В чем выражается структура системы

Электронная библиотека

Понятие структуры происходит от латинского слова structure, означающего строение, расположение, порядок. Структура отражает определенные взаимосвязи, взаиморасположение составных частей системы, ее устройство (строение). Структура отражает наиболее существенные подсистемы и компоненты системы и связи между ними, которые мало меняются при функционировании системы и обеспечивают существование системы и ее основных свойств.

Расчленение системы на группы элементов может иметь материальную (вещественную), функциональную, алгоритмическую и другую основу.

Приведем примеры структур.

Структура сборного моста состоит из его отдельных, собираемых на месте секций. Грубая структурная схема укажет только эти секции и порядок их соединения. Последнее и есть связи, которые здесь носят силовой характер. Пример функциональной структуры – это деление двигателя внутреннего сгорания на подсистемы питания, смазки, охлаждения, передачи силового момента. Пример системы, где вещественные и функциональные структуры слиты, – это отделы проектного института, занимающиеся разными сторонами одной и той же проблемы.

Типичной алгоритмической структурой является алгоритм (схема) программного средства, указывающий последовательность действий. Также алгоритмической структурой будет инструкция, определяющая действия при отыскании неисправности технического объекта. Примерами структур других типов являются календарь (временная структура) или деление книги на главы. Ситуация с книгой интересна тем, что здесь основа деления может быть информационной (в научной литературе), вещественной (для типографии глава – это количество бумаги и рабочего труда) или более сложной, основанной на наборе эстетических воздействий на читателя (для художественной литературы).

Обычно понятие структура связывают с графическим отображением. Однако это не обязательно. Структура может быть представлена в матричной форме, в форме теоретико-множественного описания, с помощью языка топологии, алгебры и других средств моделирования систем. В зависимости от связей между элементами различают следующие виды структур:

Простейшими из них являются последовательное, параллельное соединения и обратная связь, изображенные на рис. 1.2 – 1.4.

Рис. 1.2. Последовательное соединение

Обратная связь означает, что результат функционирования элемента влияет на поступающие на него воздействия. Как правило, обратная связь выступает важным регулятором в системе. Крайне редко встречается система без того или иного вида обратной связи.

Рис. 1.3. Параллельное соединение

Рис. 1.4. Обратная связь

Сетевая структура или сеть представляет собой декомпозицию (структуризацию) системы во времени (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Сетевая структура

В данной сетевой модели системы пронумерованы вершины сети (состояния системы), а стрелками – дуги сети, которые задают переходы системы из состояния в состояние и определяют поведение системы.

Такие структуры могут отображать порядок действия системы (электрическая сеть, телефонная сеть, последовательность выполнения задач в вычислительной системе и др.).

Иерархические структуры – это структуры с наличием подчиненности, то есть неравноправных связей между элементами, когда воздействия в одном из направлений оказывают гораздо большее влияние на элемент, чем в другом. Они представляют декомпозицию системы в пространстве. Все компоненты системы (вершины, дуги) существуют в этих структурах одновременно.

Рис. 1.6. Древовидная структура

Виды иерархических структур разнообразны. Среди них встречаются такие экзотические, как кольцевые (первый элемент доминирует над вторым, второй – над третьим и т.д., последний – над первым!), или меняющие направление доминирования.

Но основных, важных для практики иерархических структур всего две: древовидная (рис. 1.6) и ромбовидная (рис.1.7).

В данных структурах каждый элемент уровня i подчинен одной или нескольким вершинам вышестоящего уровня i-l. Здесь наиболее высокий уровень — нулевой. Структуры типа рис. 1.6 называют структурами с сильными связями (вершина уровня i подчинена одной и только одной вершине уровня i-l). В свою очередь, структуры типа рис. 1.7 называют структурами со слабыми связями, поскольку вершина уровня i может быть подчинена нескольким вершинам уровня i-l.

Рис. 1.7. Ромбовидная структура

Близким к понятию структуры является термин «декомпозиция».

Декомпозицией называется деление системы на части, удобное для каких-либо операций с этой системой. Основным стимулом декомпозиции является упрощение системы, слишком сложной для рассмотрения целиком.

Модульное строение системы и информация

Модулем называется группа элементов системы, описываемая только своими входами и выходами и обладающая определенной цельностью. Входы представляют собой воздействия на элемент, а выходы — воздействия, которые элемент оказывает на другие элементы (рис. 1.8).

