Ko sauc par sistēmas pamatstāvokli. Pamatdefinīcijas. Sistemātiska pieeja modelēšanai

Parametra nosaukums	Nozīme
Raksta tēma:	Sistēmas stāvoklis
Rubrika (tematiskā kategorija)	Izglītība

Definīcija 1.6 Sistēmas stāvoklis izsaukt parametru kopu, kas katrā aplūkotajā laika momentā atspoguļo nozīmīgākos, no noteikta skatupunkta, sistēmas uzvedības un tās funkcionēšanas aspektus.

Definīcija ir ļoti vispārīga. Tajā uzsvērts, ka stāvokļa pazīmju izvēle ir atkarīga no pētījuma mērķiem. Vienkāršākajos gadījumos stāvokli var novērtēt ar vienu parametru, kas var iegūt divas vērtības (ieslēgts vai izslēgts, 0 vai 1). Sarežģītākos pētījumos ir jāņem vērā daudzi parametri, kas var iegūt lielu skaitu vērtību.

Parasti sauc sistēmu, kuras stāvoklis laika gaitā mainās noteiktu cēloņu un seku attiecību ietekmē dinamisks sistēma, atšķirībā no statiskas sistēmas, kuras stāvoklis laika gaitā nemainās.

Vēlamais sistēmas stāvoklis tiek sasniegts vai uzturēts ar atbilstošām kontroles darbībām.

Kontrole

Kibernētikā kontrole tiek uztverta kā mērķtiecīgas sistēmas stāvokļa maiņas process. Dažreiz kontrole ir uztvertās informācijas apstrādes process signālos, kas virza mašīnu un organismu darbību. Un informācijas uztveres, tās uzglabāšanas, pārraidīšanas un reproducēšanas procesi pieder pie komunikācijas jomas. Pastāv arī plašāka vadības jēdziena interpretācija, kas ietver visus vadības darbības elementus, kurus vieno mērķa vienotība un risināmo uzdevumu kopība.

Definīcija 1.7 Vadība Informatīvo procesu pieņemts saukt par mērķtiecīgas ietekmes uz reālās pasaules objektiem un procesiem sagatavošanu un uzturēšanu.

Šī interpretācija aptver visus jautājumus, kas pārvaldes institūcijai ir jāatrisina, sākot ar informācijas vākšanu, sistēmu analīzi, lēmumu pieņemšanu, lēmumu īstenošanas pasākumu plānošanu un beidzot ar kontroles signālu ģenerēšanu un paziņošanu izpildinstitūcijām.

Sistēmas stāvoklis - jēdziens un veidi. Kategorijas “Sistēmas stāvoklis” klasifikācija un pazīmes 2017, 2018.

- Sistēmas stāvoklis

Ārējās vides jēdziens Sistēma pastāv starp citiem materiāliem objektiem, kas tajā neietilpst. Tos vieno jēdziens “ārēja vide” - ārējās vides objekti. Ārējā vide ir telpā un laikā pastāvošu objektu (sistēmu) kopums, kas... [lasīt vairāk] .

→

2. lekcija: Sistēmas īpašības. Sistēmas klasifikācija

Sistēmu īpašības.

Tātad sistēmas stāvoklis ir būtisku īpašību kopums, kas sistēmai piemīt katrā laika brīdī.

Īpašība tiek saprasta kā objekta puse, kas nosaka tā atšķirību no citiem objektiem vai līdzību tiem un izpaužas mijiedarbībā ar citiem objektiem.

Raksturojums ir kaut kas tāds, kas atspoguļo kādu sistēmas īpašību.

Kādas sistēmu īpašības ir zināmas.

No “sistēmas” definīcijas izriet, ka sistēmas galvenā īpašība ir integritāte, vienotība, kas tiek panākta ar noteiktām sistēmas elementu attiecībām un mijiedarbībām un izpaužas kā jaunu īpašību rašanās, kuru sistēmas elementiem nepiemīt. Šis īpašums parādīšanās(no angļu valodas izcelties - rasties, parādīties).

1. Rašanās ir pakāpe, kādā sistēmas īpašības nav reducējamas līdz to elementu īpašībām, no kuriem tā sastāv.
2. Rašanās ir sistēmu īpašība, kas izraisa jaunu īpašību un īpašību rašanos, kas nav raksturīgas elementiem, kas veido sistēmu.

Parādīšanās ir pretējs redukcionisma princips, kas nosaka, ka veselumu var pētīt, sadalot to daļās un pēc tam, nosakot to īpašības, nosakot veseluma īpašības.

Parādīšanās īpašība ir tuvu sistēmas integritātes īpašībai. Tomēr tos nevar identificēt.

Integritāte sistēma nozīmē, ka katrs sistēmas elements veicina sistēmas mērķa funkcijas ieviešanu.

Integritāte un rašanās ir sistēmas integrējošas īpašības.

Integratīvo īpašību klātbūtne ir viena no svarīgākajām sistēmas iezīmēm. Integritāte izpaužas faktā, ka sistēmai ir savs funkcionalitātes modelis, savs mērķis.

Organizācija- kompleksa sistēmu īpašība, kas sastāv no struktūras un darbības (uzvedības) klātbūtnes. Sistēmu neatņemama sastāvdaļa ir to sastāvdaļas, proti, tie strukturālie veidojumi, kas veido veselumu un bez kuriem tas nav iespējams.

