시스템의 기본 상태라고 합니다. 기본 정의. 모델링에 대한 체계적인 접근 방식
| 매개변수 이름 | 의미 |
| 기사 주제: | 시스템 상태 |
| 루브릭(주제별 카테고리) | 교육 |
정의 1.6 시스템 상태고려되는 각 순간에 특정 관점에서 시스템 동작 및 기능의 측면을 가장 중요하게 반영하는 매개변수 세트를 호출합니다.
정의는 매우 일반적입니다. 이는 상태 특성의 선택이 연구 목표에 달려 있음을 강조합니다. 가장 간단한 경우 상태는 두 개의 값(켜기 또는 끄기, 0 또는 1)을 취할 수 있는 하나의 매개변수로 평가할 수 있습니다. 보다 복잡한 연구에서는 많은 수의 값을 취할 수 있는 많은 매개변수를 고려해야 합니다.
특정 인과 관계의 영향을 받아 시간이 지남에 따라 상태가 변경되는 시스템을 일반적으로 호출합니다. 동적시스템은 시간이 지나도 상태가 변하지 않는 정적 시스템과 대조적입니다.
시스템의 원하는 상태는 적절한 제어 조치를 통해 달성되거나 유지됩니다.
제어
사이버네틱스에서 제어는 시스템 상태를 의도적으로 변경하는 프로세스로 인식됩니다. 때때로 통제는 인지된 정보를 기계와 유기체의 활동을 지시하는 신호로 처리하는 과정입니다. 그리고 정보 인식, 저장, 전송 및 재생산 과정은 커뮤니케이션 분야에 속합니다. 또한 목적의 통일성과 해결해야 할 업무의 공통성으로 통합된 경영 활동의 모든 요소를 포함하는 경영 개념에 대한 더 넓은 해석이 있습니다.
정의 1.7 관리현실 세계의 대상과 프로세스에 대한 의도적인 영향을 준비하고 유지하는 정보 프로세스를 호출하는 것이 일반적입니다.
이 해석은 정보 수집, 시스템 분석, 의사 결정, 의사 결정 실행을 위한 조치 계획, 제어 신호 생성 및 이를 집행 기관에 전달하는 것까지 지배 기관이 해결해야 하는 모든 문제를 다룹니다.
시스템 상태 - 개념 및 유형 "시스템 상태" 카테고리의 분류 및 특징 2017, 2018.
외부 환경의 개념 시스템은 시스템에 포함되지 않은 다른 물질적 객체들 사이에 존재합니다. 그들은 외부 환경의 대상인 "외부 환경"이라는 개념으로 통합됩니다. 외부 환경은 공간과 시간에 존재하는 일련의 객체(시스템)이며,... [더 읽기] .
강의 2: 시스템 속성. 시스템 분류
시스템의 속성.
따라서 시스템의 상태는 시스템이 각 순간에 소유하고 있는 필수 속성의 집합입니다.
속성은 다른 개체와의 차이점 또는 유사성을 결정하고 다른 개체와 상호 작용할 때 나타나는 개체의 측면으로 이해됩니다.
특성은 시스템의 일부 속성을 반영하는 것입니다.
시스템의 어떤 속성이 알려져 있습니까?
"시스템"의 정의에 따르면 시스템의 주요 속성은 시스템 요소의 특정 관계와 상호 작용을 통해 달성되고 시스템 요소가 소유하지 않은 새로운 속성의 출현으로 나타나는 무결성, 통일성입니다. 이 부동산 출현(영어로 등장하다 - 일어나다, 나타나다).
- 출현은 시스템의 속성이 시스템을 구성하는 요소의 속성으로 환원될 수 없는 정도입니다.
- 출현은 시스템을 구성하는 요소에 고유하지 않은 새로운 속성과 품질의 출현을 유발하는 시스템의 속성입니다.
창발은 전체를 부분으로 나누고, 그 속성을 결정함으로써 전체의 속성을 결정함으로써 전체를 연구할 수 있다는 환원주의의 반대 원리입니다.
출현의 속성은 시스템 무결성의 속성에 가깝습니다. 그러나 식별할 수는 없습니다.
진실성시스템이란 시스템의 각 요소가 시스템의 목표 기능 구현에 기여한다는 것을 의미합니다.
무결성과 출현은 시스템의 통합 속성입니다.
통합 속성의 존재는 시스템의 가장 중요한 기능 중 하나입니다. 무결성은 시스템이 자체적인 기능 패턴과 목적을 가지고 있다는 사실에서 나타납니다.
조직- 구조와 기능(행동)으로 구성된 시스템의 복잡한 속성입니다. 시스템의 필수 부분은 구성 요소, 즉 전체를 구성하고 없이는 불가능한 구조적 구성입니다.
기능성- 외부 환경과 상호 작용할 때 특정 속성(기능)이 나타나는 것입니다. 여기서 목표(시스템의 목적)는 원하는 최종 결과로 정의됩니다.
구조성-이것은 시스템의 질서, 요소 사이의 연결이 있는 요소의 특정 세트 및 배열입니다. 내용과 형식의 철학적 범주 사이에 관계가 있는 것처럼 시스템의 기능과 구조 사이에도 관계가 있습니다. 내용(기능)의 변화는 형태(구조)의 변화를 수반하지만 그 반대의 경우도 마찬가지입니다.
시스템의 중요한 속성은 동작, 변경, 기능 등의 존재입니다.
시스템의 이러한 동작은 환경(주변)과 연관되어 있다고 믿어집니다. 다른 시스템과 접촉하거나 특정 관계를 맺는 경우.
시간이 지남에 따라 시스템의 상태를 의도적으로 변경하는 프로세스를 호출합니다. 행동. 제어와 달리 외부 영향을 통해 시스템 상태가 변경되면 동작은 시스템 자체 목표에 따라 시스템 자체에 의해서만 구현됩니다.
각 시스템의 동작은 시스템을 구성하는 하위 시스템의 구조와 평형(항상성) 징후의 존재로 설명됩니다. 평형 기호에 따라 시스템은 선호되는 특정 상태(상태)를 갖습니다. 따라서 시스템의 동작은 환경 변화로 인해 시스템이 중단될 때 이러한 상태를 복원하는 측면에서 설명됩니다.
