Структура системы

Содержание: 
 

1. Введение………………………………………………………………………….2

2. Виды структур…………………………………………………………………..2

3. Сравнительный анализ систем……………………………………………….4

4. Классификация систем………………………………………………………...5

5. Изменение энтропии открытой системы……………………………………8

6. Закономерности возникновения и формирования систем………………..9

7. Закономерности формирования структур систем…………………………10

8. Примеры………………………………………………………………………...12

9. Заключение……………………………………………………………………...14

10. Список использованной литературы………………………………………15 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

Система может быть представлена простым  перечислением элементов, или «чёрным ящиком» (моделью «вход – выход»). Однако чаще всего при исследовании объекта такое представление недостаточно, так как требуется выяснить, что собой представляет объект, что в нём обеспечивает выполнение поставленной цели, получение требуемых результатов. В этих случаях систему отображают путём расчленения на подсистемы, компоненты, элементы с взаимосвязями, которые могут носить различный характер, и вводят понятие структуры.

Одна  и та же система может быть представлена разными структурами в зависимости  от стадии познания объектов или процессов, от аспекта их рассмотрения, цели создания. При этом по мере развития исследований или в ходе проектирования структура системы может изменяться.

Структуры могут быть представлены в матричной  форме, в форме теоретико-множественных описаний, с помощью языка топологии, алгебры и других средств моделирования систем.

Структуры, особенно иерархические, могут помочь в раскрытии неопределённости сложных систем. Иными словами,

структурные представления систем могут являться средством их исследования. В связи  с этим полезно выделить и исследовать  определённые виды (классы) структур. 

Виды структур 

Сетевая структура, или сеть, представляет собой декомпозицию системы во времени. Такие структуры могут отображать порядок действия технической системы (телефонная сеть, электрическая сеть и т.п.), этапы деятельности человека (при производстве продукции – сетевой график, при проектировании – сетевая модель, при планировании – сетевой план и т.д.). В виде сетевых моделей представляются методички системного анализа.

Иерархические структуры представляют собой декомпозицию системы в пространстве. Все компоненты (вершины, узлы) и связи (дуги, соединения узлов) существуют в этих структурах одновременно (не разнесены во времени). Такие структуры могут иметь не два, а большее число уровней декомпозиции (структуризации).

Структуры типа, в которых каждый элемент  нижележащего уровня подчинён одному узлу (одной вершине) вышестоящего (и это справедливо для всех уровней иерархии), называют древовидными структурами, структурами типа «дерева», на которых выполняется отношение древесного порядка, иерархическими структурами с «сильными» связями.

Структуры, в которых элемент нижележащего уровня может быть подчинён двум и  более узлам (вершинам) вышестоящего, называют иерархическими структурами  со «слабыми» связями.

Матричные структуры. Иерархическим структурам, соответствуют матричные структуры. Отношения, имеющие вид «слабых» связей между двумя уровнями, подобны отношениям в матрице, образованной из составляющих этих двух уровней.

Структуры систем

Многоуровневые  иерархические структуры. В теории систем М. Месаровича предложены особые классы иерархических структур, отличающиеся различными принципами взаимоотношений элементов в пределах уровня и различным

правом  вмешательства вышестоящего уровня в организацию взаимоотношений  между элементами нижележащего, для  названия которых он предложил следующие термины: «страты», «слои», «эшелоны».

Смешанные иерархические структуры бывают с вертикальными и горизонтальными связями.

Структуры с произвольными связями могут иметь любую форму, объединять принципы разных видов структур и

нарушать  их. 

Сравнительный анализ систем 

При выборе структуры для представления  конкретной системы следует учитывать  их особенности и возможности.

Сетевые структуры используются в тех  случаях, когда систему удаётся  отобразить через описание материальных и информационных процессов, происходящих в ней, т.е. представить последовательностью изготовления изделий, прохождения документов и т.д.

Предпочтительно представление во времени и процессов  проектирования новых систем. Однако такое представление практически невозможно для сложных технических комплексов, особенно при проектировании организационных систем управления. В этих случаях вначале используют расчленение системы в пространстве, т.е. представление её различными видами иерархических структур. Наиболее предпочтительно получение древовидной структуры, которая более чётко отражает взаимоотношения между компонентами системы. Такое представление предпочтительно при организации производства

сложных технических комплексов: древовидное  расчленение изделия позволяет  определить основные структурные единицы (цехи, участки и т.п.) производственной структуры, уточнение взаимодействия между которыми затем ведётся с помощью сетевых структур.

