Sistema nesusidaro. Ideali švietimo sistema – kokia ji neturėtų būti? f) atsargų valdymas

Dažnai susidaro situacija, kai sistemos elementai jau egzistuoja, bet sistemos kaip visumos dar nėra.

Dažna klaida šiuo atveju yra tolesnis atskirų elementų tobulinimas ir Ne iš jų sukurti sistemą. TRIZ viduje šiuo atveju jie sako, kad sistema yra neužbaigta ir turi būti „sukurta iki galo“, kad būtų gauta norima sistemos savybė / kokybė...

Taigi, koriodininkas ir bulius atskirai neformuoti sistema. Tačiau priešais jautį raudonu skuduru atkakliai mojuojantis koriodininkas, aišku, greitai suformuos sistemą...

Štai dar du tipiški pavyzdžiai iš aviacijos istorijos:

PAVYZDYS.„...kol nebus suburtos visos inovacijai, kuria jos grindžiamos, reikalingos žinios, inovacija netaps realybe, nevyks. Pavyzdžiui, Samuelis Langley, kuris, remiantis amžininkų lūkesčiais, turėjo tapti lėktuvo išradėju, buvo daug geriau pasiruošęs nei Broliai Wrightai. Tuo metu pirmaujančios mokslinės institucijos, Smitsono instituto Vašingtone, sekretorius turėjo visus tautos mokslinius išteklius. Tačiau jis norėjo nekreipti dėmesio į benzininį variklį, kuris tuo metu jau buvo išrastas. Jis tikėjo garo varikliu. Dėl to jo lėktuvas galėjo pakilti; tačiau dėl didelio garo mašinos svorio jis negalėjo paimti į lėktuvą jokio krovinio, net piloto. Kad lėktuvas pasirodytų, reikėjo matematikos ir benzininio variklio sintezės. Kol nebus surinktos visos reikalingos žinios, šiomis naujomis žiniomis pagrįstos naujovės net neprasideda.

Yra daug sistemos sąvokų. Panagrinėkime sąvokas, kurios geriausiai atskleidžia esmines jo savybes (1 pav.).

Ryžiai. 1. Sistemos samprata

„Sistema yra sąveikaujančių komponentų kompleksas“.

„Sistema yra tarpusavyje susijusių veikimo elementų rinkinys.

„Sistema yra ne tik vienetų rinkinys, bet ir santykių tarp šių vienetų rinkinys“.

Ir nors sistemos sąvoka apibrėžiama įvairiai, dažniausiai tai reiškia, kad sistema yra tam tikras tarpusavyje susijusių elementų rinkinys, sudarantis stabilią vienybę ir vientisumą, turintis vientisas savybes ir modelius.

Sistemą galime apibrėžti kaip kažką vientiso, abstraktaus ar tikro, susidedančio iš tarpusavyje susijusių dalių.

Sistema gali būti bet koks gyvosios ir negyvosios gamtos objektas, visuomenė, procesas ar procesų visuma, mokslinė teorija ir kt., jeigu jie apibrėžia elementus, kurie sudaro vienybę (vientisumą) su jų ryšiais ir tarpusavio ryšiais, kurie galiausiai sukuria savybių rinkinį, būdingas tik tam tikrai sistemai ir išskiriantis ją iš kitų sistemų (atsiradimo savybė).

Sistema(iš graikų kalbos SYSTEMA, reiškianti „visa, sudaryta iš dalių“) – tai elementų, ryšių ir sąveikos tarp jų ir išorinės aplinkos visuma, formuojanti tam tikrą vientisumą, vienybę ir tikslingumą. Beveik kiekvienas objektas gali būti laikomas sistema.

Sistema– yra materialių ir nematerialių objektų (elementų, posistemių), kuriuos vienija tam tikri ryšiai (informaciniai, mechaniniai ir kt.), visuma, skirtas konkrečiam tikslui pasiekti ir tai pasiekti geriausiu įmanomu būdu. Sistema apibrėžiamas kaip kategorija, t.y. jos atskleidimas atliekamas nustatant pagrindines sistemai būdingas savybes. Norint ištirti sistemą, būtina ją supaprastinti, išlaikant pagrindines savybes, t.y. sukurti sistemos modelį.

Sistema gali pasireikšti kaip vientisas materialus objektas, reprezentuojantis natūraliai nulemtą funkciškai sąveikaujančių elementų rinkinį.

Svarbi sistemos charakterizavimo priemonė yra jos savybių. Pagrindinės sistemos savybės pasireiškia per materijos, energijos ir informacijos virsmo procesų vientisumą, sąveiką ir tarpusavio priklausomybę, per jos funkcionalumą, struktūrą, ryšius ir išorinę aplinką.

Turtas– tai objekto parametrų kokybė, t.y. išorinės būdo, kuriuo gaunamos žinios apie objektą, apraiškos. Savybės leidžia apibūdinti sistemos objektus. Tačiau jie gali keistis dėl sistemos veikimo. Savybės yra išorinės proceso, kurio metu gaunamos žinios apie objektą ir jo stebimos, apraiškos. Savybės suteikia galimybę apibūdinti sistemos objektus kiekybiškai, išreiškiant juos tam tikros dimensijos vienetais.

Sistemos objektų savybės gali keistis dėl jos veikimo. Išskiriami šie dalykai: :

· pagrindinės sistemos savybės Sistema yra elementų rinkinys

· . Tam tikromis sąlygomis elementai gali būti laikomi sistemomis.. Reikšmingų ryšių tarp elementų buvimas Pagal reikšmingi ryšiai

· suprantami kaip tie, kurie natūraliai ir būtinai lemia sistemos integracines savybes., Konkrečios organizacijos buvimas

· kuri pasireiškia sistemos neapibrėžtumo laipsnio sumažėjimu lyginant su sistemą formuojančių veiksnių, lemiančių sistemos kūrimo galimybę, entropija. Šie veiksniai apima sistemos elementų skaičių, reikšmingų jungčių, kurias elementas gali turėti, skaičių. Integruojamųjų savybių prieinamumas

· , t.y. būdingas visai sistemai, bet nėra būdingas jokiam jos elementui atskirai. Jų buvimas rodo, kad sistemos savybės, nors ir priklauso nuo elementų savybių, jos nėra visiškai nulemtos. Sistema nėra redukuota į paprastą elementų rinkinį; Išskaidžius sistemą į atskiras dalis, neįmanoma žinoti visų sistemos, kaip visumos, savybių. – Atsiradimas

· atskirų elementų savybių ir visos sistemos savybių neredukuojamumas. Sąžiningumas

· – tai visos sistemos savybė, kurią sudaro tai, kad bet kurio sistemos komponento pasikeitimas paveikia visus kitus jos komponentus ir lemia visos sistemos pasikeitimą; atvirkščiai, bet koks sistemos pasikeitimas turi įtakos visiems sistemos komponentams. Dalijamumas

· – galima išskaidyti sistemą į posistemius, siekiant supaprastinti sistemos analizę.. Bendravimo įgūdžiai Bet kuri sistema veikia aplinkoje, ji patiria aplinkos įtaką ir, savo ruožtu, veikia aplinką. Aplinkos ir sistemos ryšys

galima laikyti vienu iš pagrindinių sistemos funkcionavimo ypatybių, išorine sistemos charakteristika, kuri iš esmės lemia jos savybes. · Sistema yra įgimta, plėtoti turtą prisitaikyti prie naujų sąlygų, kurdami naujus ryšius, elementus su savo vietiniais tikslais ir priemonėmis jiems pasiekti. Plėtra

· – paaiškina sudėtingus termodinaminius ir informacinius procesus gamtoje ir visuomenėje. Hierarchija reiškia nuoseklų pradinės sistemos skaidymą į kelis lygius, nustatant pagrindinių lygių pavaldumo santykį su aukštesniaisiais. Sistemos hierarchija yra tai, kad jis gali būti laikomas aukštesnės eilės sistemos elementu, o kiekvienas jos elementas savo ruožtu yra sistema.

Svarbi sistemos savybė yra sistemos inercija, nustatant laiką, reikalingą sistemai perkelti iš vienos būsenos į kitą pagal pateiktus valdymo parametrus.

· Daugiafunkciškumas – sudėtingos sistemos gebėjimas įgyvendinti tam tikrą funkcijų rinkinį tam tikroje struktūroje, pasireiškiantis lankstumo, prisitaikymo ir išlikimo savybėmis.

· Lankstumas – tai sistemos savybė pakeisti veikimo tikslą, priklausomai nuo posistemių veikimo sąlygų ar būsenos.

· Prisitaikymas – sistemos gebėjimas keisti savo struktūrą ir pasirinkti elgesio variantus pagal naujus sistemos tikslus ir veikiant aplinkos veiksniams. Adaptyvioji sistema yra tokia, kurioje vyksta nuolatinis mokymosi arba saviorganizavimosi procesas.

· Patikimumas – Tai sistemos savybė per tam tikrą laikotarpį su nurodytais kokybės parametrais įgyvendinti nurodytas funkcijas.

· Saugumas – sistemos gebėjimas jos veikimo metu nedaryti nepriimtino poveikio techniniams objektams, personalui ir aplinkai.

· Pažeidžiamumas – galimybė būti pažeistam veikiant išoriniams ir (ar) vidiniams veiksniams.

· Struktūriškumas – sistemos elgseną lemia jos elementų elgsena ir jos struktūros savybės.

· Dinamiškumas yra gebėjimas veikti laikui bėgant.

· Atsiliepimų prieinamumas.

Bet kuri sistema turi tikslą ir apribojimus. Sistemos tikslą galima apibūdinti tiksline funkcija U1 = F (x, y, t, ...), kur U1 yra kraštutinė vieno iš sistemos funkcionavimo kokybės rodiklių reikšmė.

Sistemos elgesys galima apibūdinti dėsniu Y = F(x), atspindinčiu pokyčius sistemos įėjime ir išėjime. Tai lemia sistemos būklę.

Sistemos būsena yra momentinė nuotrauka arba sistemos momentinė nuotrauka, jos vystymosi stotelė. Jis nustatomas arba per įvesties sąveikas arba išvesties signalus (rezultatus), arba per makroparametrus, sistemos makroypatybes. Tai yra jos n elementų būsenų ir ryšių tarp jų rinkinys. Konkrečios sistemos specifikacija priklauso nuo jos būsenų specifikacijos, pradedant nuo jos atsiradimo ir baigiant jos mirtimi arba perėjimu į kitą sistemą. Tikra sistema negali būti jokioje būsenoje. Jos būklei taikomi apribojimai – kai kurie vidiniai ir išoriniai veiksniai (pavyzdžiui, žmogus negali gyventi 1000 metų). Galimos realios sistemos būsenos sistemos būsenų erdvėje formuoja tam tikrą subdomeną Z SD (poerdvę) - leistinų sistemos būsenų aibę.

Pusiausvyra– sistemos gebėjimas išlaikyti savo būseną neribotą laiką, nesant išorinių trikdančių poveikių arba esant nuolatiniam poveikiui.

Tvarumas yra sistemos gebėjimas grįžti į pusiausvyros būseną po to, kai ji buvo pašalinta iš šios būsenos veikiant išoriniams ar vidiniams trikdžiams. Šis gebėjimas būdingas sistemoms, kai nuokrypis neviršija tam tikros nustatytos ribos.

3. Sistemos sandaros samprata.

Sistemos struktūra– sistemos elementų ir jungčių tarp jų rinkinys rinkinio pavidalu. Sistemos struktūra reiškia struktūrą, išdėstymą, tvarką ir atspindi tam tikrus santykius, sistemos komponentų tarpusavio padėtį, t.y. jo struktūra ir neatsižvelgiama į daugybę jo elementų savybių (būsenų).

Sistema gali būti pavaizduota paprastu elementų sąrašu, tačiau dažniausiai tiriant objektą tokio atvaizdavimo neužtenka, nes reikia išsiaiškinti, kas yra objektas ir kas užtikrina jo tikslų įvykdymą.

Ryžiai. 2. Sistemos struktūra

Sistemos elemento samprata. Pagal apibrėžimą elementas– Tai neatskiriama kompleksinės visumos dalis. Mūsų sampratoje kompleksinė visuma yra sistema, vaizduojanti vientisą tarpusavyje susijusių elementų kompleksą.

Elementas- sistemos dalis, kuri yra nepriklausoma visos sistemos atžvilgiu ir yra nedaloma šiuo dalių atskyrimo būdu. Elemento nedalomumas laikomas netikslingumu tam tikros sistemos modelyje atsižvelgti į jo vidinę struktūrą.

Pats elementas pasižymi tik išorinėmis apraiškomis ryšių ir santykių su kitais elementais ir išorine aplinka pavidalu.

Komunikacijos koncepcija. Ryšys– vieno elemento savybių priklausomybių nuo kitų sistemos elementų savybių rinkinys. Nustatyti ryšį tarp dviejų elementų reiškia nustatyti jų savybių priklausomybes. Elementų savybių priklausomybė gali būti vienpusė arba dvipusė.

Santykiai– vieno elemento savybių dvikrypčių priklausomybių nuo kitų sistemos elementų savybių rinkinys.

Sąveika– elementų savybių tarpusavio ryšių ir santykių visuma, kai jie įgauna tarpusavio sąveikos pobūdį.

Išorinės aplinkos samprata. Sistema egzistuoja tarp kitų materialių ar nematerialių objektų, kurie nėra įtraukti į sistemą ir kuriuos vienija „išorinės aplinkos“ sąvoka – išorinės aplinkos objektai. Įvestis apibūdina išorinės aplinkos poveikį sistemai, išvestis – sistemos poveikį išorinei aplinkai.

Iš esmės sistemos apibrėžimas ar identifikavimas yra tam tikros materialaus pasaulio srities padalijimas į dvi dalis, iš kurių viena laikoma sistema – analizės (sintezės) objektu, o kita – kaip išorinė aplinka. .

Išorinė aplinka– erdvėje ir laike egzistuojančių objektų (sistemų), kurie, kaip manoma, turi įtakos sistemai, visuma.

Išorinė aplinka yra natūralių ir dirbtinių sistemų visuma, kuriai ši sistema nėra funkcinis posistemis.

Konstrukcijų tipai

Panagrinėkime keletą tipinių sistemos struktūrų, naudojamų organizaciniams, ekonominiams, gamybiniams ir techniniams objektams apibūdinti.

Paprastai sąvoka „struktūra“ siejama su grafiniu elementų ir jų jungčių atvaizdavimu. Tačiau struktūra taip pat gali būti pavaizduota matricos forma, aibės teorinio aprašymo forma, naudojant topologijos kalbą, algebrą ir kitus sistemų modeliavimo įrankius.

Linijinis (nuoseklus) struktūrai (8 pav.) būdinga tai, kad kiekviena viršūnė yra sujungta su dviem gretimomis, sugedus bent vienam elementui (ryšiui), konstrukcija sunaikinama. Tokios konstrukcijos pavyzdys yra konvejeris.

Žiedas konstrukcija (9 pav.) yra uždara, bet kurie du elementai turi dvi jungties kryptis. Tai padidina ryšio greitį ir padaro struktūrą patvaresnę.

Korinis konstrukcijai (10 pav.) būdingas atsarginių jungčių buvimas, dėl to padidėja konstrukcijos veikimo patikimumas (išgyvenamumas), tačiau didėja jos savikaina.

Padauginti prijungtas struktūra (11 pav.) turi pilno grafo struktūrą. Eksploatacijos patikimumas yra maksimalus, eksploatacijos efektyvumas didelis dėl trumpiausių kelių, kaina maksimali.

Žvaigždė struktūra (12 pav.) turi centrinį mazgą, kuris veikia kaip centras, pavaldūs visi kiti sistemos elementai.

Graphovaya struktūra (13 pav.) dažniausiai naudojama aprašant gamybos ir technologines sistemas.

Tinklas struktūra (neto)- grafinės struktūros tipas, vaizduojantis sistemos skaidymą laike.

Pavyzdžiui, tinklo struktūra gali atspindėti techninės sistemos (telefono tinklo, elektros tinklo ir kt.) veikimo tvarką, žmogaus veiklos etapus (gamyboje – tinklo schema, projektuojant – tinklo modelį, planuojant – a. tinklo modelis, tinklo planas ir kt. .d.).

Hierarchinis struktūra plačiausiai naudojama kuriant valdymo sistemas, kuo aukštesnis hierarchijos lygis, tuo mažiau ryšių turi jos elementai. Visi elementai, išskyrus viršutinį ir apatinį lygius, turi ir komandų, ir pavaldžių valdymo funkcijas.

Hierarchinės struktūros reiškia sistemos skaidymą erdvėje. Visos viršūnės (mazgai) ir jungtys (lankai, briaunos) šiose struktūrose egzistuoja vienu metu (neatskirtos laike).

Hierarchinės struktūros, kuriose kiekvienas žemesnio lygio elementas yra pavaldus vienam aukštesniojo mazgui (vienai viršūnei) (ir tai galioja visiems hierarchijos lygiams), vadinamos. panašus į medį konstrukcijos (struktūros "medžio" tipas; struktūros, kuriose vykdomi medžio eilės ryšiai, hierarchinės struktūros su stiprus jungtys) (14 pav., a).

Struktūros, kuriose žemesnio lygio elementas gali būti pavaldus dviem ar daugiau aukštesnio lygio mazgų (viršūnių), vadinamos hierarchinėmis struktūromis su silpnas jungtys (14 pav., b).

Sudėtingų techninių produktų ir kompleksų projektai, klasifikatorių ir žodynų struktūros, įmonių tikslų ir funkcijų struktūros, gamybinės, organizacinės struktūros pateikiamos hierarchinėmis struktūromis.

Apskritai terminashierarchija plačiau tai reiškia pavaldumą, žemesnės padėties ir rango asmenų pavaldumo aukštesniems tvarką, kilęs kaip „karjeros laiptų“ pavadinimas religijoje, plačiai vartojamas apibūdinti santykiams valdžios, kariuomenės aparate, ir pan., tada hierarchijos sąvoka buvo išplėsta iki bet kokios suderintos objektų tvarkos pagal pavaldumą.

Taigi hierarchinėse struktūrose svarbu tik išryškinti subordinacijos lygius, o lygmens viduje gali būti bet koks ryšys tarp lygių ir komponentų. Atsižvelgiant į tai, yra struktūrų, kurios naudoja hierarchinį principą, tačiau turi specifinių bruožų, todėl patartina jas išskirti atskirai.

