Основные понятия курса. Имитационное моделирование получило первоначальный толчок в ходе реализации космических программ

Имитационное моделирование получило первоначальный толчок в ходе реализации космических программ. К настоящему времени накопленная обширная литература свидетельствует о росте использования и распространения метода имитационного моделирования для анализа почти всех сторон нашей жизни. Но особенно имитационное моделирование стало незаменимым при анализе сложных систем и управления ими.

Для успешного применения метода имитационного моделирования в решении практических задач, возникающих при разработке и организации функционирования сложных систем управления, важно осмыслить и овладеть комплексом понятий, выработанных на основе системных представлений. Для дальнейшего изложения курса рассмотрим наиболее важные из них.

Система. Это понятие в настоящее время является развивающимся как по форме так и по содержанию. Существует множество определений системы. Например, система есть множество элементов, образующих структуру и обеспечивающих определенное поведение в условиях окружающей среды. Однако, анализ определений системы показывает, что даже общее определение системы в конкретных системных концепциях является выражением свойств специфических объектов исследования. В дальнейшем определим систему как такую вещь, в которой установлено некоторое отношение (структура) с определенным свойством, соответствующим принятому исследователем смыслу (концепту).

Представление объектов в виде систем эффективно в том случае, если у них удается обнаружить особые признаки чисто системной природы и указать способ их изучения и использования.

Элемент. Под элементом принято понимать простейшую неделимую часть системы. Однако, ответ на вопрос, что является такой частью, неоднозначен и зависит от цели рассмотрения объекта как системы, от точки зрения на него или от аспекта его изучения. Таким образом под элементом следует понимать предел членения системы на части с точки зрения конкретной задачи, с точки зрения поставленной цели. Элементы также могут быть рассмотрены как системы, но это будут системы другого типа или уровня, чем исследуемая.

Элементы обладают связями, которые объединяют их в целостную систему. Элементы могут существовать только в связанном виде. Важнейшую роль в системных исследованиях играют системообразующие связи, благодаря которым все элементы системы оказываются связанными воедино.

Подсистема. Система может быть разделена на элементы не сразу, а последовательным расчленением на подсистемы, или единицы, которые представляют собой образования более крупное, чем элементы, но более детальные, чем система в целом. Подсистема способна выполнять относительно независимые функции и, следовательно, обладает функциональной спецификой целого. Система может быть представлена в виде совокупности подсистем, составляющих системную иерархию.

Группа элементов, для которой не сформулирована подцель и не выполняются свойства целостности, называется к о м п о н е н т о м.

Структура. Это понятие используется, когда элементов в системе оказывается очень много, они неоднородны и возникает необходимость многоступенчатого расчленения системы. С т р у к т у р а означает строение, расположение, порядок и отражает наиболее существенные взаимоотношения между элементами и их группами (компонентами, подсистемами).

Структуру часто стремятся представить в виде и е р а р х и и. Термин иерархия ("многоступенчатость","вложенность") определяет упорядоченность подсистем, компонентов по степени важности. Системная иерархия замыкается снизу предельной единицей (подсистемой), которая все еще сохраняет основные черты данной системы. Предельная единица может быть разложена только на элементы. Например, молекула аммиака не может быть разложена на молекулы, а только на атомы (т.е. элементы).

Совокупность единиц, принадлежащих одному горизонтальному ряду системной иерархии, называют уровнем иерархии. Между единицами системной иерархии, существуют горизонтальные и вертикальные отношения (функциональные связи).

Состояние. Понятием с о с т о я н и е обычно характеризуют мгновенную фотографию, "срез" системы, остановку её в развитии. Его определяют либо через входные воздействия и выходные сигналы, либо через макропараметры, макросвойства системы (например, давление, скорость, ускорение).

Поведение. Если система способна переходить из одного состояния в другое, то говорят, что она обладает поведением. Этим понятием пользуются, когда неизвестны закономерности переходов из одного состояния в другое. Часто смену состояний системы во времени рассматривают как процесс. Однако процесс можно рассматривать и как событие во множестве вложенных процессов, протекающих совместно и составляющих бытие. Процесс и событие отличаются масштабом величин. То, что на одном уровне иерархии (масштабов) является процессом, то на другом уровне это можно рассматривать как событие и наоборот.

Целостность. Закономерность целостности означает принципиальную несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих её элементов и невыводимость из элементов свойств целого. Свойства системы зависят от свойств элементов, частей (изменение в одной части вызывает изменение во всех остальных частях и во всей системе).

Целостность и иерархичность являются фундаментальными свойствами всех систем.

Дата добавления: 2014-01-11