Рис. 1.8. Модуль с входами и выходами

Система может представляться набором модулей и сама рассматриваться как модуль. Модульное построение системы, как правило, определяет ее декомпозицию. Нередко оно определяет и структуру системы. Однако значение понятия модуля в системном анализе шире. Именно модульное строение системы в сочетании с принципами введения все более крупных модулей позволяет рассматривать в принципе сколь угодно сложные системы.

Примерами реализации этого положения является устройство компьютера, а также создание информационных систем и вычислительных сетей, охватывающих целый ряд стран, включая их многоуровневое программное обеспечение. Разработка таких систем обычно идет «сверху», с продумыванием назначения, входов и выходов модулей верхнего уровня и далее спускается вниз, все в большей степени детализируя систему.

Понятие модуля близко к концепции «черного ящика» в кибернетике – так называют объект, в котором известна только зависимость выходов от входов. Важность понятия модуля, входа, выхода подчеркивается большим количеством синонимов в различных разделах науки и техники.

Например, синонимом модуля в технике являются «агрегат», «блок», «узел», «механизм», в программировании – «подпрограмма», «программный модуль», «логический блок», в организации и управлении – «подразделение», «отдел», «цех».

Типичными входами и выходами являются пары: «сигнал – отклик», «воздействие (раздражение) – реакция», «запрос – ответ», «аргумент – решение», «информация – принятие решения», «управление – движение».

Перейдем к анализу понятия информации. Для сложных искусственных систем следует особо выделить информационные связи между элементами. Эти связи часто являются преобладающими в системе. Кроме того, вещественные и энергетические воздействия, как правило, фиксируются и в качестве информации. Так, в гибкой производственной системе информационный характер носит основной системный элемент — комплексы управляющих программ.

В целом информация в системе выступает как собирательный термин для обозначения всех нужных сведений. Информация может изучаться с точки зрения ее получения, хранения, передачи, преобразования, свертки. На практике используется ряд способов количественного описания информации: число сообщений, число файлов в программных средствах, число операторов, объем информации в знаках или двоичных кодах.

В сложных системах особенно важна передача информации. В этом случае выделяют потоки информации, которым соответствуют информационные графы или информационные структуры системы. Информационный граф может быть исследован с целью минимизации потоков или сокращения их длины, с точки зрения наличия или отсутствия дублирования путей передачи информации и т.д.

Срочно?
Закажи у профессионала, через форму заявки
8 (800) 100-77-13 с 7.00 до 22.00

Источник

Структура системы

Формальное описание с помощью графического языка различных типов отношений между элементами или подсистемами означает по­строение структуры.

Структура системы – совокупность элементов системы и связей между ними. Структура является статической моделью системы и характеризует только строение системы, не учитывая множества свойств (состояний) ее элементов.

Наиболее распространено следующее определе­ние:

структура — «относительно устойчивый аспект системы, включа­ющий элементы и совокупность связей, сочетающих эти элементы в определенную целостность» [Бусленко Н.П., Калашников В.В., Коваленко И.Н. Лекции по теории сложных систем. М.: Советское радио, 1973].

Применительно к предприятию, структура– это внутреннее построение системы.

Очевидно, что любая система независимо от ее предназначения состоит из разного рода составных частей. Некоторая группа взаимосвязанных элементов, способная выполнять относительно независимую функцию и обладать свойством целостнос­ти, называется подсистемой. Подсистемы сложной системы сами могут быть сложными системами, которые легко расчленяются на соответствую­щие подсистемы.

Например, транспортная система города включает подсистемы автомобильного, троллейбусного хозяйств и т.п. Каждая из них, в свою очередь, расчленяется на части. Напри­мер, подсистема автомобильного хозяйства может подразделяться на меньшие составные части, называемые, обычно, субподси­стемами— грузового автохозяйства, автобусного пассажирского хозяйства, таксомоторного хозяйства и т.п. Подразделение на подсистемы, субподсистемы и т.д. — существенное условие построе­ния, моделирования и исследования сложных систем.

В зависимости от глубины членения системы на составные час­ти, определяемой, как правило, масштабом системы, в любом слу­чае последней базовой ячейкой каждой из подсистем (системы) должен быть относительно неделимый, не поддающийся разбиению элемент (структурная единица системы.).

