Хорошо организованные системы

Классификация систем

Подводным камнем в классификации систем является проблема цели. Когда говорят о технических системах, то все достаточно просто, но, говоря о биологической или экологической системе, мы касаемся сложной философской проблемы целесообразности жизни, существования тех или иных систем. Многообразие систем весьма велико и признаков для их класси­фикации тоже множество [2,5,7,11,13,21,27,31,34].

Главным признаком классификации является субстанциональный признак, по которому выделяют четыре класса систем.

1. Искусственные.

2. Естественные.

3. Идеальные и концептуальные системы.

4. Виртуальные.

Искусственные системы, это системы, созданные человеком. Диа­пазон их реализаций очень широк: от простейших механизмов до сложных производственных комплексов в технике; от лаборатории, кафедры, института, воинского подразделения, министерства и т.д.

Для искусственно созданных систем, при изменении внешних условий, характерны значительное нарушение нормального функциониро ва ния и потеря устойчивости. Для повышения устойчивости искусственных систем необходимо использовать опыт, накопленный природой, делая их адаптивными к внешним условиям.

Естественные системы - это системы, объективно существую­щие в действительности, в живой и неживой природе и обществе: атом, молекула, клетка, организм, популяция, общество, вселенная и т.п.

Естественным системам свойственны:

· устойчивость к внешним воздействиям;

· развитие;

· самообновление;

· самоусложнение.

Идеальные и концептуальные системы –это системы, которые, как правило, выражают образцовый мир или образцовую действительность. Они часто бывают целью, в большинстве случаев недостижимой, к которой должна стремиться реальная система. Примером идеальной системы может служить картина, возникшая в голове человека от восприятия произведения искусства, научной теории и т.п.

Виртуальные системы –это не существующие в действительности модельные или мыслительные представления реальных объектов, пилений, процессов, являющиеся изоморфными к ним. Виртуальные системы могут быть не идеальными.

Кроме того системы условно делят на:

· целеориентированные, имеющие четкие цели,

· ценностно-ориентированны е, которые ориентированы, в первую оче­редь, на определенные ценности, а не цели.

Как было уже сказано выше, системы разделяются на классы по различным признакам, и в зависимости от решаемой задачи можно выбрать разные принци­пы классификации. При этом систему можно охарактеризовать одним или несколькими признаками. К примеру, по происхождению системы можно классифицировать в соответствии с рис.1.19 [..].

Ниже приведена распространенная и достаточно полная классификация систем по нескольким наиболее характерным признакам.

Системы классифицируются следующим образом.

1. По виду отображаемого объекта:

· технические;

· биоло­гические;

· социологические;

· экономические и др.

2. По связям с окружением (тип целеустремленности):

· открытые (с определенным окружением, то есть хотя бы с одним входом и одним выходом);

· закрытые (без связей с окружением).

3. По изменению состояния:

· динамические (состояние изменяется с течением времени);

· статические (состояние не изменяется с течением времени).

4. По характеру функционирования:

· детерминированные (в зависимости от состояния системы можно однозначно судить о ее функционировании);

· стохастические (можно только высказать предположения относительно различных возможных вариантов функционирования).

5. По виду элементов (относительно их конкретности):

· конкретные (элементами являются реальные объекты);

· абстрактные (элементы – абстрагированные объекты).

6. По происхождению:

· искусственные (созданные людьми орудия, механизмы, машины, автоматы, роботы и т.д. );

· естественные (природные) (живые, неживые, экологические, социальные и т.д.);

· виртуальные (воображаемые и, хотя они в действительности реально не существующие, но функционирующие так же, как и в случае, если бы они реально существовали);

· смешанные (экономические, биотехнические, организационные и т.д.).

7. По характеру зависимости выходов:

· комбинаторные (выход зависит только от входа);

· секвентивные (выход зависит от входа и иных причин).

8. По виду научного направления:

· математические;

· физи­ческие;

· химические и т.п.

9. По виду формализованного аппарата представления системы:

· детерминированные;

· стохастические;

· нечеткие;

· комбинированные.

