезпечити досягнення мети, для якої цей пристрій або споруду було створено

Система – це комплекс взаємопов'язаних елементів та взаємозв’язків між ними, що утворюють цілісність, що є особливою єдністю з середовищем та є елементом «надсистеми», і цій цілісності притаманні властивості, мета цілі та функції не властиві окремим елементам.

Виходячи з визначень цієї групи систему S будемо розглядати у вигляді кортежу

, де

Μ – множина елементів системи, Xs – множина зв'язків між елементами системи, Xˉ̄s – множина зв'язків між елементами системи та зовнішнім середовищем, F – множина нових (системних) функцій, властивостей, призначень.

Структура – це множина частин або форм (елементів), які знаходяться у взаємодії та специфічному порядку у просторі і в часі елементів і зв'язків системи, необхідному для реалізації функцій. За топологією внутрішніх зв’язків розділяють такі структури: послідовні (а), паралельні (б), радіальні (в), кільцеподібні (г), типу повний граф (д), деревоподібні (е), незв’язані (є) (рис. 1.).

а

б в г

д е є

Рис. 1. Структури системи за топологією внутрішніх зв’язків

Іншою поширеною класифікаційною ознакою структур є її організація з точки зору управління. Для розгляду структур за управлінням введемо позначення:

- орган управління; – об’єкт управління.

За управлінням структури класифікують на: централізовані (а), децентралізовані (б), централізовані-розподілені (в), ієрархічні (г) (рис. 2).

а б в

д

Рис. 2. Структури системи за управлінням

Централізована структура передбачає реалізацію усіх процесів керування об’єктами в одному органі керування, який безпосередньо отримує інформацію про стани об’єктів і передає керуючі сигнали кожному з них. Важливою перевагою такого способу керування є можливість організації глобально-оптимального управління. Недоліком цього методу є необхідність великих об’ємів засобів накопичення, високої продуктивності органів керування.

Децентралізована структура будується за умови незалежності об’єктів керування. Система з такою структурою складається з відносно незалежних між собою підсистем. Недоліком такої структури є неможливість організації глобально-оптимального управління.

Особливістю централізованої розподіленої структури є те, що в ній зберігається основна перевага централізованого керування, а саме – передача керуючих сигналів на основі аналізу інформації про стани всіх об’єктів. Але на відміну від централізованої структури орган керування є розподіленим. Недоліком цієї структури є складність інформаційної взаємодії між елементами розподіленого органу керування, а також складність синхронізації елементів органів управління.

Проблема організації інформаційної взаємодії розподіленого органу управління розв’язується у ієрархічній структурі. Ієрархічна структура, це структура з підпорядкованістю, тобто з нерівноправними зв'язками. Основним недоліком цієї структури є її “консервативність” (будь-яка зміна в структурі вимагає великої кількості зусиль).

При діленні системи на підсистеми слід пам'ятати про правила такого розбиття:

- кожна підсистема повинна реалізовувати єдину функцію системи;

- виділена в підсистемі функція має бути зрозумілою незалежно від складності її реалізації;

- зв'язок між підсистемами повинен вводитися лише за наявності зв'язку між відповідними функціями системи;

- зв'язки між підсистемами мають бути простими (наскільки це можливо).

Число рівнів, число підсистем кожного рівня може бути різним. Проте завжди необхідно дотримуватись одного важливого правила: підсистеми, що безпосередньо входять в одну систему більш високого рівня, діючи спільно, повинні виконувати всі функції тієї системи, в яку вони входять.

Дата добавления: 2014-01-11