Файл: И системного анализа.pdf

Основы теории систем и системного анализа 31
3.3. Классификация систем по структуре
В зависимости от структуры и пространственно-временных свойств сис- темы делятся на простые, сложные и большие, которые представлены на ри- сунке 3.3.
Рисунок 3.3 – Классификация систем по структуре
Простые — системы, не имеют разветвленных структур, состоят из не- большого количества взаимосвязей и небольшого количества элементов, в них нельзя выделить иерархические уровни.
Отличительной особенностью простых систем является детерминирован-
ность (четкая определенность) числа элементов и связей как внутри системы, так и со средой.
В настоящее время существует ряд подходов к разделению систем по сложности, которые представлены на рисунке 3.4.
Одним из подходов является классификация, в зависимости от числа эле- ментов, входящих в систему.

Основы теории систем и системного анализа 33 1) решающую принимает глобальные решения во взаимодействии с внешней средой и распределяет локальные задания между всеми другим под- системами;
2) информационную обеспечивает сбор, переработку и передачу инфор- мации, необходимой для принятия глобальных решений и выполнения локаль- ны задач;
3) управляющую для реализации глобальных решений;
4) гомеостазную, поддерживающую динамическое равновесие внутри систем и регулирующую потоки энергии и вещества в подсистемах;
5) адаптивную, накапливающую опыт в процессе обучения для улучше- ния структуры и функций системы.
Большой системой называют систему, в которой число подсистем кото- рой очень велико, а состав разнороден.
Система может быть и большой и сложной. Сложные системы объединя- ет более обширную группу систем, то есть большие — подкласс сложных сис- тем.
Основополагающими при анализе и синтезе больших и сложных систем
являются процедуры декомпозиции и агрегирования.
Декомпозиция — разделение систем на части, с последующим самостоя- тельным рассмотрением отдельных частей.
Применительно к большим и сложным системам декомпозиция является мощным инструментом исследования.
Агрегирование является понятием, противоположным декомпозиции. В процессе исследования возникает необходимость объединения элементов сис- темы с целью рассмотреть ее с более общих позиций.
Декомпозиция и агрегирование представляют собой две противополож-
ные стороны подхода к рассмотрению больших и сложных систем, применяе-
мые в диалектическом единстве.
3.4. Классификация систем по характеру функций
С точки зрения характера функций различаются специальные, много-
функциональные, и универсальные системы, которые представлены на рисунке
3.5.
Для специализированных систем характерна единственность назначения и узкая профессиональная специализация обслуживающего персонала (сравни- тельно несложная).
34 Основы теории систем и системного анализа
Рисунок 3.5 – Классификация систем по характеру функций
Многофункциональные системы реализовывают на одной и той же струк- туре несколько функций. Пример: производственная система, обеспечивающая выпуск различной продукции в пределах определенной номенклатуры.
Для универсальных систем: реализуется множество действий на одной и той же структуре, однако состав функций по виду и количеству менее одноро- ден (менее определен, например, комбайн).
3.5. Классификация систем по характеру развития
По характеру развития системы разделяются на два класса, которые про- демонстрированы на рисунке 3.6.
Рисунок 3.6 - Два класса систем, разделяющихся по характеру развития
Стабильные системы характеризуются тем, что структура и функции практически не изменяются в течение всего периода ее существования. При этом качество функционирования стабильных систем по мере изнашивания их элементов только ухудшается. Восстановительные мероприятия обычно могут лишь снизить темп ухудшения.
Отличной особенностью развивающихся систем является то, что с тече- нием времени их структура и функции приобретают существенные изменения.
Функции системы более постоянны, однако они могут видоизменяться. Прак-
Стабильные
Развивающиеся
По характеру
развития
По характеру
функций
Специализированные
Многофункциональные
(универсальные)