또 다른 속성은 성장(개발)의 속성입니다. 발달은 행동의 필수적인 부분(그리고 가장 중요한 부분)으로 볼 수 있습니다.
시스템 접근 방식의 주요하고 근본적인 속성 중 하나는 시스템 외부의 개체를 고려하는 것이 허용되지 않는다는 것입니다. 개발, 이는 물질과 의식의 되돌릴 수 없고 방향성이 있으며 자연스러운 변화로 이해됩니다. 결과적으로 대상의 새로운 특성이나 상태가 발생합니다. "개발"과 "운동"이라는 용어를 (완전히 엄격하지는 않을 수도 있음) 식별하면 개발 없이는 물질, 이 경우 시스템의 존재가 상상할 수 없다는 의미로 표현할 수 있습니다. 발전이 저절로 일어난다고 상상하는 것은 순진한 생각이다. 언뜻 보면 브라운(무작위, 혼란스러운) 움직임처럼 보이는 매우 다양한 프로세스에서 세심한 주의와 연구를 통해 경향의 윤곽이 먼저 나타나고 그 다음에는 상당히 안정적인 패턴이 나타납니다. 이러한 법칙은 본질적으로 객관적으로 작용합니다. 우리가 그것들의 나타남을 원하는지 여부에 의존하지 마십시오. 발전의 법칙과 패턴에 대한 무지는 어둠 속에서 방황하고 있습니다.
자신이 어느 항구로 항해하고 있는지 모르는 사람에게는 순풍이 없습니다.
시스템의 동작은 외부 영향에 대한 반응의 성격에 따라 결정됩니다.
시스템의 기본 속성은 다음과 같습니다. 지속 가능성, 즉. 외부 방해를 견딜 수 있는 시스템의 능력. 시스템의 수명은 이에 따라 달라집니다.
단순 시스템에는 힘, 균형, 조정 가능성, 항상성 등 수동적 형태의 안정성이 있습니다. 복잡한 것의 경우 활성 형태, 즉 신뢰성, 생존 가능성 및 적응성이 결정적입니다.
단순 시스템의 안정성에 대한 나열된 형태(강도 제외)가 해당 동작과 관련된 경우 복잡한 시스템의 안정성 결정 형태는 주로 구조적입니다.
신뢰할 수 있음- 대체 또는 복제를 통해 개별 요소가 소멸되었음에도 불구하고 시스템 구조를 보존하는 속성 생존 가능성- 유해한 특성을 적극적으로 억제합니다. 따라서 신뢰성은 생존 가능성보다 더 수동적인 형태입니다.
적응성- 변화하는 외부 환경 조건에서 새로운 특성을 보존, 개선 또는 획득하기 위해 행동이나 구조를 변경하는 능력. 적응 가능성의 전제 조건은 피드백 연결의 존재입니다.
모든 실제 시스템은 환경에 존재합니다. 그들 사이의 연결이 너무 가까워서 그들 사이의 경계를 결정하기가 어려워질 수 있습니다. 따라서 환경으로부터 시스템을 격리하는 것은 어느 정도 이상화와 관련이 있습니다.
상호작용의 두 가지 측면은 다음과 같이 구별될 수 있습니다.
- 많은 경우에 그것은 시스템과 환경(물질, 에너지, 정보) 사이의 교환의 성격을 띤다.
- 환경은 일반적으로 시스템에 대한 불확실성의 원인입니다.
환경의 영향은 수동적이거나 능동적일 수 있습니다(적대적, 의도적으로 시스템에 반대).
따라서 일반적인 경우 환경은 연구 대상 시스템과 관련하여 무관심할 뿐만 아니라 적대적이라고 간주되어야 합니다.
쌀. — 시스템 분류
| 분류기준(기준) | 시스템 클래스 |
|---|---|
| 외부 환경과의 상호작용을 통해 | 열려 있는 닫은 결합된 |
| 구조별 | 단순한 복잡한 크기가 큰 |
| 기능의 특성상 | 전문화 다기능(범용) |
| 개발의 성격상 | 안정적인 개발 중 |
| 조직 정도에 따라 | 잘 짜여진 제대로 정리되지 않음(확산됨) |
| 행동의 복잡성에 따라 | 자동적 인 결정적인 자기 조직화 선견지명이 있는 변형 |
| 요소 간의 연결 특성에 따라 | 결정론적 확률론적 |
| 경영구조의 특성상 | 중앙 집중식 분산화 |
| 목적에 따라 | 생산 관리자 좌우 |
분류가장 본질적인 특성에 따라 클래스로 나누는 것을 말합니다. 클래스는 특정 공통 특성을 갖는 객체의 모음으로 이해됩니다. 특성(또는 특성 집합)은 분류의 기초(기준)입니다.
시스템은 하나 이상의 특성으로 특징지어질 수 있으며, 그에 따라 다양한 분류에서 위치를 찾을 수 있으며, 각 분류는 연구 방법론을 선택할 때 유용할 수 있습니다. 일반적으로 분류의 목적은 표시 시스템에 대한 접근 방식의 선택을 제한하고 해당 클래스에 적합한 설명 언어를 개발하는 것입니다.
실제 시스템은 자연(자연 시스템)과 인공(인위적) 시스템으로 구분됩니다.
자연 시스템: 무생물(물리적, 화학적) 및 살아있는(생물학적) 자연 시스템.
인공 시스템: 인류가 자신의 필요를 위해 만들거나 의도적인 노력의 결과로 형성된 것입니다.
인공적인 것은 기술적 (기술적, 경제적)과 사회적 (공공)으로 구분됩니다.
기술 시스템은 특정 목적을 위해 사람이 설계하고 제조합니다.
사회 시스템에는 인간 사회의 다양한 시스템이 포함됩니다.
기술 장치만으로 구성된 시스템의 식별은 자체 상태를 생성할 수 없기 때문에 거의 항상 조건부입니다. 이러한 시스템은 사람을 포함하는 대규모 조직 및 기술 시스템의 일부로 작동합니다.
