1.3.2. Класифікація систем за рівнем організованості та її роль у виборі методів моделювання систем

Вперше поділ систем за ступенем організованості за аналогією з класифікацією Г.Саймона та А.Ньюелла (добре структризовані, погано структуризовані та неструктуризовані проблеми) було запропоновано В.В.Налімовим, який виділив клас добре організованихта клас погано організованихабо імовірніснихсистем.

Пізніше до цих двох класів було додано ще клас самоорганізуються, складних,систем, що включає аналізовані іноді в літературі окремо класи саморегулівних, самонавчаються, самоналаштовуються і т.п. систем.

Виділені класи практично можна розглядати як підходидо моделювання об'єкта чи розв'язуваної задачі, які можуть обиратися залежно від стадії пізнання об'єкта та можливості отримання інформації про нього.

Нижче наведено коротку характеристику цих класів.

1. Добре організовані (детерміновані)системи – системи, котрим досліднику вдається визначити все елементи та його взаємозв'язку між собою і з цілями системи як детермінованих (аналітичних, графічних) залежностей.

Для відображення складного об'єкта у вигляді детермінованої системи доводиться виділяти суттєві та не враховувати відносно несуттєві для конкретної мети розгляду компоненти.

Подання об'єкта у вигляді добре організованої системи застосовується у тих випадках, коли може бути запропоновано детерміноване опис та експериментально показано правомірність його застосування, тобто експериментально доведено адекватність моделі реальному об'єкту або процесу.

2. Погано організовані (імовірнісні)системи. Такі системи характеризуються імовірнісними (стохастичними) параметрами, певними статистичними методами на досить представницькій вибірці факторів, які представляють об'єкт, що досліджується, або процес.

Моделювання об'єктів у вигляді імовірнісних систем знаходить широке застосування щодо пропускної спроможності систем різного роду, при визначенні чисельності штатів в обслуговуючих, наприклад, ремонтних цехах підприємства і в обслуговуючих установах (для вирішення подібних завдань застосовують методи теорії масового обслуговування), при дослідженні документальних потоків інформації і т.д.

3. Саморганізуються (розвиваються або складні)системи характеризуються рядом ознак, особливостей, що наближають їх до реальних об'єктів, що розвиваються.

Ці особливості, як правило, обумовлені наявністю в системі активних елементів (людини), що є з одного боку джерелом розвитку та адаптивності системи у зовнішньому середовищі, але з іншого боку – джерелом невизначеності та непередбачуваності поведінки, що ускладнює управління. Складні системи відрізняються нестаціонарністю параметрів та стохастичністю поведінки.

Перелічені особливості пояснюються з допомогою закономірностей систем, основні групи яких перелічені вище.

Аналіз діяльності підприємств показує, що й створювати умови у розвиток підприємства такі, як здатність адаптуватися, виробляти варіанти поведінки, формулювати мети, змінювати структуру тощо., то підприємство не виживе за умов нестабільного середовища. А реалізацію цих властивостей можна забезпечити, вивчаючи і використовуючи закономірності функціонування та розвитку систем, що самоорганізуються.

У міру накопичення досвіду дослідження та перетворення систем, що володіють подібними властивостями, була усвідомлена їхня основна особливість – принципова обмеженість формалізованого опису систем, що розвиваються, самоорганізуються. Ця особливість, тобто необхідність поєднання формальних методів та методів якісного аналізу, і покладена в основу більшості моделей та методик системного аналізу. При формуванні таких моделей змінюється звичне уявлення про моделі, характерне для математичного моделювання та прикладної математики. Змінюється уявлення про доказ адекватності таких моделей.

Адекватність моделі доводиться ніби послідовно (у міру її формування) шляхом оцінки правильності відображення в кожній наступній моделі компонентів та зв'язків, необхідних для досягнення поставленої мети. Іншими словами, таке моделювання стає своєрідним «механізмом» розвитку системи.

Практична реалізація такого «механізму» пов'язана із необхідністю розробки мови моделювання процесу ухвалення рішення. В основу такої мови може бути покладено один із методів моделювання систем: наприклад, теоретико-множинні уявлення, математична логіка, математична лінгвістика, імітаційне динамічне моделювання, інформаційний підхід,і т. д. З розвитком моделі методи можуть змінюватися.

Подання об'єкта як самоорганизующейся системи застосовується на вирішення найскладніших проблем, властивих децентралізованим системам із великої початкової невизначеністю і непередбачуваністю поведінки агентів економічних відносин. При цьому системний механізм розвитку (самоорганізації) може бути реалізований у формі відповідного підходу (див. Поступова формалізація моделі ухвалення рішення. Графосеміотичне моделюванняабо методики системного аналізу) з використанням різних методів для реалізації її етапів.

Коротко охарактеризовані класи систем зручно використовувати як підходи на початковому етапі моделювання будь-якого завдання. Цим класам поставлено у відповідність методи формалізованого уявлення систем, Визначивши клас системи, можна дати рекомендації щодо вибору методу, який дозволить більш адекватно її відобразити.

Якщо попередній аналіз проблемної ситуації показує, що вона може бути подана у вигляді детермінованих систем,то можна вибирати методи моделювання із класів аналітичнихі графічнихметодів. Якщо фахівці з теорії систем та системного аналізу рекомендують подати ситуацію у вигляді погано організованихабо імовірнісних систем,то слід звернутися насамперед до статистичного моделювання .

При поданні ситуації класом самоорганізованих системслід застосовувати методи дискретної математики, нечіткої логіки та когнітивного моделювання, зокрема, теоретико-множинні уявлення, математичну логіку, математичну лінгвістику.

Попередня

Поділ систем з організованості відповідає їх характеристикам. Це такі системи, як: добре організовані; погано організовані; розвиваються або самоорганізуються.

До добре організованих систем відносимо об'єкти з добре визначеними елементами, взаємозв'язками між ними, чітко поставленими цілями та завданнями, пов'язаними із засобами. Добре організованим системам характерні системи показників функціонування, показників ефективності, інструментів реалізації управління, контролю та зворотного зв'язку.

При поданні об'єкта як погано організованої, чи дифузної, системи ставиться завдання визначити всі компоненти та його зв'язку з цілями системи. Система характеризується деяким набором макропараметрів та закономірностями, які виявляються на основі дослідження певної за допомогою деяких правил досить представницької вибірки компонентів, що відображають досліджуваний об'єкт або процес. На основі подібного, вибіркового дослідження набувають характеристики чи закономірності, які поширюються на поведінку системи загалом із якоюсь ймовірністю.

Клас самоорганізуються або розвиваються характеризується рядом ознак, особливостей, які, як правило, обумовлені наявністю в системі активних елементів, що носять двоїстий характер, будучи одночасно і корисними для існування системи своїми властивостями хорошому пристосуванню до умов середовища, що змінюються, але в той же час викликають невизначеність , що ускладнюють керування системою. Розглянутий клас систем можна розбити на підкласи, виділивши адаптивні або самопристосовні системи, системи, що самонавчаються, самовідновлюються, самовідтворювані класи систем.

Закономірності системних процесів

Закономірності функціонування та розвитку систем, що характеризують важливі особливості побудови, функціонування та розвитку складних систем умовно можна поділити на чотири групи:

· Закономірності взаємодії частини та цілого;

· Закономірності ієрархічної упорядкованості;

· Закономірності здійсненності систем;

· Закономірності розвитку систем.

Ще статті з економіки

Безробіття в Росії
В даний час наша країна цілком і повністю перейшла від планової економіки часів СРСР до ринкових відносин, що ніяк не могло позначитися на ринку праці. Однією з особливостей планової економіки.

Техніко-економічне обґрунтування інвестиційного проекту цеху з виробництва телевізорів
Економіка підприємства - це комплекс знань про засоби, закони та правила господарювання. Вона включає в себе широкий спектр управлінських та організаційних форм, методів і правил раціонального використання.

Бідні та багаті специфіка РФ
У березні 2013 р. відбулася у Ростові-на-Дону перша конференція Об'єднаного Національного фронту (ОНФ), на якій вступив президент Росії В.В. Путін. І на ній він підняв одні з найзлободенніших...

