Системный анализ. Ответы на теоретические вопросы 5 и 6. Теоретические вопросы к зачету СА 5 и 6 вопросы. Теоретические вопросы к зачету (экзамену) по дисциплине Системный анализ
 Скачать 22.96 Kb.
|
|
Теоретические вопросы к зачету (экзамену) по дисциплине «Системный анализ» Основные свойства системы. Под свойством понимают сторону объекта, обуславливающую его отличие от других объектов или сходство с ними и проявляющуюся при взаимодействии с другими объектами. Характеристика — то, что отражает некоторое свойство системы. Какие свойства систем известны. Из определения «системы» следует, что главным свойством системы является целостность, единство, достигаемое посредством определенных взаимосвязей и взаимодействий элементов системы и проявляющиеся в возникновении новых свойств, которыми элементы системы не обладают. Это свойство эмерджентности (от анг. emerge — возникать, появляться). Эмерджентность — степень несводимости свойств системы к свойствам элементов, из которых она состоит. Эмерджентность — свойство систем, обусловливающее появление новых свойств и качеств, не присущих элементам, входящих в состав системы. Эмерджентность — принцип противоположный редукционизму, который утверждает, что целое можно изучать, расчленив его на части и затем, определяя их свойства, определить свойства целого. Свойству эмерджентности близко свойство целостности системы. Однако их нельзя отождествлять. Целостность системы означает, что каждый элемент системы вносит вклад в реализацию целевой функции системы. Целостность и эмерджентность — интегративные свойства системы. Наличие интегративных свойств является одной из важнейших черт системы. Целостность проявляется в том, что система обладает собственной закономерностью функциональности, собственной целью. Организованность — сложное свойство систем, заключающиеся в наличие структуры и функционирования (поведения). Непременной принадлежностью систем является их компоненты, именно те структурные образования, из которых состоит целое и без чего оно не возможно. Функциональность — это проявление определенных свойств (функций) при взаимодействии с внешней средой. Здесь же определяется цель (назначение системы) как желаемый конечный результат. Структурность — это упорядоченность системы, определенный набор и расположение элементов со связями между ними. Между функцией и структурой системы существует взаимосвязь, как между философскими категориями содержанием и формой. Изменение содержания (функций) влечет за собой изменение формы (структуры), но и наоборот. Важным свойством системы является наличие поведения — действия, изменений, функционирования и т.д. Считается, что это поведение системы связано со средой (окружающей), т.е. с другими системами с которыми она входит в контакт или вступает в определенные взаимоотношения. Процесс целенаправленного изменения во времени состояния системы называется поведением. В отличие от управления, когда изменение состояния системы достигается за счет внешних воздействий, поведение реализуется исключительно самой системой, исходя из собственных целей. Поведение каждой системы объясняется структурой систем низшего порядка, из которых состоит данная система, и наличием признаков равновесия (гомеостаза). В соответствии с признаком равновесия система имеет определенное состояние (состояния), которое являются для нее предпочтительным. Поэтому поведение систем описывается в терминах восстановления этих состояний, когда они нарушаются в результате изменения окружающей среды. Еще одним свойством является свойство роста (развития). Развитие можно рассматривать как составляющую часть поведения (при этом важнейшим). Одним из первичных, а, следовательно, основополагающих атрибутов системного подхода является недопустимость рассмотрения объекта вне его развития, под которым понимается необратимое, направленное, закономерное изменение материи и сознания. В результате возникает новое качество или состояние объекта. Отождествление (может быть и не совсем строгое) терминов «развитие» и «движение» позволяет выразиться в таком смысле, что вне развития немыслимо существование материи, в данном случае — системы. Наивно представлять себе развитие, происходящее стихийно. В неоглядном множестве процессов, кажущихся на первый взгляд чем-то вроде броуновского (случайного, хаотичного) движения, при пристальном внимании и изучении вначале как бы проявляются контуры тенденций, а затем и довольно устойчивые закономерности. Эти закономерности по природе своей действуют объективно, т.