45. Системы и их классификация. Большие системы и их свойства.

Как известно, система – это упорядоченное множество элементов, находящихся во взаимной связи, зависимости и взаимодействии друг с другом и на этой основе образующих целостное единство. Многообразие систем может быть существенно упорядочено, если их классифицировать, то есть разделить, а затем объединить по определенным признакам.

В зависимости от выбора критерия, по которому ведется оценка систем, может быть создано бесконечное множество классов систем.

Например, классификация систем по происхождению составляет 3 класса:

1. Естественные

Примеры:

атом, молекула, клетка, организм, популяция, общество, вселенная и т.п.

Естественные системы в свою очередь могут включать подсистемы:

• живые (например, любое животное);

• неживые (например, земная кора);

• экологические (например, любой водоем);

• социальные (например, семья) и другие подсистемы.

2). Искусственные

Примеры: системность экономика управление

1. Холодильник, самолет, предприятие, фирма, город, государство, партия, общественная организация и т. п.

2. Одной из первых искусственных систем можно считать систему торговли.

К искусственным системам обычно относят орудия труда, машины и механизмы, автоматы и роботов.

3). Смешанные

Смешанные системы объединяют искусственные и естественные системы:

• эргономические (например, токарный станок и токарь);

• биотехнологические (например, микроорганизмы и технологическое оборудование);

• организационные (например, коллектив работников предприятия и средства производства);

• автоматизированные (например, автомат, приводимый в действие оператором).

Классификация систем по типу переменных

Характеристики и параметры.

Характеристикой принято называть то, что отражает некоторой свойство системы или ее элемента. Характеристики делятся на количественные и качественные в зависимости от типа отношений на множестве их значений.

Если на множестве значений заданы метризованные отношения, когда указан не только факт выполнения отношения у_i rу_j, но и степень их количественного превосходства, характеристика называется количественной. Например, размер экрана (см) и максимальное разрешение (пиксель) или уровень звука (дБа) являются количественными, поскольку существуют шкалы измерений этих характеристик, допускающие упорядочение возможных значений по степени количественного превосходства. Если пространство значений не метрическое, то характеристика называется качественной (например, комфортность, живучесть, актуальность и т.п.).

Входные, выходные и внутренние (если речь идет о «белом ящике» характеристики системы называются переменными системы. Как было сказано выше, они могут быть:

1. с качественными переменными (имеющие лишь содержательное описание)

2. с количественными переменными (имеющие дискретно или непрерывно описываемые количественным образом переменные);

3. со смешенным описанием переменных

Классификация систем по типу операторов

По типу операторов системы подразделяются на:

1. “черный ящик”

2. непараметризованный класс

3. параметризованный класс

4. “прозрачная” цель (белый ящик)

“Черный ящик” - термин, который обозначает систему или механизм работы, которой очень сложен, неизвестен или неважен в рамках данной задачи. Такие системы обычно имеют некий «вход» для ввода информации и «выход» для отображения результатов работы. Состояние выходов обычно функционально зависит от состояния входов. В модель включается то, что существенно для достижения цели (целевое назначение модели).

Модель «черного ящика» - модель системы, представляющая собой структуру с известными выходными и входными параметрами и неизвестным внутренним устройством. Исследуя известные параметры, с помощью такой модели можно получить представление о внутреннем устройстве.

Модель «черного ящика» часто оказывается не только очень полезной, но в ряде случаев единственно применимой при изучении систем. Например, при исследовании психики человека или влияния лекарства на живой организм мы лишены возможности вмешательства в систему иначе, как только через ее входы, и выводы делаем только на основании наблюдения за ее выходами. Это вообще относится к таким исследованиям, в результате проведения которых нужно получить данные о системе в обычной для нее обстановке, где следует специально заботиться о том, чтобы измерения как можно меньше влияли на саму систему. Другая причина того, что приходится ограничиваться только моделью "черного ящика", - действительное отсутствие данных о внутреннем устройстве системы. Например, мы не знаем, как "устроен" электрон, но знаем, как он взаимодействует с электрическими и магнитными полями, с гравитационным полем. Это и есть описание электрона на уровне модели «черного ящика». В свою очередь “Белый ящик” -- это система, состоящая из известных компонентов, соединенных известным образом и преобразующих сигналы по известным алгоритмам или законам.

Параметризованные системы - когда закон известен с точностью до параметров и его возможно отнести к некоторому классу зависимостей.

Не параметризованные - когда закон не описан; описываем с помощью хотя бы неизвестных параметров; известны лишь некоторые априорные свойства закона.