Типы систем и структурные уровни организации закрытых систем

Заключение

Пример. Подстановочные функции.

int _sadd(int, int) int _norm(int)

long _lsadd(long, long) int _lnorm(long)

long long _llsadd(long long, long long) long _rnd(long)

int _ssub(int, int) int _sshl(int, int)

long _lssub(long, long) long _lsshl(long, int)

long long _llssub(long long, long long) int _shrs(int, int)

int _smpy(int, int) long _lshrs(long, int)

long _lsmpy(int, int)

long _smac(long, int, int)

long _smas(long, int, int)

int _abss(int)

long _labss(long)

long long _llabss(long long)

int _sneg(int)

long _lsneg(long)

long long _llsneg(long long);

long _smpyr(int, int)

long _smacr(long, int, int)

long _smasr(long, int, int)

Пример:

int sadd(int a, int b)

{

return _sadd(a, b);

}

_sadd:

BSET SATA

ADD T1, T0

BCLRSATA

RET

Пояснение.

Само слово подстановочные, говорит само за себя. Мы подставляем функцию, которая, получая на вход значения из обработчика, переходит во внутреннюю программу, выполняет алгоритм и возвращает результат. Разнообразие подстановочных функций представлено выше. В левой колонке - тип результата выполнения, в правой - функция и типы, которыми она оперирует.

Для реализации вышеперечисленных алгоритмов, и не только, используются стандартные библиотеки DSPLIB и CSL, которые содержат в себе наборы шаблонных классов и функций (представлены ниже).

• DSPLIB (dsplib.h, 55xdspx.lib) [D09]:

- быстрое преобразование Фурье (FFT);

- КИХ- и БИХ-фильтрация (FIR, IIR);

- свертки (convolution);

- адаптивная фильтрация;

- корреляция;

- математические функции;

- тригонометрические функции;

- матричные функции;

- вспомогательные функции.

• CSL - Chip Support Library (библиотека поддержки) [D05]:

- функции для управления синхронизацией (csl_ppl.h);

- функции для управления питанием (csl_pwr.h);

- функции для КПДП (csl_dma.h);

- функции для контроллера прерываний (csl_irq.h);

- функции для АЦП (csl_adc.h);

- функции для портов общего назначения (csl_gpio.h);

- функции для интерфейса I2C (csl_i2c.h).

Обычно все системы делят на два типа:

- замкнутые

- открытые

Замкнутые системы обычно рассматривают, по мере возможности, изолировано от внешних, по отношению к системе, воздействий, либо внешние воздействия регламентируются. Особое внимание здесь уделяется устойчивости, порядку, однородности. В философии особенно выделяется XIX век, как «век систем» - в это время возникли крупные философские системы Канта, Гегеля, Шеллинга, Шопенгауэра и др. К середине XX века сложилось мощное так называемое системное движение, означавшее применение системного подхода ко всем сферам человеческого бытия. Однако, как правило, в рамках этого системного подхода исследовались лишь замкнутые системы, и вскоре оказалось, что такой подход дает нам слишком ограниченное знание о системах. Поэтому системный подход получил свое дальнейшее развитие в теории самоорганизации систем (синергетике), исследующей так называемые открытые системы.

В открытых системах внимание акцентируется на неупорядоченности, неустойчивости, неравновесности, нелинейных отношениях. Для сравнения модно привести маятник: в замкнутых системах исследуется движение маятника, с грузом, прикрепленным внизу, в открытых системах – маятник с жестким стержнем с грузом наверху. Именно такие системы чаще встречаются в реальной жизни, познании, социальной практике. Однако, исследование таких систем связано с гораздо более широким кругом понятий, методов, способов рассмотрения. Поэтому мы начнем рассмотрение систем с систем замкнутого или закрытого типа.

Типы замкнутых систем:

- материальные (планетарные, природные, биологические и пр.)

- идеальные (язык, искусство, политика и пр.)

Материальные системы делят на следующие типы:

- суммативные (штабель досок) – Заметим, что многие исследователи вовсе не считают такие образования системами

- целостные (где есть четкая взаимозависимость элементов и системы).