Funkcionalitāte- tā ir noteiktu īpašību (funkciju) izpausme, mijiedarbojoties ar ārējo vidi. Šeit mērķis (sistēmas mērķis) tiek definēts kā vēlamais gala rezultāts.

Strukturālisms- tā ir sistēmas sakārtotība, noteikts elementu kopums un izkārtojums ar savienojumiem starp tiem. Pastāv saistība starp sistēmas funkciju un struktūru, kā arī starp satura un formas filozofiskajām kategorijām. Satura (funkciju) izmaiņas ietver izmaiņas formā (struktūrā), bet arī otrādi.

Svarīga sistēmas īpašība ir uzvedības klātbūtne - darbības, izmaiņas, funkcionēšana utt.

Tiek uzskatīts, ka šāda sistēmas uzvedība ir saistīta ar vidi (apkārtējo), t.i. ar citām sistēmām, ar kurām tas saskaras vai stājas noteiktās attiecībās.

Tiek saukts process, kurā mērķtiecīgi mainās sistēmas stāvoklis laika gaitā uzvedība. Atšķirībā no kontroles, kad sistēmas stāvokļa izmaiņas tiek panāktas ar ārēju ietekmi, uzvedību īsteno tikai pati sistēma, pamatojoties uz saviem mērķiem.

Katras sistēmas uzvedība ir izskaidrojama ar sistēmu veidojošo zemākās kārtas sistēmu struktūru un līdzsvara pazīmju (homeostāzes) klātbūtni. Saskaņā ar līdzsvara zīmi sistēmai ir noteikts stāvoklis (stāvokļi), kas tai ir vēlami. Tāpēc sistēmu uzvedība ir aprakstīta šo stāvokļu atjaunošanas izteiksmē, kad tos izjauc vides izmaiņas.

Vēl viens īpašums ir izaugsmes (attīstības) īpašums. Attīstību var uzskatīt par neatņemamu uzvedības sastāvdaļu (un vissvarīgāko).

Viens no primārajiem un līdz ar to arī fundamentālajiem sistēmas pieejas atribūtiem ir nepieļaujamība aplūkot objektu ārpus tā. attīstību, kas tiek saprasta kā neatgriezeniskas, virzītas, dabiskas izmaiņas matērijā un apziņā. Tā rezultātā rodas jauna objekta kvalitāte vai stāvoklis. Jēdzienu “attīstība” un “kustība” identificēšana (varbūt ne gluži stingra) ļauj to izteikt tādā nozīmē, ka bez attīstības matērijas, šajā gadījumā sistēmas, pastāvēšana nav iedomājama. Ir naivi iedomāties, ka attīstība notiek spontāni. Lielajā procesu dažādībā, kas no pirmā acu uzmetiena šķiet kaut kas līdzīgs Brauna (nejaušai, haotiskai) kustībai, ar lielu uzmanību un izpēti vispirms parādās tendenču kontūras un pēc tam diezgan stabili modeļi. Šie likumi pēc savas būtības darbojas objektīvi, t.i. nav atkarīgi no tā, vai mēs vēlamies to izpausmi vai nē. Nezināšana par likumiem un attīstības modeļiem klīst tumsā.

Tam, kurš nezina, uz kuru ostu kuģo, nav labvēlīga vēja.

Sistēmas uzvedību nosaka reakcijas uz ārējām ietekmēm raksturs.

Sistēmu pamatīpašība ir ilgtspējība, t.i. sistēmas spēja izturēt ārējos traucējumus. Sistēmas kalpošanas laiks ir atkarīgs no tā.

Vienkāršām sistēmām ir pasīvās stabilitātes formas: spēks, līdzsvars, regulējamība, homeostāze. Un sarežģītām aktīvām formām ir izšķiroša nozīme: uzticamība, izdzīvošana un pielāgošanās spēja.

Ja uzskaitītās vienkāršu sistēmu stabilitātes formas (izņemot stiprību) attiecas uz to uzvedību, tad sarežģītu sistēmu stabilitātes noteicošā forma galvenokārt ir strukturāla.

Uzticamība- īpašība saglabāt sistēmu struktūru, neskatoties uz atsevišķu tās elementu bojāeju, tos aizstājot vai dublējot, un izdzīvošana- kā aktīva kaitīgo īpašību nomākšana. Tādējādi uzticamība ir pasīvāka forma nekā izdzīvošana.

Pielāgošanās spēja- spēja mainīt uzvedību vai struktūru, lai saglabātu, uzlabotu vai iegūtu jaunas īpašības mainīgas ārējās vides apstākļos. Adaptācijas iespējas priekšnoteikums ir atgriezeniskās saites klātbūtne.

Katra reāla sistēma pastāv vidē. Saikne starp tām var būt tik cieša, ka kļūst grūti noteikt robežu starp tām. Tāpēc sistēmas izolācija no tās vides ir saistīta ar vienu vai otru idealizācijas pakāpi.

Var izšķirt divus mijiedarbības aspektus:

• daudzos gadījumos tas iegūst apmaiņas raksturu starp sistēmu un vidi (materiālu, enerģiju, informāciju);
• vide parasti ir sistēmu nenoteiktības avots.

Vides ietekme var būt pasīva vai aktīva (antagonistiska, mērķtiecīgi pretojoties sistēmai).

Tāpēc vispārīgā gadījumā vide ir jāuzskata ne tikai par vienaldzīgu, bet arī antagonistisku attiecībā pret pētāmo sistēmu.