Под элементомпонима­ется объект, внутренняя структура которого не является предметом изу­чения, а рассматриваются только свойства, определяющие его взаимо­действие с другими объектами системы [Бусленко Н.П., Калашников В.В., Коваленко И.Н. Лекции по теории сложных систем. М.: Советское радио, 1973.].

Элемент представляет собой неделимую часть системы на момент исследования и графически ото­бражается в виде замкнутой геометрической фигуры.

Элементы любой системы представляют собой системы (подсистемы) низшего порядка, а каждая система, в свою очередь, обычно выступает как отдельный элемент системы более вы­сокого порядка (рис. 2.2).

Каждый элемент имеет свою определенную совокупность свойств. Совокупность всех свойств элемента будем называть состоянием элемента.Состояние элемента, в зависимости от различных факторов (времени, пространства, внешней среды и т.д.) может изменяться.

Последовательные изменения состояния элемента называютсядвижением элемента.

Вместе с тем состав элементов в системе представляет со­бой их упорядоченный комплекс, т.е. они обладают целостностью и определенным образом взаимодействуют и взаимосвязаны между собой.

Взаимодействие элементов и подсистем отображают на схемах соединением их линиями, называемыми связями.

Связь –совокупность зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы.

Установить связь между двумя элементами – это значит выявить наличие зависимостей их свойств. Зависимость свойств элементов может иметь односторонний и двусторонний характер.

Двусторонняя зависимость свойств одного элемента от свойств других элементов системы называется взаимосвязью.

Существуют и другие толкования понятия «связь», например:

—процесс обмена информацией, регулирующий поведение сис­тем (с точки зрения кибернетики);

—взаимообусловленность существования явлений, разделенных в пространстве и времени (с философской точки зрения);

—то, что объединяет объекты и свойства в системном процессе в целое.

Применительно к системам организаций, связьможно опреде­лить как процесс обмена информацией и материально-техническими средствами, обеспечивающий целостность и регулирующий функ­ционирование систем по достижению установленных целей.

Связи разделяют по ряду признаков:

• по силе управляющего воздействия одного элемента на другой — горизонтальные и вертикальные, прямые и обратные;

• характеру взаимодействия элементов — слабые и сильные, жесткие и гибкие;

• по отношению к объекту управления — «входы», управляющие воздействия, «выходы», механизмы исполнения, внешние и внутренние и др.

Исключительно важна для функционирования системы связь, классифицированная по направленности действия, т.е. прямая и обратная.

При прямойсвязи выходное воздействие одного элемента осуществляется непосредственно на вход другого или через другие элементы.

Обратная связь осуществляется на основе воздействия выходной величины системы или элемента на вход этой же систе­мы или элемента, или других систем или элементов.

Принцип об­ратной связи служит для формирования управляющих воздействий по улучшению функционирования системы или элемента, т.е. такого вида связь позволяет использовать информацию о состоянии управ­ляемого объекта.

При действии обратной связи на уменьшение отклонения системы от первоначального состояния она называется отрицательной (например, уменьшение контролируемого спроса ве­дет к снижению результатов работы системы организации), в про­тивном случае — положительной обратной связью (рис. 2.1.).

Вход Выход

В системе могут реализовываться функциональные связи. Это связи между должностными лицами, подразделениями и службами органи­зации в процессе осуществления ими своих функций. Классифицируя функциональные связи по пространственному признаку их можно подразделить на горизонтальные, вертикальные, диагональные.

Горизонтальныефункциональные связи возникают в процессе выполнения функций управления между должностными лицами и подразделениями субъекта управления одного иерархического уров­ня,

Вертикальныефункциональные связивозникают между должностными лицами и подразделениями системы различных уровней иерархии, находящимися в су­бординационных отношениях одной линейной подсистемы.

Диа­гональные— между должностными лицами и подразделениями сис­темы различных уровней иерархии, находящимися в разных линей­ных несубординационных (несоподчиненных) подсистемах.

Связи могут быть синергетическими и рекурсивными.

Синергетическая связь обеспечивает при совместном функционировании отдельных элементов системы увеличение общего эф­фекта до величины большей, чем сумма эффектов этих же элемен­тов, действующих независимо.

Рекурсивная связь позволяет определить, какое явление, проис­ходящее в системе, причина, а какое — следствие, какая в системе величина аргумент, а какая — функция.