Šiandien noriu pakalbėti apie „idealią“ švietimo sistemą. Nepatenkintųjų balsai pasigirsta vis dažniau, atrodo, kad dabartinė padėtis niekam nebetinka – nei studentams, nei mokytojams, nei dideliems verslo klientams (nebent valstybė saldžiai snūduriuoja ar užsiima); kiti, svarbesni dalykai).

Pradėsiu nuo rėmų: negaliu kalbėti apie visą švietimo sistemą, todėl kalbėsime tik apie ugdymo procesus IT viduje. Mano bandymas ką nors pasiūlyti kitose žinių srityse būtų arba stiprus gudrumas, arba visiškas nekompetencija: vargu ar įmanoma ką nors radikaliai pakeisti rengiant gydytoją ar kitą aukštųjų technologijų darbuotoją, kurio veikla susijusi su dideliu atsakingumas arba didelis technologinis darbo krūvis. Todėl apsiribojau tik tomis sritimis, kuriose galima taikyti savarankiško mokymo principus; kur mokymui nereikia sudėtingų techninių objektų (pvz., orlaivių emuliatoriai pilotų mokymui).

Taigi, pirmiausia, apibrėžkime, kokie „subjektai“ (vadinkime juos taip) švietimo sistemoje ir kaip jie sąveikauja tarpusavyje ugdymo procese. Galime drąsiai pabrėžti keletą svarbių objektų:

administracinė švietimo sistemos dalis (toliau – administracija);

valstybė kaip daugelio prašymų švietimo sistemai agregatorė (toliau – klientas, kurio vaidmuo nebūtinai gali būti valstybė, o verslas ar privatus asmuo).

Šią sistemą galima papildyti, bet galbūt nereikia jos be reikalo komplikuoti (pvz., praleisime tokį subjektą kaip „tėvai“; manysiu, kad „mokiniai“ šį subjektą įtraukia į save). Visiškai akivaizdu, kad pagrindinis šios sistemos sąveikos vektorius atrodo maždaug taip:

Tokiu atveju galimos sąveikos tarp negretimų lygių, tačiau dažniausiai tai neįvyksta. Tai yra, procesai tarp lygių „studentai“ – „dėstytojai“ yra daug intensyvesni nei tarp lygių „studentai“ – „administracija“, o apie „studentų“ – „kliento“ sąveikos lygį kalbėti nereikia. . Ar tai gerai ar blogai? Ir gerai, ir blogai. Hierarchinės schemos yra sėkmingai valdomos, tačiau tuo pačiu metu problemos apačioje kartais yra prastai matomos iš viršaus. Ir atvirkščiai.

Akivaizdu, kad šiuo metu kiekvienas ugdymo proceso dalyvis (subjektas) turi įvairių lūkesčių, kurių negali patenkinti esami santykiai. Tai natūraliai sukelia įvairių problemų. Kokios tiksliai?

"Studentai". Dažniausiai nepatenkinti šiais dalykais:

a) pats diplomas (išsilavinimo pažymėjimas) nėra vertinamas „kliento“, nes jis neatspindi tikrosios specialisto vertės;
b) sistemoje įgytų žinių lygis ne visada atitinka bent minimaliai priimtinus standartus – perduodamos žinios arba labai pasenusios, arba dėstomos žemu lygiu;
c) žinių perdavimo procesai yra neefektyvūs, nes neatsižvelgia į psichofizines mokinių ypatybes („stiprių“ ir „silpnų“ mokinių vidurkius sudaro sistema).

"Mokytojai". Šio lygio subjektų pateiktos pretenzijos:

a) didžiulė dėstytojų problema – nepasitenkinimas finansine darbo dalimi;
b) pastarųjų metų problema – studentų srauto kokybės pablogėjimas dėl pagrindinių žinių lygio sumažėjimo, mokamų vietų skaičiaus padidėjimo (dėl to į sistemą patenka labai labai silpni pretendentai ). Tai apsunkina mokytojo darbą (dirbti su gabesniais mokiniais ir lengviau, ir įdomiau);
c) nepasitenkinimas aukštojo mokslo reformomis – praktinis efektas nematomas (pavyzdžiui, perėjimas nuo penkiabalės vertinimo sistemos prie dešimtbalės).

"Administracija". Kas netinka procesui vadovaujančiam sluoksniui:

a) dėstytojų darbo kokybės pablogėjimas, darbuotojų skaičiaus mažėjimas. Vis sunkiau į sistemą pritraukti jaunus specialistus, nes potencialiai geri kandidatai į dėstytojų pareigas patenka į gamybą;
b) nėra aiškios personalo atkūrimo strategijos.

"Klientas". Atrodo, kad tai vienintelis dalyvis, kuris kol kas patenkintas viskuo tokia forma, kokia yra. Bent jau aš taip norėčiau manyti. Bet jei „klientą“ identifikuosite kaip verslą, jis taip pat turės kuo būti nepatenkintas. Man atrodo, kad čia bus du pagrindiniai skundai:

a) silpnas „išmetimas“ – laisvų darbo vietų skaičius nepadengia esamų studentų darbo apimčių. Dėl to atsiranda darbuotojų trūkumas, o tai veda į rinkos įkaitimą – auga atlyginimai (staigmena, staigmena! vėlgi, verslui nepatinkančios naujienos!). Mano asmeninė mikroišvada: investuodami į švietimo sistemą galite išlaikyti darbo užmokesčio augimą pramonėje;
b) pati „išmetimo“ kokybė - šiuolaikinė švietimo sistema suteikia daugiau ar mažiau tinkamų pagrindinių žinių, tačiau nesuteikia reikiamo kiekio žinių apie šiuolaikinių technologijų krūvą;
c) verslas turi mažai įtakos procesams, vykstantiems „mokinio“ – „mokytojo“ santykių sistemoje.

Akivaizdu, kad kaip mokytojas (ir šiek tiek ir administratorius) man artimesni ir suprantamesni santykiai tarp dėstytojų ir mokinių, taip pat tarp mokytojų ir administracijos, NE TARP TARP IR KIeno? Tačiau bendras vaizdas susidaro gana aiškiai.

Bendras rezultatas yra toks. Švietimo sistemoje susikaupė gana daug problemų, kurias sunku išspręsti pagal esamą sistemą.

Taigi kokia tiksliai turėtų būti „ideali“ švietimo sistema, galinti išspręsti iškilusias problemas? Į šį klausimą gavau skirtingus atsakymus!

Studento požiūriu: Švietimo sistema turėtų suteikti žinių, kurių paklausa yra pati paklausiausia, darbo garantiją baigus, galimybę mokytis dėti kuo mažiau pastangų.

Mokytojo požiūriu: sistema turėtų maksimaliai padidinti finansinį ir moralinį pasitenkinimą darbu, tuo pačiu sumažinant darbo sąnaudas.

Administracijos požiūriu: sistema turi būti savireguliuojanti, kad būtų kuo mažiau pastangų reguliuoti mokymosi procesą.

Kliento požiūriu: sistema turi maksimaliai padidinti darbo kiekį su aukščiausios kokybės mokymais už minimalią išleistą pinigų sumą.

Taigi visi ugdymo proceso santykių dalyviai linkę sumažinti pastangas siekti rezultatų. Studentai, dėstytojai ir administracija yra linkę mažinti darbo sąnaudas, o klientas – finansines išlaidas. Ir visi nepatenkinti tokia situacija! Mokiniai nepatenkinti gaunama ugdymo kokybe (nors ir nenori eikvoti darbo jėgos), mokytojai nepatenkinti sumažėjusiais finansiniais srautais (taip pat nenori eikvoti darbo jėgos). Administracija kenčia nuo sistemos „perreguliavimo“, nes dabartinėje situacijoje nepajėgi valdyti švietimo sistemos. Klientas yra nepatenkintas žinių kokybe ir specialistų skaičiumi produkcijoje, tačiau tuo pačiu yra linkęs sumažinti finansines išlaidas.

Ar verta mokymo sistemoje atsisakyti kurios nors iš minėtų kategorijų? Akivaizdu, kad ne. Studentai negali būti pašalinti, tai aišku. Ar prasminga apsieiti be mokytojų? Žinoma, kad ne (yra savamokslių, kurie sugeba mokytis savarankiškai – bet čia ne apie juos). Mokytojo funkcija ne tik pagreitina mokymosi procesą, bet ir jam vadovauja, sumažindama mokymuisi skiriamą laiką. Ar galime atsisakyti administracijos? Matyt, irgi ne, nes administracijos funkcijos yra reguliavimo ir priežiūros. Na, gal pabandyk kuo labiau sumažinti šio sluoksnio etatus. Kaip atsisakyti kliento? Jei nėra kliento, nėra prasmės rengti specialistų.

Peršasi bendra išvada, kad bet kuri švietimo sistema susidės iš 4 sluoksnių/kategorijų, o jei „idealią“ sistemą vertinsime kaip kiekvienos iš šalių norų atspindį, tai gausime neveikiančią sistemą, kurioje kiekvienas kategorijos sieks sumažinti savo išlaidas. Vadinasi, negali būti „idealios“ sistemos, bet koks jos sukūrimas bus kompromisas arba ideali sistema bus ta, kurios produkcijos kokybė būtų kuo aukštesnė, optimaliai tenkinant visus sistemos dalyvius ir sumažinant jos kaštus; priežiūra.

Ką galima padaryti šiuo atveju? Visų pirma pripažinkite: Šiuolaikiniai mokymo metodai yra pasenę!

Taip, turime pripažinti, kad sistemą reikia keisti. Kaip gali padėti modernūs procesų organizavimo metodai? Visų pirma, reikia pakeisti sistemos struktūrą, pavyzdžiui, į šią:

Šioje schemoje visi dalyviai turi lygias teises ir gali tiesiogiai daryti įtaką mokymosi procesui. Studentai gali bendrauti su užsakovu, kuris gali motyvuoti studentus mokytis, jis taip pat turi galimybę greitai paveikti edukacinių programų turinį, dėstytojai gali labiau reaguoti į kintančias gamybos srities tendencijas;

Ką galima pakeisti specialistų rengimo procese? Štai tik keletas rekomendacijų:

kokybiškų nuotolinių kursų įtraukimas į ugdymo procesą (), tačiau savarankiškas tokių kursų kūrimas bus labai brangus (pagal OCW Concorcium skaičiavimus, 1 valandos kurso paruošimo kaina yra 1000 USD;

asinchroninio užsiėmimų vedimo modelio naudojimas (studentai dirba savarankiškai, žiūri įrašytas paskaitas, tačiau prižiūrimi kurso vadovo, todėl greičiau išmokusieji medžiagą gali greičiau judėti studijose);

mišrių grupių naudojimas - labiau patyrę studentai perduoda patirtį jaunesniems studentams, taip pat prižiūrimi kurso vadovo. Mišriose grupėse žinių perdavimo procesas vyksta labai greitai!

kursų, seminarų, konferencijų įrašų panaudojimas mokymosi procese;

vieningos žinių bazės šalies viduje sukūrimas, darbo programų, kursų, užduočių ir kt. suvienodinimas;

„popierizmo“ sistemoje optimizavimas diegiant vieningą respublikinę elektroninių dokumentų valdymo sistemą;

būtina ugdyti naują mokytojų bangą, tuos, kurie gali panaudoti visus šiuos sistemos elementus, o tam būtina sukurti patrauklias darbo sąlygas ir teisingą apmokėjimo sistemą;

didinti stojančiųjų į IT specialybes, o tam turime rimtai užsiimti profesiniu orientavimu vidurinėje mokykloje;

kviesti užsienio specialistus vesti užsiėmimus ir rengti savo specialistus;

išmokti motyvuoti mokinius mokytis;

pagalvoti apie vieningo elektroninio išsilavinimo diplomo (pažymėjimo) įvedimą (http://degreed.com/about);

aktyviai naudoti internetinius seminarus mokymuose.

Taigi, viena vertus, turime pripažinti, kad norint modernizuoti sistemą būtina išleisti daug pinigų! Tačiau įvedus vieningus vieningus kursus, panaudojus elektronines dokumentų valdymo ir ataskaitų sistemas bei pakeitus sąveikos sąvokas sistemoje, akivaizdu, kad galima žymiai sumažinti specialistų rengimo kaštus, tuo pačiu didinant jų kokybę. ir kiekis.

Šiame straipsnyje apžvelgsime sistemos, kaip įrenginio, sudaryto iš įvairių konstrukcinių elementų, apibrėžimą. Čia bus paliečiamas sistemų klasifikavimo ir jų charakteristikų klausimas, taip pat Ashby dėsnio formulavimas ir bendrosios teorijos samprata.

Įvadas

Sistemos apibrėžimas yra daugybė elementų, kurie yra tam tikrame ryšyje vienas su kitu ir sudaro vientisumą.

Sistemos, kaip termino, vartojimą lemia poreikis pabrėžti įvairias kažko savybes. Paprastai mes kalbame apie sudėtingą ir didžiulę objekto struktūrą. Dažnai sunku vienareikšmiškai išardyti tokį mechanizmą, o tai yra dar viena priežastis vartoti terminą „sistema“.

Sistemos apibrėžimas turi būdingą skirtumą nuo „aibės“ ar „visumos“, kuris pasireiškia tuo, kad pagrindinis straipsnio terminas pasakoja apie tvarką ir vientisumą tam tikrame objekte. Sistema visada turi tam tikrą konstrukcijos ir veikimo modelį, taip pat turi specifinį vystymąsi.

Sąvokos apibrėžimas

Yra įvairių sistemos apibrėžimų, kuriuos galima klasifikuoti pagal daugybę savybių. Tai labai plati sąvoka, kurią galima naudoti beveik viskam ir bet kokiems mokslams. Konteksto apie sistemą turinys, žinių sritis ir tyrimo bei analizės tikslas taip pat labai įtakoja šios sąvokos apibrėžimą. Išsamaus apibūdinimo problema kyla dėl objektyvių ir subjektyvių terminų vartojimo.

Pažvelkime į kai kuriuos aprašomuosius apibrėžimus:

• Sistema yra sudėtingas vientiso „mechanizmo“ sąveikaujančių fragmentų darinys.
• Sistema yra bendra elementų sankaupa, kurie yra tam tikri vienas su kitu, taip pat susiję su aplinka.
• Sistema yra tarpusavyje susijusių komponentų ir dalių rinkinys, izoliuotas nuo aplinkos, tačiau sąveikaujantis su ja ir veikiantis kaip vientisa visuma.

Pirmieji aprašomosios sistemos apibrėžimai datuojami ankstyvuoju sistemų mokslo vystymosi laikotarpiu. Ši terminija apėmė tik elementus ir jungčių rinkinį. Tada jie pradėjo įtraukti įvairias sąvokas, pavyzdžiui, funkcijas.

Sistema kasdieniame gyvenime

Sistemos apibrėžimą žmogus naudoja įvairiose gyvenimo ir veiklos srityse:

• Vardinant teorijas, pavyzdžiui, Platono filosofinė sistema.
• Kuriant klasifikaciją.
• Kuriant struktūrą.
• Įvardijant nusistovėjusių gyvenimo normų ir elgesio taisyklių visumą. Pavyzdys yra teisės aktų arba moralinių vertybių sistema.

Sistemų tyrimai yra mokslo plėtra, kuri tiriama įvairiose disciplinose, tokiose kaip inžinerija, sistemų teorija, sistemų analizė, sistemų mokslas, termodinamika, sistemų dinamika ir kt.

Sistemos apibūdinimas pagal jos sudedamąsias dalis

Pagrindiniai sistemos apibrėžimai apima daugybę savybių, kurias išanalizavus galima vienaip ar kitaip ją išsamiai apibūdinti. Panagrinėkime pagrindinius:

• Sistemos padalijimo į fragmentus riba yra elemento apibrėžimas. Nagrinėjamų aspektų, sprendžiamų uždavinių ir užsibrėžto tikslo požiūriu jie gali būti klasifikuojami ir skiriasi įvairiai.
• Komponentas yra posistemis, kuris mums pateikiamas santykinai nepriklausomos sistemos dalelės pavidalu ir tuo pat metu turi tam tikras savo savybes ir potikslius.
• Komunikacija – tai santykis tarp sistemos elementų ir to, ką jie riboja. Bendravimas leidžia sumažinti „mechanizmo“ fragmentų laisvės laipsnį, bet tuo pačiu įgyti naujų savybių.
• Struktūra – tai sąrašas svarbiausių komponentų ir jungčių, kurie dabartinio sistemos veikimo metu mažai keičiasi. Jis yra atsakingas už pagrindinių savybių buvimą.
• Pagrindinė sąvoka apibrėžiant sistemą yra ir tikslo sąvoka. Tikslas yra daugialypė sąvoka, kurią galima apibrėžti priklausomai nuo konteksto duomenų ir pažinimo stadijos, kurioje yra sistema.

Sistemos apibrėžimo metodas taip pat priklauso nuo tokių sąvokų kaip būsena, elgesys, raida ir gyvavimo ciklas.

Raštų buvimas

Analizuojant pagrindinį straipsnio terminą, bus svarbu atkreipti dėmesį į tam tikrų modelių buvimą. Pirmasis yra bendrosios aplinkos apribojimų buvimas. Kitaip tariant, tai yra integratyvumas, kuris apibrėžia sistemą kaip abstraktų darinį, turintį vientisumą ir aiškiai apibrėžtas jos ribų ribas.

Sistema turi sinergiją, atsiradimą ir holizmą, taip pat sisteminį ir super-addityvų poveikį. Sistemos elementai gali būti tarpusavyje susieti tarp konkrečių komponentų, o kai kurie gali niekaip nesąveikauti, tačiau įtaka bet kuriuo atveju yra visa apimanti. Jis gaminamas netiesioginės sąveikos būdu.

Sistemos apibrėžimas yra terminas, glaudžiai susijęs su hierarchijos reiškiniu, kuris yra įvairių sistemos dalių, kaip atskirų sistemų, apibrėžimas.

Klasifikavimo duomenys

Beveik visuose leidiniuose, kuriuose nagrinėjama sistemų teorija ir sistemų analizė, aptariamas klausimas, kaip teisingai jas klasifikuoti. Didžiausia nuomonių apie šį skirtumą įvairovė yra susijusi su sudėtingų sistemų apibrėžimu. Dauguma klasifikacijų yra savavališkos, kurios dar vadinamos empirinėmis. Tai reiškia, kad dažniausiai autoriai savavališkai vartoja šį terminą, kai reikia apibūdinti konkrečią sprendžiamą problemą. Skirtumas dažniausiai daromas apibrėžiant dalyką ir kategorišką principą.