Rīsi. — Sistēmas klasifikācija

Klasifikācijas pamats (kritērijs).	Sistēmas klases
Mijiedarbojoties ar ārējo vidi	Atvērt Slēgts Kombinēts
Pēc struktūras	Vienkārši Komplekss Liels
Pēc funkciju būtības	Specializēts Daudzfunkcionāls (universāls)
Pēc attīstības būtības	Stabils Attīstās
Pēc organizācijas pakāpes	Labi organizēts Slikti organizēts (izkliedēts)
Atbilstoši uzvedības sarežģītībai	Automātiski Izšķirošs Pašorganizēšanās Tālredzīgs Pārveidojoties
Pēc elementu savienojuma rakstura	Deterministisks Stohastisks
Pēc vadības struktūras būtības	Centralizēta Decentralizēts
Pēc mērķa	Ražošana Vadītāji Dežuranti

Klasifikācija sauc par iedalījumu klasēs pēc būtiskākajiem raksturlielumiem. Klase tiek saprasta kā objektu kopums, kam ir noteiktas kopības pazīmes. Pazīme (vai raksturlielumu kopa) ir klasifikācijas pamats (kritērijs).

Sistēmu var raksturot ar vienu vai vairākiem raksturlielumiem un attiecīgi var atrast vietu dažādās klasifikācijās, no kurām katra var būt noderīga, izvēloties pētījuma metodiku. Parasti klasifikācijas mērķis ir ierobežot pieejas izvēli attēlošanas sistēmām un izstrādāt atbilstošajai klasei piemērotu apraksta valodu.

Reālās sistēmas iedala dabiskās (dabiskās sistēmas) un mākslīgās (antropogēnās) sistēmās.

Dabas sistēmas: nedzīvās (fizikālās, ķīmiskās) un dzīvās (bioloģiskās) sistēmas.

Mākslīgās sistēmas: cilvēces radītas savām vajadzībām vai izveidotas apzinātu pūliņu rezultātā.

Mākslīgos iedala tehniskajos (tehniskajos un ekonomiskajos) un sociālajos (sabiedriskajos).

Tehnisko sistēmu projektē un ražo persona noteiktam mērķim.

Sociālās sistēmas ietver dažādas cilvēku sabiedrības sistēmas.

Sistēmu, kas sastāv tikai no tehniskām ierīcēm, identifikācija gandrīz vienmēr ir nosacīta, jo tās nespēj ģenerēt savu stāvokli. Šīs sistēmas darbojas kā daļu no lielākām organizatoriskām un tehniskajām sistēmām, kurās ir iekļauti cilvēki.

Organizatorisko sistēmu, kuras efektīvai funkcionēšanai būtisks faktors ir cilvēku mijiedarbības organizēšanas veids ar tehnisko apakšsistēmu, sauc par cilvēka-mašīnas sistēmu.

Cilvēks-mašīna sistēmu piemēri: automašīna - vadītājs; lidmašīna - pilots; Dators - lietotājs utt.

Tādējādi tehniskās sistēmas tiek saprastas kā vienots konstruktīvs savstarpēji saistītu un mijiedarbīgu objektu kopums, kas paredzēts mērķtiecīgām darbībām ar uzdevumu sasniegt noteiktu rezultātu funkcionēšanas procesā.

Tehnisko sistēmu atšķirīgās iezīmes salīdzinājumā ar patvaļīgu objektu kopumu vai salīdzinājumā ar atsevišķiem elementiem ir konstruktivitāte (elementu attiecību praktiskā iespējamība), veidojošo elementu orientācija un savstarpējā saistība un mērķtiecība.

Lai sistēma būtu izturīga pret ārējām ietekmēm, tai jābūt stabilai struktūrai. Struktūras izvēle praktiski nosaka gan visas sistēmas, gan tās apakšsistēmu un elementu tehnisko izskatu. Jautājums par konkrētas struktūras izmantošanas piemērotību jāizlemj, pamatojoties uz sistēmas konkrēto mērķi. Struktūra nosaka arī sistēmas spēju pārdalīt funkcijas atsevišķu elementu pilnīgas vai daļējas izšķērdēšanas gadījumā, un līdz ar to sistēmas uzticamību un ilgmūžību tās elementu dotajiem raksturlielumiem.

Abstraktās sistēmas ir realitātes (reālās sistēmas) atspoguļojuma rezultāts cilvēka smadzenēs.

Viņu noskaņojums ir nepieciešams solis, lai nodrošinātu efektīvu cilvēka mijiedarbību ar ārpasauli. Abstraktās (ideālās) sistēmas ir objektīvas pēc to izcelsmes avota, jo to primārais avots ir objektīvi esošā realitāte.

Abstraktās sistēmas iedala tiešās kartēšanas sistēmās (atspoguļojot noteiktus reālo sistēmu aspektus) un vispārinošas (vispārinošās) kartēšanas sistēmās. Pirmie ietver matemātiskos un heiristiskos modeļus, bet otrie ietver konceptuālās sistēmas (metodoloģiskās konstrukcijas teorijas) un valodas.