е. не зависят от того, желаем ли мы их проявления или нет. Незнание законов и закономерностей развития — это блуждание в потемках. Поведение системы определяется характером реакции на внешние воздействия. Фундаментальным свойством систем является устойчивость, т.е. способность системы противостоять внешним возмущающим воздействиям. От нее зависит продолжительность жизни системы. Простые системы имеют пассивные формы устойчивости: прочность, сбалансированность, регулируемость, гомеостаз. А для сложных определяющими являются активные формы: надежность, живучесть и адаптируемость. Если перечисленные формы устойчивости простых систем (кроме прочности) касается их поведения, то определяющая форма устойчивости сложных систем носят в основном структурный характер. Надежность — свойство сохранения структуры систем, несмотря на гибель отдельных ее элементов с помощью их замены или дублирования, а живучесть — как активное подавление вредных качеств. Таким образом, надежность является более пассивной формой, чем живучесть. Адаптируемость — свойство изменять поведение или структуру с целью сохранения, улучшения или приобретение новых качеств в условиях изменения внешней среды. Обязательным условием возможности адаптации является наличие обратных связей. Всякая реальная система существует в среде. Связь между ними бывает настолько тесной, что определять границу между ними становится сложно. Поэтому выделение системы из среды связано с той или иной степенью идеализации. Можно выделить два аспекта взаимодействия: во многих случаях принимает характер обмена между системой и средой (веществом, энергией, информацией); среда обычно является источником неопределенности для систем. Воздействие среды может быть пассивным либо активным (антогонистическим, целенаправленно противодействующее системе). Поэтому в общем случае среду следует рассматривать не только безразличную, но и антогонистическую по отношению к исследуемой системе. Особенности исследования сложных систем. Особенности решения сложных систем связанны с их признаками. А именно: Иерархическая структура Часто сложность проявляется в виде иерархии, при этом сложные системы состоят из взаимозависимых подсистем, имеющих, в свою очередь, собственные подсистемы, и т.д., вплоть до самого низкого уровня, образованного элементарными компонентами. Архитектура сложных систем зависит как от компонентов, так и от иерархических отношений между ними. Относительность выбора элементарных компонентов Как правило, наблюдатель произвольно решает, какие компоненты в данной системе считать элементарными. Элементарный компонент с точки зрения одного наблюдателя может оказаться на гораздо более высоком уровне абстракции с точки зрения другого. Разделение функций Иерархические системы могут быть разложимыми, поскольку их можно разделить на идентифицируемые части, и почти разложимыми, так как их составляющие не являются абсолютно независимыми друг от друга. Это приводит нас к следующему общему свойству всех сложных систем: Связи внутри компонентов обычно сильнее, чем связи между компонентами. Это обстоятельство позволяет отделить "высокочастотную" динамику компонентов, — относящуюся к их внутренней структуре, — от "низкочастотной" динамики, — относящейся к взаимодействию между компонентами. Это различие между внутри- и межкомпонентными взаимодействиями позволяет провести разделение функций между частями системы и изучать их по отдельности. Общая структура Многие сложные системы реализуются с помощью экономных средств выражения. Иначе говоря, сложные системы имеют общую структуру. Это может проявляться в виде повторного использования как мелких компонентов, так и более крупных структур. Устойчивые промежуточные формы Сложные системы эволюционируют во времени. В частности, считается, что "сложные системы развиваются из простых гораздо быстрее, если они имеют устойчивые промежуточные формы". Проектирование следует начинать с простой работоспособной системы. В процессе эволюции системы объекты, первоначально считавшиеся сложными, становятся элементарными компонентами, из которых создаются еще более сложные системы. Более того, правильные элементарные объекты невозможно создать сразу: сначала с ними необходимо поработать, получше изучить реальное поведение системы и лишь затем усовершенствовать. |