Основы системного анализа (стр. 2 )

Структура системы. Понятие структуры. Типы структур. Матричные структуры. Оценка эффективности структур. Стратификация и страты.

Система как средство достижения цели. Состояние системы и его оценка. Разнообразие состояний системы.

Статические и динамические системы. Статические характеристики системы. Функция системы. Динамические характеристики систем. Элементарные динамические звенья. Пространство состояний. Устойчивость динамических систем.

Изучив данную тему, студент должен

знать:

- понятия «измерение», «шкала», «шкалирование»;

- суть номинальной и порядковой, интервальной, циклической и абсолютной шкал, а также шкал отношений;

- понятия «элемент», «свойство» и «параметр»;

- понятия прямой и обратной связи;

- отличия макроскопического и микроскопического анализов;

- понятия функции и функционирования;

- элементарные динамические звенья;

уметь:

- подбирать необходимые типы шкал;

- изображать переходные функции для элементарных динамических звеньев.

Методические рекомендации:

При изучении темы необходимо обратить внимание на следующие моменты.

Измерения и шкалы

1. В основе любого наблюдения и анализа лежат измерения, которые представляют собой алгоритмические операции: данному наблюдаемому состоянию объекта ставится в соответствие определенное обозначение: число, номер или символ. Множество таких обозначений, используемых для регистрации состояний наблюдаемого объекта, называется измерительной шкалой.

2. В зависимости от допустимых операций на измерительных шкалах их различаются по их силе.

3. Самой слабой шкалой является номинальная шкала, представляющая собой конечный набор обозначений для никак не связанных между собой состояний (свойств) объекта.

4. Следующей по силе считается порядковая шкала, дающая возможность в каком-то отношении сравнивать разные классы наблюдаемых состояний объекта, выстраивая их в определенном порядке. Различают шкалы простого, слабого и частичного порядка. Численные значения порядковых шкал не должно вводить в заблуждение относительно допустимости математических операций над нами.

5. Еще более сильная шкала – шкала интервалов, в которой кроме упорядочивания обозначений можно оценить интервал между ними и выполнять математические действия над этими интервалами. Разновидностью шкалы интервалов является шкала разностей или периодическая.

6. Следующая по силе идет шкала отношений. Измерения в такой шкале являются «полноправными» числами, с ними можно выполнять любые арифметические действия (правда, при условии однотипности единиц измерения).

7. И, наконец, самая сильная шкала – абсолютная, с которой можно выполнять любые математические действия без каких-либо ограничений.

8. Отображение какого-либо свойства объекта или явления в числовом множестве называется шкалированием. Чем сильнее шкала, в которой производятся измерения, тем больше сведений об изучаемом объекте, явлении, процессе дают измерения. Однако применять более сильную шкалу опасно: полученные данные на самом деле не будут иметь той силы, на которую ориентируется их обработка. Лучше всего производить измерения в той шкале, которая максимально согласована с объективными отношениями, которым подчинена наблюдаемая величина. Можно измерять и в шкале, более слабой, чем согласованная, но это приведет к потере части полезной информации.

Конструктивные свойства систем

1. Элемент – внутренняя исходная единица, функциональная часть системы, собственное строение которой не рассматривается, а учитываются лишь ее свойства, необходимые для построения и функционирования системы. Совокупность всех элементов, из которых состоит система, образуют ее состав. Состав системы сводится к полному перечню ее элементов.

2. По реакции на возмущение элементы подразделяются на упругий, рефлексивный, потребитель, отторгатель и источник.

3. Кроме того элементы системы можно классифицировать по степени самостоятельности, длительности существования, временной принадлежности, роли и активности в системе, характеру воздействия на систему.

4. Связи в системе осуществляют взаимодействие между ее элементами, а также между системой в целом и средой.

5. С кибернетической точки зрения связь – это способ взаимодействия входов и входов элементов системы между собой и с окружающей средой. Связь между выходом одного элемента и входом другого относится к прямой связи, а связь между выходом и входом одного и того же объекта – к обратной связи.

6. Различают положительные и отрицательные обратные связи. Положительная (усиливающая) обратная связь усиливает тенденцию изменения выхода системы, а отрицательная (уравновешивающая) – ее уменьшает.