Pamatojoties uz ārējās vides jēdzienu, sistēmas iedala: atvērtās, slēgtās (slēgtās, izolētās) un kombinētās. Sistēmu iedalījums atvērtajās un slēgtajās ir saistīts ar to raksturīgajām iezīmēm: spēju saglabāt īpašības ārējas ietekmes klātbūtnē. Ja sistēma ir nejutīga pret ārējām ietekmēm, to var uzskatīt par slēgtu. Citādi - atvērts.

Atvērta sistēma ir sistēma, kas mijiedarbojas ar savu vidi. Visas reālās sistēmas ir atvērtas. Atvērta sistēma ir daļa no vispārīgākas sistēmas vai vairākām sistēmām. Ja mēs izolējam aplūkojamo sistēmu no šī veidojuma, tad pārējā daļa ir tās vide.

Atvērta sistēma ir savienota ar vidi ar noteiktiem sakariem, tas ir, sistēmas ārējo savienojumu tīklu. Ārējo savienojumu identificēšana un “sistēmas-vides” mijiedarbības mehānismu apraksts ir atvērto sistēmu teorijas centrālais uzdevums. Atvērto sistēmu aplūkošana ļauj paplašināt sistēmas struktūras jēdzienu. Atvērtām sistēmām tas ietver ne tikai iekšējos savienojumus starp elementiem, bet arī ārējos savienojumus ar vidi. Aprakstot struktūru, viņi mēģina sadalīt ārējos sakaru kanālus ieejā (caur kuru vide ietekmē sistēmu) un izvadē ( otrādi). Šo kanālu elementu kopu, kas pieder savai sistēmai, sauc par sistēmas ieejas un izejas poliem. Atvērtajās sistēmās vismaz vienam elementam ir savienojums ar ārējo vidi, vismaz viens ieejas pols un viens izejas pols, ar kuru tas ir savienots ar ārējo vidi.

Katrai sistēmai sakari ar visām tai pakļautajām apakšsistēmām un starp pēdējām ir iekšējas, bet visas pārējās ir ārējās. Savienojumiem starp sistēmām un ārējo vidi, kā arī starp sistēmas elementiem, kā likums, ir virziena raksturs.

Ir svarīgi uzsvērt, ka jebkurā reālā sistēmā, pateicoties dialektikas likumiem par parādību universālo saistību, visu savstarpējo saistību skaits ir milzīgs, tāpēc nav iespējams ņemt vērā un izpētīt absolūti visas sakarības, tāpēc to skaits ir mākslīgi ierobežots. Tajā pašā laikā ir nepraktiski ņemt vērā visus iespējamos savienojumus, jo starp tiem ir daudz nenozīmīgu, kas praktiski neietekmē sistēmas darbību un iegūto risinājumu skaitu (no problēmu viedokļa atrisināts). Ja savienojuma īpašību maiņa, tā izslēgšana (pilnīgs pārtraukums) noved pie sistēmas darbības būtiskas pasliktināšanās, efektivitātes samazināšanās, tad šāds savienojums ir būtisks. Viens no svarīgākajiem pētnieka uzdevumiem ir identificēt sistēmas, kuras ir būtiskas izskatīšanai risināmās komunikācijas problēmas apstākļos un nodalīt tās no nesvarīgās. Sakarā ar to, ka sistēmas ieejas un izejas polus ne vienmēr var skaidri identificēt, ir nepieciešams ķerties pie noteiktas darbību idealizācijas. Vislielākā idealizācija notiek, apsverot slēgtu sistēmu.

Slēgta sistēma ir sistēma, kas mijiedarbojas ar vidi vai mijiedarbojas ar vidi stingri noteiktā veidā. Pirmajā gadījumā tiek pieņemts, ka sistēmai nav ieejas polu, bet otrajā, ka ir ieejas stabi, bet vides ietekme ir nemainīga un pilnībā (iepriekš) zināma. Acīmredzot saskaņā ar pēdējo pieņēmumu norādītās ietekmes var attiecināt uz pašu sistēmu, un to var uzskatīt par slēgtu. Slēgtai sistēmai jebkuram tās elementam ir savienojumi tikai ar pašas sistēmas elementiem.

Protams, slēgtās sistēmas atspoguļo zināmu reālās situācijas abstrakciju, jo, stingri ņemot, izolētas sistēmas neeksistē. Tomēr ir acīmredzams, ka sistēmas apraksta vienkāršošana, kas ietver atteikšanos no ārējiem savienojumiem, var novest pie noderīgiem rezultātiem un vienkāršot sistēmas izpēti. Visas reālās sistēmas ir cieši vai vāji saistītas ar ārējo vidi – atvērtas. Ja īslaicīgs pārtraukums vai raksturīgo ārējo savienojumu maiņa neizraisa novirzes sistēmas darbībā ārpus iepriekš noteiktām robežām, tad sistēma ir vāji saistīta ar ārējo vidi. Citādi tas ir šaurs.

Kombinētās sistēmas satur atvērtas un slēgtas apakšsistēmas. Kombinēto sistēmu klātbūtne norāda uz sarežģītu atvērtu un slēgtu apakšsistēmu kombināciju.

Atkarībā no struktūras un spatiotemporālajām īpašībām sistēmas iedala vienkāršās, sarežģītas un lielas.

Vienkāršas - sistēmas, kurām nav sazarotu struktūru, kas sastāv no neliela skaita attiecību un neliela elementu skaita. Šādi elementi kalpo visvienkāršāko funkciju veikšanai, tajos nevar atšķirt hierarhijas līmeņus. Vienkāršu sistēmu atšķirīga iezīme ir nomenklatūras determinisms (skaidra definīcija), elementu skaits un savienojumi gan sistēmā, gan ar vidi.