Взаимодействие– совокупность взаимосвязей и взаимоотношений между свойствами элементов, когда они приобретают характер взаимосодействия друг другу.

Следует отметить, что системы, содержащие в своей основе абстрактно-физические элементы, членятся на подсистемы, субподсистемы и т.д. условно и, как правило, неоднозначно.

Таким образом, система — это совокупность целостных упорядоченных взаимосвязанных элементов и подсистем, взаимодействую­щих между собой и участвующих в том или ином виде в процессе функционирования по обеспечению своего предназначения и дости­жению какой-либо цели.

Для открытых систем это определение сле­дует дополнить тем, что взаимосвязанные элементы взаимодействуют еще и с внешней средой.

Внешняя среда – это набор существующих в пространстве и во времени объектов (систем), которые, как предполагается, действуют на систему.

Внешняя среда представляет собой совокупность естественных и искусственных систем, для которых данная система не является функциональной подсистемой.

Графическое отображение структуры принято называть схемой. Под схемой понимается некоторое соедине­ние элементов, каждый из которых несет определенную информацию.

Рис.2.2. Принципиальная декомпозиция системы

Любая организация, по выражению К. Менара, является структурированной совокупностью, которая отображается в виде ее структу­ры [Менар К. Экономика организаций: пер. сфранц. М.: ИНФРА-М., 1996.].

Организационные структуры — это схемы сложной архитек­туры, несущие большую смысловую нагрузку. В этой связи схемам, используемым для исследования структуры сис­тем управления и управляемых объектов, следует придать более высо­кий статус и рассматривать их как структурные модели системы. Структурные модели относятся к классу квазианалоговых моделей, сочетающих принципы аналогии и абстракции.

Под структурной моделью понимается абст­рактный образ объекта (системы), представленный в виде графичес­кой конструкции, состоящей из множества элементов и действующих между ними связей, и построенный на основе определенных принци­пов, закономерностей и правил.

В теории управления сложилось несколько подходов к построению структурных моделей, определяемых принципами формального опи­сания систем, предложенными: обшей теорией систем; кибернетикой; теорией структурного анализа; теорией графов; логикой мышления или здравым смыслом.

Любая структурная модель, независимо от подхода, формируется из приведенных ранее категорий: элемента, подсистемы, связи. Но каждый подход и позиция исследователя вносят свои особенности в содержание категорий систем и их отображение с применением специального графи­ческого инструментария. Например, элементом можно обозначить:

форму группирования персонала (отдел, службу, сектор, лабора­торию); объект (завод, цех, оборудование, узел); процесс; функцию; цель;

задачу; работу; операцию.

Для того чтобы инструмент построения структурных моделей стал осознанно необходимым и доступным для широкого применения в исследовании систем управления, делается акцент на методологических принципах, которые заложены в каждый подход к конструированию структурных моделей систем.

В любой организации, рассматриваемой как система, складываются определенные структурные связи между различными подсистемами (между структурными подразделениями, между различными уровнями управления):

—линейное подчинение (непосредственное административное);

—функциональное руководство (методическое обеспечение, консультирование смежного подразделения);

—соисполнительство (совместное выполнение работ);

—функциональное обслуживание (подготовка информации или иная работа смежного подразделения по обеспечению процесса принятия решения)

На современных крупных предприятиях в понятие системы включаются все ее структурно-функциональные подсистемы:

2) Целевые подсистемы:

—управление выполнением плана производства и поста­вок продукции;

—регулирование затрат и управление ресурсами;

—управление развитием производства и совершенствова­нием управления;

—управлениесоциальным развитием коллектива;

—управление охраной окружающей среды.

3) Комплексные функциональные подсистемы:

—производственного руководства (организация основно­го, обеспечивающего и обслуживающего производства; оперативное управление производством);

—технического руководства (организация работ по стандартизации; управление технической подготовкой про­изводства; управление технологическими процессами; ор­ганизация метрологического обеспечения; технический контроль и испытания продукции);

—экономического руководства (перспективное и текущее технико-экономическое и социальное планирование; ор­ганизация труда и заработной платы; организация финан­совой деятельности; учет и отчетность; экономический анализ);

—руководства капитальным строительством (собственное и подрядное);

— руководства кадрами (персоналом) и творческой деятельностью трудо­вого коллектива (организация работы с кадрами; органи­зация творческой деятельности трудового коллектива)

4) Обеспечивающие подсистемы:

—оснащения техническими средствами и оргтехникой

-организации и ведения нормативного хозяйства;

-информационного обеспечения управления;

-правового обеспечения хозяйственного обслуживания

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Системы. Понятие, структура системы, свойства систем

Существует множество понятий системы. Рассмотрим понятия, которые наиболее полно раскрывают ее существенные свойства (рис. 1).