Різноманітність систем досить велика, і істотну допомогу при їх вивченні класифікує.
Класифікація - це поділ сукупності об'єктів на класи за деякими найбільш суттєвими ознаками.
Важливо зрозуміти, що класифікація — це лише модель реальності, тому до неї треба так і належати, не вимагаючи від неї абсолютної повноти. p align="justify"> Ще необхідно підкреслити відносність будь-яких класифікацій.
Сама класифікація виступає як інструмент системного аналізу. З її допомогою структурується об'єкт (проблема) дослідження, а збудована класифікація є моделлю цього об'єкта.
Повної класифікації систем нині немає, більше, не вироблені остаточно її принципи. Різні автори пропонують різні принципи класифікації, а подібним насправді — дають різні назви.

1. Класифікація за походженням.
Залежно від походження системи діляться на природні та штучні (створювані, антропогенні).
Природні системи — це системи, що об'єктивно існують насправді. в живій та неживій природі та суспільстві.
Ці системи виникли у природі без участі людини.
Приклади: атом, молекула, клітина, організм, населення, суспільство, всесвіт і т.п.
Штучні системи – це системи, створені людиною.
Приклади:
1. Холодильник, літак, підприємство, фірма, місто, держава, партія, громадська організація тощо.
2. Однією з перших штучних систем вважатимуться систему торгівлі.
Крім того, можна говорити про третій клас систем - змішані системи, куди відносяться ергономічні (машина - людина-оператор), автоматизовані, біотехнічні, організаційні та інші системи.

2. Класифікація щодо об'єктивності існування.
Усі системи можна розбити на дві великі групи: реальні (матеріальні чи фізичні) та абстрактні (символічні) системи.
Реальні системи складаються з виробів, обладнання, машин та взагалі з природних та штучних об'єктів.
Абстрактні системи, по суті, є моделями реальних об'єктів — мови, системи числення, ідеї, плани, гіпотези та поняття, алгоритми та комп'ютерні програми, математичні моделі, системи наук.
Іноді виділяють ідеальні або концептуальні системи - системи, які виражають принципову ідею або зразкову дійсність - зразковий варіант наявної системи, що проектується.
Також можна виділити віртуальні системи - не існуючі насправді модельні або розумові уявлення реальних об'єктів, явищ, процесів (можуть бути як ідеальними, так і реальними системами).

3. Чинні системи.
Виділимо з усього різноманіття створюваних систем діючі системи. Такі системи здатні здійснювати операції, роботи, процедури, забезпечувати заданий перебіг технологічних процесів, діючи за програмами, що задаються людиною. У діючих системах можна виділити такі системи: 1) технічні, 2) ергатичні, 3) технологічні, 4) економічні, 5) соціальні, б) організаційні та 7) управління.
1. Технічні системи є матеріальні системи, які вирішують завдання за програмами, складеними людиною; сама людина при цьому не є елементом таких систем.
Технічна система – це сукупність взаємозалежних фізичних елементів.
Як зв'язки у таких системах виступають фізичні взаємодії (механічні, електромагнітні, гравітаційні та інших.).
Приклади: автомобіль, холодильник, комп'ютер.
2. Ергатичні системи. Якщо в системі є людина, яка виконує певні функції суб'єкта, то говорять про ергатичну систему.
Ергатична система - це система, складовим елементом якої є людина-оператор.
Приватним випадком ергатичної системи буде людино-машинна система - система, в якій людина-оператор або група операторів взаємодіє з технічним пристроєм в процесі виробництва матеріальних цінностей, управління, обробки інформації і т.д.
Приклади:
1. Шофер за кермом автомобіля.
2. Робочий, що виточує деталь на токарному верстаті.
3. Технологічні системи. Існують два класи визначення поняття «технологія»:
а) як абстрактної сукупності операцій.
б) як певної сукупності операцій із відповідними апаратно-технічними пристроями чи інструментами.
Звідси, за аналогією зі структурою, можна говорити про формальну та матеріальну технологічну систему.
Технологічна система (формальна) - це сукупність операцій (процесів) у досягненні деяких цілей (рішень деяких завдань).
Структура такої системи визначається набором методів, методик, рецептів, регламентів, правил і норм.
Елементами формальної технологічної системи будуть операції (дії) чи процеси. Раніше процес було визначено як послідовна зміна станів, тут ми розглядатимемо інше розуміння процесу: як послідовної зміни операцій.
Процес - це послідовна зміна операцій (дій спрямованих зміну стану об'єкта.
Зв'язками в технологічній системі надходять властивості об'єктів, що обробляються, або сигнали, що передаються від операції до операції.
Технологічна система (матеріальна) - це сукупність реальних приладів, пристроїв, інструментів і матеріалів (технічне забезпечення системи), що реалізують операції (процесне забезпечення системи) і що визначають їх якість і тривалість.
приклад. Формальна технологічна система виробництва борщу – рецепт. Матеріальна технологічна система виробництва борщу – сукупність ножів, каструль, кухонних приладів, що реалізують рецепт. В абстрактній технології ми говоримо про те, що треба відварити м'ясо, але не застерігаємо ні тип каструлі, ні вид плити (газова чи електрична). У матеріальній технології технічне забезпечення приготування борщу визначатиме його якість та тривалість тих чи інших операцій.
Технологічна система гнучкіша, ніж технічна: мінімальними перетвореннями її можна переорієнтувати виробництва інших об'єктів, чи отримання інших властивостей останніх.
приклади. Технологічні системи: виробництво паперу, виготовлення автомобіля, оформлення відрядження, одержання грошей у банкоматі.
4. Економічна система - це система відносин (процесів), що складаються в економіці. Розгорнемо що визначення.
Економічна система - це сукупність економічних відносин, що виникають у процесі виробництва, розподілу, обміну та споживання економічних продуктів і що регламентуються сукупністю відповідних принципів, правил та законодавчих норм.
5. Соціальна система. Оскільки ми розглядаємо тільки створювані системи, то соціальну систему розглядатимемо в наступному розрізі:
Соціальна система — це сукупність заходів, вкладених у соціальний розвиток життя людей.
До таких заходів відносяться: поліпшення соціально-економічних та виробничих умов праці, посилення його творчого характеру, покращення життя працівників, поліпшення житлових умов тощо.
6. Організаційна система. Взаємодія вищезгаданих систем забезпечує організаційна система (система організаційного управління).
Організаційна система - це сукупність елементів, що забезпечують координацію дій, нормальне функціонування та розвиток основних функціональних елементів об'єкта.
Елементи такої системи являють собою органи управління, які мають право приймати управлінські рішення - це керівники, підрозділи або навіть окремі організації (наприклад, міністерства).
Зв'язки в організаційній системі мають інформаційну основу і визначаються посадовими інструкціями та іншими нормативними документами, в яких прописані права, обов'язки та відповідальність органу управління.
7. Система керування. Управління сприймається як дії чи функція, щоб забезпечити реалізацію заданих цілей.
Систему, де реалізується функція управління, називають системою управління.
Система управління містить два основні елементи: керовану підсистему (об'єкт управління) і підсистему (що здійснює функцію управління).
Стосовно технічних систем керуючу підсистему називають системою регулювання, а соціально-економічним - системою організаційного управління.
Різновидом системи управління є ергатична система - людино-машинна система управління.
приклад.
Розглянемо роботу деякого магазину та спробуємо виділити у його роботі вищезгадані системи.
У магазині є система управління, що складається з суб'єкта управління - керівництва та об'єкта управління - всіх інших систем магазину.
Управління реалізується системою організаційного управління - організаційною системою, що складалася з директора, його заступників, начальників відділів та секцій, пов'язаних певними відносинами підпорядкованості.
У магазині функціонує економічна система, що включає такі економічні відносини, як виробництво (послуг і, можливо, товарів обмін (грошей на товари та послуги), розподіл (прибутки).
Є соціальна система, сформульована у колективному та/або трудових договорах.
Економічні відносини обміну реалізуються як деяких технологічних систем (технологія продажу товару, технологія повернення грошей).
Технологічні системи у свою чергу, будуються на базі технічних систем (касові апарати, сканери штрих-коду, комп'ютери, калькулятори) Касир, що працює на касовому апараті, є ергатичною системою.