Sarežģīts - raksturojas ar lielu elementu un iekšējo savienojumu skaitu, to neviendabīgumu un atšķirīgu kvalitāti, strukturālu daudzveidību un veic sarežģītu funkciju vai vairākas funkcijas. Sarežģītu sistēmu sastāvdaļas var uzskatīt par apakšsistēmām, no kurām katru var detalizēt vēl vienkāršākas apakšsistēmas utt. līdz elements ir saņemts.

Definīcija N1: sistēmu sauc par sarežģītu (no epistemoloģiskā viedokļa), ja tās izzināšanai ir nepieciešama daudzu teoriju modeļu un dažos gadījumos daudzu zinātnisku disciplīnu kopīga iesaiste, kā arī jāņem vērā varbūtības un varbūtības nenoteiktība. dabu. Šīs definīcijas raksturīgākā izpausme ir daudzmodelis.

Modelis- noteikta sistēma, kuras izpēte kalpo kā līdzeklis informācijas iegūšanai par citu sistēmu. Šis ir sistēmu (matemātisko, verbālo utt.) apraksts, kas atspoguļo noteiktu tā īpašību grupu.

Definīcija N2: sistēmu sauc par sarežģītu, ja patiesībā skaidri (nozīmīgi) parādās tās sarežģītības pazīmes. Proti:

1. strukturālā sarežģītība - nosaka sistēmas elementu skaits, savienojumu veidu skaits un dažādība starp tiem, hierarhisko līmeņu skaits un kopējais sistēmas apakšsistēmu skaits. Par galvenajiem veidiem tiek uzskatīti šādi savienojumu veidi: strukturāli (ieskaitot hierarhiskus), funkcionālus, cēloņsakarības (cēlonis un sekas), informatīvie, spatiotemporālie;
2. funkcionēšanas (uzvedības) sarežģītība - nosaka stāvokļu kopuma īpašības, pārejas noteikumi no stāvokļa uz stāvokli, sistēmas ietekme uz vidi un vidi uz sistēmu, uzskaitīto īpašību nenoteiktības pakāpe un noteikumi;
3. uzvedības izvēles sarežģītība - daudzu alternatīvu situācijās, kad uzvedības izvēli nosaka sistēmas mērķis, reakciju elastība uz iepriekš nezināmu vides ietekmi;
4. attīstības sarežģītība - nosaka evolūcijas vai pārtrauktu procesu īpašības.

Protams, visas zīmes tiek aplūkotas savstarpējā saistībā. Hierarhiskā konstrukcija ir raksturīga sarežģītu sistēmu iezīme, un hierarhijas līmeņi var būt gan viendabīgi, gan neviendabīgi. Sarežģītas sistēmas raksturo tādi faktori kā neiespējamība paredzēt to uzvedību, tas ir, slikta paredzamība, to slepenība un dažādi stāvokļi.

Sarežģītas sistēmas var iedalīt šādās faktoru apakšsistēmās:

1. izšķirošais, kas pieņem globālus lēmumus mijiedarbībā ar ārējo vidi un sadala lokālos uzdevumus starp visām pārējām apakšsistēmām;
2. informācija, kas nodrošina globālu lēmumu pieņemšanai un lokālu uzdevumu veikšanai nepieciešamās informācijas vākšanu, apstrādi un pārraidi;
3. globālo lēmumu īstenošanas vadītājs;
4. homeostāze, dinamiska līdzsvara uzturēšana sistēmās un enerģijas un vielas plūsmas regulēšana apakšsistēmās;
5. adaptīva, uzkrājot pieredzi mācību procesā, lai uzlabotu sistēmas struktūru un funkcijas.

Liela sistēma ir sistēma, kas nav vienlaikus novērojama no viena novērotāja stāvokļa laikā vai telpā, kurai nozīmīgs ir telpiskais faktors, kuras apakšsistēmu skaits ir ļoti liels un sastāvs ir neviendabīgs.

Sistēma var būt liela un sarežģīta. Sarežģītas sistēmas apvieno lielāku sistēmu grupu, tas ir, lielas sistēmas - sarežģītu sistēmu apakšklasi.

Lielu un sarežģītu sistēmu analīzes un sintēzes pamatā ir sadalīšanas un apkopošanas procedūras.

Dekompozīcija ir sistēmu sadalīšana daļās, kam seko atsevišķu daļu neatkarīga izskatīšana.

Ir skaidrs, ka dekompozīcija ir jēdziens, kas saistīts ar modeli, jo pašu sistēmu nevar izjaukt, nepārkāpjot īpašības. Modelēšanas līmenī atšķirīgos savienojumus aizstās ar ekvivalentiem vai sistēmas modelis tiks uzbūvēts tā, lai tā sadalīšanās atsevišķās daļās izrādītos dabiska.

Lietojot lielām un sarežģītām sistēmām, dekompozīcija ir spēcīgs pētniecības instruments.

Agregācija ir pretējs sadalīšanās jēdziens. Pētījuma procesā rodas nepieciešamība apvienot sistēmas elementus, lai to aplūkotu no vispārīgāka perspektīvas.

Dekompozīcija un apkopošana ir divas pretējas pieejas lielu un sarežģītu sistēmu apsvēršanai, ko izmanto dialektiskā vienotībā.