10. По типу элементов:

· системы типа «объект» (дом, двигатель, машина);

· системы типа «процесс» (изготовление, фильтрация.

12. По описанию переменных системы:

· с качественными переменными (имеющие только лишь содержательное описание);

· с количественными переменными (имеющие дискретно или непрерывно описываемые количественным образом переменные);

· смешанного (количественно-качественное) описания.

13. По типу описания закона функционирования системы:

· типа «Черный ящик» (неизвестен полностью закон функционирования системы; известны только входные и выходные сообщения системы);

· не параметризованные (закон не описан, описываем с помощью хотя бы неизвестных параметров, известны лишь некоторые априорные свойства закона);

· параметризованные (закон известен с точностью до параметров и его возможно отнести к некоторому классу зависимостей);

· типа «Белый (прозрачный) ящик» (полностью известен закон).

14. По способу управления системой (в системе):

· управляемые извне системы (без обратной связи, регулируемые, управляемые структурно, информационно или функционально);

· управляемые изнутри (самоуправляемые или саморегулируемые это есть программно-управляемые, регулируемые автоматически, адаптируемые-приспосабливаемые с помощью управляемых изменений состояний и самоорганизующиеся - изменяющие во времени и в пространстве свою структуру наиболее оптимально, упорядочивающие свою структуру под воздействием внутренних и внешних факторов);

· с комбинированным управлением (автоматические, полуавтоматические, автоматизированные, организационные).

Под регулированием понимается коррекция управляющих параметров по наблюдениям за траекторией поведения системы – с целью возвращения системы в нужное состояние (на нужную траекторию поведения системы; при этом под траекторией системы понимается последовательность принимаемых при функционировании системы состояний системы, которые рассматриваются как некоторые точки во множестве состояний системы).

15. По сложности структуры и поведения:

· простые (холодильник, семейная библиотека);

· большие (народное хозяйство страны);

· сверхсложные (мозг, экологическая система);

· очень сложные (полностью автоматизированное производство, производственный комплекс);

· сложные (легковой автомобиль, библиотека университета);

16. По степени организованности:

· хорошо организован­ные;

· плохо организованные (диффузные);

· самоорганизующиеся системы.

Рассмотрим подробно два последних вида классификации систем.

Представить анализируемый объект или процесс в виде «хорошо организованной системы» означает:

· определить элементы системы;

· определить взаимосвязь между элементами;

· указать правила объединения в более крупные компоненты, т. е. определить связи между всеми компонентами и целями системы, с точки зрения которых, рассматривается объект или ради достижения которых создается система.

Проблемная ситуация, в случае хорошо организованной системы, может быть описана в виде математического выражения, связывающего цель со сред­ствами, т.е. в виде критерия эффективности, критерия функци­онирования системы, который может быть представлен сложным уравнением или системой уравнений. Решение задачи при пред­ставлении ее в виде хорошо организованной системы осуществ­ляется аналитическими методами формализованного представле­ния системы.

Рис.1.19. Классификация систем по их происхождению

Примеры хорошо организованных систем: солнечная система, описывающая наиболее существенные закономерности движения планет вокруг Солнца; отображение атома в виде планетарной системы, состоящей из ядра и электронов; описание работы сложного электронного устройства с помощью системы уравне­ний, учитывающей особенности условий его работы (наличие шумов, помех и т. п.).

Для отображения объекта в виде хорошо организованной системы необходимо выделять существенные и не учитывать относительно несущественные для данной цели рассмотрения компоненты: например, при рассмотрении солнечной системы не учитывать метеориты, астероиды и другие мелкие по сравнению с планетами элементы межпланетного пространства.

Описание объекта в виде хорошо организованной системы применяется в тех случаях, когда можно предложить детермини­рованное описание и экспериментально доказать правомерность его применения, адекватность модели реальному процессу. По­пытки применить класс хорошо организованных систем для представления сложных многокомпонентных объектов или мно­гокритериальных задач плохо удаются: они требуют недопусти­мо больших затрат времени, практически нереализуемы и неадек­ватны применяемым моделям.

Дата добавления: 2015-04-30