Tarp pagrindinių savybių žmonės dažniausiai atkreipia dėmesį į:

• Visų sistemos komponentų, būtent vienkomponentinių arba daugiakomponentinių, kiekybinė vertė.
• Svarstant statinę struktūrą, būtina atsižvelgti į santykinio poilsio būseną ir dinamiškumo buvimą.
• Ryšys su uždaru arba atviru tipu.
• Deterministinės sistemos charakteristikos konkrečiu laiko momentu.
• Būtina atsižvelgti į homogeniškumą (pavyzdžiui, rūšies organizmų populiaciją) arba į heterogeniškumą (įvairių elementų su skirtingomis savybėmis buvimą).
• Analizuojant diskrečią sistemą, dėsningumai ir procesai visada yra aiškiai ribojami ir pagal kilmę išskiriami: dirbtiniai, natūralūs ir mišrūs.
• Svarbu atkreipti dėmesį į organizuotumo laipsnį.

Sistemos, sistemų tipų ir visos sistemos apibrėžimas taip pat yra susijęs su jų sudėtingumo ar paprasto suvokimo problema. Tačiau būtent čia ir kyla daugiausia nesutarimų, kai bandoma pateikti išsamų savybių sąrašą, pagal kurį jas būtina atskirti.

Tikimybinės ir deterministinės sistemos samprata

Sąvokos „sistema“ apibrėžimas, sukurtas ir pasiūlytas 2008 m. Alus tapo vienu plačiausiai žinomų ir paplitusių visame pasaulyje. Jis įtraukė determinizmo ir sudėtingumo lygių derinį į skirtumo pagrindą ir gavo tikimybinį bei deterministinį. Pastarųjų pavyzdžiai yra paprastos konstrukcijos, tokios kaip langinės ir mašinų dirbtuvės. Sudėtingus vaizduoja kompiuteriai ir automatika.

Tikimybinis elementų išdėstymas paprasta forma gali būti monetos metimas, medūzos judėjimas, statistinės kontrolės, susijusios su produktų kokybe, buvimas. Tarp sudėtingų sistemos pavyzdžių galime prisiminti atsargų kaupimą, sąlyginius refleksus ir tt Super sudėtingos tikimybinio tipo formos: ekonomikos samprata, smegenų struktūra, įmonė ir kt.

Ašbio dėsnis

Sistemos sąvokos apibrėžimas glaudžiai susijęs su Ašbio dėsniu. Kuriant tam tikrą struktūrą, kurioje komponentai turi ryšį vienas su kitu, būtina nustatyti problemų sprendimo gebėjimą. Svarbu, kad sistemos įvairovė būtų didesnė už nagrinėjamos problemos įvairovę. Antroji savybė yra ta, kad sistema turi galimybę sukurti tokią įvairovę. Kitaip tariant, sistemos konstrukcija turi būti reguliuojama taip, kad ji galėtų keisti savo savybes, reaguodama į sprendžiamos problemos sąlygų pasikeitimus ar trikdymo pasireiškimą.

Nesant tokių charakteristikų tiriamam reiškiniui, sistema negalės patenkinti valdymo užduotims keliamų reikalavimų. Jis taps neveiksmingas. Taip pat svarbu atkreipti dėmesį į įvairovės buvimą posistemių sąraše.

Bendrosios teorijos samprata

Sistemos apibrėžimas yra ne tik bendrosios jos charakteristikos, bet ir įvairių svarbių aspektų visuma. Viena iš jų – bendrosios sistemų teorijos samprata, kuri pateikiama mokslinės ir metodinės koncepcijos forma, tiriant objektus, kurie sudaro sistemą. Jis yra tarpusavyje susijęs su tokiu terminų vienetu kaip „sisteminis požiūris“ ir yra jo nurodytų principų ir metodikų sąrašas. Pirmąją bendrosios teorijos formą iškėlė L. Von Bertalanffy, o jo idėja rėmėsi pagrindinių teiginių, atsakingų už sistemos objektų valdymą ir funkcionalumą, izomorfizmo pripažinimu.

1. Pagrindinės sistemų teorijos sąvokos (sistemos apibrėžimas, išorinė aplinka, objektas, elementas; reprezentacijų sistema)

Sistema - tai visas, holistinis elementų (komponentų), sujungtų ir sąveikaujančių vienas su kitu, rinkinys, kad būtų galima realizuoti sistemos funkciją.

Objekto kaip sistemos tyrimas apima naudojimądaugybė vaizdavimo sistemų (kategorijų), tarp kurių pagrindinės yra:

Struktūrinis vaizdavimas siejamas su sistemos elementų identifikavimu ir ryšiais tarp jų.

Funkcinis sistemų vaizdavimas – tai sistemos funkcijų (tikslingų veiksmų) ir jos komponentų visumos, skirtos konkrečiam tikslui pasiekti, nustatymas.

Makroskopinis vaizdas – sistemos suvokimas kaip nedaloma visuma, sąveikaujanti su išorine aplinka.

Mikroskopinis vaizdas pagrįstas sistemos, kaip tarpusavyje susijusių elementų rinkinio, žiūrėjimu. Tai apima sistemos struktūros atskleidimą.

Hierarchinis vaizdavimas grindžiamas posistemio samprata, gaunama skaidant (dekompozuojant) sistemą, kuri turi sistemos savybes, kurios turėtų būti atskirtos nuo jos elemento - nedalomos į mažesnes dalis (sprendžiamos problemos požiūriu). Sistema gali būti pavaizduota kaip įvairių lygių posistemių rinkinys, sudarantis sistemos hierarchiją, kurią iš apačios uždaro tik elementai.

Proceso vaizdas suponuoja sistemos objekto supratimą kaip dinamišką objektą, kuriam būdinga jo būsenų seka laikui bėgant.

Objektas pažinimas – tai realaus pasaulio garbė, kuris išsiskiria ir ilgą laiką suvokiamas kaip vientisa visuma. Objektas gali būti materialus arba abstraktus, natūralus arba dirbtinis. Objektas turi begalinį savybių rinkinį. Tačiau praktiškai mums reikia riboto mums svarbių savybių rinkinio.

Išorinė aplinka - „Sistemos“ sąvoka atsiranda ten, kur ir kada materialiai ar spekuliatyviai nubrėžiame uždarą ribą tarp neribotos ar tam tikro riboto elementų rinkinio. Tie elementai su atitinkamu tarpusavio sąlygiškumu, kurie patenka į vidų, sudaro sistemą.

Tie elementai, kurie lieka už ribos, sudaro aibę, kuri sistemų teorijoje vadinama „sistemos aplinka“ arba tiesiog „aplinka“ arba „išorine aplinka“.

Iš šių samprotavimų darytina išvada, kad neįsivaizduojama sistema be išorinės aplinkos. Sistema formuoja ir išreiškia savo savybes sąveikos su aplinka procese, būdama pagrindinė šios įtakos sudedamoji dalis.

Atsižvelgiant į poveikį aplinkai ir sąveikos su kitomis sistemomis pobūdį, sistemų funkcijos gali būti išdėstytos didėjančia eile taip:

pasyvus egzistavimas;

medžiaga kitoms sistemoms;

aukštesnės eilės sistemų priežiūra;

priešprieša kitoms sistemoms (išlikimas);

kitų sistemų įsisavinimas (išsiplėtimas);

kitų sistemų ir aplinkų transformacija (aktyvus vaidmuo).

Bet kuri sistema gali būti laikoma, viena vertus, aukštesnės eilės posisteme (supersistema), kita vertus, žemesnės eilės sistemos (posistemės) viršsistema. Pavyzdžiui, „gamybos dirbtuvių“ sistema yra įtraukta kaip posistemis į aukštesnio rango sistemą – „įmonę“. Savo ruožtu „įmonė“ supersistema gali būti „korporacijos“ posistemė.

Paprastai posistemės apima daugiau ar mažiau savarankiškas sistemų dalis, išsiskiriančias pagal tam tikras savybes, turinčias santykinį savarankiškumą ir tam tikrą laisvės laipsnį.

Komponentas - bet kuri sistemos dalis, kuri užmezga tam tikrus ryšius su kitomis dalimis (posistemėmis, elementais).

Elementas su Sistema – tai sistemos dalis, turinti vienareikšmiškai apibrėžtas savybes, atliekančias tam tikras funkcijas ir kurios sprendžiamos problemos rėmuose (tyrėjo požiūriu) nėra toliau skirstomos.

Elemento, posistemio, sistemos sąvokos yra konvertuojamos kaip aukštesnės eilės sistemos (metasistemos) elementas, o elementas – giluminėje analizėje – kaip sistema. Tai, kad bet kuri posistemė kartu yra santykinai nepriklausoma sistema, lemia 2 sistemų tyrimo aspektus: makro ir mikro lygiu.

Studijuojant makro lygmeniu, pagrindinis dėmesys skiriamas sistemos sąveikai su išorine aplinka. Be to, aukštesnio lygio sistemos gali būti laikomos išorinės aplinkos dalimi. Taikant šį metodą, pagrindiniai veiksniai yra tikslinė sistemos funkcija (tikslas) ir jos veikimo sąlygos. Šiuo atveju sistemos elementai tiriami jų organizavimo į vientisą visumą ir jų įtakos visos sistemos funkcijoms požiūriu.

Mikro lygiu pagrindinės yra vidinės sistemos charakteristikos, elementų tarpusavio sąveikos pobūdis, jų savybės ir veikimo sąlygos.

Norint ištirti sistemą, abu komponentai sujungiami.

2. Sistemos sandaros sampratos. Jungtys ir jų rūšys.

Sistemos struktūra suprantama kaip stabili santykių visuma, kuri išlieka nepakitusi ilgą laiką, bent jau stebėjimo intervalu. Sistemos struktūra lenkia tam tikrą sudėtingumo lygį, atsižvelgiant į sistemos elementų rinkinio santykių sudėtį arba, atitinkamai, objekto apraiškų įvairovės lygį.

Ryšiai yra elementai, kurie tiesiogiai sąveikauja tarp sistemos elementų (arba posistemių), taip pat su aplinkos elementais ir posistemiais.

Komunikacija yra viena iš pagrindinių sisteminio požiūrio sąvokų. Sistema kaip visuma egzistuoja būtent dėl ​​ryšių tarp jos elementų, t.y., kitaip tariant, ryšiai išreiškia sistemos veikimo dėsnius. Ryšiai pagal santykių pobūdį išskiriami kaip tiesioginiai ir atvirkštiniai, o pagal pasireiškimo (apibūdinimo) tipą – kaip deterministiniai ir tikimybiniai.

Tiesioginiai ryšiai yra skirti tam tikram funkciniam medžiagos, energijos, informacijos ar jų derinių perkėlimui – iš vieno elemento į kitą pagrindinio proceso kryptimi.

Atsiliepimai, Iš esmės jie atlieka informacines funkcijas, atspindinčias sistemos būklės pokyčius dėl jos valdymo veiksmų. Grįžtamojo ryšio principo atradimas buvo išskirtinis įvykis plėtojant technologijas ir turėjo nepaprastai svarbių pasekmių. Valdymo, prisitaikymo, savireguliacijos, saviorganizacijos ir plėtros procesai neįmanomi be grįžtamojo ryšio naudojimo.

Ryžiai. - Atsiliepimo pavyzdys

Grįžtamojo ryšio pagalba signalas (informacija) iš sistemos (valdymo objekto) išėjimo perduodamas į valdymo elementą. Čia šis signalas, kuriame yra informacijos apie valdymo objekto atliekamus darbus, lyginamas su signalu, nurodančiu darbų turinį ir apimtį (pavyzdžiui, planu). Jeigu yra neatitikimas tarp faktinės ir planuojamos darbų būklės, imamasi priemonių jam pašalinti.

Pagrindinės grįžtamojo ryšio funkcijos yra šios:

neutralizuoti tai, ką pati sistema daro, kai peržengia nustatytas ribas (pavyzdžiui, reaguoja į kokybės pablogėjimą);

trikdžių kompensavimas ir stabilios sistemos pusiausvyros būsenos palaikymas (pavyzdžiui, įrangos gedimai);

sintetinti išorinius ir vidinius trikdžius, kurie linkę išvesti sistemą iš stabilios pusiausvyros būsenos, sumažinant šiuos sutrikimus iki vieno ar kelių valdomų dydžių nuokrypių (pavyzdžiui, valdymo komandų kūrimas, kad tuo pačiu metu atsirastų naujas konkurentas ir sumažėtų gaminių kokybė);

kontrolės objekto kontrolės veiksmų kūrimas pagal menkai įformintą įstatymą. Pavyzdžiui, didesnės energijos išteklių kainos nustatymas sąlygoja kompleksinius įvairių organizacijų veiklos pokyčius, keičia galutinius jų funkcionavimo rezultatus, reikalauja gamybos ir ekonominio proceso pokyčių per analitinėmis išraiškomis nenusakomus poveikius.

Socialinių ir ekonominių sistemų grįžtamojo ryšio kilpų pažeidimas dėl įvairių priežasčių sukelia rimtų pasekmių. Atskiros lokalinės sistemos praranda gebėjimą evoliucionuoti ir jautriai suvokti atsirandančias naujas tendencijas, ilgalaikę plėtrą ir moksliškai pagrįstą savo veiklos prognozavimą ilgam laikui, efektyvų prisitaikymą prie nuolat kintančių aplinkos sąlygų.

Socialinių ir ekonominių sistemų ypatybė yra ta, kad ne visada įmanoma aiškiai išreikšti grįžtamojo ryšio nuorodas, kurios jose paprastai yra ilgos, eina per daugybę tarpinių nuorodų ir sunku jas aiškiai matyti. Patys kontroliuojami kiekiai dažnai nėra aiškiai apibrėžti, todėl sunku nustatyti daug apribojimų, taikomų kontroliuojamų kiekių parametrams. Tikrosios priežastys, dėl kurių kontroliuojami kintamieji viršija nustatytas ribas, taip pat ne visada žinomos.

Deterministinė (kieta) jungtis, kaip taisyklė, vienareikšmiškai apibrėžia priežastį ir pasekmę bei pateikia aiškiai apibrėžtą elementų sąveikos formulę.Tikimybinis (lankstus) bendravimas -Apibrėžia numanomas ir netiesiogines priklausomybes tarp elementų. Tikimybių teorija siūlo specialų matematinį aparatą šiems ryšiams tirti, vadinamą koreliacine analize.

Kriterijai – tai ženklai, pagal kuriuos įvertinama sistemos veikimo atitiktis jos paskirčiai pagal duotus apribojimus.

Sistemos efektyvumas – tai santykis tarp tikslinio operacijos rezultato ir realiai realizuoto.

Dažnai yra įvesties ir išvesties apribojimai – užtikrina sistemos išvesties atitiktį tolesnės sistemos įvesties reikalavimams. Jei reikalavimų nesilaikoma, apribojimas neleidžia jam praeiti pro save, tai yra veikia filtro principu.

Sistemos būsena yra esminių savybių rinkinys, kurį sistema turi esamu momentu.

3. Pagrindinės sistemų savybės (6 savybės).

Savybė suprantama kaip objekto pusė (jo charakteristika), kuri lemia jo skirtumą ar panašumą su kitu objektu, arba pasireiškia sąveikos metu.

Iš sistemos apibrėžimo išplaukia, kad pagrindinė savybė yra vientisumas arba vienovė, kurią užtikrina ryšiai tarp komponentų ir pasireiškia naujų savybių, kurių atskiri elementai neturi, atsiradimu.

Ši savybė vadinama atsiradimo savybe.

Atsiradimas - sistemų savybė, sukelianti naujų savybių ir savybių, kurios nėra būdingos atskiriems sistemos elementams, atsiradimą. Pagrindinis principas yra priešingas redukcionizmui, kuris teigia, kad visumą galima tirti padalijus ją į dalis, o vėliau, nustatant dalių savybes, nustatant visumos savybes.

atskirų elementų savybių ir visos sistemos savybių neredukuojamumas. - kiekvienas sistemos elementas prisideda prie sistemos tikslo įgyvendinimo.

Vientisumas ir atsiradimas yra integracinės sistemos savybės.

Vientisumas slypi tame, kad kiekvienas komponentas suteikia savo funkcionalumo ir tikslo pasiekimo modelį.

Integruojamųjų savybių buvimas yra viena iš svarbiausių sistemos savybių. Vientisumas pasireiškia tuo, kad sistema turi savo funkcionalumo modelį, savo paskirtį.

Organizacija- sudėtinga sistemų savybė, susidedanti iš struktūros ir veikimo (elgesio). Nepakeičiama sistemų dalis yra jų komponentai, būtent tie struktūriniai dariniai, kurie sudaro visumą ir be kurių neįmanoma.

Funkcionalumas- tai tam tikrų savybių (funkcijų) pasireiškimas sąveikaujant su išorine aplinka. Čia tikslas (sistemos tikslas) apibrėžiamas kaip norimas galutinis rezultatas.

Struktūriškumas - tai yra sistemos tvarkingumas, tam tikras elementų rinkinys ir išdėstymas su ryšiais tarp jų. Yra ryšys tarp sistemos funkcijos ir struktūros, kaip ir tarp filosofinių turinio ir formos kategorijų. Turinio (funkcijų) pasikeitimas reiškia formos (struktūros) pasikeitimą, bet ir atvirkščiai.

Svarbi sistemos savybė yra elgesio buvimas- veiksmai, pokyčiai, veikimas ir kt. Manoma, kad toks sistemos elgesys siejamas su aplinka (supančia), t.y. su kitomis sistemomis, su kuriomis jis liečiasi arba užmezga tam tikrus santykius. Sistemos būsenos kryptingo keitimo laikui bėgant procesas vadinamas elgesiu. Skirtingai nuo kontrolės, kai sistemos būklės pokytis pasiekiamas per išorinius poveikius, elgesį įgyvendina išimtinai pati sistema, remdamasi savo tikslais.

Kita savybė yra augimo (plėtros) savybė). Vystymas gali būti vertinamas kaip neatskiriama elgesio dalis (ir pati svarbiausia).

Pagrindinė sistemų savybė yra stabilumas, t.y. sistemos gebėjimas atlaikyti išorinius trikdžius. Nuo to priklauso sistemos tarnavimo laikas. Paprastos sistemos turi pasyvias stabilumo formas: stiprumą, pusiausvyrą, reguliuojamumą, homeostazę. O sudėtingiems lemiamos aktyvios formos: patikimumas, išgyvenamumas ir prisitaikymas. Jei išvardytos paprastų sistemų stabilumo formos (išskyrus stiprumą) yra susijusios su jų elgesiu, tai sudėtingų sistemų stabilumą lemianti forma daugiausia yra struktūrinio pobūdžio.