Sistēmas, kurām sistēmas stāvokli unikāli nosaka sākotnējās vērtības un kuras var paredzēt jebkuram nākamajam laika punktam, sauc par deterministiskām.

Stohastiskās sistēmas ir sistēmas, kurās izmaiņas ir nejaušas. Nejaušas ietekmes gadījumā ar datiem par sistēmas stāvokli nepietiek, lai veiktu prognozi nākamajā brīdī.

Pēc organizācijas pakāpes: labi organizēta, slikti organizēta (izkliedēta).

Prezentēt analizējamo objektu vai procesu labi organizētas sistēmas veidā nozīmē noteikt sistēmas elementus, to attiecības un noteikumus apvienošanai lielākos komponentos. Problēmsituāciju var aprakstīt matemātiskas izteiksmes veidā. Problēmas risinājums, ja tas tiek pasniegts labi organizētas sistēmas veidā, tiek veikts ar formalizētas sistēmas attēlojuma analītiskām metodēm.

Labi organizētu sistēmu piemēri: Saules sistēma, kas apraksta nozīmīgākos planētu kustības modeļus ap Sauli; atoma attēlojums kā planētu sistēma, kas sastāv no kodola un elektroniem; sarežģītas elektroniskas ierīces darbības apraksts, izmantojot vienādojumu sistēmu, kas ņem vērā tās darbības apstākļu īpatnības (trokšņu klātbūtne, barošanas avotu nestabilitāte u.c.).

Objekta apraksts labi organizētas sistēmas veidā tiek izmantots gadījumos, kad iespējams piedāvāt deterministisku aprakstu un eksperimentāli pierādīt tā pielietojuma likumību un modeļa atbilstību reālajam procesam. Mēģinājumi piemērot labi organizētu sistēmu klasi, lai attēlotu sarežģītus daudzkomponentu objektus vai daudzkritēriju problēmas, nav sekmīgi: tās prasa nepieņemami daudz laika, praktiski nav realizējamas un nav adekvātas izmantotajiem modeļiem.

Slikti organizētas sistēmas. Prezentējot objektu slikti organizētas vai izkliedētas sistēmas formā, uzdevums nav noteikt visas vērā ņemamās sastāvdaļas, to īpašības un sakarības starp tām un sistēmas mērķiem. Sistēmu raksturo noteikts makroparametru un modeļu kopums, kas tiek atrasts, pamatojoties nevis uz visa objekta vai parādību klases izpēti, bet gan pamatojoties uz komponentu atlasi, kas noteikta, izmantojot noteiktus noteikumus, kas raksturo objektu. vai pētāmais process. Pamatojoties uz šādu izlases pētījumu, tiek iegūti raksturlielumi vai modeļi (statistiskie, ekonomiskie) un sadalīti visā sistēmā kopumā. Šajā gadījumā tiek veiktas atbilstošas ​​atrunas. Piemēram, iegūstot statistiskās likumsakarības, tās tiek attiecinātas uz visas sistēmas uzvedību ar noteiktu ticamības varbūtību.

Pieeja objektu attēlošanai difūzo sistēmu veidā tiek plaši izmantota: rindu sistēmu aprakstīšanā, personāla skaita noteikšanā uzņēmumos un iestādēs, dokumentālās informācijas plūsmu izpētē vadības sistēmās u.c.

No funkciju rakstura viedokļa izšķir īpašas, daudzfunkcionālas un universālas sistēmas.

Speciālās sistēmas raksturo unikāls mērķis un šaura apkalpojošā personāla profesionālā specializācija (salīdzinoši nesarežģīta).

Daudzfunkcionālās sistēmas ļauj vienā un tajā pašā struktūrā īstenot vairākas funkcijas. Piemērs: ražošanas sistēma, kas nodrošina dažādu produktu ražošanu noteiktā diapazonā.

Universālām sistēmām: daudzas darbības tiek īstenotas vienā un tajā pašā struktūrā, bet funkciju sastāvs nav tik viendabīgs (mazāk definēts) pēc veida un daudzuma. Piemēram, kombains.

Pēc attīstības rakstura izšķir 2 sistēmu klases: stabilas un attīstošas.

Stabilā sistēmā struktūra un funkcijas praktiski nemainās visā tās pastāvēšanas laikā un, kā likums, stabilu sistēmu funkcionēšanas kvalitāte tikai pasliktinās līdz ar to elementu nolietošanos. Korektīvie pasākumi parasti var tikai samazināt pasliktināšanās ātrumu.

Lieliska attīstošo sistēmu iezīme ir tā, ka laika gaitā to struktūra un funkcijas būtiski mainās. Sistēmas funkcijas ir nemainīgākas, lai gan tās bieži tiek pārveidotas. Tikai to mērķis paliek praktiski nemainīgs. Attīstošajām sistēmām ir lielāka sarežģītība.

Uzvedības sarežģītības pieauguma secībā: automātiska, izlēmīga, pašorganizējoša, paredzoša, transformējoša.

Automātiski: tie nepārprotami reaģē uz ierobežotu ārējo ietekmju kopumu, to iekšējā organizācija ir pielāgota pārejai uz līdzsvara stāvokli, kad no tā tiek izņemta (homeostāze).

Izšķiroši: ir pastāvīgi kritēriji, lai atšķirtu viņu pastāvīgo reakciju uz plašām ārējo ietekmju klasēm. Iekšējās struktūras noturība tiek saglabāta, nomainot neveiksmīgos elementus.