사람과 기술 하위 시스템의 상호 작용을 조직하는 방식이 중요한 요소인 효과적인 기능을 위한 조직 시스템을 인간-기계 시스템이라고 합니다.
인간-기계 시스템의 예: 자동차 - 운전자; 비행기 - 조종사; 컴퓨터 - 사용자 등
따라서 기술 시스템은 기능 과정에서 주어진 결과를 달성하는 작업을 통해 의도적인 작업을 수행하도록 의도된 상호 연결되고 상호 작용하는 개체의 단일 구성 세트로 이해됩니다.
임의의 객체 세트와 비교하거나 개별 요소와 비교하여 기술 시스템의 특징은 구성성(요소 간 관계의 실제 타당성), 구성 요소의 방향 및 상호 연결성 및 목적성입니다.
시스템이 외부 영향에 강하려면 안정적인 구조를 가져야 합니다. 구조의 선택은 실제로 전체 시스템과 해당 하위 시스템 및 요소의 기술적 외관을 결정합니다. 특정 구조를 사용하는 것이 적절한지에 대한 문제는 시스템의 특정 목적에 따라 결정되어야 합니다. 또한 구조는 개별 요소가 완전히 또는 부분적으로 낭비되는 경우 기능을 재분배하는 시스템의 능력과 결과적으로 해당 요소의 특정 특성에 대한 시스템의 신뢰성과 생존 가능성을 결정합니다.
추상 시스템은 인간 두뇌에 현실(실제 시스템)이 반영된 결과입니다.
그들의 기분은 외부 세계와의 효과적인 인간 상호 작용을 보장하는 데 필요한 단계입니다. 추상적(이상적) 시스템은 주요 소스가 객관적으로 존재하는 현실이기 때문에 소스 소스가 객관적입니다.
추상 시스템은 직접 매핑 시스템(실제 시스템의 특정 측면을 반영)과 일반화(일반화) 매핑 시스템으로 구분됩니다. 전자에는 수학적 모델과 경험적 모델이 포함되고, 후자에는 개념 시스템(방법론적 구성 이론)과 언어가 포함됩니다.
외부 환경의 개념에 따라 시스템은 개방형, 폐쇄형(폐쇄형, 격리형) 및 결합형으로 구분됩니다. 시스템을 개방형과 폐쇄형으로 나누는 것은 특징적인 특징, 즉 외부 영향이 있을 때 속성을 보존하는 능력과 관련이 있습니다. 시스템이 외부 영향에 둔감하다면 폐쇄된 것으로 간주될 수 있습니다. 그렇지 않으면 - 열려 있습니다.
개방형 시스템은 환경과 상호 작용하는 시스템입니다. 모든 실제 시스템이 열려 있습니다. 개방형 시스템은 보다 일반적인 시스템 또는 여러 시스템의 일부입니다. 고려 중인 시스템을 이 구성에서 분리하면 나머지 부분은 환경입니다.
개방형 시스템은 특정 통신, 즉 시스템의 외부 연결 네트워크를 통해 환경에 연결됩니다. 외부 연결을 식별하고 "시스템-환경" 상호 작용 메커니즘을 설명하는 것은 개방형 시스템 이론의 핵심 과제입니다. 개방형 시스템을 고려하면 시스템 구조의 개념을 확장할 수 있습니다. 개방형 시스템의 경우 요소 간의 내부 연결뿐만 아니라 환경과의 외부 연결도 포함됩니다. 구조를 설명할 때 그들은 외부 통신 채널을 입력(환경이 시스템에 영향을 미치는 방식)과 출력(반대의 경우)으로 나누려고 합니다. 자체 시스템에 속하는 이러한 채널의 요소 집합을 시스템의 입력 및 출력 극이라고 합니다. 개방형 시스템에서는 적어도 하나의 요소가 외부 환경과 연결되며, 적어도 하나의 입력 극과 하나의 출력 극이 외부 환경과 연결됩니다.
각 시스템에 대해 해당 하위 시스템과 하위 시스템 간의 통신은 모두 내부적이며 다른 모든 시스템은 외부적입니다. 시스템과 외부 환경 간의 연결은 물론 시스템 요소 간의 연결은 원칙적으로 방향성이 있습니다.
모든 실제 시스템에서는 현상의 보편적 연결에 대한 변증법의 법칙으로 인해 모든 상호 관계의 수가 엄청나므로 모든 연결을 절대적으로 고려하고 연구하는 것이 불가능하므로 그 수는 다음과 같습니다. 인위적으로 제한됩니다. 동시에 가능한 모든 연결을 고려하는 것은 비실용적입니다. 왜냐하면 그 중에는 실제로 시스템 기능과 얻은 솔루션 수에 영향을 미치지 않는 중요하지 않은 연결이 많기 때문입니다. 해결됨). 연결 특성의 변경, 연결 제외(완전한 중단)로 인해 시스템 작동이 크게 저하되고 효율성이 감소하는 경우 해당 연결은 중요합니다. 연구자의 가장 중요한 임무 중 하나는 의사소통 문제가 해결되는 상황에서 고려해야 할 필수적인 시스템을 식별하고 중요하지 않은 시스템과 분리하는 것입니다. 시스템의 입력 및 출력 극이 항상 명확하게 식별될 수 없다는 사실로 인해 특정 동작 이상화에 의존할 필요가 있습니다. 가장 큰 이상화는 닫힌 시스템을 고려할 때 발생합니다.
폐쇄형 시스템은 환경과 상호작용하지 않거나 엄격하게 정의된 방식으로 환경과 상호작용하는 시스템이다. 첫 번째 경우에는 시스템에 입력 극이 없다고 가정하고, 두 번째 경우에는 입력 극이 있지만 환경의 영향은 일정하고 완전히 (미리) 알려져 있다고 가정합니다. 분명히 마지막 가정 하에서 표시된 영향은 시스템 자체에 기인할 수 있으며 폐쇄된 것으로 간주될 수 있습니다. 폐쇄형 시스템의 경우 모든 요소는 시스템 자체의 요소하고만 연결됩니다.