Рис. 1. Понятие системы

«Система – это комплекс взаимодействующих компонентов».

«Система – это множество связанных действующих элементов».

«Система – это не просто совокупность единиц. а совокупность отношений между этими единицами».

И хотя понятие системы определяется по-разному, обычно все-таки имеется в виду, что система представляет собой определенное множество взаимосвязанных элементов, образующих устойчивое единство и целостность, обладающее интегральными свойствами и закономерностями.

Мы можем определить систему как нечто целое, абстрактное или реальное, состоящее из взаимозависимых частей.

Системой может являться любой объект живой и неживой природы, общества, процесс или совокупность процессов, научная теория и т. д., если в них определены элементы, образующие единство (целостность) со своими связями и взаимосвязями между ними, что создает в итоге совокупность свойств, присущих только данной системе и отличающих ее от других систем (свойство эмерджентности).

Система (от греч. SYSTEMA, означающего «целое, составленное из частей») представляет собой множество элементов, связей и взаимодействий между ними и внешней средой, образующих определенную целостность, единство и целенаправленность. Практически каждый объект может рассматриваться как система.

Система – это совокупность материальных и нематериальных объектов (элементов, подсистем), объединенных какими-либо связями (информационными, механическими и др.), предназначенных для достижения определенной цели и достигающих ее наилучшим образом. Системаопределяется как категория, т.е. ее раскрытие производится через выявление основных, присущих системе свойств. Для изучения системы необходимо ее упростить с удержанием основных свойств, т.е. построить модель системы.

Система может проявляться как целостный материальный объект, представляющий собой закономерно обусловленную совокупность функционально взаимодействующих элементов.

Важным средством характеристики системы являются ее свойства.Основные свойства системы проявляются через целостность, взаимодействие и взаимозависимость процессов преобразования вещества, энергии и информации, через ее функциональность, структуру, связи, внешнюю среду.

Свойство – это качество параметров объекта, т.е. внешние проявления того способа, с помощью которого получают знания об объекте. Свойства дают возможность описывать объекты системы. При этом они могут изменяться в результате функционирования системы. Свойства – это внешние проявления того процесса, с помощью которого получается знание об объекте, ведется за ним наблюдение. Свойства обеспечивают возможность описывать объекты системы количественно, выражая их в единицах, имеющих определенную размерность. Свойства объектов системы могут изменяться в результате ее действия.

Выделяют следующиеосновные свойства системы:

· Система есть совокупность элементов. При определенных условиях элементы могут рассматриваться как системы.

· Наличие существенных связей между элементами.Под существенными связями понимаются такие, которые закономерно, с необходимостью определяют интегративные свойства системы.

· Наличие определенной организации, что проявляется в снижении степени неопределенности системы по сравнению с энтропией системоформирующих факторов, определяющих возможность создания системы. К этим факторам относят число элементов системы, число существенных связей, которыми может обладать элемент.

· Наличие интегративных свойств, т.е. присущих системе в целом, но не свойственных ни одному из ее элементов в отдельности. Их наличие показывает, что свойства системы, хотя и зависят от свойств элементов, но не определяются ими полностью. Система не сводится к простой совокупности элементов; декомпозируя систему на отдельные части, нельзя познать все свойства системы в целом.

· Эмерджентностъ – несводимость свойств отдельных элементов и свойств системы в целом.

· Целостность– это общесистемное свойство, заключающееся в том, что изменение любого компонента системы оказывает воздействие на все другие ее компоненты и приводит к изменению системы в целом; и наоборот, любое изменение системы отзывается на всех компонентах системы.

· Делимость– возможна декомпозиция системы на подсистемы с целью упрощения анализа системы.

· Коммуникативность. Любая система функционирует в окружении среды, она испытывает на себе воздействия среды и, в свою очередь, оказывает влияние на среду. Взаимосвязь среды и системы можно считать одной из основных особенностей функционирования системы, внешней характеристикой системы, в значительной степени определяющей ее свойства.