4. Централізовані та децентралізовані системи.
Централізованої системою називається система, у якій певний елемент грає головну, домінуючу роль функціонуванні системи. Такий головний елемент називається провідною частиною системи чи її центром. При цьому невеликі зміни провідної частини викликають значні зміни усієї системи: як бажані, так і небажані. До недоліків централізованої системи можна віднести низьку швидкість адаптації (пристосування до умов навколишнього середовища, що змінюються), а також складність управління через величезного потоку інформації підлягає переробці в центральній частині систем.
Децентралізована система — це система, де немає головного елемента.
Найважливіші підсистеми у такій системі мають приблизно однакову цінність і побудовані не навколо центральної підсистеми, а з'єднані між собою послідовно чи паралельно.
приклади.
1. Армійські структури є яскраво виражені централізовані системи.
2. Інтернет є практично ідеальною децентралізованою системою.

5. Класифікація за розмірністю.
Системи поділяються на одновимірні та багатовимірні.
Система, що має один вхід та один вихід, називається одномірною. Якщо входів чи виходів більше одного – багатовимірною.
Потрібно розуміти умовність одномірності системи - насправді будь-який об'єкт має незліченну кількість входів і виходів.

6. Класифікація систем за однорідністю та різноманітністю структурних елементів.
Системи бувають гомогенні, або однорідні, та гетерогенні, або різнорідні, а також змішаного типу.
У гомогенних системах структурні елементи системи однорідні, т. е. мають однакові властивості. У зв'язку з цим у гомогенних системах елементи взаємозамінні.
приклад. Гомогенна комп'ютерна система у створенні складається з однотипних комп'ютерів із встановленими ними однаковими операційними системами і прикладними програмами. Це дозволяє замінити комп'ютер, що вийшов з ладу, будь-яким іншим без додаткового налаштування і перевчання кінцевого користувача.
Поняття «гомогенная система» широко використовується в описах властивостей газів, рідин чи популяцій організмів.
Гетерогенні системи складаються з різнорідних елементів, що не мають властивості взаємозамінності.
приклади.
1. Гетерогенна мережа — інформаційна мережа, де працюють протоколи мережного рівня різних фірм-виробників. Гетерогенна обчислювальна мережа складається з фрагментів різної топології та різнотипних технічних засобів.
2. Якщо університет у звичайному розумінні є гомогенною освітою, тобто реалізує підготовку за вищою та післявузівською освітою (які близькі як за навчальними програмами, так і за методами їх викладання), то університетський комплекс є гетерогенною системою, в якій проводиться підготовка за програмами початкової, середньої, вищої післявузівської освіти.

7. Лінійні та нелінійні системи.
Система називається лінійною, якщо вона описується лінійними рівняннями (алгебраїчними, диференціальними, інтегральними тощо), інакше — нелінійною.
Для лінійних систем справедливий принцип суперпозиції: реакція системи на будь-яку комбінацію зовнішніх впливів дорівнює сумі реакцій на кожен з цих впливів, поданих на систему окремо. Припустимо, що після зміни вхідної змінної на величину Δх вихідна змінна змінюється на Δу. Якщо система лінійна, то після двох незалежних змін вхідний змінної на x 1 і x 2 . таких, що Δх 1 +Δх 2 =Δх, сумарна зміна вихідної змінної також дорівнюватиме Δу.
Більшість складних систем є нелінійними. У зв'язку з цим для спрощення аналізу систем часто застосовують процедуру лінеаризації, при якій нелінійну систему описують приблизно лінійними рівняннями в деякій (робочій) області зміни вхідних змінних. Однак не всяку нелінійну систему можна лінеаризувати, зокрема, не можна лінеаризувати дискретні системи.

8. Дискретні системи.
Серед нелінійних систем виділяють клас дискретних систем.
Дискретна система - це система, що містить хоча б один елемент дискретної дії.
Дискретний елемент — це елемент, вихідна величина якого змінюється дискретно, т. е. стрибками, навіть за плавному зміні вхідних величин.
Решта всіх систем відносяться до систем безперервної дії.
Система безперервної дії (безперервна система) складається тільки з елементів безперервної дії, тобто елементів, виходи яких плавно змінюються при плавній зміні вхідних величин.

9. Каузальні та цілеспрямовані системи.
Залежно від здатності системи ставити собі за мету розрізняють каузальні і цілеспрямовані (цілеспрямовані, активні) системи.
До каузальних систем відноситься широкий клас неживих систем:
Каузальні системи це системи, яким мета внутрішньо не властива.
Якщо така система має цільову функцію (наприклад, автопілот), то ця функція задана ззовні користувачем.
Цілеспрямовані системи - це системи, здатні до вибору своєї поведінки в залежності від внутрішньо властивої мети.
У цілеспрямованих системах ціль формується всередині системи.
приклад. Система «літак-пілоти» здатна поставити собі за мету і відхилитися від маршруту.
Елемент цілеспрямованості завжди присутній у системі, що включає людей (або ще ширше живі істоти). Питання найчастіше полягає у ступеня впливу цієї цілеспрямованості на функціонування об'єкта. Якщо ми маємо справу з ручним виробництвом, то вплив так званого людського чинника дуже великий. Окрема людина, група людей чи весь колектив здатні поставити мету своєї діяльності, відмінну від мети компанії.
Активні системи, до яких насамперед відносяться організаційні, соціальні та економічні, у зарубіжній літературі називаються «м'якими» системами. Вони здатні свідомо надавати недостовірну інформацію та свідомо не виконувати плани, завдання, якщо це вигідно. Важливою властивістю таких систем є далекоглядність, що забезпечує здатність системи прогнозувати майбутні наслідки прийнятих рішень. Це, зокрема, ускладнює застосування зворотного зв'язку управління системою.
Крім того, іноді на практиці системи умовно ділять на системи, які прагнуть мети — цілеорієнтовані, і системи, які орієнтовані, в першу чергу, не на цілі, а на певні цінності — ціннісноорієнтовані.

10. Великі та складні системи.
Досить часто терміни «велика система» та «складна система» використовуються як синоніми. У той самий час існує думка, що й складні системи - це різні класи систем. У цьому деякі автори пов'язують поняття «велика» із величиною системи, кількістю елементів (часто щодо однорідних), а поняття «складна» — зі складністю відносин, алгоритмів чи складністю поведінки. Існують переконливіші обґрунтування відмінності понять «велика система» та «складна» «система».

10.1. Великі системи.
Поняття «велика система» почало вживатися після появи книги Р.Х. Гуда та Р.З. Макола. Цей термін широко використовувався в період становлення системних досліджень для того, щоб підкреслити принципові особливості об'єктів і проблем, що вимагають застосування системного підходу.
Як ознаки великої системи пропонувалося використовувати різні поняття:
o поняття ієрархічної структури, що, звісно, ​​звужувало клас структур, з допомогою яких може відображатися система;
o поняття «людино-машинна» система (але тоді випадали повністю автоматичні комплекси);
o наявність великих потоків інформації;
o або великої кількості алгоритмів її переробки
У.Р. Ешбі вважав, що система є великою з погляду спостерігача, можливості якого вона перевершує в якомусь аспекті, важливому для досягнення мети. У цьому фізичні розміри об'єкта є критерієм віднесення об'єкта до класу великих систем. Один і той же матеріальний об'єкт в залежності від мети спостерігача та коштів, що є у його розпорядженні, можна відображати або не відображати великою системою.
Ю.І. Черняк також у явному вигляді пов'язує поняття великої системи з поняттям «спостерігач»: для вивчення великої системи, на відміну від складної, необхідний «спостерігач» (мається на увазі не кількість людей, які беруть участь у дослідженні чи проектуванні системи, а відносна однорідність їхньої кваліфікації : наприклад, інженер або економіст). Він підкреслює, що у разі великої системи об'єкт то, можливо описаний хіба що однією мовою, т. е. з допомогою єдиного методу моделювання, хоч і частинами, підсистемам. Ще Ю.І. Черняк пропонує називати великою системою «таку, яку неможливо дослідити інакше, як у підсистемах».