물론 폐쇄형 시스템은 실제 상황을 어느 정도 추상화한 것입니다. 엄밀히 말하면 고립형 시스템은 존재하지 않기 때문입니다. 그러나 외부 연결을 포기하는 시스템 설명을 단순화하면 유용한 결과를 얻을 수 있고 시스템 연구를 단순화할 수 있다는 것은 분명합니다. 모든 실제 시스템은 외부 환경과 밀접하게 또는 약하게 연결되어 있습니다. 특징적인 외부 연결의 일시적인 중단 또는 변경으로 인해 시스템 기능이 미리 결정된 한계 이상으로 편차가 발생하지 않으면 시스템은 외부 환경과 약하게 연결됩니다. 그렇지 않으면 비좁습니다.
결합 시스템에는 개방형 하위 시스템과 폐쇄형 하위 시스템이 포함됩니다. 결합된 시스템이 존재한다는 것은 개방형 하위 시스템과 폐쇄형 하위 시스템의 복잡한 조합을 나타냅니다.
구조와 시공간적 특성에 따라 시스템은 단순, 복잡, 대형으로 구분됩니다.
단순 - 소수의 관계와 소수의 요소로 구성된 분기 구조가 없는 시스템입니다. 이러한 요소는 가장 간단한 기능을 수행하는 데 사용되며 계층 수준을 구별할 수 없습니다. 단순 시스템의 독특한 특징은 명명법, 요소 수 및 시스템 내 및 환경과의 연결의 결정론(명확한 정의)입니다.
복잡함 - 다수의 요소와 내부 연결, 이질성 및 다양한 품질, 구조적 다양성이 특징이며 복잡한 기능 또는 여러 기능을 수행합니다. 복잡한 시스템의 구성 요소는 하위 시스템으로 간주할 수 있으며, 각 하위 시스템은 더 간단한 하위 시스템 등으로 자세히 설명할 수 있습니다. 요소가 수신될 때까지.
정의 N1: 인지가 많은 이론 모델과 어떤 경우에는 많은 과학 분야의 공동 참여를 필요로 하고 확률론적 및 비확률적 불확실성을 고려하는 경우 시스템을 (인식론적 관점에서) 복잡하다고 부릅니다. 자연. 이 정의의 가장 특징적인 표현은 다중 모델입니다.
모델- 특정 시스템에 대한 연구가 다른 시스템에 대한 정보를 얻는 수단으로 사용됩니다. 이는 특정 속성 그룹을 반영하는 시스템(수학, 언어 등)에 대한 설명입니다.
정의 N2: 실제로 복잡성의 징후가 명확하게 (상당히) 나타나는 경우 시스템을 복잡하다고 합니다. 즉:
- 구조적 복잡성 - 시스템 요소 수, 시스템 요소 간의 연결 유형 수 및 다양성, 계층 수준 수 및 시스템의 총 하위 시스템 수에 따라 결정됩니다. 주요 유형은 구조적(계층적 포함), 기능적, 인과적(원인과 결과), 정보 제공, 시공간적 연결 유형으로 간주됩니다.
- 기능 (행동)의 복잡성 - 일련의 상태의 특성, 상태에서 상태로의 전환 규칙, 시스템이 환경에 미치는 영향 및 시스템에 대한 환경, 나열된 특성의 불확실성 정도에 따라 결정됩니다. 규칙;
- 행동 선택의 복잡성 - 다중 대안 상황에서 행동 선택이 시스템의 목적에 따라 결정되는 경우 이전에 알려지지 않은 환경 영향에 대한 반응의 유연성
- 발달의 복잡성 - 진화적 또는 불연속적 과정의 특성에 따라 결정됩니다.
당연히 모든 표시는 상호 연관되어 고려됩니다. 계층 구조는 복잡한 시스템의 특징이며 계층 구조 수준은 동종일 수도 있고 이질적일 수도 있습니다. 복잡한 시스템은 동작 예측 불가능, 즉 예측 가능성 부족, 비밀성 및 다양한 상태와 같은 요소를 특징으로 합니다.
복잡한 시스템은 다음과 같은 요소 하위 시스템으로 나눌 수 있습니다.
- 외부 환경과 상호 작용하여 글로벌 결정을 내리고 다른 모든 하위 시스템에 로컬 작업을 분배하는 결정적인 것;
- 글로벌 결정을 내리고 지역 업무를 수행하는 데 필요한 정보의 수집, 처리 및 전송을 보장하는 정보
- 글로벌 결정 실행 관리자;
- 항상성, 시스템 내의 동적 균형을 유지하고 하위 시스템의 에너지와 물질의 흐름을 조절합니다.
- 시스템의 구조와 기능을 개선하기 위해 학습 과정에서 적응적이고 축적된 경험을 제공합니다.
거대계란 한 관찰자의 위치에서 시간이나 공간상 동시에 관찰할 수 없는 계로서, 공간적 요인이 중요하고, 하위계의 수가 매우 많고, 구성이 이질적인 계를 말한다.
시스템은 규모가 크고 복잡할 수 있습니다. 복잡한 시스템은 더 큰 시스템 그룹, 즉 대규모 시스템(복잡한 시스템의 하위 클래스)을 통합합니다.
크고 복잡한 시스템의 분석과 합성의 기본은 분해와 집합의 절차입니다.
분해는 시스템을 여러 부분으로 나눈 다음 개별 부분을 독립적으로 고려하는 것입니다.
분해는 모델과 관련된 개념임이 분명합니다. 속성을 위반하지 않고는 시스템 자체를 분해할 수 없기 때문입니다. 모델링 수준에서는 이질적인 연결이 동등한 것으로 대체되거나 시스템 모델이 별도의 부분으로 분해되는 것이 자연스러운 방식으로 구축됩니다.
크고 복잡한 시스템에 적용할 때 분해는 강력한 연구 도구입니다.
집합(aggregation)은 분해(decomposition)의 반대 개념이다. 연구 과정에서 보다 일반적인 관점에서 시스템을 고려하기 위해 시스템의 요소를 결합해야 할 필요성이 발생합니다.
분해와 집합은 변증법적 통일성에 적용되는 크고 복잡한 시스템을 고려하는 두 가지 상반된 접근 방식을 나타냅니다.
시스템의 상태가 초기 값에 의해 고유하게 결정되고 이후 시점에 대해 예측할 수 있는 시스템을 결정론적 시스템이라고 합니다.
