Основные задачи теории систем и системного анализа

Общие положения и сущность теории систем.

Другие стандарты и руководства

[8] IEEE Std 610.12-1990, Institute of Electrical and Electronics Engineers, Standard Glossary of Software Engineering Terminology.

[9] Портал Common Criteria, CCRA, www.commoncriteriaportal.org.

Основные задачи теории систем

Задачи теории систем и системного анализа – это задачи ис­следованияобъектов, явлений и процессов как систем. Отсюда к числу задач, решаемых теорией систем, относятся:

на этапе анализа:

- выделение системы из окружающей среды и определение ее границ;

- опреде­ление общей структуры системы, ее элементов, связей и отношений между ними;

- определение закономерностей поведения системы;

- учет влияния внешней среды;

- учет влияния системы на внешнюю среду;

- моделирование и построение адекватной модели системы;

на этапе синтеза:

- выбор оптимальной структуры системы;

- организация взаимодействия между подсистемами и элементами;

- выбор оптимальных алгоритмов функционирования системы.

Проектирование больших систем обычно рассматривают с двух позиций - макропроектирования и микропроектирования.

При макропроектировании (внешнем проектировании) решаются функционально-структурные вопросы системы в целом.

Макропроектирование включает в себя три основных раздела:

1) определение целей создания системы и круга решаемых ею задач;

2) описание действующих на систему факторов, подлежащих обязательному учету при разработке системы;

3) выбор показателя или группы показателей эффективности системы.

Микропроектирование ( внутреннее проектирование), связано с разработкой элементов системы как физических еди­ниц оборудования и с получением технических решений по основ­ным элементам (их конструкции и параметры, режимы эксплу­атации).

В соответствие с таким делением процесса проектирова­ния больших систем в теории систем рассматриваются соответствующие методы макропроектирования и микропроектирования.

Определение понятия «система»

Относительно понятия «система [1] » с давних пор и до настоящего времени нет единого и устоявшегося определения со стороны специалистов разных научных, теоретических и прикладных направлений исследований. Однако, несмотря на существующие разногласия в трактовке этого понятия, характеризуя понятие «система» все подчеркивают то обстоятельство, что система представляет собой целостный комплекс взаимосвязанных элементов, имеет определенную структуру и взаимодействует с некоторой средой. Учитывая этот факт, отметим ряд известных формулировок, данных этому понятию.

Система – изложение науки в строгой последовательности; соединение нескольких предметов, действующих по одним и тем законам (Словарь иностранных слов Михельсона, 1877).

Система — совокупность взаимодей­ствующих разных функциональных еди­ниц (биологических, человеческих, машинных, информационных, естествен­ных), связанная со средой и служащая дос­тижению некоторой общей цели путем действия над материалами, энергией, биологическими явлениями и управления ими (В.И. Вернадский, 1926).

Система – это комплекс взаимодействующих элементов или совокупность элементов, находящихся в определенных отноше­ниях друг с другом и со средой (Берталанфи, 1950).

Система - множество объектов вме­сте с отношениями между ними и между их атрибутами (А. Холл, Р. Фейджин, 1975).

Система — множество элементов, на­ходящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную цело­стность, единство (Советский энциклопедический словарь, 1990).

Как видно из вышеприведенного, во всех определениях присутствуют элементы и связи или отношения между ними. Однако термины «от­ношение» или «связь» зачастую специалистами истолковываются по-разному. В некоторых определениях системы встраиваются понятия цели и наблюдателя (впервые на необходимость учета взаимодействия между исследователем и изучаемой системой указал один из основоположников кибернетики У. Р. Эшби). Так, М. Масарович и Я. Такахара в книге «Общая теория систем» считают, что система — это формальная взаимосвязь между на­блюдаемыми признаками и свойствами.

Кроме достаточно большого разнообразия в определениях понятия система абстрактного лингвистического характера, исследователями теории систем приводится множество определений, представленных в формальной символьной форме. При этом учитывается количество факторов, участвующих в описании системы. Так, к примеру, в зависимости от подходов и взглядов на систему, учитывающих ту или иную степень детализации, ниже представлены 9 различных формальных описаний:

1. Система есть нечто целое:

S=A (1, 0).

Это определение выражает факт существования и целост­ности. Двоичное суждение А (1,0) отображает наличие или отсут­ствие этих качеств.

2. Система есть организованное множество (Темников Ф. Е.):

S= (орг, М),

где орг — оператор организации; М — множество.

3. Система есть множество вещей, свойств и отношений (Уемов А. И.):

S= ({m},{n},{r}),

где m — вещи, n — свойства, r — отношения.

4. Система есть множество элементов, образующих струк­туру и обеспечивающих определенное поведение в условиях окру­жающей среды:

s=(e, ST, BE, E),

где e — элементы, ST — структура, BE — поведение, Е — среда.

5. Система есть множество входов, множество выходов, множество состояний, характеризуемых оператором переходов и оператором выходов:

S=(X, Y, Z, H, G),

где X — входы, Y — выходы, Z — состояния, Н — оператор пе­реходов, G — оператор выходов.

Это определение учитывает все основные компоненты, рассматриваемые в кибернетике.

6. Система, отвечающая понятиям биологических си­стем, учитывает: генетическое (родовое) начало - GN, условия существования - KD, обменные явления - MB, развитие - EV, функционирование - FC и репродукцию (воспроизведение) - RP:

S=(GN, KD, MB, EV, FC, RP).

7. Система, семифакторное определение которой сформулировано при нейрокибернетических исследо­ваниях, включает: модели - F, связи - SC, пересчет - R, самообучение - FL, самоорганизацию - FO, прово­димость связей - СО и возбуждение моделей - JN:

S=(F, SC, R, FL, FO, CO, JN).

8. Система, восьмифакторное определение которой с учетом фактора времени и фун­кциональных связей обычно используют в теории автоматического управления:

S=(Т, X, У, Z, W, V, h, j),

где Т - время, X - входы, Y - выходы, Z - состояния, W - класс операторов на выходе, V - значения операторов на выхо­де, h - функциональная связь в уравнении

y(t₂) = h[x(t₁), z(t₁), t₂], j— функциональная связь в уравнении z(t₂) = j [x(t₁), z(t₁), t₂].

9. Система, определение которой дано при исследованиях организационных систем, выглядит следующим образом:

S=(PL, RO, RJ, EX, PR, DT, SV, RD, EF),

где PL — цели и планы, RO — внешние ресурсы, RJ — внутрен­ние ресурсы, ЕХ — исполнители, PR — процесс, DT—помехи, SV — контроль, RD — управление, EF — эффект.

Таким образом, в зависимости от решаемых задач и поставленных целей исследований описание системы можно осуществлять на разном уровне абстракции и включать в него необходимое количество элементов, связей и действий, отображающих реальную систему.

Обобщая вышесказанное и учитывая необходимость принятия «рабочего» определения понятия системы, можно сформулировать его следующим образом:

Дата добавления: 2014-01-15