7. Взаимосвязи элементов системы, ее строение отражает структура – устойчивая упорядоченность в пространстве и во времени ее элементов и связей между ними. Структура является важнейшей характеристикой системы, так как при одном и том же составе элементов, но при различном взаимодействии между ними меняется и назначение системы, и ее возможности.

8. Следует различать два определяющих понятия структуры: формальная структура и материальная структура. Первая описывает нечто общее, присущее системам одного типа. Вторая – является носителем конкретных типов и параметров элементов системы и их взаимосвязей. При этом фиксированной цели соответствует, как правило, одна и только одна формальная структура, а одной формальной структуре может соответствовать множество материальных структур.

9. Существует множество разнообразных структур (линейная, кольцевая, сотовая, кольцевая, многосвязная, сетевая, звездная, иерархическая), которые могут быть представлены в графической или матричной форме, форме теоретико-множественного описания и др.

10. Большой интерес представляют иерархические структуры, которые получили наиболее широкое распространение при анализе и проектировании систем управления.

11. При описании сложных систем основная проблема состоит в том, чтобы, с одной стороны, отразить в модели целостное представление об исследуемом или проектируемом объекте, а с другой – дать его детальное описание. Здесь на помощь приходит иерархическое описание системы в виде страт (стратификация) – представление системы семейством моделей, каждая из которых описывает поведение системы с точки зрения соответствующего уровня абстрагирования

Функциональные свойства систем

1. Одна из наиболее важных задач системного анализа – установление факторов, влияющих на значения выходов (в первую очередь целевых) системы и степени этого слияния.

2. Состояние системы в определенный момент времени – множество ее существенных свойств в этот момент времени.

3. Различают состояние входов системы, ее внутреннее состояние и состояние вы-ходов. Поскольку внутреннее состояние практически ненаблюдаемо, то его можно оценивать по состоянию выходов (значениям выходных переменных) системы, при этом в качестве параметров, отражающих состояние системы, могут выступать не только сами выходные переменные, но и характеристики их изменения: скорость, ускорение и т. д.

4. Последовательную смену состояний будем называть процессом.

5. В зависимости от того изменяется ли состояние системы со временем, различают не изменяющие свое состояние – статические системы и изменяющие свое состояние – динамические системы.

6. Любая динамическая система может находиться в одном из трех режимов: равновесном, переходном и периодическом.

7. Важной характеристикой системы является ее функция, которая рассмат-ривается, с одной стороны, как назначение, с другой – как способ (правило, алгоритм) преобразования входной информации в выходную.

8. Процесс реализации системой своих функций называют функционированием.

9. Если функция системы практически не изменяется со временем, то систе-му считают стационарной. Для нее реакция на одно и тоже воздействие не зависит от момента приложения этого воздействия. Если функция системы изменяется со временем, то систему считают нестационарной.

10. По признаку учета зависимости объекта моделирования от времени различают статические и динамические характеристики систем, отражаемые в соответствующих моделях.

11. Статическая характеристика показывает зависимость между входной и выходной величинами в установившемся режиме, а динамическая – реакцию системы на возмущение (зависимость изменения выходных переменных от входных и времени).

12. Для отражения динамических свойств элементов системы независимо от их физической природы используют понятие динамического звена. Динамика линейной системы любой природы может включать в себя в качестве элементарные динамические процессы, которые можно представить в виде следующих элементарных динамических звеньев: безынерционное, инерционное, дифференцирующее, интегрирующее, колебательное и звено чистого запаздывания.

13. Поведения динамической системы можно изображать: в виде таблицы значений выходных переменных для дискретных моментов времени; в виде мно-жества графиков, показывающих процесс изменения выходных переменных во времени; в виде графика (фазовой траектории) в пространстве состояний (фазовом пространстве).

14. Важной характеристикой динамических систем является устойчивость, которая понимается как свойство системы возвращаться к равновесному состоя-нию или циклическому режиму после устранения возмущения, вызвавшего нарушения последних.

Методические рекомендации:

Изучение темы необходимо для получения четкого представления о

Литература: [1-5, 9],

Вопросы для самопроверки по теме

1.  Дайте определение понятию «измерение».

2.  Дайте определение измерительной шкале.

3.  Объясните суть номинальной шкалы.

4.  Укажите допустимые операции в шкалах наименований.

5.  Объясните, как номинальная шкала применятся для случая, когда классифицируемые состояния образуют континуум.

6.  Объясните суть и особенности порядковой шкалы.

7.  Укажите допустимые операции в порядковых шкалах.