10.2. Класифікація систем за складністю.
Існує ряд підходів до поділу систем за складністю, і, на жаль, немає єдиного визначення цього поняття, немає чіткої межі, що відокремлює прості системи від складних. Різними авторами пропонувалися різні класифікації складних систем.
Наприклад, ознакою простої системи вважають порівняно невеликий обсяг інформації, необхідний її успішного управління. Системи, в яких не вистачає інформації для ефективного управління, вважають складними.
Г.М. Кухарів оцінює складність систем залежно від кількості елементів, що входять до системи:
o малі системи (10-10 3 елементів);
o складні (10 4 -10 6);
o ультраскладні (10 7 -10 30 елементів);
o суперсистеми (10 30 -10 200 елементів).
Зокрема Ю.І. Черняк складною називає систему, яка будується для вирішення багатоцільової, багатоаспектної задачі та відображає об'єкт з різних сторін у кількох моделях. Кожна з моделей має свою мову, а для узгодження цих моделей потрібна особлива метамова. При цьому підкреслювалося наявність у такої системи складної, складової мети або навіть різних цілей і водночас багатьох структур (наприклад, технологічної, адміністративної, комунікаційної, функціональної тощо).
B.C. Флейшман за основу класифікації сприймає складність поведінки системи.
Одна з найцікавіших класифікацій за рівнями складності запропонована К. Боулдінгом (таблиця 1). У цій класифікації кожен наступний клас включає попередній.
Умовно можна виділити два види складності: структурну та функціональну.
Структурна складність. Ст. Вір пропонує ділити системи на прості, складні та дуже складні.
Прості – це найменш складні системи.
Складні — це системи, що відрізняються розгалуженою структурою та великою різноманітністю внутрішніх зв'язків.

Таблиця 1. Класифікація систем за рівнем складності К. Боулдінга.

Дуже складна система це складна система, яку докладно описати не можна.
Безперечно, що ці поділки досить умовні і між ними важко провести кордон. (Тут одразу згадується питання: з якої кількості каміння починається купа?)
Пізніше Ст. Вір запропонував відносити до простих систем ті, які мають до 10 3 станів, до складних - від 10 3 до 10 6 станів і до дуже складних - системи, що мають понад мільйон станів.
Одним із способів опису складності є оцінка числа елементів, що входять до системи (змінних, станів, компонентів), та різноманітності взаємозалежностей між ними. Наприклад, кількісну оцінку складності системи можна зробити, зіставляючи число елементів системи (n) і кількість зв'язків (m) за такою формулою:
де n(n-1) - максимально можливе число зв'язків.
Можна застосувати ентропійний підхід для оцінки складності системи. Вважається, що структурна складність системи повинна бути пропорційна обсягу інформації, необхідної для її опису (зняття невизначеності). У цьому випадку загальна кількість інформації про систему S, в якій апріорна ймовірність появи i-го властивості дорівнює p(s i), визначається як

Функціональна складність. Говорячи про складність систем, ст. Вір відбив лише один бік складності — складність будови — структурну складність. Однак слід сказати і про іншу складність систем — функціональну (або обчислювальну).
Для кількісної оцінки функціональної складності можна використовувати алгоритмічний підхід, наприклад кількість арифметико-логічних операцій, необхідних реалізації функції системи перетворення вхідних значень у вихідні, або обсяг ресурсів (час рахунку або пам'ять), що використовуються в системі при вирішенні деякого класу завдань.
Вважається, що немає систем обробки даних, які могли б обробити більш ніж 1.6 10 17 біт інформації в секунду на грам своєї маси. Тоді гіпотетична комп'ютерна система, що має масу, рівну масі Землі, за період, що дорівнює приблизно віку Землі, може обробити близько 1098 біт інформації (межа Бреммермана). При цих розрахунках як інформаційна комірка використовувався кожен квантовий рівень в атомах, що утворюють речовину Землі. Завдання, що вимагають обробки більш ніж 1093 біт називаються трансобчислювальними. У практичному плані це означає, що, наприклад, повний аналіз системи зі 100 змінних, кожна з яких може набувати 10 різних значень, є трансобчислювальним завданням.
приклад. Якщо система має два входи, які можуть бути у двох можливих станах, то можливих варіантів стану — чотири. При 10 входах варіантів вже 1024, а при 20 (що відповідає маленькій реальній угоді) - варіантів вже 2 20 . Коли є реальний оперативний план невеликої корпорації, в якому хоча б тисяча незалежних подій (входів), то варіантів виходить 21000! Значно більше межі Бреммермана.
Крім того, виділяють такий тип складності, як динамічна складність. Вона виникає тоді, коли змінюються зв'язки між елементами. Наприклад, у колективі співробітників фірми може іноді змінюватися настрій, тому існує безліч варіантів зв'язків, які можуть встановлюватися між ними. Спробу дати вичерпний опис таким системам можна порівняти з пошуком виходу з лабіринту, який повністю змінює свою конфігурацію, як тільки ви змінюєте напрямок руху. Прикладом можуть бути шахи.
Малі та великі, складні та прості. Автори книги пропонують розглядати чотири варіанти складності систем
1) малі прості;
2) малі складні;
3) великі прості;
4) великі складні.
У цьому виділення системи тієї чи іншої класу у тому самому об'єкті залежить від погляду на об'єкт, т. е. від спостерігача.
Приклади:
1. Давно відомо, що обивателі завжди готові давати поради у галузі виховання, лікування, управління країною — для них це завжди малі прості системи. Тоді як для вихователів, лікарів та державних діячів це великі складні системи.
2. Справні побутові прилади для користувача – малі прості системи, але несправні – малі складні. А для майстра самі несправні прилади — малі прості системи.
3. Шифрозамок для господаря сейфа мала проста система, а для викрадача велика проста.
Таким чином, той самий об'єкт може бути представлений системами різної складності. І це залежить не тільки від спостерігача, а й від мети дослідження. У зв'язку з цим, В. А. Карташев пише: «Первинний розгляд навіть найскладніших утворень на рівні встановлення їх основних, головних відносин призводить до поняття простої системи»
приклад. При стратифікованому описі підприємства на верхній страті воно може бути описане у вигляді малої простої системи у вигляді «чорного ящика» з основними ресурсами на вході і продукцією на виході.

11. Детермінованість.
Розглянемо ще одну класифікацію систем, запропоновану ст. Біром.
Якщо входи об'єкта однозначно визначають його виходи, тобто його поведінку можна однозначно передбачити (з ймовірністю 1), то об'єкт є детермінованим або недетермінованим (стохастичним).
Математично детермінованість можна описати як суворий функціональний зв'язок Y = F(X), а стохастичність виникає внаслідок додавання випадкової величини ε: Y = F(X) + ε
Детермінованість характерна менш складних систем;
стохастичні системи складніше детермінованих, оскільки їх складніше описувати та досліджувати
Приклади:
1. Швейну машинку можна віднести до детермінованої системи: повернувши на заданий кут рукоятку можна з упевненістю сказати, що голка переміститься вгору-вниз на відому відстань (випадок несправної машинки не розглядаємо)
2. Прикладом недетермінованої системи є собака, коли їй простягають кістку, не можна однозначно прогнозувати поведінку собаки.
Цікавим є питання про природу стохастичності. З одного боку, стохастичність є наслідком випадковості.
Випадковість це ланцюг невиявлених закономірностей, прихованих за порогом нашого розуміння.
А з іншого — приблизності вимірів. У першому випадку ми не можемо врахувати всі фактори (входи), що діють на об'єкт, а також не знаємо природи його нестаціонарності. У другому - проблема непередбачуваності виходу пов'язана з неможливістю точно виміряти значення входів та обмеженістю точності складних обчислень.
приклади. Ст. Вір пропонує наступну таблицю з прикладами систем:

12. Класифікація систем за рівнем організованості.
12.1 Ступінь організованості системи.
Організованість чи впорядкованість організованості системи R оцінюється за формулою
R=1-Е реал /Е макс,
де Ереал - реальне або поточне значення ентропії,
Емакс - максимально можлива ентропія або невизначеність за структурою та функціями системи.
Якщо система повністю детермінована та організована то Е реал = 0 і R = 1. Зниження ентропії системи до нульового значення означає повну «заорганізованість» системи та призводить до виродження системи. Якщо система повністю дезорганізована, то
R=0 та Е реал =Е макс.
Якісна класифікація систем за рівнем організованості була запропонована В. В. Налімовим, який виділив клас добре організованих та клас погано організованих чи дифузних систем. Пізніше до цих класів було додано ще клас систем, що самоорганізуються. Важливо наголосити, що найменування класу системи не є її оцінкою. У першу чергу, це можна розглядати як підходи до відображення об'єкта або задачі, що вирішуються, які можуть вибиратися і залежно від стадії пізнання об'єкта і можливості отримання інформації про нього.