Patikimumas - savybė išsaugoti sistemų struktūrą, nepaisant atskirų jos elementų žūties juos pakeitus ar dubliuojant, ir išgyvenamumas - kaip aktyvus žalingų savybių slopinimas. Taigi patikimumas yra pasyvesnė forma nei išgyvenamumas.

Prisitaikymas - gebėjimas keisti elgesį ar struktūrą, siekiant išsaugoti, tobulinti ar įgyti naujų savybių besikeičiančios išorinės aplinkos sąlygomis. Būtina prisitaikymo prielaida yra grįžtamojo ryšio buvimas.

4. Sistemų klasifikavimas pagal turinį. Trumpai apibūdinkite kiekvieną klasę.

Klasifikacija vadinamas skirstymu į klases pagal esmines charakteristikas. Pagal klasę suprantama kaip visuma objektų, kurie turi tam tikrų bendrumo požymių. Charakteristika (arba požymių rinkinys) yra klasifikavimo pagrindas (kriterijus).

Sistema gali būti apibūdinta viena ar keliomis charakteristikomis ir atitinkamai galima rasti vietą įvairiose klasifikacijose, kurių kiekviena gali būti naudinga renkantis tyrimo metodiką. Paprastai klasifikavimo tikslas yra apriboti sistemų rodymo metodų pasirinkimą ir sukurti aprašo kalbą, tinkamą atitinkamai klasei.

Tikros sistemosskirstomi į natūralias (natūralios sistemos) ir dirbtines (antropogenines).

Natūralios sistemos: negyvosios (fizinės, cheminės) ir gyvosios (biologinės) sistemos.

Dirbtinės sistemos:žmonijos sukurtas savo poreikiams arba suformuotas kryptingų pastangų rezultatas. Dirbtinisskirstomi į techninius (techninius ir ekonominius) ir socialinius (viešuosius).Techninę sistemą suprojektuoja ir gamina asmuo tam tikram tikslui.

KAM socialines sistemasapima įvairias žmonių visuomenės sistemas.

Sistemų, kurias sudaro vien tik techniniai įrenginiai, identifikavimas beveik visada yra sąlyginis, nes jos nepajėgios sukurti savo būsenos. Šios sistemos veikia kaip didesnių organizacinių ir techninių sistemų, apimančių žmones, dalis.

Organizacinė sistema, kurios efektyviam funkcionavimui svarbus veiksnys yra žmonių sąveikos su techniniu posistemiu organizavimo būdas, vadinama.žmogaus-mašinos sistema. Žmogaus-mašinos sistemų pavyzdžiai: automobilis – vairuotojas; lėktuvas – pilotas; Kompiuteris – vartotojas ir kt.

Taigi, pagaltechnines sistemassuprasti vieną konstruktyvų tarpusavyje susijusių ir sąveikaujančių objektų rinkinį, skirtą kryptingiems veiksmams, kurių užduotis yra pasiekti tam tikrą rezultatą veikimo procese. Techninių sistemų skiriamieji bruožai, lyginant su savavališku objektų rinkiniu arba lyginant su atskirais elementais, yra konstruktyvumas (praktinis elementų santykių įmanomumas), sudedamųjų elementų orientacija ir tarpusavio ryšys bei tikslingumas.

Kad sistema būtų atspari išorės poveikiui, ji turi turėti stabilią struktūrą. Konstrukcijos pasirinkimas praktiškai lemia tiek visos sistemos, tiek jos posistemių ir elementų techninę išvaizdą. Konkrečios struktūros naudojimo tinkamumo klausimas turėtų būti sprendžiamas atsižvelgiant į konkrečią sistemos paskirtį. Struktūra taip pat lemia sistemos gebėjimą perskirstyti funkcijas visiškai ar dalinai iššvaistont atskirus elementus, taigi ir sistemos patikimumą bei išgyvenamumą pagal nurodytas jos elementų charakteristikas.

Abstrakčios sistemosyra tikrovės (tikrųjų sistemų) atspindžio žmogaus smegenyse rezultatas. Jų nuotaika yra būtinas žingsnis užtikrinant veiksmingą žmogaus sąveiką su išoriniu pasauliu. Abstrakčios (idealios) sistemos yra objektyvios savo kilmės šaltiniu, nes jų pirminis šaltinis yra objektyviai egzistuojanti tikrovė.
Abstrakčių sistemų dalistiesioginio ekrano sistemoms(atspindi tam tikrus realių sistemų aspektus)ir apibendrinimo (apibendrinamojo) rodymo sistemos.Pirmasis apima matematinius ir euristinius modelius, o antrasis – konceptualias sistemas (metodologinės konstrukcijos teorijas) ir kalbas.

5. Sistemų klasifikavimas į 9 grupes. Trumpai apibūdinkite kiekvieną klasę.

Atidaryti vadinama sistema, kuri sąveikauja su aplinka. Visos tikrosios sistemos yra atviros. Apibūdindami tokių sistemų struktūrą, išorinius ryšio kanalus jie bando suskirstyti į įvesties ir išvesties.

Atvira sistema turi bent 1 elementą, prijungtą prie išorinės aplinkos.

Realioje sistemoje jungčių skaičius yra didžiulis. Todėl viena iš tyrėjo užduočių yra nustatyti ir į sistemą įtraukti tik reikšmingus ryšius. Nesvarbūs atmetami.

Uždara sistema– toks, kuris nesąveikauja su aplinka arba sąveikauja su ja griežtai apibrėžtu būdu. Antruoju atveju įvesties kanalai egzistuoja, tačiau aplinkos įtaka yra pastovi ir visiškai žinoma iš anksto. Šiuo atveju tokia įtaka tiesiogiai priskiriama sistemai, o tai leidžia laikyti ją uždara.

Kombinuotos sistemosyra atviros ir uždaros posistemės. Tai yra, jose galima išskirti vieną ar daugiau posistemių, sąveikaujančių su aplinka, o likę posistemiai yra uždari.

Paprastos sistemos - neturi šakotų struktūrų ir susideda iš nedaug ryšių ir elementų. Tarnauja paprasčiausioms funkcijoms atlikti, jose negalima išskirti hierarchinių lygių. Išskirtinis bruožas yra nomenklatūros determinizmas (aiškus apibrėžimas), elementų skaičius ir vidiniai bei išoriniai ryšiai.

Sudėtingas - turi daug elementų ir vidinių jungčių ir pasižymi struktūrine įvairove. Atlieka sudėtingą funkciją arba funkcijų seriją. Galima lengvai suskirstyti į posistemes. Sistema vadinama kompleksine, jei jos pažinimui reikia įtraukti kelias mokslo disciplinas, teorijas, modelius, taip pat atsižvelgti į neapibrėžtumą.

Modelis – tam tikras sistemos ar posistemės aprašymas (matematinis, žodinis ir kt.), atspindintis grupę ir jos savybę.

Sistema vadinama sudėtinga, jei iš tikrųjų pastebimi šie sudėtingumo požymiai:

Struktūrinis sudėtingumas

Pagrindinės jungčių sąvokos:

Struktūrinis

Hierarchinis

Funkcinis

Priežastis (priežastis ir pasekmė)

Informacija

Laiko erdvėje

Veikimo (elgesio) sunkumai

Elgesio pasirinkimo sudėtingumas Daugelio alternatyvų situacijose elgsenos pasirinkimą lemia sistemos tikslas.

Plėtros sudėtingumas.

Lemia evoliucinių arba stochastinių procesų charakteristikos.

Šiuos ženklus reikia vertinti kartu. Sudėtingos sistemos pasižymi silpnu nuspėjamumu, slaptumu ir galimų būsenų įvairove.

Didelė sistemavadinama sistema, kuri negali būti stebima vienu metu iš vieno stebėtojo padėties laike ir erdvėje. Tai yra, erdvinis veiksnys jam yra reikšmingas. Jo posistemių skaičius labai didelis, o sudėtis nevienalytė. Analizuojant ir sintezuojant dideles ir sudėtingas sistemas, išskaidymo ir agregavimo procedūros yra esminės.

Už specializuotos sistemosBūdinga viena paskirtis ir siaura aptarnaujančio personalo specializacija. Universaliame sistemos, daugelis veiksmų taip pat atliekami vienoje struktūroje, tačiau funkcijų sudėtis pagal jų tipą ir skaičių nėra tokia vienalytė.

Automatinis - unikaliai reaguoti į ribotą išorinių sąveikų rinkinį. Vidinė organizacija turi keletą pusiausvyros būsenų.

Lemiamas - turėti pastovius išorinių poveikių atskyrimo kriterijus ir nuolatines reakcijas į juos.

Savarankiškai organizuojantis- turėti lanksčius diskriminacijos kriterijus ir lanksčiai reaguoti į išorinį poveikį. Gali prisitaikyti prie įtakos. Jie turi difuzinių sistemų charakteristikas, stochastinį elgesį ir parametrų bei procesų nestabilumą. Gali šiek tiek pakeisti struktūrą. Pvz.: biologinės organizacijos, kolektyvinis žmonių elgesys ir tt Jei jo stabilumas viršija išorinius poveikius, tadatai prognozavimo sistemos. Tai yra, jie gali numatyti būsimą įvykių eigą.

Transformuojančios sistemos- įsivaizduojamos sudėtingos aukščiausios sudėtingumo sistemos, nesusijusios su esamų laikmenų pastovumu. Jie gali keisti materialines medijas ir jų struktūrą, išlaikydami individualumą.

Jie vadinami deterministiniaissistemos, kurių būseną vienareikšmiškai lemia pradinis momentas ir kurią galima numatyti bet kuriam vėlesniam laiko momentui.Stochastinės sistemos- sistemos, kuriose pokyčiai yra atsitiktiniai. Tokiu atveju pradinių duomenų prognozei nepakanka.

Sistema vadinama centralizuota, jeigu viena iš jos dalių atlieka dominuojantį (pagrindinį) vaidmenį, lemiantį jos funkcionavimą.

Decentralizuotassistemos yra tos sistemos, kuriose komponentai yra vienodai reikšmingi.

Gaminant sistemos įgyvendina produktų ar paslaugų gavimo procesus. Tokios sistemos skirstomos į materialines-energines ir informacines sistemas.

Valdymo sistemos- užsiima materialinių, energetinių ir informacinių procesų organizavimu ir valdymu.

Paslaugų sistemos- palaikyti gamybos ir kontrolės sistemų veikimą.

6. Įvardykite dalies ir visumos sąveikos modelius (2). Trumpai apibūdinkite kiekvieną modelį.

Vientisumo/atsiradimo modelis sistemoje pasireiškia naujų savybių atsiradimu, kurių elementuose nėra. Norint geriau suprasti vientisumo modelį, pirmiausia reikia atsižvelgti į dvi jo puses:

sistemos (visos) savybės Qs nėra paprasta ją sudarančių elementų (dalių) savybių suma:

Qs ≠ ∑ Qi

sistemos (visumos) savybės priklauso nuo ją sudarančių elementų (dalių) savybių:

Qs = f(qi)

Be šių dviejų pagrindinių aspektų, reikia turėti omenyje, kad elementai, sujungti į sistemą, paprastai praranda kai kurias jiems būdingas savybes už sistemos ribų, t.y. atrodo, kad sistema slopina daugybę elementų savybių. Tačiau, kita vertus, elementai, patekę į sistemą, gali įgyti naujų savybių.

Pereikime prie modelio, kuris yra dvigubas vientisumo modelio atžvilgiu. Tai vadinama fiziniu adityvumu, nepriklausomumu, sumavimu, izoliacija. Fizinio adityvumo savybė pasireiškia sistemoje, kuri tarsi suskilo į savarankiškus elementus; tada pasidaro sąžininga

Qs = ∑ Qi

Šiuo kraštutiniu atveju apie sistemą kalbėti nebegalima.

Panagrinėkime tarpinius variantus – du konjuguotus modelius, kuriuos galima pavadinti progresyvia faktorizacija – sistemos troškimas į būseną, kurioje vis daugiau nepriklausomų elementų, ir progresyvus sisteminimas – sistemos noras sumažinti elementų nepriklausomumą, t.y., iki didesnio. vientisumas.

Integratyvus – šis terminas dažnai vartojamas kaip vientisumo sinonimas. Tačiau kai kurie tyrinėtojai šį modelį išryškina kaip savarankišką, bandydami pabrėžti susidomėjimą ne išoriniais vientisumo pasireiškimo veiksniais, o gilesnėmis priežastimis, lemiančiomis šios savybės atsiradimą, veiksnius, užtikrinančius vientisumo išsaugojimą.

Integratyvūs yra sistemą formuojantys, sistemą išsaugantys veiksniai, tarp kurių, viena vertus, svarbų vaidmenį vaidina elementų nevienalytiškumas ir nenuoseklumas (tyrė dauguma filosofų), kita vertus, noras jungtis į koalicijas.

7. Įvardykite hierarchinės tvarkos modelius (2). Trumpai apibūdinkite kiekvieną modelį.

Ši dėsnių grupė taip pat apibūdina sistemos sąveiką su aplinka – su aplinka (sistemai reikšminga arba esminga), viršsistema ir pavaldžiomis sistemomis.

– galima išskaidyti sistemą į posistemius, siekiant supaprastinti sistemos analizę.- Šis modelis sudaro sistemos apibrėžimo pagrindą, kai sistema nėra izoliuota nuo kitų sistemų, ji yra sujungta daugybe ryšių su aplinka, kuri, savo ruožtu, yra sudėtingas ir nevienalytis darinys, kuriame yra supersistema (metasistema - aukštesnės eilės sistema, nurodanti tiriamos sistemos reikalavimus ir apribojimus, posistemes (žemiau esančios, pavaldžios sistemos) ir to paties lygio kaip ir nagrinėjamoji sistema.

Tokia sudėtinga vienybė su aplinka vadinama komunikacijos modeliu, kuris savo ruožtu lengvai padeda pereiti į hierarchiją kaip viso pasaulio ir bet kurios nuo jo izoliuotos sistemos konstravimo modelį.

Hierarchija – Hierarchijos arba hierarchinės tvarkos dėsniai buvo vieni pirmųjų sistemų teorijos dėsnių, kuriuos nustatė ir ištyrė L. von. Bertalanffy. Būtina atsižvelgti ne tik į išorinę struktūrinę hierarchijos pusę, bet ir į funkcinius ryšius tarp lygių. Pavyzdžiui, biologinėse organizacijose aukštesnis hierarchinis lygis turi nukreipiančią įtaką jam pavaldžiam žemesniam lygiui, o ši įtaka pasireiškia tuo, kad pavaldūs hierarchijos nariai įgyja naujų savybių, kurių neturėjo izoliuotoje būsenoje ( pozicijos apie visumos įtaką pirmiau pateiktiems elementams patvirtinimas), o dėl šių naujų savybių atsiradimo susidaro nauja, kitokia „visumos išvaizda“ (elementų savybių įtaka). apskritai). Taip atsirandanti nauja visuma įgyja gebėjimą vykdyti naujas funkcijas – tai ir yra hierarchijų formavimo tikslas.

Pagrindiniai hierarchinio išdėstymo bruožai yra šie:

Tiesioginė sistemos sąveika su aukštesniais ir žemesniais lygiais. Tokiu atveju atsiranda supersistemos ir posistemio samprata, tikslas bendram lygiui (aukštam lygiui), potikslis (žemam ir vidutiniam lygiui) ir priemonė (žemesniam lygiui)

Vientisumo ir atsiradimo modelis pasireiškia kiekviename hierarchijos lygyje.

8. Įvardykite sistemų įmanomumo dėsnius. Trumpai apibūdinkite kiekvieną modelį.

Sistemos įgyvendinamumo problema yra mažiausiai išnagrinėta. Panagrinėkime kai kuriuos modelius, kurie padeda suprasti šią problemą ir į ją atsižvelgti nustatant valdymo sistemų projektavimo ir veikimo organizavimo principus.

Lygiavertiškumas- Šis modelis tarsi apibūdina maksimalias sistemos galimybes. L. von Bertalanffy, pasiūlęs šį terminą, lygiagališkumą apibrėžė kaip „gebėjimą, priešingai nei pusiausvyros būsena uždarose sistemose, visiškai nulemta pradinių sąlygų, ... pasiekti nuo laiko nepriklausomą būseną, kuri nepriklauso nuo jos. pradinės sąlygos ir yra nulemtas tik sistemos parametrų " Pagal šį modelį sistema gali pasiekti reikiamą galutinę būseną, nepriklausomą nuo laiko ir nulemtą tik pačios sistemos charakteristikų skirtingomis pradinėmis sąlygomis ir skirtingais būdais. Tai yra stabilumo forma, atsižvelgiant į pradines ir ribines sąlygas.

„Būtinos įvairovės“ dėsnis –Pirmą kartą sistemų teorijoje U.R. atkreipė dėmesį į poreikį atsižvelgti į galutinį sistemos įgyvendinamumą. Ashby. Jis suformulavo modelį, žinomą kaip „būtinosios įvairovės dėsnis“. Kalbant apie sprendimų priėmimo problemas, svarbiausia yra viena iš šio modelio pasekmių, kurią galima supaprastinti toliau pateiktu pavyzdžiu.

Kai tyrėjas (sprendimų priėmėjas – sprendimų priėmėjas, stebėtojas) N susiduria su problema D, kurios sprendimas jam nėra akivaizdus, ​​tuomet yra tam tikra galimų sprendimų įvairovė Vd. Šiai įvairovei priešinasi tyrėjo (stebėtojo) minčių įvairovė Vn. Tyrėjo užduotis yra sumažinti Vd - Vn įvairovę iki minimumo, idealiu atveju iki 0.

Ashby įrodė teoremą, kuria remiantis suformuluojama tokia išvada: „Jei Vd duota pastovi reikšmė, tai Vd - Vn galima sumažinti tik atitinkamai padidinus Vn. tik įvairovė N gali sumažinti D sukurtą įvairovę; tik įvairovė gali sunaikinti įvairovę“.

Kalbant apie valdymo sistemas, „reikalingos įvairovės“ dėsnį galima suformuluoti taip: valdymo sistemos (valdymo sistemos) įvairovė Vsu turi būti didesnė (arba bent jau lygi) valdomo objekto įvairovei Vou:

Vsu > Vou.