확률론적 시스템은 변화가 무작위로 일어나는 시스템입니다. 무작위 영향으로 인해 시스템 상태에 대한 데이터만으로는 다음 시점을 예측하기에 충분하지 않습니다.
조직의 정도에 따라: 잘 조직된 것, 잘 조직되지 않은 것(확산형).
분석된 개체나 프로세스를 잘 조직된 시스템의 형태로 제시한다는 것은 시스템의 요소, 그 관계 및 더 큰 구성 요소로 결합하기 위한 규칙을 결정하는 것을 의미합니다. 문제 상황은 수학적 표현의 형태로 설명될 수 있습니다. 잘 조직된 시스템의 형태로 제시된 문제의 해결은 시스템의 공식화된 표현에 대한 분석 방법을 통해 수행됩니다.
잘 조직된 시스템의 예: 태양 주위의 행성 운동의 가장 중요한 패턴을 설명하는 태양계; 핵과 전자로 구성된 행성계로 원자를 표시합니다. 작동 조건의 특성(소음 존재, 전원 공급 장치의 불안정성 등)을 고려한 방정식 시스템을 사용하여 복잡한 전자 장치의 작동에 대한 설명입니다.
잘 조직된 시스템 형태의 객체에 대한 설명은 결정론적 설명을 제공하고 적용의 적법성과 실제 프로세스에 대한 모델의 적절성을 실험적으로 증명할 수 있는 경우에 사용됩니다. 복잡한 다중 구성 요소 개체 또는 다중 기준 문제를 나타내기 위해 잘 구성된 시스템 클래스를 적용하려는 시도는 성공하지 못했습니다. 허용할 수 없을 정도로 많은 시간이 필요하고 구현이 사실상 불가능하며 사용된 모델에 적합하지 않습니다.
제대로 조직되지 않은 시스템. 제대로 조직되지 않았거나 분산된 시스템의 형태로 객체를 제시할 때 작업은 고려된 모든 구성 요소, 해당 속성 및 구성 요소와 시스템 목표 간의 연결을 결정하는 것이 아닙니다. 시스템은 전체 개체나 현상 클래스에 대한 연구를 기반으로 하는 것이 아니라 개체를 특성화하는 특정 규칙을 사용하여 결정된 구성 요소 선택을 기반으로 발견되는 특정 매크로 매개변수 및 패턴 세트가 특징입니다. 또는 연구 중인 프로세스. 이러한 표본 조사를 바탕으로 특성이나 패턴(통계적, 경제적)을 파악하여 전체 시스템에 배포합니다. 이 경우 적절한 예약이 이루어집니다. 예를 들어, 통계적 규칙성이 획득되면 특정 신뢰 확률을 통해 전체 시스템의 동작으로 확장됩니다.
분산 시스템 형태로 개체를 표시하는 접근 방식은 대기열 시스템 설명, 기업 및 기관의 직원 수 결정, 관리 시스템의 문서 정보 흐름 연구 등에 널리 사용됩니다.
기능의 성격에 따라 특수, 다기능, 범용 시스템이 구별됩니다.
특수 시스템은 고유한 목적과 서비스 인력의 좁은 전문 전문성(상대적으로 복잡하지 않음)이 특징입니다.
다기능 시스템을 사용하면 동일한 구조에서 여러 기능을 구현할 수 있습니다. 예: 특정 범위 내에서 다양한 제품을 생산하는 생산 시스템.
범용 시스템의 경우: 동일한 구조에서 많은 작업이 구현되지만 기능 구성의 유형과 양이 덜 동질적입니다(덜 정의됨). 예를 들어, 결합.
개발의 성격에 따라 시스템에는 안정적인 시스템과 개발 중인 시스템이라는 두 가지 클래스가 있습니다.
안정적인 시스템에서는 구조와 기능이 전체 존재 기간 동안 실질적으로 변경되지 않으며 일반적으로 안정적인 시스템의 기능 품질은 해당 요소가 마모됨에 따라 악화됩니다. 교정 조치는 일반적으로 악화 속도만 줄일 수 있습니다.
진화하는 시스템의 뛰어난 특징은 시간이 지남에 따라 시스템의 구조와 기능이 상당한 변화를 겪는다는 것입니다. 시스템의 기능은 자주 수정되지만 더 일정합니다. 그들의 목적만이 사실상 변하지 않습니다. 진화하는 시스템은 더 복잡해집니다.
행동의 복잡성이 증가하는 순서: 자동, 결단력, 자기 조직화, 예측, 변형.
자동: 제한된 외부 영향에 명확하게 반응하며, 내부 조직은 평형 상태에서 물러날 때 평형 상태로 전환되도록 조정됩니다(항상성).
결단력: 광범위한 외부 영향에 대한 지속적인 반응을 구별하기 위한 지속적인 기준을 가지고 있습니다. 고장난 요소를 교체하여 내부 구조의 불변성을 유지합니다.
자기 조직화: 유연한 차별 기준을 갖고 외부 영향에 유연하게 대응하며 다양한 유형의 영향에 적응합니다. 그러한 시스템의 더 높은 형태의 내부 구조의 안정성은 지속적인 자기 재생산을 통해 보장됩니다.
자기 조직화 시스템은 확률적 행동, 개별 매개변수 및 프로세스의 비정상성 등 확산 시스템의 특성을 갖습니다. 여기에는 행동 예측 불가능성과 같은 징후가 추가됩니다. 변화하는 환경 조건에 적응하고 시스템이 환경과 상호 작용할 때 구조를 변경하면서 무결성 특성을 유지하는 능력; 가능한 행동 옵션을 형성하고 그 중에서 가장 좋은 것을 선택하는 능력 등. 때때로 이 클래스는 하위 클래스로 나누어져 적응형 또는 자가 조정 시스템, 자가 치유, 자가 재생 및 개발 시스템의 다양한 속성에 해당하는 기타 하위 클래스를 강조합니다. .
예: 생물학적 조직, 사람들의 집단적 행동, 기업, 산업, 국가 전체 수준의 관리 조직, 즉 필연적으로 인적 요소가 있는 시스템에서.