12.2. Добре організовані системи.
Якщо досліднику вдається визначити її елементи системи та їх взаємозв'язку між собою та з цілями системи та вид детермінованих (аналітичних чи графічних) залежностей, то можливе уявлення об'єкта у вигляді добре організованої системи. Тобто подання об'єкта у вигляді добре організованої системи застосовується у тих випадках, коли може бути запропоновано детерміноване опис та експериментально показано правомірність його застосування (доведено адекватність моделі реальному об'єкту).
Таке уявлення успішно застосовується при моделюванні технічних та технологічних систем. Хоча, строго кажучи. навіть найпростіші математичні співвідношення, що відображають реальні ситуації, також є абсолютно адекватними, оскільки, наприклад, під час підсумовування яблук не враховується, що де вони бувають абсолютно однаковими, а вагу можна виміряти лише з деякою точністю. Проблеми виникають під час роботи зі складними об'єктами (біологічними, економічними, соціальними та інших.). Без істотного спрощення їх не можна у вигляді добре організованих систем. Тож відображення складного об'єкта як добре організованої системи доводиться виділяти лише чинники, суттєві для конкретної мети дослідження. Спроби застосувати моделі добре організованих систем для представлення складних об'єктів практично часто не реалізуються, оскільки, зокрема, не вдається поставити експеримент, що доводить адекватність моделі. Тому в більшості випадків при поданні складних об'єктів та проблем на початкових етапах дослідження їх відображають класами, розглянутими нижче.

12.3. Погано організовані (або дифузні) системи.
Якщо не ставиться завдання визначити всі компоненти, що враховуються, і їх зв'язки з цілями системи, то об'єкт представляється у вигляді погано організованої (або дифузної) системи. Для опису властивостей таких систем можна розглядати два підходи: вибірковий та макропараметричний.
При вибірковому підході закономірності у системі виявляються з урахуванням дослідження лише об'єкта чи класу явищ, а шляхом вивчення досить представницької (репрезентативної) вибірки компонентів, характеризуючих досліджуваний об'єкт чи процес. Вибір визначається за допомогою деяких правил. Отримані з урахуванням такого дослідження характеристики чи закономірності поширюють поведінка системи загалом.
приклад. Якщо нас не цікавить середня ціна на хліб і якомусь місті, то можна було б послідовно об'їхати або обдзвонити всі торгові точки міста, що потребувало б багато часу та коштів. А можна піти іншим шляхом: зібрати інформацію в невеликій (але репрезентативній) групі торгових точок, обчислити середню ціну та узагальнити її на все місто.
При цьому не можна забувати, що отримані статистичні закономірності справедливі для всієї системи з певною ймовірністю, яка оцінюється за допомогою спеціальних прийомів, що вивчаються математичною статистикою.
При макропараметричному підході властивості системи оцінюють за допомогою деяких інтегральних характеристик (макропараметрів).
Приклади:
1. При використанні газу для прикладних цілей його властивості не визначають шляхом точного опису поведінки кожної молекули, а характеризують макропараметрами - тиском, температурою тощо. поведінка кожної молекули.
2. ООН при оцінці рівня якості системи охорони здоров'я держави застосовує як одну з інтегральних характеристик кількість дітей, які померли до п'яти років, на тисячу новонароджених.

Відображення об'єктів як дифузних систем знаходить широке застосування щодо пропускної спроможності систем різного роду, щодо чисельності штатів в обслуговуючих, наприклад ремонтних, цехах підприємства міста і в обслуговуючих установах, щодо документальних потоків інформації тощо.

12.4. Самоорганізовані системи.
Клас самоорганізуються, чи розвиваються, систем характеризується низкою ознак, особливостей, які, зазвичай, обумовлені наявністю у системі активних елементів, які роблять систему цілеспрямованої. Звідси випливають особливості економічних систем, як систем, що самоорганізуються, в порівнянні з функціонування технічних систем:
o нестаціонарність (мінливість) окремих параметрів системи та стохастичність її поведінки;
o унікальність та непередбачуваність поведінки системи у конкретних умовах. Завдяки наявності активних елементів системи з'являється як би «свобода волі», але в той же час можливості її обмежені наявними ресурсами (елементами, їх властивостями) та характерними для певного типу систем структурними зв'язками;
o здатність змінювати свою структуру і формувати варіанти поведінки, зберігаючи цілісність та основні властивості (у технічних та технологічних системах зміна структури, як правило, призводить до порушення функціонування системи або навіть до припинення існування як такої);
o здатність протистояти ентропійним (руйнівним систему) тенденціям. У системах з активними елементами не виконується закономірність зростання ентропії та навіть спостерігаються негентропійні тенденції, тобто власне самоорганізація;
o здатність адаптуватися, до умов, що змінюються. Це добре стосовно обурювальних впливів і перешкод, але погано, коли адаптивність проявляється і до впливів, що управляють, ускладнюючи управління системою;
o здатність та прагнення до цілеутворення;
o важлива нерівноважність.
Легко бачити, що хоча частина цих особливостей характерна і для дифузних систем (стохастичність поведінки, нестабільність окремих параметрів), проте здебільшого вони є специфічними ознаками, які істотно відрізняють цей клас систем від інших і ускладнюють їх моделювання.
Розглянуті особливості суперечливі. Вони найчастіше є і позитивними і негативними, бажаними і небажаними для створюваної системи. Їх не відразу можна зрозуміти і пояснити для того, щоб вибрати і створити необхідний ступінь їхнього прояву.
При цьому слід мати на увазі важливу відмінність відкритих систем, що розвиваються з активними елементами від закритих. Намагаючись зрозуміти принципові особливості моделювання таких систем, вже перші дослідники зазначали, що, починаючи з деякого рівня складності, систему легше виготовити та ввести в дію, перетворити та змінити, ніж відобразити формальною моделлю. У міру накопичення досвіду дослідження і перетворення таких систем це спостереження підтверджувалося, і була усвідомлена їх основна особливість - принципова обмеженість формалізованого опису систем, що розвиваються, самоорганізуються.
З цього приводу фон Нейманом була висловлена ​​наступна гіпотеза: «У нас немає повної впевненості в тому, що в галузі складних завдань реальний об'єкт не може бути найпростішим описом самого себе, тобто будь-яка спроба описати його за допомогою звичайного словесного чи формально- логічного методу не призведе до чогось складнішого, заплутаного і важковиконуваного ... ».
Необхідність поєднання формальних методів та методів якісного аналізу та покладена в основу більшості моделей та методик системного аналізу. При формуванні таких моделей змінюється звичне уявлення про моделі, характерне для математичного моделювання та прикладної математики. Змінюється уявлення про доказ адекватності таких моделей.
Основну конструктивну ідею моделювання при відображенні об'єкта класом самоорганізованих систем можна сформулювати наступним чином: накопичуючи інформацію про об'єкт, фіксуючи при цьому все нові компоненти і зв'язки і застосовуючи їх можна отримувати відображення послідовних станів системи, що розвивається, поступово створюючи все більш адекватну модель реального, вивчаємо об'єкт. При цьому інформація може надходити від фахівців різних галузей знань та накопичуватися в часі в міру її виникнення (у процесі пізнання об'єкта).
Адекватність моделі також доводиться як би послідовно (у міру її формування) шляхом оцінки правильності відображення в кожній наступній моделі компонентів та зв'язків, необхідних для досягнення поставленої мети.