Galimi šie valdymo tobulinimo būdai, kai gamybos procesai tampa sudėtingesni:

Vsu padidėjimas, kurį galima pasiekti didinant vadovaujančių darbuotojų skaičių, tobulinant jų kvalifikaciją, mechanizuojant ir automatizuojant valdymo darbą;

Vou mažinimas, nustačius aiškesnes ir konkretesnes sistemos komponentų elgesio taisykles: suvienodinimas, standartizavimas, tipizavimas, nuolatinės gamybos įvedimas, detalių, mazgų, technologinės įrangos asortimento mažinimas ir kt.;

valdymo reikalavimų lygio mažinimas, t.y. nuolat stebimų ir reguliuojamų valdomos sistemos parametrų skaičiaus mažinimas;

valdymo objektų savarankiškas organizavimas, ribojant valdomus parametrus, sukuriant savireguliuojančius padalinius (parduotuves, zonas su uždaru gamybos ciklu, turinčias santykinį savarankiškumą ir ribojant centralizuotų įmonės valdymo organų įsikišimą ir kt.).

9. Įvardykite sistemų raidos dėsningumus (2). Trumpai apibūdinkite kiekvieną modelį.

Pastaruoju metu vis labiau suvokiamas poreikis atsižvelgti į jų kitimo laikui bėgant principus, kai modeliavimo sistemos tampa vis labiau suvokiamos, kurių supratimui gali padėti toliau aptariami modeliai.

Istoriškumas – Nors atrodytų akivaizdu, kad bet kuri sistema negali būti nepakitusi, kad ji ne tik atsiranda, funkcionuoja, vystosi, bet ir miršta, ir kiekvienas gali nesunkiai pateikti formavimosi, klestėjimo, nuosmukio (senėjimo) ir net mirties (mirties) biologinių ir. socialines sistemas, tačiau konkretiems organizacinių sistemų ir sudėtingų techninių kompleksų raidos atvejams šiuos laikotarpius nustatyti sunku. Organizacijų vadovai ir techninių sistemų projektuotojai ne visada atsižvelgia į tai, kad laikas yra nepakeičiama sistemos savybė, kad kiekviena sistema yra pavaldi istoriškumo modeliui ir kad šis modelis yra toks pat objektyvus kaip vientisumas, hierarchinė tvarka ir pan. Tuo pačiu metu į istoriškumo modelį galima atsižvelgti ne tik pasyviai, fiksuojant senėjimą, bet ir naudojamas siekiant užkirsti kelią sistemos „mirčiai“, kuriant „mechanizmus“ atstatymui, pertvarkant sistemą, siekiant ją išsaugoti. nauja kokybė.

Saviorganizacijos modelis yraTarp pagrindinių savaime besiorganizuojančių sistemų su aktyviais elementais bruožų yra gebėjimas atsispirti entropinėms (entropija šiuo atveju yra neapibrėžtumo laipsnis, sistemos būklės ir išorinės aplinkos nenuspėjamumas) tendencijoms, gebėjimas prisitaikyti prie besikeičiančių sąlygų. , prireikus transformuojant jo struktūrą ir kt. Šie išoriškai pasireiškiantys gebėjimai yra pagrįsti gilesniu modeliu, pagrįstu bet kurioje tikroje besivystančioje sistemoje dviejų prieštaringų tendencijų deriniu: viena vertus, visiems reiškiniams, įskaitant besivystančias, atviras sistemas, antrasis termodinamikos dėsnis ("antrasis dėsnis"). ) galioja , t.y. noras padidinti entropiją; o kita vertus, stebimos negentropinės (priešingos entropinei) tendencijos, kuriomis grindžiama evoliucija.

Svarbūs rezultatai suvokiant saviorganizavimosi dėsnius buvo gauti studijose, kurios priklauso besivystančiam mokslui, vadinamam sinergetika.

10. Kas yra sinergija? Kam jis naudojamas? Trumpai apibūdinkite 9 pagrindinius sinergetinio metodo principus.

Sinergetika yra tarpdisciplininė mokslo kryptis, tirianti universalius saviorganizacijos, evoliucijos ir bendradarbiavimo procesų dėsnius. Jo tikslas – sukurti bendrą sudėtingų sistemų, turinčių specialias savybes, teoriją. Skirtingai nuo paprastų, sudėtingos sistemos turi šias pagrindines charakteristikas:

daug nevienalyčių komponentų;

komponentų aktyvumas (tikslingumas);

daug skirtingų, lygiagrečių ryšių tarp komponentų;

semiotinis (silpnai formalizuotas) santykių pobūdis;

komponentų bendradarbiavimo elgesys;

atvirumas;

platinimas;

dinamiškumas, mokymosi gebėjimai, evoliucinis potencialas;

aplinkos parametrų neapibrėžtumas.

Ypatingą vietą sinergikoje užima spontaniško įvairaus pobūdžio tvarkingų struktūrų susidarymo sąveikos procesuose klausimai, kai pradinės sistemos yra nestabilios būsenos. Remiantis mokslininku I. Prigožinu, jį galima trumpai apibūdinti kaip „mokslų apie besiformuojančias sistemas kompleksą“.

Pagal sinergetinius modelius sistemos evoliucija redukuojama iki nepusiausvyrinių fazių perėjimų sekos. Plėtros principas suformuluotas kaip nuoseklus kritinių sričių perėjimas (bifurkacijos taškai (bifurkacija, išsišakojimas)). Netoli bifurkacijos taškų pastebimas staigus svyravimų padidėjimas (iš lotynų kalbos fluctuatio - svyravimas, nukrypimas). Vystymosi po bifurkacijos pasirinkimas nustatomas nestabilumo momentu. Todėl bifurkacinė zona pasižymi esminiu nenuspėjamumu – nežinia, ar tolesnė sistemos raida taps chaotiška, ar gims nauja, labiau tvarkinga struktūra. Čia labai padidėja neapibrėžtumo vaidmuo: atsitiktinumas įėjime ne pusiausvyros situacijoje gali sukelti katastrofiškų pasekmių išvestyje. Tuo pačiu metu pati savaiminio tvarkos atsiradimo iš chaoso galimybė yra svarbiausias momentas savarankiško organizavimo procese sudėtingoje sistemoje.

Pagrindiniai sinergetinio požiūrio principai šiuolaikiniame moksle yra šie:

N. Bohro papildomumo principas.Sudėtingose ​​sistemose reikia derinti įvairius modelius ir aprašymo metodus, kurie anksčiau atrodė nesuderinami, bet dabar vienas kitą papildo.

I. Prigožino spontaniško atsiradimo principas. Sudėtingose ​​sistemose galimos ypatingos kritinės būsenos, kai dėl menkiausių svyravimų staiga gali atsirasti naujų struktūrų, kurios visiškai skiriasi nuo įprastų (ypač tai gali sukelti katastrofiškų pasekmių - „sniego gniūžtės“ ar epidemijos padarinių).

Nesuderinamumo principas L. Zadeh. Didėjant sistemos sudėtingumui, jos tikslaus apibūdinimo galimybė mažėja iki tam tikros ribos, kurią peržengus informacijos tikslumas ir aktualumas (semantinė darna) tampa nesuderinamais, vienas kitą paneigiančiomis savybėmis.

Neapibrėžtumo valdymo principas.Sudėtingoms sistemoms reikia pereiti nuo neapibrėžtumo valdymo prie neapibrėžtumo valdymo. Įvairių tipų neapibrėžtumas turi būti sąmoningai įtrauktas į tiriamos sistemos modelį, nes jie yra inovacijas (sistemos mutacijas) skatinantis veiksnys.

Nežinomybės principas. Žinios apie sudėtingas sistemas iš esmės yra neišsamios, netikslios ir prieštaringos: dažniausiai formuojamos ne logiškai griežtų sampratų ir sprendimų, o individualių nuomonių ir kolektyvinių idėjų pagrindu. Todėl tokiose sistemose svarbus vaidmuo tenka dalinių žinių ir nežinojimo modeliavimui.

Korespondencijos principas. Sudėtingai sistemai apibūdinti vartojama kalba turi atitikti apie ją turimos informacijos pobūdį (žinojimo ar neapibrėžtumo lygį). Tikslūs loginiai-matematiniai ir sintaksiniai modeliai nėra universali kalba, svarbūs ir apytiksliai, semiotiniai modeliai bei neformalūs metodai. Tą patį objektą galima apibūdinti įvairaus standumo kalbų šeima.

Vystymosi kelių įvairovės principas. Sudėtingos sistemos kūrimas yra daugiamatis ir yra alternatyvus jos raidos „spektras“. Kritinis neapibrėžtumo dėl sudėtingos sistemos vystymosi posūkis yra susijęs su bifurkacijos zonų buvimu - galimų sistemos evoliucijos kelių „išsišakojimu“.

Vienybės principas ir tarpusavio tvarkos bei chaoso perėjimai. Sudėtingos sistemos evoliucija vyksta per nestabilumą; chaosas yra ne tik destruktyvus, bet ir konstruktyvus. Sudėtingų sistemų organizacinis vystymasis suponuoja savotišką tvarkos ir chaoso jungtį.

Virpesių principas(pulsuojanti) evoliucija. Sudėtingos sistemos evoliucijos procesas yra ne progresyvus, o ciklinis arba banginio pobūdžio: jis jungia divergentines (įvairovės didėjimo) ir konvergencijos (įvairovės žlugimo) tendencijas, tvarkos atsiradimo ir tvarkos palaikymo fazes. Atviros kompleksinės sistemos pulsuoja: diferenciaciją keičia integracija, išsibarstymą – suartėjimą, susilpninančias jungtis – jų stiprėjimą ir t.t.

Nesunku suprasti, kad išvardintus sinergetinės metodologijos principus galima suskirstyti į tris grupes: kompleksiškumo principus (1-3), neapibrėžtumo principus (3-6) ir evoliucijos principus (7-9).

11. Įvardykite tikslų atsiradimo ir formulavimo modelius (4). Trumpai apibūdinkite kiekvieną modelį.

Filosofų, psichologų, kibernetikų atliktų tikslų formavimo procesų tyrimų rezultatų apibendrinimas, tikslų pateisinimo ir struktūrizavimo procesų stebėjimas konkrečiomis sąlygomis leido suformuluoti keletą bendrųjų principų ir modelių, kuriuos naudinga naudoti praktikoje.

Tikslo idėjos ir tikslo formulavimo priklausomybė nuo objekto (proceso) pažinimo stadijos ir laiko -Sąvokos „tikslas“ apibrėžimų analizė leidžia daryti išvadą, kad formuluodami tikslą turime siekti, kad tikslo formuluotėje ar pateikimo būdu atspindėtų pagrindinį prieštaravimą: aktyvų jo vaidmenį pažinime, valdyme, o kartu ir būtinybė jį paversti tikrovišku, savo pagalba nukreipti veiklą tam, kad būtų gautas tam tikras naudingas rezultatas. Tuo pačiu metu tikslo formulavimas ir tikslo idėja priklauso nuo objekto pažinimo stadijos, o tobulėjant jo idėjai, tikslas gali būti performuluojamas.

Tikslo priklausomybė nuo išorinių ir vidinių veiksnių- Analizuojant tikslų atsiradimo ir formulavimo priežastis, būtina atsižvelgti į tai, kad tikslą įtakoja tiek išoriniai sistemos veiksniai (išoriniai reikalavimai, poreikiai, motyvai, programos), tiek vidiniai veiksniai (poreikiai, motyvai, t. pačios sistemos ir jos elementų programos, atlikėjo tikslai); Be to, pastarieji yra tie patys veiksniai, objektyviai įtakojantys tikslų nustatymo procesą, kaip ir išoriniai (ypač naudojant tikslų sąvoką valdymo sistemose kaip veiksmą skatinančią priemonę).

Tikslų struktūros vientisumo modelio pasireiškimas -Hierarchinėje struktūroje vientisumo (atsiradimo) modelis pasireiškia bet kuriame hierarchijos lygyje. Kalbant apie tikslų struktūrą, tai reiškia, kad, viena vertus, aukštesnio lygio tikslo pasiekimas negali būti visiškai užtikrintas jam pavaldžių subtikslų pasiekimu, nors tai ir priklauso nuo jų, o iš kitos pusės. , poreikius, programas (tiek išorines, tiek vidines) reikia tirti kiekviename struktūrizavimo lygmenyje, o skirtingų sprendimų priėmėjų dėl skirtingo neapibrėžtumo atskleidimo gauti subtikslų skirstymai gali pasirodyti skirtingi, t.y. skirtingi sprendimų priėmėjai gali pasiūlyti skirtingas tikslų ir funkcijų hierarchines struktūras, net ir naudojant tuos pačius struktūrizavimo principus ir metodus.

Tikslų hierarchinių struktūrų formavimo modeliai -Atsižvelgiant į tai, kad labiausiai paplitęs tikslų vaizdavimo būdas organizacijos valdymo sistemose yra hierarchinės struktūros, panašios į medį („tikslų medžiai“), apsvarstykime pagrindines jų formavimo rekomendacijas:

technikos, naudojamos formuojant medžio pavidalo tikslų hierarchijas, gali būti redukuojamos iki dviejų požiūrių: a) struktūrų formavimas „iš viršaus“ - struktūrizavimo, skaidymo, tikslo arba į tikslą orientuoto požiūrio metodai, b) tikslo formavimas. struktūros „iš apačios“ - morfologinis, kalbinis, tezaurinis, terminalinis požiūris ; praktikoje šie metodai dažniausiai derinami;

žemesnio hierarchijos lygio tikslai gali būti laikomi priemone aukštesnio lygio tikslams pasiekti, o jie yra ir žemiau esančio lygio tikslai;

hierarchinėje struktūroje, kai judame iš aukščiausio lygio į apačią, pirmiau aptarta „skalė“ pereina nuo tikslo krypties (tikslas-idealas, tikslas-svajonė) prie konkrečių tikslų ir funkcijų, kurios žemesni struktūros lygiai gali būti išreikšti laukiamų rezultatų konkretaus darbo forma, nurodant jo įgyvendinimo vertinimo kriterijus, o aukštesniuose hierarchijos lygiuose kriterijų nurodymas gali būti išreikštas bendraisiais reikalavimais (pvz. padidinti efektyvumą“ arba iš viso neįtraukti į tikslo teiginį;

Kad tikslų struktūra būtų patogi analizei ir valdymo organizavimui, rekomenduojama jai kelti tam tikrus reikalavimus – turėtų būti hierarchijos lygių skaičius ir komponentų skaičius kiekviename mazge (dėl Millerio hipotezės arba Kolmogorovo hipotezės). skaičius) K = 5 ± 2 (žmogaus suvokimo riba) .

Ir dar keli svarbūs įstatymai.

Sudėtingų sistemų paprastumo dėsnis- Jis įdiegiamas, išgyvena ir parenkama mažiausiai sudėtinga sudėtingos sistemos versija. Sudėtingų sistemų paprastumo dėsnį gamta įgyvendina keliais konstruktyviais principais:

Occam,

hierarchinė modulinė sudėtingų sistemų konstrukcija,

simetrija,

simmorfozė (vienodo stiprumo, homogeniškumo),

lauko sąveika (sąveika per nešiklį),

ekstremalus neapibrėžtis (neaiškių dydžių charakteristikų ir parametrų pasiskirstymo funkcijos turi didelį neapibrėžtį).

Baigtinio sąveikos sklidimo greičio dėsnis- Visų tipų sąveikos tarp sistemų, jų dalių ir elementų sklidimo greitis yra baigtinis. Sistemos elementų būsenų kitimo greitis taip pat yra ribotas. Įstatymo autorius – A. Einšteinas.

Gödelio neužbaigtumo teorema– Pakankamai turtingose ​​teorijose (taip pat ir aritmetikoje) visada yra neįrodomų tikrų išraiškų. Kadangi sudėtingose ​​sistemose yra (įgyvendinama) elementarioji aritmetika, atliekant skaičiavimus gali atsirasti aklavietės (užstingimas).

Sudėtingų sistemų konstravimo variantų lygiavertiškumo dėsnis– Didėjant sistemos sudėtingumui, didėja ir jos konstravimo variantų, artimų optimaliam variantui, dalis.

Onsagero dėsnis maksimalus entropijos sumažėjimas - Jei visų galimų proceso įgyvendinimo formų skaičius, atitinkantis fizikos dėsnius, nėra unikalus, tada realizuojama forma, kurioje sistemos entropija auga lėčiausiai. Kitaip tariant, realizuojama forma, kurioje maksimizuojamas entropijos sumažėjimas arba sistemoje esančios informacijos padidėjimas.

12. Ką reiškia funkcinis sistemų aprašymas? Kodėl ir kaip tai daroma? Paaiškinkite bendrąją bet kurios dinaminės sistemos funkcinio aprašymo formulę.

Bet kurios sistemos tyrimas apima sistemos modelio kūrimą, leidžiantį analizuoti ir numatyti jos elgesį tam tikromis sąlygomis, išspręsti realios sistemos analizės ir sintezės problemas. Atsižvelgiant į modeliavimo tikslus ir uždavinius, jis gali būti atliekamas skirtingais abstrakcijos lygiais.

Modelis – sistemos aprašymas, atspindintis tam tikrą jos savybių grupę.

Patartina sistemos aprašymą pradėti nuo trijų požiūrių: funkcinio, morfologinio ir informacinio.

Kiekvienas objektas pasižymi savo egzistavimo rezultatais, užimama vieta tarp kitų objektų ir vaidmeniu, kurį jis atlieka aplinkoje. Funkcinis aprašymas būtinas norint suprasti sistemos svarbą, nustatyti jos vietą ir įvertinti ryšius su kitomis sistemomis.

Funkcinis aprašymas (funkcinis modelis) turi sukurti teisingą orientaciją dėl sistemos išorinių ryšių, jos kontaktų su išoriniu pasauliu, galimų jos kaitos krypčių.

Funkcinis aprašymas grindžiamas tuo, kad kiekviena sistema atlieka tam tikras funkcijas: ji tiesiog egzistuoja pasyviai, tarnauja kaip kitų sistemų buveinė, tarnauja aukštesnės eilės sistemoms ir yra priemonė kurti pažangesnes sistemas.

Kaip jau žinome, sistema gali būti vienfunkcė ir daugiafunkcė.

Daugeliu atžvilgių sistemos funkcijų vertinimas (absoliučia prasme) priklauso nuo ją vertinančiojo (ar ją vertinančios sistemos) požiūrio.

Sistemos veikimas gali būti apibūdintas skaitiniu funkciniu, priklausomai nuo funkcijų, apibūdinančių vidinius sistemos procesus, arba kokybiniu funkciniu (surikiavimu „geresnis“, „blogesnis“, „daugiau“, „mažiau“, ir tt)

Funkcija, kuri kiekybiškai arba kokybiškai apibūdina sistemos veiklą, vadinama efektyvumo funkcine.