8.  Объясните суть модифицированных порядковых шкал.

9.  Объясните суть ошибок при работе с модифицированными порядковыми шкалами.

10.  Объясните суть шкалы интервалов.

11.  Укажите допустимые операции в интервальных шкалах.

12.  Объясните суть шкалы отношений.

13.  Укажите допустимые операции в шкалах отношений.

14.  Объясните суть циклической шкалы.

15.  Укажите допустимые операции в абсолютных шкалах.

16.  Покажите последствия применения шкал неадекватных наблюдаемым явлениям.

17.  Дайте определения элементу системы.

18.  Укажите различия между подсистемой и надсистемой.

19.  Перечислите основные классификации элементов системы.

20.  Дайте определение понятию «свойство»

21.  Перечислите основные особенности свойств.

22.  Дайте определение понятию «параметр».

23.  Укажите особенность интегративных свойств системы.

24.  Дайте определение связи.

25.  Дайте определение прямой связи.

26.  Дайте определение обратной связи.

27.  Дайте определение положительной обратной связи.

28.  Дайте определение отрицательной обратной связи.

29.  Объясните суть упреждающей обратной связи.

30.  Дайте определение понятию «структура».

31.  Укажите различия между формальной и материальной структурами.

32.  Перечислите основные виды структур.

33.  Перечислите классы многоуровневых иерархических структур.

34.  Объясните, в каких случаях используются многоуровневые иерархические структуры – страты.

35.  Дайте определение стратификации.

36.  Объясните, в каких случаях используются многоуровневые иерархические структуры – слои.

37.  Объясните, в каких случаях используются многоуровневые иерархические структуры – эшелоны.

38.  Покажите отличия макроскопического и микроскопического анализов.

39.  Объясните, в каком случае система является средством достижения цели.

40.  Дайте определение закономерности.

41.  Объясните, что такое «общесистемная закономерность».

42.  Дайте определение состоянию системы.

43.  Покажите, как оценивается состояние системы.

44.  Дайте определение понятию «качество системы».

45.  Дайте определение процессу.

46.  Покажите, как можно описать процесс.

47.  Дайте определение равновесию.

48.  Дайте определение устойчивости.

49.  Дайте определение понятию «функция».

50.  Дайте определение функционированию.

51.  Объясните, что понимается под нормальным функционированием.

52.  Дайте определение статической системе.

53.  Дайте определение динамической системе.

54.  Дайте определение статической характеристике.

55.  Приведите примеры моделей статики системы.

56.  Дайте определение динамической характеристике.

57.  Приведите примеры моделей динами системы.

58.  Дайте определение переходному процессу.

59.  Перечислите воды возмущающих сигналов, используемых при исследовании динамических характеристик системы.

60.  Дайте определение переходной функции.

61.  Напишите уравнение и изобразите переходную функцию для безынерционного звена при ступенчатом воздействии безынерционного звена.

62.  Напишите уравнение и изобразите переходную функцию для безынерционного звена при ступенчатом воздействии инерционного звена.

63.  Напишите уравнение и изобразите переходную функцию для безынерционного звена при ступенчатом воздействии идеального дифференцирующего звена.

64.  Напишите уравнение и изобразите переходную функцию для безынерционного звена при ступенчатом воздействии реального дифференцирующего звена.

65.  Напишите уравнение и изобразите переходную функцию для безынерционного звена при ступенчатом воздействии интегрирующего звена.

66.  Напишите уравнение и изобразите переходную функцию для безынерционного звена при ступенчатом воздействии колебательного звена.

67.  Напишите уравнение и изобразите переходную функцию для безынерционного звена при ступенчатом воздействии звена чистого запаздывания.

68.  Напишите уравнение и изобразите переходную функцию для безынерционного звена при ступенчатом воздействии инерционного звена второго порядка.

Тема 5. Классификация систем

Классификация по происхождению и объективности существования, размерности, однородности элементов, степени организованности. Системы: централизованные и децентрализованные, линейные и нелинейные системы, каузальные и целенаправленные, стационарные и нестационарные. Классификация систем по Ст. Биру.

Системы в организации. Организация и система. Технические системы. Технологические системы. Экономические системы. Производственные системы. Системы управления. Системы документооборота. Социальные системы.

Изучив данную тему, студент должен

знать:

- несколько классификаций систем;

уметь:

- относить исследуемую систему к тому или другому классу.