Резюме
1. При вивченні будь-яких об'єктів і процесів, у тому числі й систем, велику допомогу надає класифікація - поділ сукупності об'єктів на класи за деякими найбільш істотними ознаками.
2. Залежно від походження системи можуть бути природними (системи, що об'єктивно існують у живій та неживій природі та суспільстві) та штучними (системи, створені людиною).
3. За об'єктивністю існування всі системи можна розбити на великі групи: реальні (матеріальні чи фізичні) і абстрактні (символічні) системи.
4. Серед усього різноманіття створюваних систем особливий інтерес представляють діючі системи, до яких належать технічні, технологічні, економічні, соціальні та організаційні.
5. За ступенем централізації виділяють централізовані системи (що мають у своєму складі елемент, що грає головну, домінуючу роль у функціонуванні системи) і децентралізовані (що не мають такого елемента).
6. Розрізняють системи одномірні (що мають один вхід та один вихід) та багатовимірні (якщо входів чи виходів більше одного).
7. Системи бувають гомогенні, або однорідні, і гетерогенні або різнорідні, а також змішаного типу.
8. Якщо система описується лінійними рівняннями, вона належить до класу лінійних систем, інакше — нелінійних.
9. Система, яка містить жодного елемента дискретного дії (вихідна величина якого змінюється стрибками навіть за плавному зміні вхідних величин), називається безперервної, інакше — дискретної.
10. Залежно від здатності системи поставити собі за мету розрізняють каузальні системи (нездатні ставити собі за мету) і цілеспрямовані (здатні до вибору своєї поведінки залежно від внутрішньо властивої мети).
11. Розрізняють великі, дуже складні, складні та прості системи.
12. За передбачуваністю значень вихідних змінних системи при відомих значеннях вхідних розрізняють детерміновані та стохастичні системи.
13. Залежно від ступеня організованості виділяють класи добре організованих систем (їхні властивості можна описати у вигляді детермінованих залежностей), погано організованих (або дифузних) і самоорганізованих (включаючи активні елементи)
14. Починаючи з деякого рівня складності, систему легше виготовити і ввести в дію, перетворити і змінити, ніж відобразити формальною моделлю, оскільки є принципова обмеженість формалізованого опису систем, що розвиваються.
15. Відповідно до гіпотези фон Неймана найпростішим описом об'єкта, що досяг деякого порога складності, виявляється сам об'єкт, а будь-яка спроба його суворого формального опису призводить до чогось більш важкого і заплутаного.

Характер

27.09.2016

Сніжана Іванова

Організованість як уміння не приходить в один день, його потрібно напрацьовувати роками. Іноді ціною важких вольових зусиль людині вдається зробити своє життя організованішим.

Відомо, що організована людина за день встигає зробити набагато більше справ, аніж той, хто звик витрачати час даремно. Наявність обмежень, суворий розпорядок дня, складне завдання, нетерплячий начальник – усе це дисциплінує і змушує особистість робити активні кроки. Але з іншого боку рівень організованості залежить і від індивідуальних якостей людини, таких як відповідальність, наполегливість, цілеспрямованість, віра у себе та свої можливості. У чому виявляється організованість? Спробуємо розібратися!

Прояви організованості

За якими ознаками можна зрозуміти, що людина вміє правильно організувати себе?Нижче наведено критерії, на які варто звернути увагу.

Самодисципліна

Якщо особистість вміє чітко організувати себе, бачить собі кінцеву мету, їй буде набагато простіше досягти бажаного. Організованість як уміння не приходить в один день, його потрібно напрацьовувати роками. Іноді ціною важких вольових зусиль людині вдається зробити своє життя організованішим.

Забезпечує розвиток самоконтролю, при якому ми просто не дозволимо собі ледарити, коли маємо плідно працювати. Людина, яка усвідомлює відповідальність перед собою та іншими, як правило, самостійно встановлює собі жорсткі рамки, щоб потім їх дотримуватись. Це набагато ефективніше, ніж постійно вибиватися з графіка та змушувати себе працювати. Інакше щодня марно витрачатиметься велика кількість енергії, яку можна було б направити на реалізацію наявних цілей. Організованість безпосередньо залежить від ступеня самоконтролю, здатності бути вимогливим і навіть твердим.

Системність

Для досягнення найкращого результату будь-яка справа має виконуватися з певною періодичністю. Регулярність забезпечує розвиток організованості. Якщо якась справа виконується час від часу, то наша свідомість починає сприймати її як щось необов'язкове та обтяжливе. В результаті з'являється лінь, небажання знову до нього звертатися. Постійність організує, мотивує особистість на нові звершення, допомагає виростити впевненість у собі.

Помічено, що будь-яка справа, що виконується систематично, дає більший заряд позитивною енергією, ніж рідкісні, але тривалі заняття. Відповідно, і результат при регулярному підході буде значно вищим, а з ним зросте і ступінь внутрішнього задоволення. Системність організує анітрохи менше, ніж різні мотиватори успіху.

Послідовність

Людині, яка бажає привнести у своє життя більше організованості, необхідно замислитися над створенням внутрішнього розпорядку. Іншими словами, важливо визначити таку послідовність дій, яка б допомагала просуванню справи, але не знесилювала настільки, щоб втратити стимул до дії.

Організованість сама собою з'являється тоді, коли людина готова чимось пожертвувати заради досягнення мети. Наприклад, ви вирішили впорядкувати своє життя та займатися за графіком. У той момент, коли ви складаєте собі план чітких кроків, то вже знаєте, скільки часу потрібно на вирішення того чи іншого завдання. Послідовність кроків дозволяє розвинутися організованості більшою мірою, ніж тоді, коли ви намагаєтеся виконати відразу великий обсяг роботи. Організованість – це завжди результат працьовитості та терпіння.

Подолання ліні

Кожному з нас іноді хочеться дозволити собі трохи розслабитися. Тільки одні роблять це в суворо встановлений годинник, а інші піддаються першій спокусі і не можуть вийти з переважного стану роками. Вміння долати власну лінь – це великий крок уперед на шляху до організованості. Організованість завжди є результатом праці, а не якимось казковим везінням. Як долати бажання постійно лінуватися? Скажімо, якщо людині хочеться дивитися телевізійну передачу, вона починає вигадувати собі різні виправдання, аби не братися до справи. Відомо, що це дуже непросто, адже доводиться боротися із власним організмом, виховуючи себе як особистість.

Подолання лінощів починається з моменту, коли приходить усвідомлення, що необхідно щось зробити. Є люди, яким організувати себе допомагає лише начальник, який стоїть за спиною. Тільки тоді вони починають активно діяти, а доти зовсім не хочуть зрушити з мертвої точки. Робота над власним характером займає важливе місце у . Якщо ми дозволимо собі відпочивати тоді, коли нам заманеться, то дуже скоро не зможемо керувати власним життям, а просто пливтимемо за течією.

Рівень організованості

Від чого залежить рівень організованості конкретної людини і якою вона буває?Поняття досить складне, що відображає суб'єктивну міру того, скільки людина встигає зробити за певний проміжок часу. Рівень організованості може бути показником трудової ефективності.

• Високийпоказник характеризується великою вимогливістю особистості себе і націленістю на результат. Така людина усвідомлює, якою є її кінцева мета і що потрібно робити для її досягнення. Організованість, що знаходиться на високому рівні, є напрацьованим навичкою, яку доводиться систематично підтримувати. Успішні люди знають, що як тільки відступають від правил і відмовляються від цих обіцянок, автоматично уникають організованості. Людина може бути успішною лише тоді, коли тримає себе в рамках.
• Середнійпоказник характеризується наявністю постійних метань між високою активністю та значним спадом. Людина відчуває стан внутрішньої боротьби і додатковий стрес від того, що не може розподілити час і багато сил йде марно.
• Низькийпоказник характеризується небажанням діяти взагалі. Можливо, така людина іноді й хоче щось змінити у своєму житті, але в неї надто мало внутрішніх резервів для досягнення бажаного.