복잡성의 안정성이 외부 세계의 복잡한 영향을 초과하기 시작하면 이는 예측 시스템입니다. 이는 상호 작용의 추가 과정을 예측할 수 있습니다.
트랜스포머블은 기존 미디어의 불변성에 얽매이지 않는 최고 수준의 복잡성을 지닌 가상의 복잡한 시스템입니다. 개성을 유지하면서 물질적 매체를 바꿀 수 있습니다. 그러한 시스템의 예는 아직 과학에 알려져 있지 않습니다.
시스템은 구성 구조와 다른 부분의 역할과 비교하여 개별 구성 요소가 수행하는 역할의 중요성에 따라 유형으로 나눌 수 있습니다.
일부 시스템에서는 부품 중 하나가 지배적인 역할을 할 수 있습니다(그의 중요성 >> (“상당한 우월성” 관계의 상징) 다른 부품의 중요성). 이러한 구성 요소는 전체 시스템의 기능을 결정하는 핵심 구성 요소로 작동합니다. 이러한 시스템을 중앙 집중식이라고 합니다.
다른 시스템에서는 이를 구성하는 모든 구성 요소가 거의 동일하게 중요합니다. 구조적으로 이들은 일부 중앙 집중식 구성 요소 주위에 위치하지 않지만 직렬 또는 병렬로 상호 연결되며 시스템 기능에 대해 거의 동일한 중요성을 갖습니다. 이들은 분산형 시스템입니다.
시스템은 목적에 따라 분류될 수 있습니다. 기술 및 조직 시스템에는 생산, 관리, 서비스가 있습니다.
생산 시스템에서는 특정 제품이나 서비스를 획득하기 위한 프로세스가 구현됩니다. 차례로 자연 환경이나 원자재를 물질 또는 에너지 성격의 최종 제품으로 변환하거나 그러한 제품의 운송이 수행되는 물질 에너지로 나뉩니다. 정보 - 정보를 수집, 전송, 변환하고 정보 서비스를 제공합니다.
제어 시스템의 목적은 재료, 에너지 및 정보 프로세스를 구성하고 관리하는 것입니다.
서비스 시스템은 생산 및 제어 시스템의 지정된 성능 한계를 유지하는 데 사용됩니다.
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시스템 상태는 레벨에 따라 결정됩니다.
레벨은 특정 순간에 변수(블록) 또는 시스템 전체에 포함된 질량, 에너지, 정보의 양입니다.
레벨은 일정하게 유지되지 않으며 특정 변화를 겪습니다. 이러한 변화가 일어나는 속도를 템포라고 합니다.
비율은 변환, 축적, 전송 등의 과정의 활동, 강도 및 속도를 결정합니다. 시스템 내에서 흐르는 물질, 에너지, 정보.
템포와 레벨은 서로 연관되어 있지만 그 관계가 명확하지 않습니다. 한편으로 요율은 새로운 수준을 생성하고 이는 다시 요율에 영향을 미칩니다. 그들을 규제하십시오.
예를 들어, 물질 확산 과정은 시스템이 x 1 수준에서 x 2 수준으로 전환되는 것을 결정합니다(물질 전달 과정의 원동력). 동시에, 이 과정의 속도(물질 전달 속도)는 다음 표현에 따라 표시된 수준의 질량에 따라 달라집니다.
여기서: a는 물질 전달 계수입니다.
시스템 상태의 가장 중요한 특징 중 하나는 피드백입니다.
피드백은 입력 영향으로 인해 발생하는 하나 이상의 변수 변경에 응답하는 시스템(블록)의 속성으로, 시스템 내 프로세스의 결과로 이 변경이 다시 동일하거나 동일한 변수에 영향을 미칩니다. 변수.
영향 방법에 따라 피드백은 직접적(변수(블록)의 참여 없이 역 영향이 발생할 때 - 중개자) 또는 윤곽(변수(블록)의 참여로 역 영향이 발생할 때 - 중개자)일 수 있습니다(그림 . 삼).
쌀. 3. 피드백 원칙
a – 직접적인 피드백; b – 루프 피드백.
시스템 변수의 주요 변화에 미치는 영향에 따라 두 가지 유형의 피드백이 구분됩니다.
§ 부정적인 피드백, 즉 외부로부터 받은 충격이 폐회로를 형성하여 초기 충격을 감쇠(안정화)시키는 경우
§ 긍정적인 피드백, 즉 외부로부터 받은 충격이 폐회로를 형성하여 초기 충격을 증가시키는 경우.
부정적인 피드백은 시스템의 동적 균형을 보장하는 자기 조절의 한 형태입니다. 자연계의 긍정적인 피드백은 일반적으로 상대적으로 단기간의 자기 파괴적인 활동의 폭발적인 형태로 나타납니다.
피드백의 주로 부정적인 특성은 환경 조건의 변화로 인해 시스템 변수가 변경되고 시스템이 원래 상태와 다른 새로운 평형 상태로 전환된다는 것을 나타냅니다. 이러한 자기 조절 과정을 일반적으로 항상성이라고 합니다.
시스템의 평형 복원 능력은 상태의 두 가지 추가 특성에 의해 결정됩니다.
§ 시스템 안정성, 즉 외부 영향(충격 충격량)의 변화 크기가 평형이 복원될 수 있는 시스템 변수의 허용 가능한 변화에 해당하는지 나타내는 특성;
§ 시스템 안정성, 즉 평형이 복원될 수 있는 시스템 변수의 최대 허용 가능한 변화를 결정하는 특성입니다.
시스템의 규제 목표는 극단적인 원리(최대 위치 에너지의 법칙)의 형태로 공식화됩니다. 시스템의 진화는 시스템을 통한 총 에너지 흐름을 증가시키는 방향으로 진행되며 정지 상태에서는 가능한 최대 값이 달성됩니다(최대 위치 에너지).
특정 순간의 실제 시스템 상태는 수량 시스템을 특징짓는 특정 세트를 사용하여 설명할 수 있습니다. 매개변수.