В организационных  системах взаимоотношения между  структурными единицами организационной  структуры гораздо более сложны. Их не всегда удаётся сразу отобразить с помощью древовидной структуры. Используются иерархии со «сла-

быми  связями», матричные структуры, а  для сложных корпораций – многоуровневые структуры типа страт, эшелонов, смешанные структуры с вертикальными и горизонтальными связями.

От вида структур зависит важная характеристика любой системы – степень её целостности, устойчивости.

Для сравнительного анализа структур используются информационные оценки степени целостности и коэффициент использования компонентов системы, которые могут интерпретироваться как оценки устойчивости оргструктуры при предоставлении свободы элементам или как оценки степени централизации-децентрализации управления в системе.

Эти оценки получены из соотношения, определяющего взаимосвязь системной, собственной и взаимной сложности системы:

Собственная сложность представляет собой суммарную  сложность (содержание) элементов системы  вне связи их между собой (в случае прагматической информации – суммарную сложность элементов, влияющих на достижение цели).

 

Характеризует содержание системы как целого (например, сложность её использования).

Взаимная  сложность характеризует степень взаимосвязи элементов в системе (т.е. сложность её устройства, схемы,

структуры).

Оценка характеризует степень целостности, связности, взаимозависимости элементов системы; для организационных систем может быть интерпретирована как характеристика устойчивости, управляемости, степени централизации

управления.

Оценка  показывает самостоятельность, автономность частей в целом, степень использования возможностей элементов. Для организационных систем удобно называть коэффициентом использования элементов в системе. 

Классификация систем 

Классификации всегда относительны. Так, в детерминированной  системе можно найти элементы стохастичности, и, напротив, детерминированную систему можно считать частным случаем стохастической (при вероятности равной единице).

Аналогично, если принять во внимание диалектику субъективного и объективного в  системе, то станет понятной относительность разделения системы на абстрактные и объективно существующие: это могут быть стадии развития одной и той же системы.

Однако  относительность классификаций  не должна останавливать исследователей. Цель любой классификации – ограничить выбор подходов к отображению системы, сопоставить 83выделенным классам приёмы и методы системного анализа и дать рекомендации по выбору методов для соответствующего класса систем. При это система, в принципе, может быть одновременно охарактеризована несколькими признаками, т.е. ей может быть найдено место одновременно в разных классификациях, каждая из которых может оказаться полезной при выборе методов моделирования.

Рассмотрим  для примера некоторые из наиболее важных классификаций систем.

Для выделения  классов систем могут использоваться различные классификационные признаки. Основными из них считаются: природа элементов, происхождение, длительность существования, изменчивость свойств, степень сложности, отношение к среде, реакция на возмущающие воздействия, характер поведения и степень участия людей в реализации управляющих воздействий. По природе элементов системы делятся на реальные и абстрактные.

Реальными (физическими) системами являются объекты, состоящие из материальных элементов.

Среди них обычно выделяют механические, электрические (электронные), биологические, социальные и другие подклассы систем и их комбинации.

Абстрактные системы составляют элементы, не имеющие прямых аналогов в реальном мире. Они создаются путём мысленного отвлечения от тех или иных сторон, свойств и (или) связей предметов и образуются в результате творческой

деятельности  человека. Иными словами, это продукт его мышления. Примером абстрактных систем являются системы уравнений, идеи, планы, гипотезы, теории и т.п.

В зависимости  от происхождения выделяют естественные и искусственные системы.

Естественные  системы, будучи продуктом развития природы, возникли без вмешательства человека. К ним можно отнести, например, климат, почву, живые организмы, солнечную систему и др. Появление новой естественной системы –

большая редкость.

Искусственные системы – это результат созидательной деятельности человека, со временем их количество увеличивается.

По длительности существования системы подразделяются на постоянные и временные. К постоянным обычно относятся естественные системы, хотя с точки зрения диалектики все существующие системы – временные. 

 

К постоянным относятся искусственные системы, которые в процессе заданного  времени функционирования сохраняют

существенные  свойства, определяемые предназначением этих систем.

В зависимости  от степени изменчивости свойств  системы делятся на статические и динамические.