Отже, організованість є внутрішньою характеристикою особистості. Кожен має свої ресурси, але не всім виходить реалізувати в житті задумане.

Системи поділяються на класи за різними ознаками, і залежно від завдання можна вибрати різні принципи класифікації. При цьому систему можна охарактеризувати однією або декількома ознаками. Найчастіше системи класифікуються так:

· за видом наукового спрямування- математичні, фізичні, хімічні тощо;

· за ступенем визначеності функціонування:детерміновані та імовірнісні. Детермінованою називають систему, якщо її поведінку можна абсолютно точно передбачити. Система, стан якої залежить не тільки від контрольованих, а й від неконтрольованих впливів або якщо в ній самій знаходиться джерело випадковості, носить назву імовірнісний. Наведемо приклад стохастичних систем, це - заводи, аеропорти, мережі та системи ЕОМ, магазини, підприємства побутового обслуговування тощо.

· за ступенем організованості- добре організовані, погано організовані (дифузні), системи, що самоорганізуються.

· за походженнямрозрізняють системи природні, створені в ході природної еволюції і в цілому не схильні до впливу людини (клітина), і штучні, створені під впливом людини, обумовлені її інтересами та цілями (машина).

· по основним елементамсистеми можна розділити на абстрактні, всі елементи яких є поняттями (мови, філософські системи, системи числення), і конкретні, у яких присутні матеріальні елементи.

· по взаємодії із середовищемрозрізняють системи замкнуті та відкриті. Замкнута система у процесі свого функціонування використовує лише ту інформацію, що виробляється у ній самій (система кондиціювання повітря у замкнутому обсязі). У відкритій системі функціонування визначається як внутрішньої, і зовнішньої, що надходить на входи, інформацією. Більшість систем, що вивчаються є відкритими, тобто. вони відчувають вплив середовища проживання і реагують нею і, своєю чергою, впливають на середу.

· за ступенем складностірозрізняють прості, складні та дуже складні системи. ПростіСистеми характеризуються невеликим числом елементів, зв'язки між якими легко піддаються опису (засоби механізації, найпростіші організми). СкладніСистеми складаються з великої кількості елементів і характеризуються розгалуженою структурою, виконують складніші функції. Зміни окремих елементів та (або) зв'язків тягне за собою зміну багатьох інших елементів. Але все ж таки окремі конкретні стани системи можуть бути описані (автомати, ЕОМ, галактики). Дуже складніСистеми характеризуються великою кількістю різноманітних елементів, мають безліч структур, не можуть бути повністю описані (мозок, господарство).

· за природним поділомСистеми діляться на: технічні, біологічні, соціально-економічні. Технічні- Це штучні системи, створені людиною (машини, автомати, системи зв'язку). Біологічні- Різні живі організми, популяції, біогеоценози і т.п. Соціально-економічні– системи існуючі у суспільстві, зумовлені присутністю та діяльністю людини (господарство, галузь, бригада тощо).

· щодо визначення вихідних сигналів. Динамічні системи характеризуються тим, що й вихідні сигнали нині визначаються характером вхідних впливів у минулому і теперішньому (залежить від передісторії). В іншому випадку системи називають статичними. Приклад динамічних систем є біологічні, економічні, соціальні системи; такі штучні системи, як завод, підприємства, потокова лінія тощо.

· щодо зміни у часі. Якщо вхід і вихід системи вимірюється чи змінюється у часі дискретно, через крок t, система називається дискретний. Протилежним поняттям є поняття безперервної системи. Наприклад: ЕОМ, електронний годинник, електролічильник - дискретні системи; пісочний годинник, сонячний годинник, нагрівальні прилади і т.д. - Безперервні системи.

· За типом організації: централізовані (однополюсні, ієрархічні, біполярні з вхідним та вихідним полюсами); децентралізовані (багатополюсні мережі, мережі без полюсів з різною довільною топологією; матричні мережі з регулярною топологією, мережі змішаної топології: регулярною та довільною)

· За складом функцій: одно-або багатофункціональні, з постійним чи змінним складом функцій;

Об'єктом вивчення системного аналізу є здебільшого стохастичні відкриті складні та дуже складні системи будь-якого походження.

Розглянемо деякі види систем докладніше.

Добре організованісистеми. Представити аналізований об'єкт чи процес у вигляді «добре організованої системи» означає визначити елементи системи, їх взаємозв'язок, правила об'єднання у більші компоненти, тобто визначити зв'язки між усіма компонентами та цілями системи, з погляду яких розглядається об'єкт чи заради досягнення яких створюється система. Проблемна ситуація може бути описана у вигляді математичного виразу, що зв'язує мету із засобами, тобто у вигляді критерію ефективності, критерію функціонування системи, який може бути складним рівнянням або системою рівнянь. Розв'язання задачі при поданні її у вигляді добре організованої системи здійснюється аналітичними методами формалізованого уявлення системи.

Приклади добре організованих систем: сонячна система, що описує найістотніші закономірності руху планет навколо Сонця; відображення атома у вигляді планетарної системи, що складається з ядра та електронів; опис роботи складного електронного пристрою за допомогою системи рівнянь, що враховує особливості умов роботи (наявність шумів, нестабільності джерел живлення тощо.). Для відображення об'єкта у вигляді добре організованої системи необхідно виділяти суттєві і не враховувати відносно несуттєві для цієї мети розгляд компоненти: наприклад, при розгляді сонячної системи не враховувати метеорити, астероїди та інші дрібні в порівнянні з планетами елементи міжпланетного простору.

Опис об'єкта у вигляді добре організованої системи застосовується у тих випадках, коли можна запропонувати детерміноване опис та експериментально довести правомірність його застосування, адекватність моделі реальному процесу. Спроби застосувати клас добре організованих систем для представлення складних багатокомпонентних об'єктів або багатокритеріальних завдань погано вдаються: вони вимагають неприпустимо великих витрат часу, практично нереалізовані та неадекватні моделям, що застосовуються.

Погано організовані системи.При поданні об'єкта у вигляді «погано організованої або дифузної системи» не ставиться завдання визначити всі компоненти, що враховуються, їх властивості і зв'язки між ними і цілями системи. Система характеризується деяким набором макропараметрів і закономірностями, які перебувають з урахуванням дослідження як об'єкта чи класу явищ, але в основі певної з допомогою деяких правил вибірки компонентів, характеризуючих досліджуваний об'єкт чи процес. На основі такого вибіркового дослідження набувають характеристики чи закономірності (статистичні, економічні) та поширюють їх на всю систему в цілому. У цьому робляться відповідні застереження. Наприклад, при отриманні статистичних закономірностей їх поширюють на поведінку всієї системи з деякою вірогідністю.

Підхід до відображення об'єктів у вигляді дифузних систем широко застосовується при описі систем масового обслуговування, визначенні чисельності штатів на підприємствах і установах, дослідженні документальних потоків інформації в системах управління і т.д.

Самоорганізовані системи.Відображення об'єкта у вигляді самоорганізується - це підхід, що дозволяє досліджувати найменш вивчені об'єкти і процеси. Самоорганізовані системи мають ознаки дифузних систем: стохастичність поведінки, нестаціонарність окремих параметрів і процесів. До цього додаються такі ознаки, як непередбачуваність поведінки; здатність адаптуватися до умов середовища, змінювати структуру при взаємодії системи з середовищем, зберігаючи при цьому властивості цілісності; здатність формувати можливі варіанти поведінки і вибирати з них найкращий та ін Іноді цей клас розбивають на підкласи, виділяючи адаптивні або самопристосовні системи, самовідновлюються, самовідтворювані та інші підкласи, що відповідають різним властивостям систем, що розвиваються. Приклади: біологічні організації, колективне поведінка громадян, організація управління лише на рівні підприємства, галузі, держави загалом, тобто. у тих системах, де обов'язково є людський чинник.

При застосуванні відображення об'єкта у вигляді системи, що самоорганізується, завдання визначення цілей і вибору коштів, до; правило, поділяються. При цьому задача вибору цілей може бути, у свою чергу, описана у вигляді системи, що самоорганізується, тобто структура функціональної частини АСУ, структура цілей плану може розбиватися так само, як і структура забезпечує частини АСУ (комплекс технічних засобів АСУ) або організаційна структура системи управління.