Целостные системы, то есть системы в собственном смысле слова делятся на:

- органические (флора, фауна, человек, общество)

- неорганические (механические, физические, химические)

В науке широко используется представление о структурных уровнях материи, различающихся своими пространственно-временными масштабами:

- субмикроэлементарный (< 10-14 см.)

- микроэлементарный (уровни элементарных частиц и полевых взаимодействий 10-14 см.)

- ядерный

- атомарный

- молекулярный

- уровень макроскопических тел

- планеты

- звездно-планетные комплексы

- галактики

- метагалактики и т.д.

Живая природа также структурирована. В ней выделяются следующие уровни:

- биологических макромолекул

- клеточный уровень

- микроорганизменный

- органов и тканей

- организм в целом

- популяционный

- биоценозный

- биосферный

Эти уровни разделяются на основе различения (специфики) метаболизма, как общей основы жизни – обмен веществом, энергией и информацией с окружающей средой.

Социальная структура имеет следующие уровни:

- индивидов

- семьи

- различных коллективов

- социальных групп

- национальностей и наций

- государств и систем государств

- общества в целом

С точки зрения традиционного подхода структурное многообразие, системность – изначально присущи миру и являются способом его существования.

3. Теория самоорганизации систем (синергетика).

В ХХ веке системный и информационный подходы получили свое дальнейшее развитие в теории самоорганизации систем. ЕЕ основоположниками считаются Г. Хакен и И. Пригожин. Принципы самоорганизации, изучаемые синергетикой, распространяются на все виды систем. (Рекомендуется книга Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса. М., 1989)

В отличие от традиционного системного подхода, основанного на устойчивости систем и их предсказуемом развитии, синергетика в первую очередь обращает внимание на неустойчивые состояния систем, их неравновесность, нелинейное развитие. В современном мире преобладают именно такие системы, а особое влияние на мир оказывают сложные, человеко-технические комплексы, практические не поддающиеся исследованию в рамках традиционного подхода.

Обратимся к истории вопроса. В конце XIX столетия была разработана концепция тепловой смерти Вселенной – специалистами по термодинамике В. Томпсоном и Р. Клаузиусом. Второе начало термодинамики утверждает закон возрастания энтропии во Вселенной. Энтропия – физическая величина, характеризующая процессы превращения энергии. Согласно заклну возрастания энтропии, энтропия замкнутой системы возрастает, то есть энергетические превращения в ней происходят в одном направлении. Максимум энтропии соответствует достижению состояния теплового равновесия, то есть в системе рано или поздно происходит выравнивание температур. Распространение действия второго начала термодинамики на всю Вселенную приводит к выводу, что со временем во всей вселенной произойдет выравнивание температур, наступит состояние теплового равновесия, выхода из которого естественным путем не существует, что будет означать тепловую смерть Вселенной. Возникает вопрос – почему этого до сих пор не произошло? Дается две основных причины:

1.Второй закон термодинамики действует в замкнутых системах, а Вселенная бесконечна, и применение этого понятия для ее характеристики неправомерно.

2.Концепция самоорганизации систем, убеждает нас в наличии природных сил антиэнтропийного характера.

Термин «синергетика» образован от греческого слова «синергия», которое означает содействие, сотрудничество. В синергетике все процессы делятся на (1) процессы, происходящие в замкнутых системах, ведущие к установлению равновесного состояния, которое при определенных условиях стремится к максимальной степени неупорядоченности или хаоса. И (2) – процессы, протекающие в открытых системах, в которых при определенных условиях из хаоса могут самопроизвольно возникать упорядоченные структуры, что и характеризует стремление к самоорганизации.

Примером такой системы может служить насыщенный раствор, в котором в результате совсем небольшого случайного воздействия практически самопроизвольно может возникнуть кристалл. Другим примером может служить некоторое конкретное сообщество людей с неустойчивой социальной организацией (толпа). Совсем незначительное воздействие на такую толпу (выкрик, лозунг) может привести к тому, что она организуется и начнет действовать организованно, хотя за мгновение до этого никаких признаков организации в ней не замечалось.

Синергетический подход принципиально меняет научную картину мира, позволяет дать иное обоснование многим процессам, позволяет исследовать сложные открытые системы и учиться управлять ими с целью получения результата с определенной степенью вероятности даже в случае нелинейного развития систем.

Дата добавления: 2014-01-11