Pašorganizēšanās: ir elastīgi diskriminācijas kritēriji un elastīga reakcija uz ārējām ietekmēm, pielāgojoties dažāda veida ietekmei. Šādu sistēmu augstāko formu iekšējās struktūras stabilitāti nodrošina pastāvīga pašreprodukcija.

Pašorganizējošām sistēmām piemīt difūzo sistēmu īpašības: stohastiska uzvedība, atsevišķu parametru un procesu nestacionaritāte. Tam pievienotas tādas pazīmes kā uzvedības neparedzamība; spēja pielāgoties mainīgajiem vides apstākļiem, mainīt struktūru, sistēmai mijiedarbojoties ar vidi, vienlaikus saglabājot integritātes īpašības; spēja veidot iespējamos uzvedības variantus un izvēlēties no tiem labāko utt. Dažkārt šī klase tiek iedalīta apakšklasēs, izceļot adaptīvās vai pašregulējošās sistēmas, pašdziedinošās, pašreproducējošās un citas apakšklases, kas atbilst dažādām attīstošo sistēmu īpašībām .

Piemēri: bioloģiskās organizācijas, cilvēku kolektīvā uzvedība, vadības organizācija uzņēmuma, nozares, valsts līmenī kopumā, t.i. tajās sistēmās, kur noteikti ir cilvēciskais faktors.

Ja stabilitāte savā sarežģītībā sāk pārsniegt ārējās pasaules sarežģītās ietekmes, tās ir paredzamas sistēmas: tā var paredzēt turpmāko mijiedarbības gaitu.

Transformējamās ir iedomātas sarežģītas sistēmas visaugstākajā sarežģītības līmenī, ko nesaista esošo mediju noturība. Viņi var mainīt materiālos medijus, saglabājot savu individualitāti. Zinātnei šādu sistēmu piemēri vēl nav zināmi.

Sistēmu var iedalīt tipos, pamatojoties uz to uzbūves struktūru un atsevišķu komponentu lomu tajās salīdzinājumā ar citu daļu lomām.

Dažās sistēmās vienai no daļām var būt dominējoša loma (tās nozīme >> (“nozīmīgā pārākuma attiecību simbols”), citu daļu nozīme). Šāds komponents darbosies kā centrālais, kas nosaka visas sistēmas darbību. Šādas sistēmas sauc par centralizētām.

Citās sistēmās visi komponenti, kas tos veido, ir aptuveni vienlīdz svarīgi. Strukturāli tie neatrodas ap kādu centralizētu komponentu, bet ir savstarpēji savienoti virknē vai paralēli un tiem ir aptuveni vienāda nozīme sistēmas funkcionēšanā. Tās ir decentralizētas sistēmas.

Sistēmas var klasificēt pēc mērķa. Starp tehniskajām un organizatoriskajām sistēmām ir: ražošana, vadība, apkalpošana.

Ražošanas sistēmās tiek realizēti procesi noteiktu produktu vai pakalpojumu iegūšanai. Tie savukārt tiek iedalīti materiālenerģētiskajos, kuros tiek veikta dabiskās vides vai izejvielu pārveidošana materiāla vai enerģētiska rakstura galaproduktā vai šādu produktu transportēšana; un informācija - informācijas vākšanai, pārsūtīšanai un konvertēšanai un informācijas pakalpojumu sniegšanai.

Kontroles sistēmu mērķis ir organizēt un vadīt materiālu, enerģijas un informācijas procesus.

Servisa sistēmas nodarbojas ar noteikto ražošanas un kontroles sistēmu veiktspējas robežu uzturēšanu.

Lasi arī: C2 Parādiet ar trīs piemēriem daudzpartiju politiskās sistēmas pastāvēšanu mūsdienu Krievijā. II. Sistēmas, kuru attīstību var attēlot, izmantojot Universālo evolūcijas shēmu III. Kad ir izdevīgi apsvērt kustību no kustīga atskaites rāmja (skolotājs risina divas problēmas)? III. Prasības medicīnisko atkritumu apsaimniekošanas sistēmas organizēšanai MES sistēmas (Manufacturing Execution System) - ražošanas vadības sistēmas (pie mums vairāk pazīstamas kā procesu vadības sistēmas) N izpētīt garīgo stāvokli, kas ir optimāls, kad cilvēks veic dažādas darbības. Baltkrievijas Republikas valūtas sistēmas darbības iezīmes un problēmas Sp2-hibridizētais stāvoklis ir raksturīgs atomam, ja ar to saistīto atomu skaita un tā vientuļo elektronu pāru summa ir vienāda ar 3 (piemēri).

Sistēmas stāvokli nosaka līmeņi.

Līmenis ir masas, enerģijas, informācijas daudzums, kas ietverts mainīgajā (blokā) vai sistēmā kopumā noteiktā laika momentā.

Līmeņi nepaliek nemainīgi, tajos notiek noteiktas izmaiņas. Ātrumu, kādā notiek šīs izmaiņas, sauc par tempu.

Likmes nosaka transformācijas, uzkrāšanās, transmisijas u.c. procesu aktivitāti, intensitāti un ātrumu. matērija, enerģija, informācija, kas plūst sistēmā.