Методические рекомендации:

При изучении темы необходимо обратить внимание на следующие моменты.

1. При изучении любых объектов и процессов, в том числе и систем, большую помощь оказывает классификация – распределение совокупности объектов на классы по некоторым, наиболее существенным признакам.

2. В зависимости от происхождения системы могут быть естественными (системы, объективно существующие в действительности, в живой и неживой природе и обществе) и искусственными (системы созданные человеком).

3. По объективности существования все системы можно разбить на две большие группы: реальные (материальные или физические) и абстрактные (символические) системы.

4. По степени централизации выделяют централизованные системы (имеющие в своем составе элемент, играющий главную, доминирующую роль в функционировании системы) и децентрализованные (не имеющие такого элемента).

5. Различают системы одномерные (имеющие один вход и один выход) и многомерные (если входов или выходов больше одного).

6. Системы бывают гомогенные, или однородные, и гетерогенные, или разнородные, а также смешанного типа.

7. Если система описывается линейными уравнениями, то относится к классу линейных систем, в противном случае – нелинейных.

8. Системы не содержащая ни одного элемента дискретного действия (выходная величина которого изменяется скачками, даже при плавном изменении входных величин.) называется непрерывной, в противном случае – дискретной.

9. В зависимости от способности системы поставить себе цель различают каузальные системы (неспособны ставить себе цель) и целенаправленные (способные к выбору своего поведения в зависимости от внутренне присущей цели).

10. Различают большие, очень сложные, сложные и простые системы.

11. По предсказуемости значений выходных переменных системы при известных значениях входных различают детерминированные и стохастические системы.

12. Рассматривают классы хорошо организованных систем (их свойства можно описать в виде детерминированных зависимостей), плохо организованных (или диффузных) и самоорганизующихся (включающие активные элементы).

13. Начиная с некоторого уровня сложности, систему легче изготовить и ввести в действие, преобразовать и изменить, чем отобразить формальной моделью, поскольку имеется принципиальная ограниченность формализованного описания развивающихся, самоорганизующихся систем.

14. В соответствии с гипотезой Фон-Нейманом простейшим описанием объекта, достигшего некоторого порога сложности, оказывается сам объект, а любая попытка его строгого формального описания приводит к чему-то более трудному и запутанному.

15. Без управления нельзя ожидать, что система будет находиться в требуемом состоянии. В связи с этим исходную систему расширяют за счет добавления управляющей подсистемы, чтобы получить новую систему – систему управления.

16. В основе процессов управления лежат информационные процессы по сбору, передаче, хранения, обработке и представлению информации. Совокупность этих процессов образуют информационную систему, служащую для информационной поддержки принятия решения и доведения этого решения до исполнителя или исполнительного механизма.

17. Для успешного решения задач управления необходимо выполнение ряда условий, предполагающие наличие: наблюдаемости и управляемости объекта управления, цели управления, свободы выбора управляющих воздействий, критерия эффективности управления и ресурсов, обеспечивающих реализацию принятых решений.

18. Для успешного решения задач управления необходимо соблюдение закона необходимого разнообразия , в соответствии с которым энтропия (число возможных состояний) управляющей подсистемы должна быть не меньше энтропии управляемой подсистемы.

19. В общем виде цели управления могут сводиться к поддержанию некоторых равенств, неравенств или достижения оптимума.

20. В зависимости от заданной цели задачи управления можно разделить на следующие группы: задачи регулирования (стабилизация, программное управление, следящая система) и задачи оптимального управления.

21. Различают следующие типы структур систем регулирования: разомкнутые, замкнутые и комбинированные.

22. В основе регулирования лежат так называемые законы регулирования, определяющие, как регулятор реагирует на изменения его входных переменных. Среди базовых законов можно выделить: позиционный, пропорциональный, интегральный и дифференциальный. В практике часто эти законы комбинируют для повышения качества управления.

В чистом виде эти законы реализуют в технических системах виде регуляторов. Однако и при организационном управлении можно рассмотреть эти законы в поведении руководителей.

23. Качество регулирования можно оценивать по статическим критериям, например, по точности регулирования – степени достижения заданного значения.

Можно и по динамическим критериям, когда нас интересуют потери от того, что регулируемые параметры некоторое время отклонены от заданных значений. В этом случае рассматриваются такие критерии как время регулирования и интегральные критерии.