Більшість прикладів застосування системного аналізу засновано на представленні об'єктів у вигляді систем, що самоорганізуються.

Великі та складні системи. Існує ряд підходів до розподілу систем за складністю. Зокрема, Г. Н. Поварів залежно від кількості елементів, що входять до системи, виділяє чотири класи систем: малі системи (10...10 3 елементів), складні (10 4 ...10 7 елементів), ультраскладні (10 7 . ..10 30 елементів) суперсистеми (10 30 .. .10 200 елементів). Оскільки поняття елемент; виникає щодо завдання та мети дослідження системи, те й дане визначення складності є відносним, а не абсолютним.

Англійський кібернетик С. Бір класифікує всі кібернетичні системи на прості та складні залежно від способу опису: детермінованого чи теоретико-імовірнісного. А. І. Бергвизначає складну систему як систему, яку можна описати не менш як двома різними математичними мовами (наприклад, за допомогою теорії диференціальних рівнянь та алгебри Буля).

Дуже часто складними системами називають системи, які не можна коректно описати математично, або тому, що в системі є дуже велика кількість елементів, невідомо пов'язаних один з одним, або невідома природа явищ, що протікають в системі. Усе це свідчить про відсутність єдиного визначення складності системи.

Також дається таке визначення: складною системою називається система, моделі якої недостатньо інформації для ефективного управління цією системою. Отже, ознакою простоти системи є достатність інформації її управління. Якщо результат управління, отриманий за допомогою моделі, буде несподіваним, то таку систему відносять до складної. Для переведення системи в розряд простий необхідно отримання інформації про неї і включення її в модель.

При розробці складних систем виникають проблеми, що стосуються не лише властивостей їх складових елементів та підсистем, але також закономірностей функціонування системи в цілому. У цьому виникає широке коло специфічних завдань, як-от визначення загальної структури системи; організація взаємодії між елементами та підсистемами; облік впливу довкілля; вибір оптимальних режимів функціонування системи; оптимальне управління системою та ін.

Чим складніша система, тим більше уваги приділяється вищевказаним питанням. Математичною базою дослідження складних систем є теорія систем. Теоретично систем великою системою складною, системою великого масштабу (Large Scale Systems) називають систему, якщо вона складається з великої кількості взаємозалежних і взаємодіючих між собою елементів і здатна виконувати складну функцію.

Від складних систем потрібно відрізняти великі системи.

Під великою системоюрозуміється сукупність матеріальних ресурсів, засобів збору, передачі та обробки інформації, людей-операторів, зайнятих на обслуговуванні цих коштів, та людей-керівників, наділених належними правами та відповідальністю для прийняття рішень. Матеріальні ресурси - це сировина, матеріали, напівфабрикати, кошти, різні види енергії, верстати, обладнання, люди, зайняті випуску продукції, тощо. буд. взаємодії між елементами задля досягнення спільної мети чи групи цілей. Таким чином, з істема, Для актуалізації моделі якої з метою управління бракує матеріальних ресурсів (машинного часу, ємності пам'яті, інших матеріальних засобів моделювання) називається великий. До таких систем належать економічні, організаційно-управлінські, біологічні нейрофізіологічні тощо. системи.

Характерні риси великих систем.До подібних відмінних рис відносяться такі:

· велика кількість елементів у системі (складність системи);

· взаємозв'язок та взаємодія між елементами;

· Ієрархічність структури управління;

· Обов'язкова наявність людини в контурі управління, на яку покладається частина найбільш відповідальних функцій управління.

Приклади великих систем: - інформаційна система; пасажирський транспорт великого міста; виробничий процес; система керування польотом великого аеродрому; енергетична система та ін.

Способом переведення великих систем у прості є створення нових потужніших засобів обчислювальної техніки. Однак чіткої межі, що відокремлює прості системи від великих, немає. Розподіл цей умовний і виник через виникнення систем, що мають у своєму складі сукупність підсистем з наявністю функціональної надмірності. Проста система може бути лише у двох станах: стані працездатності (справному) і стані відмови (несправному). При відмові елемента проста система або повністю припиняє виконання своєї функції, або продовжує її виконання в повному обсязі, якщо елемент, що відмовив, резервований. Велика система при відмові окремих елементів і навіть цілих підсистем не завжди втрачає працездатність, найчастіше знижуються характеристики її ефективності. Ця властивість великих систем обумовлена ​​їх функціональною надмірністю і, своєю чергою, ускладнює формулювання поняття «відмова» системи.

Контрольні питання

1. Що таке загальна теорія систем?

2. Що таке кібернетика?

3. Що таке теорія інформації?

4. Що таке теорія ігор?

5. Що таке факторний аналіз?

6. Опишіть підходи створення загальної теорії систем?

7. Розкрийте поняття "система".

8. У чому особливості складної системи?

9. Чим складні системи від великих систем?

10. Дайте визначення наступним поняттям: об'єкт, підсистема, структура, функція, зв'язок.

11. Опишіть основні закономірності систем.

12. Дайте класифікацію систем за основними ознаками.

13. Опишіть відмінність складних систем від великих.

Тема №4
Моделювання систем

4.1. Поняття «модель» та «моделювання». Абстрактна модель системи довільної природи

Оскільки загальна теорія систем розглядає деякі конкретні системи, бо загальне, що у різних системах незалежно від своїх природи, предметом її вивчення є абстрактні моделі відповідних реальних систем.

Модель є уявленням реального об'єкта, системи чи поняття у певній формі, відмінну від форми їхнього реального існування.

Будь-яка модель - це деяка аналогія: для однієї системи повинна існувати інша система, елементи якої з певної точки зору подібні до елементів першої. Повинно існувати відображення, яке елементам моделюється системи ставить у відповідність елементи деякої іншої системи - моделюючої. Крім того, має існувати відображення, яке властивостям елементів моделюється системи ставить у відповідність властивості елементів моделюючої системи.

Для більшості випадків абстрактна модель системи довільної природи може бути представлена ​​за допомогою схеми, яка зображена на малюнку 4.1, яка є, по суті, ілюстрацією до введених понять.

Система не існує сама по собі, а виділяється з навколишнього середовища за якоюсь системотворчою ознакою, якою найчастіше виступає мета системи. Взаємодія системи із зовнішнім середовищем здійснюється через вхід та вихід системи (безліч вхідних та вихідних параметрів).

Під вхідними параметрами системи розуміється комплекс параметрів зовнішнього середовища (у тому числі вихідні параметри систем, зовнішніх по відношенню до аналізованої, наприклад, систем управління), що надають значний вплив на стан і значення вихідних параметрів системи, що розглядається і піддаються обліку та аналізу засобами, наявними в розпорядженні дослідника.

Вихідні параметри - це комплекс параметрів системи, які безпосередньо впливають на стан зовнішнього середовища і значущих з точки зору мети дослідження.

Важливою особливістю функціонування складних систем є важлива невизначеність істинного стану довкілля у кожен час. Природа цієї невизначеності пов'язані з наявністю низки причин, найважливіші у тому числі зумовлені наступними чинниками.

· Про деякі, можливо, безпосередньо які впливають поведінка системи параметрах довкілля (тобто параметрах, які було б зарахувати до категорії «вхідних») дослідник часто знає, отже, неспроможна їх враховувати.

· Деякі параметри зовнішнього середовища не можуть бути виміряні з технічної непристосованості інформаційних засобів.

· Чисельні значення параметрів оцінюються з помилками вимірювань, що визначаються з одного боку - внутрішніми шумами вимірювальних пристроїв, а з іншого - зовнішніми перешкодами.

Вплив на систему подібних неврахованих факторів компенсується введенням у модель додаткових зв'язків - зовнішніх впливів, що обурюють, або «шумів».

Система може бути в різних станах. Стан будь-якої системи у певний момент часу можна з певною точністю охарактеризувати сукупністю значень параметрів стану.

Таким чином, система характеризується трьома групами змінних:

1. Вхідні змінні, що генеруються системами, зовнішніми щодо досліджуваної