· Системе присуще свойство развиваться,адаптироваться к новым условиям путем создания новых связей, элементов со своими локальными целями и средствами их достижения. Развитие – объясняет сложные термодинамические и информационные процессы в природе и обществе.

· Иерархичность. Под иерархиейпонимается последовательная декомпозиция исходной системы на ряд уровней с установлением отношения подчиненности нижележащих уровней вышележащим. Иерархичность системысостоит в том, что она может быть рассмотрена как элемент системы более высокого порядка, а каждый ее элемент, в свою очередь, является системой.

· Важным системным свойством является системная инерция,определяющая время, необходимое для перевода системы из одного состояния в другое при заданных параметрах управления.

· Многофункциональность– способность сложной системы к реализации некоторого множества функций на заданной структуре, которая проявляется в свойствах гибкости, адаптации и живучести.

· Гибкость– это свойство системы изменять цель функционирования в зависимости от условий функционирования или состояния подсистем.

· Адаптивность– способность системы изменять свою структуру и выбирать варианты поведения сообразно с новыми целями системы и под воздействием факторов внешней среды. Адаптивная система – такая, в которой происходит непрерывный процесс обучения или самоорганизации.

· Надежность – это свойство системы реализовывать заданные функции в течение определенного периода времени с заданными параметрами качества.

· Безопасность – способность системы не наносить недопустимые воздействия техническим объектам, персоналу, окружающей среде при своем функционировании.

· Уязвимость– способность получать повреждения при воздействии внешних и (или) внутренних факторов.

· Структурированность – поведение системы обусловлено поведением ее элементов и свойствами ее структуры.

· Динамичность – это способность функционировать во времени.

· Наличие обратной связи.

Поведение системы можно описать законом Y = F(x), отражающим изменения на входе и выходе системы. Это и определяет состояние системы.

Состояние системы – это мгновенная фотография, или срез системы, остановка ее развития. Его определяют либо через входные взаимодействия или выходные сигналы (результаты), либо через макропараметры, макросвойства системы. Это совокупность состояний ее n элементов и связей между ними. Задание конкретной системы сводится к заданию ее состояний, начиная с зарождения и кончая гибелью или переходом в другую систему. Реальная система не может находиться в любом состоянии. На ее состояние накладывают ограничения – некоторые внутренние и внешние факторы (например, человек не может жить 1000 лет). Возможные состояния реальной системы образуют в пространстве состояний системы некоторую подобласть Z_СД (подпространство) – множество допустимых состояний системы.

Равновесие – способность системы в отсутствие внешних возмущающих воздействий или при постоянных воздействиях сохранять свое состояние сколь угодно долго.

Устойчивость – это способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних или внутренних возмущающих воздействий. Эта способность присуща системам, когда отклонение не превышает некоторого установленного предела.

3. Понятие структуры системы.

Структура системы – совокупность элементов системы и связей между ними в виде множества.Структура системы означает строение, расположение, порядок и отражает определенные взаимосвязи, взаимоположение составных частей системы, т.е. ее устройства и не учитывает множества свойств (состояний) ее элементов.

Система может быть представлена простым перечислением элементов, однако чаще всего при исследовании объекта такого представления недостаточно, т.к. требуется выяснить, что представляет собой объект и что обеспечивает выполнение поставленных целей.

Одна и та же система может быть представлена разными структурами в зависимости от стадии познания объектов, от аспектов рассмотрения, от целей создания. В ходе проектирования структура может изменяться.

Рис. 2. Структура системы

Понятие элемента системы. По определению элемент – это составная часть сложного целого. В нашем понятии сложное целое – это система, которая представляет собой целостный комплекс взаимосвязанных элементов.

Элемент– часть системы, обладающая самостоятельностью по отношению ко всей системе и неделимая при данном способе выделения частей. Неделимость элемента рассматривается как нецелесообразность учета в пределах модели данной системы его внутреннего строения.

Сам элемент характеризуется только его внешними прояв­лениями в виде связей и взаимосвязей с остальными элемен­тами и внешней средой.

Понятие связи. Связь – совокупность зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы. Установить связь между двумя элементами – это значит выявить наличие зависимостей их свойств. Зависимость свойств элементов может иметь односторонний и двусторонний характер.

Взаимосвязи – совокупность двухсторонних зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы.