Основы теории систем и системного анализа 35 тически неизменными остается лишь их назначение. Развивающиеся системы имеют более высокую сложность.
3.6 Классификация систем по степени организованности
По степени организованности системы подразделяются на: хорошо орга-
низованные, плохо организованные (диффузные), которые представлены на ри- сунке 3.7.
Рисунок 3.7 – Классификация систем по степени организованности
Для хорошо организованной системы характерно: определены эле-
менты системы, их взаимосвязь, правила объединения в более крупные ком-
поненты. Проблемная ситуация описана в виде математического выражения.
Решение задачи осуществляется аналитическими методами формализованного представления системы.
Примеры хорошо организованных систем: солнечная система, описы- вающая наиболее существенные закономерности движения планет вокруг
Солнца; отображение атома в виде планетарной системы, состоящей из ядра и электронов; описание работы сложного электронного устройства с помощью системы уравнений, учитывающей особенности условий его работы (наличие шумов, нестабильности источников питания и т. п.).
Описание объекта в виде хорошо организованной системы применяется в тех случаях, когда можно предложить детерминированное описание и экспери- ментально доказать правомерность его применения, адекватность модели ре- альному процессу. Попытки применить класс хорошо организованных систем для представления сложных многокомпонентных объектов или многокритери- альных задач плохо удаются: они требуют недопустимо больших затрат време- ни, практически нереализуемы и неадекватны применяемым моделям.
Плохо организованные системы. Система характеризуется некоторым набором макропараметров и закономерностями, которые находятся на основе исследования не всего объекта или класса явлений, а на основе определенной с помощью некоторых правил выборки компонентов, характеризующих иссле- дуемый объект или процесс. На основе такого выборочного исследования по- лучают характеристики или закономерности (статистические, экономические) и
По степени организо- ванности
Хорошо организованные
Плохо организованные
36 Основы теории систем и системного анализа распространяют их на всю систему в целом. При этом делаются соответствую- щие оговорки. Например, при получении статистических закономерностей их распространяют на поведение всей системы с некоторой доверительной веро- ятностью.
Подход к отображению объектов в виде диффузных систем широко при- меняется при: описании систем массового обслуживания, определении числен- ности штатов на предприятиях и учреждениях, исследовании документальных потоков информации в системах управления и т. д.
3.7. Классификация систем по сложности поведения
По сложности поведения системы можно разделить на 4 типа, которые представлены на рисунке 3.8.
Рисунок 3.8 – Классификация систем по сложности поведения
Автоматические: однозначно реагируют на ограниченный набор внеш- них воздействий, внутренняя их организация приспособлена к переходу в рав- новесное состояние при выводе из него (гомеостаз).
Решающие: имеют постоянные критерии различения их постоянной ре- акции на широкие классы внешних воздействий. Постоянство внутренней структуры поддерживается заменой вышедших из строя элементов.
Самоорганизующиеся: имеют гибкие критерии различения и гибкие ре- акции на внешние воздействия, приспосабливающиеся к различным типам воз- действия. Устойчивость внутренней структуры высших форм таких систем обеспечивается постоянным самовоспроизводством.
Самоорганизующиеся системы обладают признаками диффузных сис-
тем: стохастичностью поведения, нестационарностью отдельных парамет-
ров и процессов. К этому добавляются такие признаки, как непредсказуемость поведения; способность адаптироваться к изменяющимся условиям среды, из- менять структуру при взаимодействии системы со средой, сохраняя при этом свойства целостности; способность формировать возможные варианты поведе-
По сложно‐
сти пове‐
дения
Автоматические
Решающие
Самоорганизующиеся
Предвидящие

Основы теории систем и системного анализа 37 ния и выбирать из них наилучший и др. Иногда этот класс разбивают на под- классы, выделяя адаптивные или самоприспосабливающиеся системы, самовос- станавливающиеся, самовоспроизводящиеся и другие подклассы, соответст- вующие различным свойствам развивающихся систем.
Примеры: биологические организации, коллективное поведение людей, организация управления на уровне предприятия, отрасли, государства в целом, т.е. в тех системах, где обязательно имеется человеческий фактор.
Если устойчивость по своей сложности начинает превосходить сложные воздействия внешнего мира — это предвидящие системы: она может предви-
деть дальнейший ход взаимодействия.
3.8. Классификация систем по характеру связи между элементами
Системы можно классифицировать на два типа, которые представлены на рисунке 3 9, в зависимости от характера связей между ее элементами.
Рисунок 3 9 – Классификация систем по характеру связи между элемен- тами
Системы, для которых состояние системы однозначно определяется на- чальными значениями и может быть предсказано для любого последующего момента времени, называются детерминированными.
Стохастические системы — системы, изменения в которых носят слу- чайный характер. При случайных воздействиях информации о состоянии сис- темы недостаточно для предсказания состояния системы в последующий мо- мент времени.
3.9. Классификация систем по структуре управления
Систему можно разделить на виды по признакам структуры их построе- ния и значимости той роли, которую играют в них отдельные составные части в сравнение с ролями других частей (рис.3.10).
По характеру свя‐
зей между эле‐
ментами
Детерминированные
Стохастические
38 Основы теории систем и системного анализа
Рисунок 3.10 – Классификация систем по структуреуправления
В некоторых системах одной из частей может принадлежать домини-
рующая роль (ее значимость значительно превосходит значимость других час- тей). Такой компонент — будет выступать как центральный, определяющий функционирование всей системы. Такие системы называют централизован-
ными.
В других системах все составляющие их компоненты примерно одинако- во значимы. Структурно они расположены не вокруг некоторого централизо- ванного компонента, а взаимосвязаны последовательно или параллельно и имеют примерно одинаковые значения для функционирования системы. Это
децентрализованные системы.
3.10. Классификация систем по назначению
Системы можно классифицировать по назначению. Среди техниче- ских и организационных систем выделяют: производящие, управляющие, об- служивающие.
В производящих системах реализуются процессы получения некоторых продуктов или услуг.
Назначение управляющих систем — организация и управление вещест- венно-энергетическими и информационными процессами.
Обслуживающие системы занимаются поддержкой заданных пределов работоспособности производящих и управляющих систем.
По структуре
управления
Централизованные
Децентрализованные