Funkcinę organizaciją galima apibūdinti:

algoritmiškai,

analitiškai,

grafiškai,

lentelės,

per darbo laiko diagramas,

žodžiu (žodžiu).

Aprašymas turi atitikti tam tikros klasės sistemų kūrimo koncepciją ir atitikti tam tikrus reikalavimus:

turi būti atviri ir suteikti galimybę išplėsti (susiaurinti) sistemos įgyvendinamų funkcijų spektrą;

numatyti galimybę pereiti iš vieno svarstymo lygio į kitą, t.y. užtikrinti virtualių sistemų modelių kūrimą bet kuriame lygyje.

Apibūdindami sistemą, laikysime ją struktūra, į kurią tam tikrais laiko momentais kažkas (medžiaga, energija, informacija) įvedama ir iš kurios tam tikrais laiko momentais kažkas yra atitraukiama.

Paprasčiausia forma funkcinis sistemos aprašymas bet kurioje dinaminėje sistemoje vaizduojamas septynetu:

Sf = (T, x, C, Q, y, φ, η),

kur T yra laiko momentų rinkinys, x yra momentinių įvesties įtakos verčių rinkinys, C = (c: T → x) yra leistinų įvesties įtakų rinkinys; Q - būsenų rinkinys; y - išvesties reikšmių rinkinys; Y = (u: T → y) - išvesties dydžių rinkinys; φ = (T×T×T×c → Q) – perėjimo būsenos funkcija; η:T×Q → y - išvesties atvaizdavimas; c - įvesties įtakos segmentas; u yra išvesties vertės segmentas.

Šis sistemos aprašymas apima daugybę savybių.

Šio aprašymo trūkumas yra tas, kad jis nėra konstruktyvus: jį sunku interpretuoti ir pritaikyti praktikoje. Funkcinis aprašymas turi atspindėti tokias sudėtingų ir menkai suprantamų sistemų charakteristikas kaip parametrai, procesai, hierarchija.

Tarkime, kad sistema S atlieka N funkcijų ψ1, ψ2, ..., ψs, ..., ψN, priklausomai nuo n procesų F1, F2, ..., Fi, ..., Fn. S-funkcijos vykdymo efektyvumas

Es = Es(ψs) = E(F1, F2, ..., Fi, ..., Fn) = Es((Fi)), i = 1...n, s = 1...N.

Bendras sistemos efektyvumas yra vektorinis funkcinis E = (Es). Sistemos efektyvumas priklauso nuo daugybės vidinių ir išorinių veiksnių. Labai sunku šią priklausomybę pateikti aiškiai, o praktinė tokio vaizdavimo vertė yra nereikšminga dėl jos daugiamatiškumo ir daugialypiškumo. Racionalus funkcinio aprašymo formavimo būdas – naudoti kelių lygių aprašymų hierarchiją, kurioje aukštesnio lygio aprašymas priklausys nuo apibendrintų ir faktorizuotų žemesnio lygio kintamųjų.

Hierarchija sukuriama procesų lygiu faktorinizacija (Fi), naudojant apibendrintus parametrus (Qi), kurie yra funkciniai (Fi). Daroma prielaida, kad parametrų skaičius yra žymiai mažesnis nei kintamųjų, nuo kurių priklauso procesai, skaičius. Šis aprašymo būdas leidžia nutiesti tiltą tarp elementų, sąveikaujančių su aplinka (žemesnio lygio posistemių) savybių ir sistemos efektyvumo.

Procesus (Fi(1)) galima rasti sistemos išvestyje. Tai sąveikos su aplinka procesai. Vadinsime juos pirmojo lygio procesais ir manysime, kad jie yra apibrėžti:

pirmojo lygio sistemos parametrai - Q1(1), Q2(1), ..., Qj(1), ..., Qm(1);

aktyvūs neutralizuojantys aplinkos parametrai, tiesiogiai nukreipti prieš sistemą, siekiant sumažinti jos efektyvumą - b1, b2, ..., bk, ..., bK;

neutralus (atsitiktiniai aplinkos parametrai) c1, c2, ..., cl, ..., cL;

palankūs aplinkos parametrai d1, d2, ..., dp, ..., dP.

Aplinka turi tiesioginį ryšį su žemesnių lygių posistemiais, per jas įtakoja aukštesnių hierarchijos lygių posistemes, todėl Fi* = Fi*((bk), (cl), (dp)). Konstruojant hierarchiją (β-ojo lygio parametrai - (β-1) lygio procesai - (β-1) lygio parametrai), galima aplinkos savybes susieti su sistemos efektyvumu. .

Sistemos parametrai (Qj) gali keistis, kai keičiasi aplinka, jie priklauso nuo sistemoje vykstančių procesų ir rašomi būsenos funkcionalumo Qj1(t) forma.

Tinkama sistemos W funkcinė erdvė yra erdvė, kurios taškai yra visos galimos sistemos būsenos, nulemtos parametrų rinkinio iki b lygio:

Q = (Q(1), Q(2), ... Q(β)).

Būsena gali išlikti pastovi tam tikrą laiko intervalą T.

Sistemos išvestyje negalima aptikti procesų (Fi(2)). Tai antrojo lygio procesai, kurie priklauso nuo sistemos posistemių parametrų Q(2) (antrojo lygio parametrai). Ir taip toliau.

Susidaro tokia aprašymo hierarchija: efektyvumas (baigtinis funkcijų rinkinys) - pirmojo lygio procesai (funkcijos) - pirmojo lygio parametrai (funkcijos) - antrojo lygio procesai (funkcijos) - antrojo lygio parametrai ( funkciniai) ir kt. Tam tikru lygmeniu mūsų žinios apie sistemos funkcines savybes išsenka ir hierarchija sugenda. Skirtinguose skirtingų parametrų (procesų) lygmenyse gali būti pertrauka tiek procese, tiek parametre.

Išorines sistemos charakteristikas lemia aukštesnis hierarchijos lygis, todėl dažnai galima apsiriboti formos ((Ei), (ψS), (Fi(1)), (Qj(1) aprašymu. )), (bk), (cl), (dp)). Hierarchijos lygių skaičius priklauso nuo reikiamo įvesties procesų vaizdavimo tikslumo.

13. Sistemų funkcinio aprašymo grafiniai metodai. Sistemos funkcijų medis.

Apibendrintas analitinis sistemų funkcinio aprašymo metodas buvo aptartas aukščiau. Labai dažnai analizuojant ir sintezuojant sistemas naudojamas grafinis aprašymas, kurio atmainos yra:

sistemos funkcijų medis,

IDEF0 funkcinio modeliavimo standartas.

Visas sudėtingos sistemos įgyvendinamas funkcijas galima suskirstyti į tris grupes:

tikslinė funkcija;

pagrindinės sistemos funkcijos;

papildomos sistemos funkcijos.

Sistemos tikslinė funkcija atitinka jos pagrindinę funkcinę paskirtį, t.y. tikslinė (pagrindinė) funkcija – atspindi sistemos paskirtį, esmę ir raison d'être.

Pagrindinės funkcijos atspindi sistemos orientaciją ir yra sistemos įgyvendintų makrofunkcijų rinkinys. Šios funkcijos lemia tam tikros klasės sistemos egzistavimą. Pagrindinės funkcijos – sudaro sąlygas atlikti tikslinę funkciją (priėmimas, perdavimas, gavimas, saugojimas, išdavimas).

Papildomos (paslaugų) funkcijos išplečia sistemos funkcionalumą, jų taikymo sritį ir padeda pagerinti sistemos kokybės rodiklius. Papildomos funkcijos – sudaro sąlygas atlikti pagrindines funkcijas (prijungimas (padalijimas, kryptis, garantija)).

Objekto aprašymas funkcijų kalba vaizduojamas kaip grafikas.

Funkcijos formuluotę viršūnių viduje turi sudaryti 2 žodžiai: veiksmažodis ir daiktavardis „Daryk ką“.

Sistemos funkcijų medis reprezentuoja sistemos funkcijų išskaidymą ir yra suformuotas siekiant išsamiai ištirti sistemos funkcionalumą ir analizuoti įvairiuose sistemos hierarchijos lygiuose įdiegtų funkcijų rinkinį. Remiantis sistemos funkcijų medžiu, sistemos struktūra formuojama remiantis funkciniais moduliais. Vėliau tokiais moduliais pagrįsta struktūra padengiama konstruktyviais moduliais (techninėms sistemoms) arba organizaciniais moduliais (organizacinėms ir techninėms sistemoms). Taigi funkcijų medžio formavimo etapas yra vienas iš svarbiausių ne tik analizėje, bet ir sistemos struktūros sintezėje. Klaidos šiame etape lemia „neįgaliųjų sistemų“ kūrimą, kurios negali visiškai funkcionaliai prisitaikyti prie kitų sistemų, vartotojo ir aplinkos.

Pradiniai funkcijų medžio formavimo duomenys yra pagrindinės ir papildomos sistemos funkcijos.

Funkcijų medžio formavimas parodo tikslinės funkcijos ir pagrindinių bei papildomų funkcijų rinkinio skaidymo į elementaresnes funkcijas, įgyvendinamas vėlesniuose skaidymo lygiuose.

Be to, kiekviena konkrečiai pasirinkto i-ojo lygio funkcija gali būti laikoma makrofunkcija, susijusia su funkcijomis, kurios ją įgyvendina (i+1) lygyje, ir kaip elementarią funkciją, susijusią su atitinkama viršutinio (i-1)-ojo lygio funkcija.

Sistemos funkcijų aprašymas naudojant IDEF0 žymėjimą remiasi tais pačiais skaidymo principais, tačiau pateikiamas ne kaip medis, o kaip diagramų rinkinys.

14. Sistemų funkcinio aprašymo grafiniai metodai. IDEF0 metodika. Kalbos sintaksė.

Modeliavimo objektai yra sistemos.

IDEF0 modelio aprašymas pastatytas hierarchinės piramidės forma, kurios viršuje pateikiamas bendriausias sistemos aprašymas, o bazė reprezentuoja daug detalesnių aprašymų.

IDEF0 metodika remiasi šiais principais:

Grafinis modeliuojamų procesų aprašymas. Grafinė blokų ir lankų IDEF0 diagramų kalba rodo operacijas arba funkcijas kaip blokus, o sąveiką tarp operacijų, įeinančių į bloką arba iš jo išeinančių, sąveiką kaip lankus.

Glaustumas. Procesams apibūdinti naudojant grafinę kalbą, viena vertus, pasiekiamas aprašymo tikslumas, kita vertus, trumpumas.

Būtinybė laikytis taisyklių ir informacijos perdavimo tikslumas. Modeliuodami IDEF0, turite laikytis šių taisyklių:

Diagramoje turi būti bent 3 ir ne daugiau kaip 6 funkciniai blokai.

Diagramose informacija turėtų būti pateikiama kontekste, apibrėžtame pagal tikslą ir požiūrį.

Diagramos turi turėti susijusią sąsają, kai blokų numeriai, lankai ir ICOM kodai turi vieną struktūrą.

Blokų funkcijų pavadinimų ir lanko pavadinimų unikalumas.

Aiškus duomenų vaidmens apibrėžimas ir įvesties bei kontrolės atskyrimas.

Pastabos dėl lankų ir blokų funkcijų pavadinimų turi būti trumpos ir glaustos.

Kiekvienam funkciniam blokui reikalingas bent vienas valdymo lankas.

Modelis visada kuriamas tam tikru tikslu ir tam tikru požiūriu.

Modeliavimo procese labai svarbu aiškiai apibrėžti modelio kūrimo kryptį – jo kontekstą, požiūrį ir tikslą.

Modelio kontekstas nubrėžia modeliuojamos sistemos ribas ir apibūdina jos ryšius su išorine aplinka.

Reikia atsiminti, kad vienas modelis atspindi vieną požiūrį. Sistemai modeliuoti iš kelių perspektyvų naudojami keli modeliai.

Tikslas atspindi modelio sukūrimo priežastį ir lemia jo tikslą. Be to, visos modelio sąveikos vertinamos būtent užsibrėžto tikslo pasiekimo požiūriu.

Pagal IDEF0 metodiką sistemos modelis aprašomas naudojant grafines IDEF0 diagramas ir patobulintas naudojant FEO, teksto ir žodyno diagramas. Be to, modelis apima daugybę tarpusavyje susijusių diagramų, kurios padalina sudėtingą sistemą į sudedamąsias dalis. Aukštesnio lygio diagramos (A-0, A0) yra bendriausias sistemos aprašymas, pateikiamas atskirų blokų pavidalu. Šių blokų išskaidymas leidžia pasiekti reikiamą sistemos aprašymo detalumo lygį.

IDEF0 diagramų kūrimas prasideda nuo aukščiausio hierarchijos lygio (A-0) konstravimo – vieno bloko ir sąsajos lankų, apibūdinančių nagrinėjamos sistemos išorines jungtis. Funkcijos pavadinimas, parašytas 0 bloke, yra tikslinė sistemos funkcija priimtu požiūriu ir modelio kūrimo tikslu.

Tolesnio modeliavimo metu 0 blokas išskaidomas į diagramą A0, kur tikslo funkcija patikslinama naudojant kelis blokus, kurių sąveika aprašoma naudojant lankus. Savo ruožtu funkciniai blokai diagramoje A0 taip pat gali būti išskaidyti, kad būtų galima pateikti išsamesnį pristatymą.

Dėl to funkcinių blokų pavadinimai ir sąsajos lankai, apibūdinantys visų diagramose pateiktų blokų sąveiką, sudaro hierarchinį, tarpusavyje suderintą modelį.

Nors modelio viršuje yra A-0 lygio diagrama, tikroji „darbinė viršūnė arba struktūra“ yra A0 diagrama, nes tai rafinuota modelio požiūrio išraiška. Jo turinys parodo, kas bus svarstoma toliau, apribojant tolesnius projekto tikslo lygius. Žemesni lygiai patikslina funkcinių blokų turinį, juos detalizuoja, tačiau neišplečiant modelio ribų.

15. IDEF0 metodika. Dougo koncepcija. Penki ryšių tipai tarp blokų. Blokų skaidymo principas.

Blokai žymi sistemos funkcijas arba veiksmus. Jų veiksmai yra parašyti veiksmažodis + veiksmo objektas + objektas

pavyzdžiui, „sudaryti darbo grafiką“.

Lankai reiškia informaciją arba materialius objektus, kurie yra būtini funkcijai atlikti arba atsiranda dėl vykdymo. Objektas gali būti: Dokumentai, fizinės medžiagos, įrankiai, mašinos, informacija, organizacijos ir net posistemės. Vieta, kurioje lankas prisijungia prie bloko, lemia sąsajos tipą. Komentarai apie lanką suformuluoti daiktavardžio frazės forma, kuri atsako į klausimą „kas“. Blokai yra išdėstyti diagramoje pagal autoriaus laipsnį, priklausomai nuo autoriaus laipsnio. Dominuojantis blokas yra blokas, kurio vykdymas įtakoja maksimalaus blokų skaičiaus valdymą. Dominuojantis blokas yra viršutiniame kairiajame kampe, mažiausiai svarbus - apatiniame dešiniajame kampe.

Svarbu!

Blokų išdėstymas nenulemia operacijos laiko priklausomybės!

Žr. pav. 1

Valdymo santykiai.

Įvesties ryšys. (konvejeris)

Vadovybės atsiliepimai. Pirmosios funkcijos išvestis valdo antrosios įvestį, o tai savo ruožtu turi įtakos 1-osios funkcijos veikimui.

Prisijungimo atsiliepimai.

Ryšys tarp išėjimo ir mechanizmo. Retas bendravimo būdas, naudojamas parengiamosiose operacijose.

Pavyzdys: sukurkite idf modelį, skirtą kontrolės skyriui įvertinti bibliotekos valdymo ir veikimo efektyvumą. žr. 2 pav. Blokas A0, atspindintis tikslinę funkciją. Tada 3 paveiksle A0 diagrama išskaidoma. Jei reikia, kiekvienas blokas turi būti išskaidytas.

Dekompozicija yra mokslinis metodas, kuris naudoja problemos struktūrą ir leidžia pakeisti vienos didelės problemos sprendimą daugybės mažesnių problemų sprendimu.

16. Sistemų morfologinis aprašymas ir modeliavimas. Sistemos sandaros ir elementų santykių aprašymas.

morfologinis aprašymas turėtų suteikti supratimą apie sistemos struktūrą (morfologija yra formos, struktūros mokslas). Aprašymo gylis, detalumo lygis, t.y. Nustatymą, kurie sistemos komponentai bus laikomi elementariais (elementais), lemia sistemos aprašo tikslas. Morfologinis aprašymas yra hierarchinis. Morfologijos konfigūracija pateikiama tiek lygių, kiek reikia, kad susidarytų idėja apie pagrindines sistemos savybes.

Struktūrinės analizės tikslai yra šie:

simbolinio sistemų rodymo taisyklių kūrimas;

sistemos struktūros kokybės įvertinimas;

tirti visos sistemos ir jos posistemių struktūrines savybes;

parengti išvadą apie optimalią sistemos struktūrą ir rekomendacijas dėl tolesnio jos tobulinimo.

Struktūriniame požiūryje galima išskirti du etapus: sistemos sudėties nustatymas, t.y. pilnas jos posistemių, elementų sąrašas ir sąsajų tarp jų paaiškinimas.

Sistemos morfologijos tyrimas prasideda nuo elementinės sudėties. Tai gali būti:

vienalytis (to paties tipo elementai);

nevienalytis (skirtingų tipų elementai);

sumaišytas.

Vienodumas nereiškia visiško tapatumo ir nulemia tik pagrindinių savybių artumą.

Homogeniškumą, kaip taisyklė, lydi perteklius ir paslėptų (potencialių) galimybių bei papildomų rezervų buvimas.

Heterogeniniai elementai yra specializuoti, jie yra ekonomiški ir gali būti veiksmingi siauromis išorinėmis sąlygomis, tačiau greitai praranda efektyvumą už šio diapazono ribų.

Kartais elementinės sudėties negalima nustatyti – ji neaiški.

Svarbus morfologijos požymis yra elementų paskirtis (savybės). Elementai išskiriami:

informaciniai;

energija;

tikras

Reikėtų atsiminti, kad toks padalijimas yra savavališkas ir atspindi tik vyraujančias elemento savybes. Bendru atveju informacijos perdavimas neįmanomas be energijos, o energijos perdavimas – be informacijos.