상대적으로 단순한 시스템의 경우에도 매개변수의 수는 매우 클 수 있으므로 실제로는 객체를 연구하는 특정 목적에 해당하는 가장 중요하고 특징적인 매개변수만 시스템을 설명하는 데 사용됩니다. 따라서 직장에서 벗어나야 할 필요성의 관점에서 사람의 건강 상태를 연구하려면 먼저 온도, 혈압과 같은 매개 변수 값을 고려합니다.
특정 경제 시스템의 상태는 생산량과 질, 노동 생산성, 수익 자금 등과 같은 매개변수로 특징지어집니다.
시스템의 상태와 움직임을 설명하기 위해 언어적 설명, 표 또는 행렬 설명, 수학적 표현, 그래픽 이미지와 같은 방법을 사용할 수 있습니다.
구두 설명시스템 매개변수의 순차적 목록과 특성, 변경 추세, 시스템 상태 변경 순서로 요약됩니다. 구두 설명은 매우 대략적이며 시스템에 대한 일반적인 아이디어만 제공합니다. 또한 대체로 주관적입니다. 시스템의 실제 특성뿐만 아니라 이를 설명하는 사람의 태도도 반영합니다.
테이블과 행렬고정된 시점의 매개변수 값으로 표현되는 시스템의 정량적 특성에 가장 널리 사용됩니다. 테이블 또는 테이블 세트의 데이터를 기반으로 다양한 시점에 해당하는 다이어그램과 그래프를 구성하여 시스템의 역학을 시각적으로 표현할 수 있습니다.
시스템의 움직임과 요소의 변화를 설명하기 위해 사용됩니다. 수학적 표현, 이는 시스템의 특정 프로세스 과정을 보여주는 그래프로 해석됩니다.
그러나 가장 심오하고 적절한 것은 형식화된 기하학적 해석소위 상태 공간 또는 위상 공간에서 시스템의 상태와 움직임.
시스템 상태 공간
시스템 상태 공간각 지점은 고려중인 동적 시스템의 특정 상태에 고유하게 대응하고 시스템의 상태를 변경하는 각 프로세스는 공간에서 대표 지점의 특정 이동 궤적에 해당하는 공간입니다.
동적 시스템의 움직임을 설명하기 위해 소위 말하는 방법을 사용합니다. 위상 공간(n차원 유클리드 공간), 고려 중인 동적 시스템의 모든 n개의 일반화된 좌표 값이 플롯되는 축을 따라 표시됩니다. 이 경우 시스템 상태와 위상 공간 지점 간의 고유한 대응 관계는 고려 중인 동적 시스템의 일반화된 좌표 수와 동일한 차원 수를 선택하여 달성됩니다.
특정 시스템의 매개변수를 기호 z1, z2…zn으로 표시해 보겠습니다. 이는 차원 공간의 벡터 z, n의 좌표로 간주될 수 있습니다. 이러한 벡터는 실수 z=(z1,z2..zn)의 모음입니다. 매개변수 z1, z2...zn은 시스템의 위상 좌표라고 하며 상태(시스템의 위상)는 위상 공간의 z점으로 표시됩니다. 이 공간의 크기는 위상 좌표의 수, 즉 시스템을 설명하기 위해 선택한 필수 매개변수의 수에 따라 결정됩니다.
시스템 상태가 하나의 매개변수 z1(예: 주어진 경로를 따라 이동하는 열차의 출발점으로부터의 거리)만으로 특성화될 수 있는 경우 위상 공간은 다음과 같습니다. 1차원적인 z축의 일부로 표시됩니다.
시스템의 상태가 두 개의 매개변수 z1과 z2(예를 들어 특정 방향에 대한 각도와 이동 속도로 표현되는 자동차의 움직임)로 특징지어지면 위상 공간은 다음과 같습니다. 2차원.
시스템의 상태가 3가지 매개변수(예: 속도 및 가속도 제어)로 설명되는 경우에는 다음의 점으로 표시됩니다. 3차원 공간, 시스템의 궤적은 이 공간에서 공간 곡선이 됩니다.
일반적으로 시스템을 특징짓는 매개변수의 수가 임의적이고 대부분의 복잡한 경제 시스템에서와 같이 3보다 훨씬 클 경우 기하학적 해석은 명확성을 잃습니다. 그러나 이러한 경우 기하학적 용어는 소위 n차원 또는 다차원 위상 공간(초공간)에서 시스템의 상태와 움직임을 설명하는 데 여전히 편리합니다.
시스템의 독립 매개변수의 수를 호출합니다. 자유도 수또는 시스템 변형.
시스템의 실제 작동 조건과 해당 매개변수(위상 좌표)는 일반적으로 특정 제한된 한도 내에서만 변경될 수 있습니다. 따라서 자동차의 속도는 시속 0~200km로 제한되고, 사람의 체온은 35도~42도 등으로 제한됩니다.
대표점이 갈 수 없는 위상 공간의 영역을 호출합니다. 허용되는 시스템 상태 영역. 시스템을 연구하고 설계할 때 항상 시스템이 허용 가능한 상태 범위 내에 있다고 가정합니다.
대표 지점이 이 영역을 벗어나면 시스템의 무결성, 요소로의 분해 가능성, 기존 연결 중단, 즉 특정 시스템으로서의 기능이 완전히 중단될 위험이 있습니다.
시스템의 영역이라고 할 수 있는 허용 상태 영역에는 모든 종류의 위상 궤적, 즉 시스템의 동작 라인이 포함됩니다. 위상 궤적 세트는 다음과 같습니다. 위상 초상화고려중인 동적 시스템. 시스템의 매개변수가 특정 간격으로 임의의 값을 취할 수 있는 모든 경우, 즉 표현 지점이 원활하게 변경되며 허용 상태 영역 내의 어느 지점에나 위치할 수 있으며 우리는 다음을 다루고 있습니다. 소위 연속 상태 공간. 그러나 다수의 매개변수(좌표)가 개별 값만 취할 수 있는 기술적, 생물학적, 경제적 시스템이 많이 있습니다.
오직 개별적으로만 작업장의 기계 수, 살아있는 유기체의 특정 기관 및 세포 수 등을 측정할 수 있습니다.
