1) Определение и общие характеристики системы.

 

Одной из главных особенностей современной научной и технической деятельности является подход к объектам исследования и проектирования как к системам. В зависимости от характера деятельности в термин «система» вкладываются различные понятия, но во всех случаях система есть подмножество взаимосвязанных элементов, выделенное из множества элементов любой природы в соответствии с требованиями решаемой задачи.

Таким образом, при определении некоторого объекта как системы предполагается   наличие: 1) объекта (системы), состоящего из множества элементов и их свойств, которые могут рассматриваться как единое целое благодаря связям между ними и их свойствами; 2) исследователя, выполняющего любую целенаправленную деятельность (исследовательскую, проектную, организационную и др.); 3) задачи, с точки зрения решения которой исследователь определяет некоторый объект как систему; 4) языка, на котором исследователь может описать объект, свойства его элементов и связи.

Рассмотрим подробнее входящие в определение системы термины «элементы», «связи», «свойства»

Элементы — это части или компоненты системы, условно принятые неделимыми

Свойства — качества, позволяющие описывать систему и выделять ее среди других систем. Свойства характеризуются совокупностью параметров, одни из которых могут иметь количественную оценку, другие выражаются лишь качественно.

Связи – это то, что соединяет элементы и их свойства. Предполагается, что каждый из элементов системы соединен прямо или косвенно с любым другим элементом.

 Весьма важными для описания системы являются также понятия состояния и структуры системы.  

         Состояние системы в данный момент времени характеризуется
значениями существенных с точки зрения решаемой задачи параметров системы.

Структура системы — это широкое понятие, характеризующее способ организации элементов в систему с определенными свойствами путем установления между ними взаимосвязей. Структура и свойства элементов определяют индивидуальные характеристики и позволяют рассматривать ее как целостное образование.

         Целостность системы про­является в том, что ее свой­ства могут качественно отли­чаться от свойств составляю­щих   элементов. Например, радиоприемник можно представить как систему, элементами которой являются   радиодетали (транзисторы, конденсаторы, резисторы и т.п.), электрически связанные определенным образом. Каждую деталь
можно описать некоторыми свойствами, однако ни одна из них не обладает свойством радиоприемника – воспринимать и преобразовывать электромагнитные колебания в звуковые.

         Таким образом, система – это не сумма составляющих ее частей,
а целостное образование с новыми свойствами, которыми ни обладают ее элементы.

Удобной формой описания системы является граф, в котором элементы представлены вершинами, а связи между ними — дугами. Направление дуги соответствует направлению воздействия одного элемента на другой (рис. 1). В зависимости от направления различают входные и выходные воздействия, которые принято называть входом и выходом элемента. Выходы являются реакцией элемента на входные воздействия. Следовательно, свойства элемента можно характеризовать, описав выполняемое им преобразование воздействий в выходные. Топология графа отражает структуру системы. Из такого определения системы не следует, что все ее элементы должны быть физическими объектами. Примером системы, не имеющей физической природы, может служить математическая система уравнений — элементами такой системы являются переменные. Связи задаются соответствующими уравнениями. Системы подобного типа называют абстрактными.