Informacijos elementai skirti priimti, įsiminti (saugoti), transformuoti ir perduoti informaciją. Transformaciją gali sudaryti informacijos nešančios energijos rūšies pakeitimas, informacijos kodavimo (atvaizdavimo tam tikra simboline forma) būdo keitimas, informacijos suspaudimas sumažinant pertekliškumą, sprendimų priėmimas ir pan.

Yra grįžtamos ir negrįžtamos informacijos transformacijos.

Grįžtamieji nėra susiję su informacijos praradimu (ar naujos sukūrimu). Kaupimas (įsiminimas) yra grįžtamasis, jei saugojimo metu neprarandama informacija.

Energijos konversija susideda iš energijos srauto parametrų keitimo. Įvesties energijos srautas gali ateiti iš išorės arba iš kitų sistemos elementų. Išėjimo energijos srautas nukreipiamas į kitas sistemas arba į aplinką. Energijos konversijos procesui natūraliai reikia informacijos.

Medžiagos pavertimo procesas gali būti mechaninis (pavyzdžiui, štampavimas), cheminis, fizinis (pavyzdžiui, pjaustymas), biologinis. Sudėtingose ​​sistemose materijos transformacija yra mišraus pobūdžio.

Apskritai reikia turėti omenyje, kad bet kokie procesai vienaip ar kitaip veda prie materijos, energijos ir informacijos transformacijos.

Sistemos morfologinės savybės labai priklauso nuo elementų ryšių pobūdžio. Komunikacijos sąvoka yra įtraukta į bet kurį sistemos apibrėžimą. Jis vienu metu apibūdina ir sistemos struktūrą (statiką), ir funkcionavimą (dinamiką). Jungtys užtikrina sistemos struktūros ir savybių atsiradimą ir išsaugojimą. Išskiriami informaciniai, medžiaginiai ir energetiniai ryšiai, apibrėžiant juos ta pačia prasme, kuria buvo apibrėžti elementai.

Ryšio pobūdį lemia atitinkamo komponento (arba tikslinės funkcijos) savitasis sunkumas.

Ryšiui būdinga:

kryptis,

jėga,

peržiūrėti.

Pagal pirmąsias dvi charakteristikas ryšiai skirstomi į nukreiptus ir nerežisuotus, stiprius ir silpnus, o iš prigimties – pavaldumo, generavimo (genetinius), lygiuosius ir kontrolinius ryšius.

Kai kuriuos iš šių ryšių galima išardyti dar detaliau. Pavyzdžiui, pavaldumo ryšiai „genties-rūšies“, „dalies-visumos“ ryšiams; kartos ryšiai – „priežastis-pasekmė“.

Jie taip pat gali būti skirstomi pagal taikymo vietą (vidinis - išorinis), pagal procesų kryptį (tiesioginis, atvirkštinis, neutralus).

Tiesioginiai ryšiai skirti perduoti medžiagą, energiją, informaciją ar jų derinius iš vieno elemento į kitą pagal atliekamų funkcijų seką.

Ryšio kokybę lemia jo pralaidumas ir patikimumas.

Labai svarbų vaidmenį, kaip jau žinome, atlieka grįžtamojo ryšio ryšiai – jie yra pagrindas savireguliacijai ir sistemų vystymuisi, pritaikant jas prie kintančių egzistavimo sąlygų. Jie daugiausia naudojami procesų valdymui, o dažniausiai yra informacijos grįžtamasis ryšys.

Neutralūs ryšiai nesusiję su sistemos funkcine veikla, jie yra nenuspėjami ir atsitiktiniai. Tačiau neutralūs ryšiai gali atlikti tam tikrą vaidmenį adaptuojant sistemą, būti pirminiu tiesioginių ir grįžtamojo ryšio jungčių formavimo resursu ir kaip rezervas.

Morfologinis aprašymas gali apimti ryšio buvimo ir tipo nuorodas, bendrąją ryšio charakteristiką arba jų kokybinius ir kiekybinius įvertinimus.

Sistemų struktūrines savybes lemia santykių tarp elementų pobūdis ir stabilumas. Pagal struktūros elementų santykių pobūdį jie skirstomi į:

padauginti prijungti,

hierarchinis,

sumaišytas.

Stabiliausios yra deterministinės struktūros, kuriose santykiai yra pastovūs arba kinta laikui bėgant pagal deterministinius dėsnius. Tikimybinės struktūros laikui bėgant keičiasi pagal tikimybių dėsnius. Chaotiškoms struktūroms būdingas apribojimų nebuvimas jose esantys elementai liečiasi pagal individualias savybes. Klasifikacija atliekama pagal dominuojančią charakteristiką.

Struktūra vaidina didelį vaidmenį formuojant naujas sistemos savybes, kurios skiriasi nuo jos komponentų savybių, išlaikant savo savybių vientisumą ir stabilumą, atsižvelgiant į sistemos elementų pokyčius tam tikrose ribose.

Svarbūs struktūriniai komponentai yra koordinavimo ir pavaldumo santykiai.

Koordinavimas išreiškia sistemos elementų išdėstymą „horizontaliai“. Čia kalbama apie vieno organizacijos lygmens komponentų sąveiką.

Subordinacija yra „vertikalus“ komponentų subordinacijos ir pavaldumo tvarka. Čia kalbama apie skirtingų hierarchijos lygių komponentų sąveiką.

Hierarchija (hiezosazche – šventa galia, graikų k.) – visumos dalių išdėstymas eilės tvarka nuo aukščiausios iki žemiausio. Sąvoka „hierarchija“ (daugiapakopė) apibrėžia sistemos komponentų išdėstymą pagal svarbos laipsnį. Tarp struktūros hierarchijos lygių gali būti griežto pagrindinio lygio komponentų pavaldumo vienam iš aukštesniojo lygmens komponentų ryšys, t.y. medžių tvarkos santykiai. Tokios hierarchijos vadinamos stipriosiomis arba medžio tipo hierarchijomis.

Tačiau į medį panašūs santykiai nebūtinai turi egzistuoti tarp hierarchinės struktūros lygių. Ryšiai taip pat gali vykti tame pačiame hierarchijos lygyje. Pagrindinis komponentas gali būti pavaldus keliems aukštesnio lygio komponentams – tai hierarchinės struktūros su silpnais ryšiais.

Hierarchinėms struktūroms būdingas valdymo ir vykdomosios valdžios komponentų buvimas. Gali būti komponentų, kurie yra ir valdymo, ir vykdomieji.

Yra griežtai ir ne griežtai hierarchinės struktūros.

Griežtos hierarchinės struktūros sistema turi šias savybes:

sistemoje yra vienas pagrindinis valdymo komponentas, turintis bent dvi jungtis;

yra vykdomieji komponentai, kurių kiekvienas turi tik vieną ryšį su aukštesnio lygio komponentu;

ryšys egzistuoja tik tarp komponentų, priklausančių dviem gretiems lygiams, kai žemesnio lygio komponentai yra prijungti tik prie vieno aukštesnio lygio komponento, o kiekvienas aukštesnio lygio komponentas yra bent su dviem žemesnio lygio komponentais. 1 pav

Ryžiai. 2.

1 paveiksle pavaizduotas griežtai hierarchinės struktūros grafikas, o 2 paveiksle – negriežtos hierarchinės struktūros grafikas. Abi konstrukcijos yra trijų lygių.

Taigi 1 pav. hierarchijos 1 lygio elementas gali atstovauti universiteto rektoriui, 2 lygio elementai - prorektoriai, 3 lygio - dekanai, likusieji elementai (4 lygis, neatsispindi paveiksle ) atstovaus padalinių vadovams. Akivaizdu, kad visi pateiktos struktūros elementai ir jungtys nėra lygūs.

Paprastai hierarchijos buvimas yra aukšto struktūros organizavimo lygio požymis, nors gali egzistuoti ir nehierarchinės labai organizuotos sistemos.

Funkciniu požiūriu hierarchinės struktūros yra ekonomiškesnės.

Nehierarchinėse struktūrose nėra komponentų, kurie būtų tik valdymo ar tik vykdomieji. Bet kuris komponentas sąveikauja su daugiau nei vienu komponentu.

Ryžiai. 3 – Daugkartinio ryšio sistemos struktūros grafikas

Ryžiai. 4 – sistemos ląstelių struktūros grafikas

Mišrios struktūros – tai įvairūs hierarchinių ir nehierarchinių struktūrų deriniai.

Supažindinkime su lyderystės samprata.

Pirmaujanti posistemė yra tokia, kuri atitinka šiuos reikalavimus:

posistemis neturi deterministinės sąveikos su jokiu posistemiu;

posistemis yra kontrolinis (su tiesiogine ar netiesiogine sąveika) dalies (didžiausio posistemių skaičiaus) atžvilgiu;

posistemis arba nevaldomas (pavaldinis), arba yra valdomas mažiausio (lyginant su kitomis) posistemių skaičiaus.

Gali būti daugiau nei vienas pirmaujantis posistemis su keliomis pirmaujančiomis posistemėmis, galimas pagrindinis pirmaujantis posistemis. Hierarchinės struktūros aukščiausio lygio posistemė tuo pačiu metu turi būti ir pagrindinė pirmaujanti, jei taip nėra, tai tariama hierarchinė struktūra yra arba nestabili, arba neatitinka tikrosios sistemos struktūros.

Mišrios struktūros – tai įvairūs hierarchinių ir nehierarchinių struktūrų deriniai. Konstrukcijos stabilumą apibūdina jos pasikeitimo laikas. Struktūra gali keistis nekeičiant klasės arba konvertuojant vieną klasę į kitą. Visų pirma, lyderio atsiradimas nehierarchinėje struktūroje gali lemti jos pavertimą hierarchine, o lyderio atsiradimas hierarchinėje struktūroje gali lemti ribojančio, o vėliau deterministinio ryšio tarp vadovaujančios posistemės užmezgimą. ir aukštesnio lygio posistemė. Dėl to aukštesnio lygio posistemis pakeičiamas pirmaujančia posisteme arba su ja susilieja, arba hierarchinė struktūra transformuojama į nehierarchinę (mišrią).

Nehierarchinės struktūros be lyderių vadinamos pusiausvyromis. Dažniausiai daugybiškai sujungtos struktūros yra pusiausvyroje. Pusiausvyra nereiškia medžiagų apykaitos komponentų tapatumo, mes kalbame tik apie įtakos priimant sprendimus.

Hierarchinių struktūrų bruožas yra horizontalių ryšių tarp elementų nebuvimas. Šia prasme šios struktūros yra abstrakčios konstrukcijos, nes iš tikrųjų sunku rasti gamybinę ar bet kokią kitą operacinę sistemą, kurioje trūksta horizontalių ryšių.

Morfologiniame sistemos aprašyme svarbios jos kompozicinės savybės. Sistemų kompozicines savybes lemia tai, kaip elementai jungiami į posistemes. Išskirsime posistemes:

efektorius (galintis pakeisti poveikį ir paveikti kitus posistemius bei sistemas, įskaitant aplinką, medžiaga ar energija),

receptorius (galintis išorinį poveikį paversti informaciniais signalais, perduoti ir nešti informaciją)

refleksinis (galintis atkurti procesus savyje informaciniame lygmenyje, generuoti informaciją).

Sistemų, kuriose nėra (iki elementų lygio) posistemių su ryškiomis savybėmis, sudėtis vadinama silpna. Sistemų, kuriose yra elementų su ryškiomis funkcijomis, sudėtis atitinkamai vadinama efektorinėmis, receptorių arba refleksinėmis posistemėmis; galimi deriniai. Sistemų, apimančių visų trijų tipų posistemes, sudėtį vadinsime užbaigtomis. Sistemos elementai (t. y. posistemės, kurių gelmių morfologinė analizė nesiplečia) gali turėti efektorinių, receptorių ar refleksinių savybių, taip pat jų derinius.

Aibių teorinėje kalboje morfologinis aprašymas yra keturgubai:

SM = (S, V, d, K),

čia S=(Si)i – elementų ir jų savybių aibė (šiuo atveju elementas suprantamas kaip posistemė, į kurios gylį morfologinis aprašymas neprasiskverbia); V =(Vj)j - jungčių rinkinys; δ - struktūra; K - kompozicija.

Visas aibes laikome baigtinėmis.

Išskirsime S:

Junginys:

vienalytis,

nevienalytis,

mišrus (daug vienarūšių elementų su tam tikru skaičiumi nevienalyčių),

neapibrėžtas.

Elemento savybės:

informacinis,

energija,

informacija ir energija,

medžiaga-energija,

neapibrėžtas (neutralus).

Išskirsime V rinkinyje:

Jungčių paskirtis:

informacinis,

tikras,

energijos.

Ryšių pobūdis:

tiesiai,

atvirkščiai,

neutralus.

Išskirsime d:

Konstrukcijos stabilumas:

deterministinis,

tikimybinis,

chaotiškas.

Formacijos:

hierarchinis,

padauginti prijungti,

mišrus,

transformuojantis.

Rinkinyje K išskirsime:

Dainos:

silpnas,

su efektorių posistemėmis,

su receptorių posistemiais,

su refleksiniais posistemiais,

pilnas,

neapibrėžtas.

Morfologinis aprašymas, kaip ir funkcinis, yra kuriamas hierarchiniu (daugiapakopiu) principu, nuosekliai skaidant posistemes. Sistemos dekompozicijos lygiai, funkcinių ir morfologinių aprašymų hierarchijos lygiai turi sutapti. Morfologinis aprašymas gali būti atliktas nuosekliai skaidant sistemą. Tai patogu, jei ryšiai tarp to paties hierarchijos lygio posistemių nėra pernelyg sudėtingi. Produktyviausi (praktinėms problemoms spręsti) yra aprašymai su vienu skyriumi arba nedideliu skyrių skaičiumi. Kiekvienas struktūros elementas savo ruožtu gali būti aprašytas funkciniu ir informaciniu požiūriu. Struktūros morfologines savybes apibūdina laikas, kurio reikia elementų ryšiui užmegzti, ir komunikacijos pajėgumas. Galima įrodyti, kad konstrukcijos elementų rinkinys sudaro normalią metrinę erdvę. Todėl jame galima apibrėžti metriką (atstumo sąvoką). Norint išspręsti kai kurias problemas, struktūrinėje erdvėje patartina įvesti metriką.

17. Struktūrų apibūdinimo morfologiniame aprašyme metodai. Struktūriniai grafikai.

Struktūrinės schemos- Struktūros formavimas yra bendros sistemos aprašymo problemos sprendimo dalis. Struktūra atskleidžia bendrą sistemos konfigūraciją, o ne apibrėžia sistemą kaip visumą.

Jei pavaizduotume sistemą kaip blokų rinkinį, kuris atlieka tam tikras funkcines transformacijas ir ryšius tarp jų, gauname blokinę schemą, kuri apibendrinta forma aprašo sistemos struktūrą. Blokas dažniausiai suprantamas, ypač techninėse sistemose, kaip funkciškai užbaigtas įrenginys, suprojektuotas kaip atskira visuma. Padalijimas į blokus gali būti atliekamas atsižvelgiant į reikiamą struktūros aprašymo detalumo laipsnį, aiškumą jame rodomos sistemai būdingų procesų ypatybės. Be funkcinių, blokinė schema gali apimti loginius blokus, kurie leidžia keisti veikimo pobūdį, priklausomai nuo to, ar tenkinamos tam tikros iš anksto nustatytos sąlygos, ar ne.

Struktūrinės diagramos yra vaizdinės ir joje yra informacijos apie daugybę struktūrinių sistemos savybių. Juos galima nesunkiai patikslinti ir patikslinti, per kurį nereikia keisti visos diagramos, o pakeisti atskirus jos elementus struktūrinėmis diagramomis, kurios apima ne vieną, kaip anksčiau, o kelis tarpusavyje sąveikaujančius blokus.

Tačiau struktūrinė diagrama dar nėra struktūros modelis. Ją sunku formalizuoti ir tai veikiau natūralus tiltas, palengvinantis perėjimą nuo prasmingo sistemos aprašymo prie matematinio, o ne tikras struktūrų analizės ir sintezės įrankis. Ryžiai. - Blokinės schemos pavyzdys

Grafikai – Struktūros elementų ryšius galima pavaizduoti atitinkamu grafiku, kuris leidžia formalizuoti laiko nekintamų sistemų savybių tyrimo procesą ir panaudoti gerai išvystytą grafų teorijos matematinį aparatą.

Apibrėžimas. Grafas yra trigubas G=(M, R, P), kur M – viršūnių aibė, R – kraštinių (arba grafo lankų) aibė, P – grafo viršūnių ir briaunų kritimo predikatas. P(x, y, r) = 1 reiškia, kad viršūnės x,y∈ M yra grafo r briauna (susijusi, guli).∈ R.
Kad būtų lengviau dirbti su grafiku, jo viršūnės dažniausiai numeruojamos. Grafas su sunumeruotomis viršūnėmis vadinamas pažymėtu.

Kiekviena grafo briauna jungia dvi viršūnes, šiuo atveju vadinamas gretimomis. Jei grafikas pažymėtas, tai briauna nurodoma pora (i,j), kur i ir j yra gretimų viršūnių skaičiai. Akivaizdu, kad briauna (i, j) patenka į viršūnes i ir j, ir atvirkščiai.

Jei visos grafo briaunos pateiktos sutvarkytomis poromis (i, j), kuriose svarbi gretimų viršūnių tvarka, tai grafikas vadinamas nukreiptu. Nenukreiptame grafe nėra nukreiptų briaunų. Iš dalies nukreiptame grafe ne visos briaunos yra nukreiptos.

Geometriškai grafikai vaizduojami diagramų pavidalu, kuriose viršūnės atvaizduojamos kaip taškai (apskritimai, stačiakampiai), o briaunos – kaip atkarpos, jungiančios gretimas viršūnes. Orientuota briauna nurodoma segmentu su rodykle.

Diagramų naudojimas yra toks plačiai paplitęs, kad kai paprastai kalbame apie grafiką, mes galvojame apie grafiko diagramą.

Jei grafo briaunos turi kažkokias skaitines ryšio charakteristikas, tai tokie grafikai vadinami svertiniais. Šiuo atveju kritimo matricoje yra atitinkamų jungčių svoriai, esantis prieš skaičių, lemia briaunos kryptį.

Svarbi struktūrinio grafo charakteristika yra galimų kelių, kuriuos galima nueiti iš vienos viršūnės į kitą, skaičius. Kuo daugiau tokių takų, tuo tobulesnė struktūra, bet tuo ji perteklesnė. Atleidimas užtikrina konstrukcijos patikimumą. Pavyzdžiui, 90% smegenų nervinių jungčių sunaikinimas nejaučiamas ir neturi įtakos elgesiui. Taip pat gali būti nereikalingas perteklius, kuris struktūros grafike pavaizduotas kaip kilpos.