Взаимодействие – совокупность взаимосвязей и взаимоотношений между свойствами элементов, когда они приобретают характер взаимосодействия друг другу.

Понятие внешней среды. Система существует среди других материальных или нематериальных объектов, которые не вошли в систему и объединяются поняти­ем «внешняя среда» – объекты внешней среды. Вход характеризует воздействие внешней среды на систему, выход – воздействие системы на внешнюю среду.

По сути дела, очерчивание или выявление системы есть разделение некоторой области материального мира на две части, одна из которых рассматривается как система – объект анализа (синтеза), а другая – как внешняя среда.

Внешняя среда – набор существующих в пространстве и во времени объектов (систем), которые, как предполагается, оказывают действие на систему.

Внешняя среда – это совокупность естественных и искусственных систем, для которых данная система не является функциональной подсистемой.

Типы структур

Рассмотрим ряд типовых структур систем, использующихся при описании организационно-экономических, производственных и технических объектов.

Обычно понятие «структура» связывают с графическим отображением элементов и их связей. Однако структура может быть представлена и в матричной форме, форме теоретико-множественного описания, с помощью языка топологии, алгебры и других средств моделирования систем [11].

Линейная (последовательная)структура (рис. 8) характеризуется тем, что каждая вершина связана с двумя соседними При выходе из строя хотя бы одного элемента (связи) структура разрушается. Примером такой структуры является конвейер.

Кольцеваяструктура (рис. 9) отличается замкнутостью, любые два элемента обладают двумя направлениями связи. Это повышает скорость общения, делает структуру более живучей.

Сотоваяструктура (рис. 10) характеризуется наличием резервных связей, что повышает надежность (живучесть) функционирования структуры, но приводит к повышению ее стоимости.

Многосвязнаяструктура (рис. 11) имеет структуру полного графа. Надежность функционирования максимальная, эффективность функционирования высокая за счет наличия кратчайших путей, стоимость — максимальная.

Звезднаяструктура (рис. 12) имеет центральный узел, который выполняет роль центра, все остальные элементы системы являются подчиненными.

Графоваяструктура (рис. 13) используется обычно при описании производственно-технологических систем.

Сетеваяструктура (сеть)— разновидность графовой структуры, представляющая собой декомпозицию системы во времени.

Например, сетевая структура может отображать порядок действия технической системы (телефонная сеть, электрическая сеть и т. п.), этапы деятельности человека (при производстве продукции — сетевой график, при проектировании — сетевая модель, при планировании — сетевая модель, сетевой план и т. д.).

Иерархическаяструктура получила наиболее широкое распространение при проектировании систем управления, чем выше уровень иерархии, тем меньшим числом связей обладают его элементы. Все элементы кроме верхнего и нижнего уровней обладают как командными, так и подчиненными функциями управления.

Иерархические структуры представляют собой декомпозицию системы в пространстве. Все вершины (узлы) и связи (дуги, ребра) существуют в этих структурах одновременно (не разнесены во времени).

Иерархические структуры, в которых каждый элемент нижележащего уровня подчинен одному узлу (одной вершине) вышестоящего (и это справедливо для всех уровней иерархии), называют древовидными структурами (структурами типа «дерева»; структурами, на которых выполняются отношения древесного порядка, иерархическими структурами с сильными связями) (рис 14, а).

Структуры, в которых элемент нижележащего уровня может быть подчинен двум и более узлам (вершинам) вышестоящего уровня, называют иерархическими структурами со слабыми связями (рис 14, б).

В виде иерархических структур представляются конструкции сложных технических изделий и комплексов, структуры классификаторов и словарей, структуры целей и функций, производственные структуры, организационные структуры предприятий.

В общем случае термин иерархия шире, он означает соподчиненность, порядок подчинения низших по должности и чину лиц высшим, возник как наименование «служебной лестницы» в религии, широко применяется для характеристики взаимоотношений в аппарате управления государством, армией и т.д., затем концепция иерархии была распространена на любой согласованный по подчиненности порядок объектов.

Таким образом, в иерархических структурах важно лишь выделение уровней соподчиненности, а между уровнями и компонентами в пределах уровня могут быть любые взаимоотношения. В соответствии с этим существуют структуры, использующие иерархический принцип, но имеющие специфические особенности, и их целесообразно выделить особо.

Источник