24. Говоря о цели управления, важно рассмотреть вопрос, как и где она формируется. В результате мы приходим к многоуровневым системам управления, в которых появляется еще один участник системы управления – орган целеполагания. Наиболее характерные структуры многоуровневых систем управления представлены в виде так называемых слоев и эшелонов, предложенных М. Месаровичем.

25. При анализе систем управления важным вопросом является выяснение причин неверных (неэффективных) управленческих решений, к которым относятся: решения, не приводящие к достижению целы; несвоевременные решения – принятые слишком поздно для устранения проблемы; решения, нарушившие ограничения.

Причинами неверного управленческого решения могут быть: проблемы с целью управления; проблемы с информацией об окружающей среде (неполнота, ошибочность); проблемы с информацией о состоянии объекта управления (неполнота, ошибочность); помехи, воздействующие на объект управления; неполные знания о свойствах объекта; неполные знания о свойствах управляющей подсистемы; неполные знания об алгоритмах (законах) управления; дефицит ресурсов, один из которых – время (кроме информационных); природная неспособность руководителя управлять

26. Организация, как объект исследования, информатизации, автоматизации, реорганизации и управления, представляет большой интерес для системных аналитиков. К организациям относят: учреждения (государственные, научные, образовательные); предприятия (завод, фабрика, фирма, концерн, консорциум, банк, картель, компания).

27. Организация является сложным объектом, но не системой. В ней, в зависимости от цели исследования, можно выделить много разных систем.

28. В качестве базовых систем организации можно назвать технические, биологические и технологические системы.

29. Технические системы представляют собой совокупность взаимосвязанных физических элементов.

30. Организмы людей и животных являются сложными биологическими объектами, в которых, как и в организации, можно выделить множество различных биологических систем, некоторые из которых участвуют в работе организации.

31. Совокупность операций в достижении некоторого результата (решении некоторых задач) образуют технологическую систему.

32. Экономическую систему можно определить либо как совокупность физических и юридических лиц, связанных экономическими отношениями, либо как совокупность экономических отношений, возникающих в процессе производства, распределения, обмена и потребления экономических продуктов.

33. В основе деятельности любой организации лежат производственные системы – совокупность операций, реализующих производственный процесс по созданию товаров или услуг.

34. Поскольку всякая деятельность в организации, в том числе и производственная, имеет документальное сопровождение (отражение), то это порождает систему документооборота как совокупности операций по подготовке, приему, передаче, обработке, накоплению, хранению, поиску, представлению документов и документной информации.

35. Присутствие людей в организации порождает социальные потребности и отношения между сотрудниками, что ложится в основу социальных систем организации, которую можно определить как объединение людей для реализации своих интересов, между которыми возникают социальные отношения.

36. Никакая деятельность в организации невозможна без управления. В зависимости от степени участия людей в управлении можно выделить следующие системы: автоматические, эргатические, автоматизированные и организационные.

37. В автоматической системе управления все управление реализуется автоматически – без участия человека.

38. В эргатической системе имеет место симбиоз человека и технической системы.

39. Разновидность эргатической системы, в которой большая часть операций работает без участия человека, является автоматизированная система управления.

40. Организационная система управления построена на базе труда управленческого персонала организации при минимальном использовании технических систем.

Литература: [1-5, 9, 11, 17].

Вопросы для самопроверки по теме

1.  Дайте определение классификации.

2.  Объясните суть классификации по происхождению.

3.  Объясните суть классификации по объективности существования.

4.  Перечислите, какие системы относятся к классу действующих.

5.  Дайте определение технической системе.

6.  Укажите элементы и связи в технической системе.

7.  Дайте определение технологической системе.

8.  Укажите элементы и связи в технологической системе.

9.  Дайте определение экономической системе.

10.  Укажите элементы и связи в экономической системе.

11.  Дайте определение социальной системе (как созданной).

12.  Укажите элементы и связи в социальной системе.

13.  Дайте определение организационной системе.

14.  Укажите элементы и связи в организационной системе.

15.  Перечислите обеспечения организационных систем.

16.  Покажите отличия централизованных и децентрализованных систем.

17.  Покажите, как классифицируются системы по размерности.

18.  Поясните, в чем заключается главное отличие линейных и нелинейных систем.

19.  Раскройте суть принципа суперпозиции.

20.  Поясните, в чем заключается отличие каузальных и целенаправленных систем.