18. Sisteminės analizės struktūra. Pagrindinis sprendimo ciklas. Funkcijų medis.

Bendras požiūris į problemų sprendimą gali būti pavaizduotas kaip ciklas.

Tuo pačiu metu realios sistemos veikimo procese praktikos problema įvardijama kaip esamos ir reikalingos padėties neatitikimas. Problemai išspręsti atliekamas sisteminis sistemos tyrimas (dekompozicija, analizė ir sintezė), pašalinant problemą. Sintezės metu įvertinamos analizuojamos ir susintetintos sistemos. Susintetintos sistemos įgyvendinimas siūlomos fizinės sistemos pavidalu leidžia įvertinti praktinės problemos pašalinimo laipsnį ir priimti sprendimą dėl modernizuotos (naujos) realios sistemos funkcionavimo.

Esant tokiai nuomonei, išryškėja kitas sistemos apibrėžimo aspektas: sistema yra problemų sprendimo priemonė.

Pagrindinius sistemos analizės uždavinius galima pavaizduoti kaip trijų lygių funkcijų medį.

Skaidymo etape, kuriame pateikiamas bendras sistemos vaizdas, atliekama:

Bendrojo tyrimo tikslo ir pagrindinės sistemos funkcijos, kaip trajektorijos apribojimo sistemos būsenos erdvėje arba leistinų situacijų srityje, apibrėžimas ir išskaidymas. Dažniausiai dekompozicija vykdoma sukonstruojant tikslų ir funkcijų medį.

Sistemos išskyrimas nuo aplinkos (skirstymas į sisteminę/nesisteminę) pagal kiekvieno nagrinėjamo elemento dalyvavimo procese kriterijų, vedantį prie rezultato, pagrįsto sistemos, kaip sudedamosios supersistemos dalies, vertinimu.

Įtakojančių veiksnių aprašymas.

Plėtros tendencijų aprašymas, įvairaus pobūdžio neapibrėžtumai.

Sistemos apibūdinimas kaip „juodoji dėžė“.

Funkcinis (pagal funkcijas), komponentinis (pagal elementų tipą) ir struktūrinis (pagal ryšių tarp elementų tipą) sistemos skaidymas.

Skilimo gylis yra ribotas. Dekompozicija turi sustoti, jei reikia pakeisti abstrakcijos lygį – reprezentuoti elementą kaip posistemį. Jei skaidymo metu paaiškėja, kad modelis pradeda apibūdinti vidinį elemento veikimo algoritmą, o ne jo veikimo dėsnį „juodosios dėžės“ pavidalu, tai šiuo atveju įvyko abstrakcijos lygio pokytis. Tai reiškia, kad reikia viršyti sistemos tyrimo tikslą, todėl sustoja irimas.

Taikant automatizuotus metodus būdingas modelio skaidymas iki 5-6 lygių gylio. Paprastai vienas iš posistemių išskaidomas iki tokio gylio. Funkcijos, kurioms reikalingas toks detalumas, dažnai yra labai svarbios, o jų išsamus aprašymas suteikia užuominų apie visos sistemos veikimą.

Bendroji sistemų teorija įrodė, kad daugumą sistemų galima išskaidyti į pagrindines posistemių reprezentacijas. Tai apima: nuoseklųjį (kaskadinį) elementų sujungimą, lygiagretų elementų sujungimą, ryšį naudojant grįžtamąjį ryšį.
Dekompozicijos problema ta, kad sudėtingose ​​sistemose nėra vienareikšmio atitikimo tarp posistemių funkcionavimo dėsnio ir algoritmo bei jo įgyvendinimo. Todėl susidaro keli sistemos išskaidymo variantai (arba vienas variantas, jei sistema rodoma hierarchinės struktūros forma).

Pažvelkime į kai kurias dažniausiai naudojamas skaidymo strategijas.

Funkcinis skaidymas. Dekompozicija grindžiama sistemos funkcijų analize. Tai kelia klausimą, ką veikia sistema, nepaisant to, kaip ji veikia. Skirstymo į funkcines posistemes pagrindas yra elementų grupių atliekamų funkcijų bendrumas.

Gyvenimo ciklo skilimas. Posistemių identifikavimo ženklas yra posistemių veikimo dėsnio pasikeitimas įvairiuose sistemos egzistavimo ciklo „nuo gimimo iki mirties“ etapuose. Šią strategiją rekomenduojama naudoti tada, kai sistemos tikslas yra optimizuoti procesus ir kai galima apibrėžti nuoseklius įvesties transformavimo į išėjimus etapus.

Skilimas fiziniu procesu. Posistemių identifikavimo ženklas yra posistemio funkcionavimo algoritmo vykdymo žingsniai, būsenų keitimo etapai. Nors ši strategija yra naudinga aprašant esamus procesus, dažnai ji gali sukelti pernelyg nuoseklų sistemos aprašymą, kuriame nevisiškai atsižvelgiama į funkcijų viena kitai taikomus suvaržymus. Tokiu atveju valdymo seka gali būti paslėpta. Ši strategija turėtų būti naudojama tik tuo atveju, jei modelio tikslas yra aprašyti patį fizinį procesą.

Dekompozicija pagal posistemes (struktūrinis skaidymas). Posistemių identifikavimo ženklas yra stiprus ryšys tarp elementų pagal vieną iš sistemoje egzistuojančių santykių (ryšių) tipų (informacinis, loginis, hierarchinis, energetinis ir kt.). Ryšio stiprumas, pavyzdžiui, remiantis informacija, gali būti įvertintas posistemių informacijos sujungimo koeficientu k = N / N0, kur N yra tarpusavyje naudojamų informacijos masyvų skaičius posistemiuose, N0 yra bendras informacijos skaičius. masyvai. Norint apibūdinti visą sistemą, reikia sukurti sudėtinį modelį, kuris apjungtų visus atskirus modelius. Posistemio išskaidymą rekomenduojama naudoti tik tada, kai toks skirstymas į pagrindines sistemos dalis nesikeičia. Posistemių ribų nestabilumas greitai nuvertins tiek atskirus modelius, tiek jų derinį.

Analizės etape, kuris užtikrina išsamaus sistemos vaizdavimo susidarymą, atliekama:

Funkcinė ir struktūrinė esamos sistemos analizė, leidžianti suformuluoti reikalavimus kuriamai sistemai. Tai apima elementų sudėties ir veikimo dėsnių paaiškinimą, posistemių funkcionavimo ir tarpusavio įtakos algoritmus, valdomų ir nekontroliuojamų charakteristikų atskyrimą, būsenos erdvės Z nustatymą, parametrinės erdvės T nustatymą, kurioje nurodoma sistemos elgsena, analizuojant sistemos vientisumą, formuluojant reikalavimus kuriamai sistemai.

Morfologinė analizė – komponentų ryšio analizė.

Genetinė analizė – fono, situacijos raidos priežasčių, esamų tendencijų analizė, prognozių darymas.

Analogų analizė.

Efektyvumo analizė (efektyvumo, išteklių intensyvumo, efektyvumo požiūriu). Tai apima matavimo skalės pasirinkimą, veiklos rodiklių formavimą, veiklos kriterijų pagrindimą ir formavimą, tiesioginį gautų vertinimų vertinimą ir analizę.

Reikalavimų kuriamai sistemai formavimas, įskaitant vertinimo kriterijų ir apribojimų parinkimą.

Problemą sprendžiančios sistemos sintezės etapas pateiktas supaprastintos funkcinės diagramos pavidalu paveiksle. Šiame etape atliekami šie veiksmai:

Reikalingos sistemos modelio sukūrimas (matematinių priemonių parinkimas, modeliavimas, modelio įvertinimas pagal adekvatumo, paprastumo, tikslumo ir sudėtingumo atitikimo, klaidų balanso, daugiamačių realizacijų, blokų konstravimo kriterijus).

Problemą sprendžiančios sistemos alternatyvių struktūrų sintezė.

Sistemos parametrų, išsprendžiančių problemą, sintezė.

Susintetintos sistemos variantų įvertinimas (vertinimo schemos pagrindimas, modelio įgyvendinimas, vertinimo eksperimento atlikimas, vertinimo rezultatų apdorojimas, rezultatų analizė, geriausio varianto parinkimas).

Ryžiai. - Sistemos, sprendžiančios problemą, sintezės etapo supaprastinta funkcinė diagrama

Įvertinimas, kiek problema buvo išspręsta, atliekamas baigus sistemos analizę.

Sunkiausiai atliekami etapai yra skaidymo ir analizės etapai. Taip yra dėl didelio neapibrėžtumo, kurį reikia įveikti tyrimo metu.

19. 9 sistemos vaizdavimo formavimo etapai.

1 etapas. Pagrindinių sistemos funkcijų (savybių, tikslų, paskirties) nustatymas. Sistemoje vartojamų pagrindinių dalykinių sąvokų formavimas (atranka). Šiame etape mes kalbame apie pagrindinių sistemos išėjimų supratimą. Tai geriausia vieta pradėti jos tyrimą. Turi būti nustatytas produkcijos tipas: medžiaga, energija, informacija, jie turi būti susiję su kokiomis nors fizinėmis ar kitokiomis sąvokomis (gamybos produkcija – produktai (kuris?), valdymo sistemos išvestis – komandinė informacija (kam? kokia forma?), automatizuotos informacinės sistemos išvestis – informacija (apie ką?) ir pan.).

2 etapas. Pagrindinių funkcijų ir dalių (modulių) sistemoje nustatymas. Suprasti šių dalių vienybę sistemoje. Šiame etape įvyksta pirmoji pažintis su vidiniu sistemos turiniu, atskleidžiama, iš kokių didelių dalių ji susideda ir kokį vaidmenį sistemoje atlieka kiekviena dalis. Tai yra pirminės informacijos apie pagrindinių ryšių struktūrą ir pobūdį gavimo etapas. Tokia informacija turėtų būti pateikiama ir tiriama naudojant struktūrinius ar objektinius sistemų analizės metodus, kai, pavyzdžiui, yra vyraujantis nuoseklus arba lygiagretus dalių jungimo pobūdis, abipusė arba daugiausia vienašališka įtakų kryptis tarp dalių ir pan. yra atskleista. Jau šiame etape reikėtų atkreipti dėmesį į vadinamuosius sistemą formuojančius veiksnius, t.y. apie tuos ryšius ir tarpusavio priklausomybę, dėl kurių sistema tampa sistema.

3 etapas. Pagrindinių procesų sistemoje identifikavimas, jų vaidmuo, įgyvendinimo sąlygos; funkcionavimo etapų, šuolių, būsenų pokyčių identifikavimas; sistemose su valdymu – identifikuojant pagrindinius valdymo veiksnius. Čia tiriama svarbiausių sistemos pokyčių dinamika, įvykių eiga, supažindinama su būsenos parametrais, šiuos parametrus įtakojantys veiksniai, užtikrinantys procesų eigą, taip pat procesų pradžios ir pabaigos sąlygos. svarstė. Nustatoma, ar procesai yra valdomi ir ar jie prisideda prie sistemos pagrindinių funkcijų įgyvendinimo. Valdomoms sistemoms išaiškinami pagrindiniai valdymo veiksmai, jų tipas, šaltinis ir įtakos sistemai laipsnis.

4 etapas. Pagrindinių „nesistemos“ elementų, su kuriais siejama tiriama sistema, nustatymas. Šių ryšių pobūdžio nustatymas. Šiame etape išsprendžiama keletas individualių problemų. Tiriamas pagrindinis išorinis poveikis sistemai (įėjimai). Nustatomas jų tipas (medžiaga, energija, informacija), įtakos sistemai laipsnis, pagrindinės charakteristikos. Fiksuojamos to, kas laikoma sistema, ribos, nustatomi „nesistemos“ elementai, į kuriuos nukreipiami pagrindiniai išėjimo poveikiai. Čia pravartu atsekti sistemos evoliuciją, jos formavimosi kelią. Dažnai tai lemia sistemos struktūros ir veikimo supratimą. Apskritai šis etapas leidžia geriau suprasti pagrindines sistemos funkcijas, jos priklausomybę ir pažeidžiamumą arba santykinį nepriklausomumą išorinėje aplinkoje.

5 etapas. Neapibrėžtumų ir avarijų nustatymas jų lemiamos įtakos sistemai situacijoje (stochastinėms sistemoms).

6 etapas. Šakotosios struktūros identifikavimas, hierarchija, idėjų apie sistemą, kaip modulių, sujungtų įėjimais ir išėjimais, formavimas.

6 etapas baigiasi bendrų idėjų apie sistemą formavimu. Paprastai to pakanka, jei kalbame apie objektą, su kuriuo tiesiogiai nedirbsime. Jei kalbame apie sistemą, kurią reikia išstudijuoti, norint ją giliai išstudijuoti, tobulinti ir valdyti, tai turėsime eiti toliau spiraliniu nuodugniu sistemos tyrimo keliu.

Išsamaus sistemos vaizdavimo formavimas

7 etapas. Visų svarstymui svarbių elementų ir ryšių nustatymas. Jų priskyrimas hierarchijos struktūrai sistemoje. Elementų ir jungčių reitingavimas pagal svarbą.

6 ir 7 etapai yra glaudžiai susiję vienas su kitu, todėl naudinga juos aptarti kartu. 6 pakopa yra žinių riba pakankamai sudėtingoje sistemoje, kad žmogus galėtų ją visiškai valdyti. Tik specialistas, atsakingas už atskiras jos dalis, turės išsamesnių žinių apie sistemą (7 etapas). Ne per daug sudėtingam objektui 7 pakopos – visos sistemos pažinimo – lygis yra pasiekiamas vienam asmeniui. Taigi, nors 6 ir 7 etapų esmė ta pati, pirmajame iš jų apsiribojame protingu informacijos kiekiu, kuris yra prieinamas vienam tyrėjui.

Išsamiai nurodant, svarbu išskirti elementus (modulius) ir ryšius, kurie yra būtini svarstymui, atmetant viską, kas neįdomu tyrimo tikslais. Sistemos pažinimas ne visada apima tik esminio atskyrimą nuo nesvarbių, bet ir susitelkimą į esminį. Detalizacija taip pat turėtų turėti įtakos ryšiui tarp sistemos ir „nesisteminio“, jau svarstyto 4 etape. 7 etape išorinių jungčių rinkinys laikomas tokiu aiškiu, kad galime kalbėti apie išsamias sistemos žinias.

6 ir 7 etapai apibendrina bendrą, holistinį sistemos tyrimą. Tolesniuose etapuose atsižvelgiama tik į atskirus jo aspektus. Todėl svarbu dar kartą atkreipti dėmesį į sistemą formuojančius veiksnius, į kiekvieno elemento ir kiekvieno ryšio vaidmenį, į supratimą, kodėl jie yra būtent tokie ar turėtų būti būtent tokie vienybės aspektu. sistema.

8 etapas. Sistemos pokyčių ir neapibrėžtumų apskaita. Čia nagrinėjamas lėtas, dažniausiai nepageidaujamas sistemos savybių pokytis, kuris paprastai vadinamas „senėjimu“, taip pat galimybė atskiras dalis (modulius) pakeisti naujomis, kurios leidžia ne tik atsispirti senėjimui, bet ir pagerinti sistemos kokybę, palyginti su pradine būsena. Toks dirbtinės sistemos tobulinimas dažniausiai vadinamas plėtra. Tai taip pat apima modulių charakteristikų tobulinimą, naujų modulių prijungimą, informacijos kaupimą geresniam naudojimui, o kartais ir jungčių struktūros bei hierarchijos pertvarkymą.

Manoma, kad pagrindiniai stochastinės sistemos neapibrėžtumai išnagrinėti 5 etape. Tačiau indeterminizmas visada yra sistemoje, kuri nėra skirta veikti atsitiktinio įėjimų ir jungčių pobūdžio sąlygomis. Pridurkime, kad neapibrėžtumų įvertinimas šiuo atveju dažniausiai virsta svarbiausių sistemos savybių (išėjimų) jautrumo tyrimu. Jautrumas reiškia laipsnį, kuriuo įvesties pokyčiai turi įtakos išeigos pokyčiams.

9 etapas. Funkcijų ir procesų sistemoje tyrimas, siekiant juos valdyti. Valdymo ir sprendimų priėmimo procedūrų supažindinimas. Valdymo veiksmai kaip valdymo sistemos. Tikslinėms ir kitoms kontroliuojamoms sistemoms šis etapas yra labai svarbus. Svarstant 3 etapą buvo išaiškinti pagrindiniai kontroliuojantys veiksniai, tačiau ten tai buvo bendros informacijos apie sistemą pobūdis. Norint efektyviai įdiegti valdiklius arba ištirti jų poveikį sistemos funkcijoms ir procesams, reikia gerai išmanyti sistemą. Būtent todėl apie kontrolės analizę kalbame tik dabar, visapusiškai peržiūrėjus sistemą. Prisiminkime, kad valdymas savo turiniu gali būti labai įvairus – nuo ​​komandų nuo specializuoto kompiuterinio valdymo iki ministrų įsakymų.

Tačiau galimybė vienodai svarstyti visas tikslines intervencijas į sistemos elgseną leidžia kalbėti ne apie atskirus valdymo aktus, o apie su pagrindine sistema glaudžiai susipynusią, tačiau funkcine prasme aiškiai išsiskiriančią valdymo sistemą.

Šiame etape paaiškėja, kur, kada ir kaip (kokiuose sistemos taškuose, kokiais momentais, kokiais procesais, šuoliais, atrankomis iš populiacijos, loginiais perėjimais ir pan.) valdymo sistema veikia pagrindinę sistemą, kaip veiksmingas ir priimtinas jis yra ir patogiai įgyvendinamas. Sistemoje įvedant valdiklius, turi būti išnagrinėtos galimybės įvestis ir pastovius parametrus konvertuoti į valdomus, nustatyti priimtinas valdymo ribas ir jų įgyvendinimo būdus.

Pabaigus 6-9 etapus, sistemų tyrimas tęsiamas kokybiškai naujame lygyje – seka specifinis modeliavimo etapas. Apie modelio kūrimą galime kalbėti tik visiškai ištyrę sistemą.

Tikslas

Pagrindinis 2 funkcija

Pagrindinis 1 funkcija

Vsp. 2 funkcija

Vsp. 1 funkcija

Vsp. 3 funkcija

Vsp. 1 funkcija

Vsp. 2 funkcija

Sisteminiai metodai ir procedūros Kokie matematinių modelių tipai pagal konstravimo būdą...