이러한 시스템의 상태 공간은 이산적인 것으로 간주되어야 하므로 해당 시스템의 상태를 나타내는 지점은 허용 상태 영역의 어느 위치에도 위치할 수 없고 이 영역의 특정 고정 지점에만 위치할 수 있습니다. 이러한 시스템의 상태 변화, 즉 이동은 대표 지점이 한 상태에서 다른 상태로, 세 번째 상태로 점프하는 등으로 해석됩니다. 따라서 대표점의 이동 궤적은 불연속적이고 간헐적인 특성을 갖게 됩니다.
상태.상태의 개념은 일반적으로 즉각적인 사진, 시스템의 "조각", 개발 중단을 특징으로 합니다. 이는 입력 영향 및 출력 신호(결과)를 통해 또는 시스템의 속성, 매개변수(예: 물리적 시스템의 경우 압력, 속도, 가속도, 경제 시스템의 경우 생산성, 생산 비용, 이익)를 통해 결정됩니다.
따라서 상태는 시스템이 특정 순간에 소유하는 필수 속성의 집합입니다.
실제 시스템의 가능한 상태는 허용 가능한 시스템 상태 세트를 형성합니다.
상태의 수(상태 집합의 거듭제곱)는 유한하고 셀 수 있습니다(상태의 수는 개별적으로 측정되지만 그 수는 무한합니다). 전력 연속체(상태는 지속적으로 변하며 그 수는 무한하고 셀 수 없음).
상태는 다음을 통해 설명할 수 있습니다. 상태 변수. 변수가 이산형인 경우 상태 수는 유한하거나 셀 수 있습니다. 변수가 아날로그(연속)이면 검정력은 연속체입니다.
상태를 지정할 수 있는 변수의 최소 개수를 이라고 합니다. 위상 공간. 시스템 상태의 변화는 위상 공간에 표시됩니다. 위상 궤적.
행동.시스템이 한 상태에서 다른 상태로 전환할 수 있는 경우(예: 에스 1 →에스 2 →에스 3 → ...) 그런 다음 동작이 있다고 말합니다. 이 개념은 한 상태에서 다른 상태로의 전환 패턴(규칙)을 알 수 없을 때 사용됩니다. 그런 다음 시스템에 어떤 동작이 있다고 말하고 그 특성을 알아냅니다.
평형.외부 교란 영향이 없을 때(또는 지속적인 영향이 있을 때) 시스템이 무기한으로 오랫동안 상태를 유지할 수 있는 능력입니다. 이 상태를 평형상태라고 합니다.
지속 가능성.시스템이 외부(활성 요소가 있는 시스템 - 내부) 방해 영향의 영향을 받아 이 상태에서 제거된 후 평형 상태로 돌아가는 능력입니다.
시스템이 되돌아갈 수 있는 평형 상태를 안정 평형 상태라고 합니다.
개발.개발은 일반적으로 시스템의 복잡성이 증가하고 외부 조건에 대한 적응성이 향상되는 것으로 이해됩니다. 결과적으로 대상의 새로운 특성이나 상태가 발생합니다.
특별한 속성을 갖고 모델링에 특별한 접근 방식을 사용해야 하는 특별한 클래스의 개발(자체 구성) 시스템을 구별하는 것이 좋습니다.
시스템 입력x 나는- 외부 환경이 시스템에 미치는 다양한 영향 지점입니다(그림 1.3).
시스템의 입력은 정보, 물질, 에너지 등이 될 수 있으며 변환될 수 있습니다.
일반화된 입력( 엑스) 모든 상태의 일부(모든) 상태를 지정합니다. 아르 자형벡터로 표현될 수 있는 시스템 입력
엑스 = (엑스 1 , 엑스 2 , 엑스 3 , …, xk, …, xr).
시스템 출력응 나- 이는 외부 환경에 대한 시스템의 다양한 영향 지점입니다(그림 1.3).
시스템의 출력은 정보, 물질 및 에너지 변환의 결과입니다.
시스템의 움직임상태가 지속적으로 변화하는 과정입니다.
시스템 입력, 상태(전환) 및 출력의 기능(상태)에 대한 시스템 상태의 의존성을 고려해 보겠습니다.
시스템 상태 지(티) 언제든지 티입력의 기능에 따라 다름 엑스(티) 및 이전 상태의 순간에도 마찬가지입니다. (티– 1), (티– 2), ..., 즉 상태의 기능(전환)에서
Z(t) = F c , (1)
어디 FC– 시스템 상태(전환)의 기능.
입력 기능 간의 관계 X(티) 및 종료 기능 Y(t) 시스템은 이전 상태를 고려하지 않고 다음 형식으로 표현될 수 있습니다.
Y(t) = Fв [엑스(티)],
어디 F in– 시스템 출력 기능.
이러한 출력 기능을 갖춘 시스템을 다음과 같이 부릅니다. 공전.
시스템 출력이 입력 기능에만 의존하지 않는 경우 X(티)뿐만 아니라 상태(전환) Z(의 함수에도 적용됩니다. 티 – 1), 지(티– 2), ..., 그런 다음
이러한 출력 기능을 갖춘 시스템을 호출합니다. 동적(또는 동작이 있는 시스템).
시스템의 입력 및 출력 기능의 수학적 특성에 따라 이산 시스템과 연속 시스템이 구별됩니다.
연속 시스템의 경우 식 (1)과 (2)는 다음과 같습니다.
(4)
방정식 (3)은 시스템의 상태를 결정하며 시스템 상태 방정식이라고 불립니다.
방정식 (4)는 시스템의 관측된 출력을 결정하며 이를 관측 방정식이라고 합니다.
기능 FC(시스템 상태의 기능) 및 F in(출력 기능) 현재 상태뿐만 아니라 고려 지(티)뿐만 아니라 이전 상태도 포함됩니다. 지(티 – 1), 지(티 – 2), …, 지(티 – V) 시스템.
이전 상태는 시스템 "메모리"의 매개변수입니다. 따라서 값은 V시스템 메모리의 볼륨(깊이)을 나타냅니다.
시스템 프로세스목표를 달성하기 위해 시스템 상태에 대한 일련의 연속적인 변경입니다. 시스템 프로세스에는 다음이 포함됩니다.
– 입력 프로세스;
– 출력 프로세스;
로드 중...