21.  Объясните, в чем заключаются проблемы при работе с активными системами.

22.  Объясните отличие гомогенных систем от гетерогенных.

23.  Объясните, в чем заключается сложность работы с гетерогенными системами.

24.  Дайте определение дискретному элементу.

25.  Объясните отличие непрерывных систем от систем дискретного действия.

26.  Дайте определение стационарной системе.

27.  Дайте определение нестационарной системе.

28.  Объясните, в чем заключаются причины нестационарности.

29.  Объясните, в чем проявляется нестационарность в математических моделях.

30.  Раскройте суть классификации систем по сложности, предложенную Ст. Биром.

31.  Покажите, какие аспекты сложности не вошли в классификацию, предложенную Ст. Биром.

32.  Дайте определение детерминированной системе.

33.  Поясните, в чем кроятся причины стохастичности.

34.  Объясните, какие системы относятся к хорошо организованным.

35.  Объясните, какие системы относятся к диффузным.

36.  Покажите подходы к анализу плохо организованных систем.

37.  Перечислите особенности экономических систем (как самоорганизующихся).

38.  Укажите основную особенность анализа самоорганизующихся систем.

39.  Приведите гипотезу Фон-Неймана для описания сложных систем.

Тема 6. Закономерности функционирования и развития систем

Закономерности взаимодействия части и целого. Целостность. Аддитивность. Прогрессирующая изоляция и прогрессирующая систематизация. Закономерности иерархической упорядоченности систем. Другие общесистемные закономерности.

Изучив данную тему, студент должен

знать:

- основные закономерности функционирования и развития систем;

уметь:

- прогнозировать свойства и поведение систем исходя из общесистемных закономерностей.

Методические рекомендации:

При изучении темы необходимо обратить внимание на следующие моменты.

1. В связи с тем, что пока не удалось установить единые общесистемные законы, то, говоря о свойствах систем, чаще всего ограничиваются закономерностями – часто наблюдаемыми, типичными свойствами, устанавливаемыми опытом. Наибольший интерес представляют общесистемные закономерности – закономерности, характеризующие принципиальные особенности систем любой природы.

2. Одной из фундаментальной общесистемной закономерностью является эмерджентность – возникновение в системе новых интегративных качеств, несвойственных ее компонентам.

3. К другим важным понятиям относится целостность, которая вбирает в себя и эмерджентность. Из целостности вытекают следующие закономерности:

а) изменение в одном элементе системы вызывает изменение во всех других элементах и в системе в целом, следствием чего является наличие побочных эффектов: как положительных, так и отрицательных;

б) сумма свойств системы не равна сумме свойств отдельных элементов, поскольку при вхождении в систему элементы могут «терять» часть своих свойств и/или «приобретать» новые;

в) при этом свойства системы зависят от свойств составляющих ее элементов.

4. Противоположностью целостности выступает аддитивность. В этом случае: изменения в системе представляют собой сумму изменений в ее отдельных частях и сумма свойств системы равна сумме свойств отдельных элементов.

5. Реальные системы редко находятся в крайних позициях: абсолютно целостная система или аддитивное образование. Любая развивающаяся система находится в некотором промежуточном положении, которое со временем смещается либо в сторону целостности – имеет место прогрессирующая систематизация, либо в сторону аддитивности – имеет место прогрессирующая факторизация (изоляция).

6. В основе системного подхода лежит признание изоморфизма систем различной природы (биологических, технических, социально-политических и др.), что позволяет, изучая одну из них, устанавливать свойства другой.

7. Любая система не изолирована от других систем, она связана множеством коммуникаций с окружающей средой, представляющей собой сложное и неоднородное образование, содержащее надсистему (систему более высокого порядка, задающую требования и ограничения рассматриваемой системе); элементы или подсистемы (нижележащие, подведомственные системы) и системы одного уровня с рассматриваемой.

8. Любую систему можно представить в виде иерархического образования. При этом на всех уровнях иерархии действует закономерность целостности: подчиненные члены иерархии приобретают новые свойства, отсутствовавшие у них в изолированном состоянии, а возникшее в результате объединения нижестоящих элементов новое целое приобретает способность осуществлять новые функции.

9. Использование иерархических представлений оказывается полезным в случае исследования систем и проблемных ситуаций с большой неопределенностью – происходит как бы расчленение «большой» неопределенности на более «мелкие», лучше поддающиеся исследованию.

10. Важную роль в системном анализе играет понятие энтропии, которое служит количественной мерой беспорядка (свободы, разнообразия) в системе. При этом для закрытой (замкнутой) системы – системы, не способной обмениваться с окружающей средой массой, энергией и информацией – справедливо второе начало (закон) термодинамики, согласно которому энтропия замкнутой (изолированной) системы монотонно возрастает (не убывает) со временем.

11. Энтропия неизолированной системы может быть уменьшена только в том случае, если система взаимодействует с другой или другими системами таким образом, что в процессе взаимодействия происходит компенсирующее увеличение энтропии.

12. Любая система не может быть неизменной: она не только возникает, функционирует, развивается, но и погибает – любая система имеет свой жизненный цикл, т. е. исторична.

13. Любая система со временем претерпевает количественные и качественные изменения. Для этих изменений вводятся понятия «рост» – увеличение в числе и размерах и «развитие» – изменения процессов в системе во времени, выраженные в количественных, качественных и структурных преобразованиях от низшего (простого) к высшему (сложному).

14. Чем сложнее система, тем более неравномерно развиваются ее составные части.

15. Развитие всех систем идет в направлении увеличения степени идеальности.

16. При наличии общей среды обитания для двух систем и для элементов системы характерна конвергенция – схождение, сближение, взаимовлияние, взаимопроникновение между системами или разных элементов внутри одной системы.

17. Для систем характерна эквифинальность – закономерность характеризующая предельные возможности системы – система способны достигать определенного состояния, которое не зависит ни от времени, ни от ее начальных условий, а определяется исключительно параметрами.

18. Для систем характерна полисистемность – любой объект окружающего мира принадлежит в качестве элемента одновременно многим системам.

19. Если существующее равновесие системы подвергается внешнему воздействию, изменяющему какое-либо из условий равновесия, то в ней возникают процессы, направленные так, чтобы противодействовать этому изменению.

20. Устойчивость всей системы зависит от наиболее слабых элементов в системе.

21. Итальянский экономист Парето «Принцип 80/20», из которого, в частности следует, что 20 % усилий дают 80 % результата, а остальные 80 % усилий – лишь 20 % результата. Дальнейшие улучшения не всегда оправданны.

Литература: [1-5, 9, 11, 15].

Вопросы для самопроверки по теме

1.  Объясните понятие «энтропия».

2.  Покажите, как численно оценивается энтропия.

3.  Дайте определение открытой системе.

4.  Дайте определение закрытой системе.

5.  Объясните суть второго начала (закона) термодинамики.

6.  Дайте определение флуктуации.

7.  Объясните суть принципа компенсации энтропии.

8.  Дайте определение понятию «рост».

9.  Дайте определение понятию «развитие».

10.  Укажите причины изменений в системе.

11.  Укажите основные признаки развития.

12.  Дайте определение эмерджентности.

13.  Поясните, что понимается под целостность.

14.  Покажите, какие особенности систем вытекают из свойств целостности.

15.  Поясните, что понимается под аддитивностью.

16.  Поясните, что понимается под синергизмом.

17.  Поясните, что понимается под прогрессирующей изоляцией.

18.  Поясните, что понимается под прогрессирующей систематизацией.

19.  Поясните, что понимается под изоморфизмом.

20.  Поясните, что понимается под закономерностью коммуникативности.

21.  Покажите, какие особенности систем вытекают из закономерности иерархичности.

22.  Поясните, что понимается под эквифинальностью.

23.  Поясните, что понимается под полисистемностью.

24.  Покажите на примерах полисистемность.

25.  Поясните, что понимается под историчностью.

26.  Покажите, как используется закономерность историчности в области информатизации.

27.  Объясните, в чем заключается закономерность неравномерного развития и расхождения темпов выполнения функций элементами системы.

28.  Объясните, в чем заключается закономерность увеличения степени идеальности.

29.  Объясните, в чем заключается закономерность внутрисистемной и межсистемной конвергенции.

30.  Объясните, в чем заключается закономерность сохранения равновесия системы за счет противодействия внешнему возмущению.

31.  Объясните, в чем заключается закономерность «наиболее слабых мест».

32.  Объясните, в чем заключается закономерность 20/80.

Тема 7. Модели в системном анализе

Классификации методов моделирования систем. Методы формализованного представления систем.