Tempi un līmeņi ir savstarpēji saistīti, taču to attiecības nav skaidras. No vienas puses, likmes ģenerē jaunus līmeņus, kas savukārt ietekmē likmes, t.i. regulēt tos.

Piemēram, vielas difūzijas process nosaka sistēmas pāreju no līmeņa x 1 uz līmeni x 2 (masas pārneses procesa virzītājspēks). Tajā pašā laikā šī procesa ātrums (masas pārneses ātrums) ir atkarīgs no norādīto līmeņu masas saskaņā ar izteiksmi:

kur: a ir masas pārneses koeficients.

Viena no svarīgākajām sistēmas stāvokļa īpašībām ir atgriezeniskā saite.

Atgriezeniskā saite ir sistēmas (bloka) īpašība reaģēt uz viena vai vairāku mainīgo lielumu izmaiņām, ko izraisa ievades ietekme, tādā veidā, ka sistēmā notiekošo procesu rezultātā šīs izmaiņas atkal ietekmē to pašu vai to pašu. mainīgie.

Atgriezeniskā saite, atkarībā no ietekmes metodes, var būt tieša (kad notiek apgrieztā ietekme bez mainīgo (bloku) - starpnieku līdzdalības) vai kontūrveida (kad notiek apgrieztā ietekme, piedaloties mainīgajiem (blokiem) - starpniekiem) (att. . 3).

Rīsi. 3. Atgriezeniskās saites princips

a – tiešā atgriezeniskā saite; b – cilpas atgriezeniskā saite.

Atkarībā no ietekmes uz primārajām izmaiņām sistēmas mainīgajos lielumos izšķir divus atgriezeniskās saites veidus:

§ Negatīvās atsauksmes, t.i. kad no ārpuses saņemts impulss veido slēgtu ķēdi un izraisa sākotnējā trieciena vājināšanos (stabilizēšanos);

§ Pozitīvas atsauksmes, t.i. kad no ārpuses saņemts impulss veido slēgtu ķēdi un izraisa sākotnējā trieciena palielināšanos.

Negatīvā atgriezeniskā saite ir pašregulācijas veids, kas nodrošina dinamisku līdzsvaru sistēmā. Pozitīva atgriezeniskā saite dabiskajās sistēmās parasti izpaužas kā salīdzinoši īslaicīgi pašiznīcinošas darbības uzliesmojumi.

Pārsvarā atgriezeniskās saites negatīvais raksturs norāda, ka jebkuras vides apstākļu izmaiņas izraisa izmaiņas sistēmas mainīgajos lielumos un liek sistēmai pāriet uz jaunu līdzsvara stāvokli, kas atšķiras no sākotnējā. Šo pašregulācijas procesu parasti sauc par homeostāzi.

Sistēmas spēju atjaunot līdzsvaru nosaka vēl divas tās stāvokļa īpašības:

§ Sistēmas stabilitāte, t.i. raksturlielums, kas norāda, kāds ārējās ietekmes (trieciena impulsa) izmaiņu lielums atbilst pieļaujamajām sistēmas mainīgo izmaiņām, pie kurām var atjaunot līdzsvaru;

§ Sistēmas stabilitāte, t.i. raksturlielums, kas nosaka maksimālās pieļaujamās izmaiņas sistēmas mainīgajos, pie kurām var atjaunot līdzsvaru.

Sistēmas regulēšanas mērķis ir formulēts galējā principa (maksimālās potenciālās enerģijas likuma) veidā: sistēmas evolūcija virzās uz kopējās enerģijas plūsmas palielināšanos caur sistēmu, un stacionārā stāvoklī tās attīstība. tiek sasniegta maksimālā iespējamā vērtība (maksimālā potenciālā enerģija).

Jebkuras reālās sistēmas stāvokli jebkurā laika brīdī var aprakstīt, izmantojot noteiktu kopu, kas raksturo lielumu sistēmu - parametrs.

Parametru skaits pat salīdzinoši vienkāršai sistēmai var būt ļoti liels, un tāpēc praksē sistēmu aprakstīšanai tiek izmantoti tikai nozīmīgākie, raksturīgākie parametri, kas atbilst specifiskiem objektu izpētes mērķiem. Tātad, lai izpētītu cilvēka veselības stāvokli no nepieciešamības atbrīvot viņu no darba, vispirms tiek ņemtas vērā tādu parametru vērtības kā temperatūra un asinsspiediens.

Noteiktas ekonomiskās sistēmas stāvokli raksturo tādi parametri kā produkcijas daudzums un kvalitāte, darba ražīgums, atdeves fonds utt.

Lai aprakstītu sistēmas stāvokli un kustību, var izmantot tādas metodes kā verbālie apraksti, tabulas vai matricas apraksti, matemātiskas izteiksmes un grafiskie attēli.

Verbāls apraksts Attiecas uz secīgu sistēmas parametru uzskaitījumu un raksturlielumiem, to izmaiņu tendencēm un sistēmas stāvokļa izmaiņu secību. Verbālais apraksts ir ļoti aptuvens un sniedz tikai vispārīgus priekšstatus par sistēmu, turklāt lielā mērā ir subjektīvs, jo atspoguļo ne tikai sistēmas patiesās īpašības, bet arī tās personas attieksmi pret tām.

Tabulas un matricas tiek visplašāk izmantoti sistēmas kvantitatīvo raksturlielumu noteikšanai, kas izteikti ar to parametru vērtībām noteiktā laika brīdī. Pamatojoties uz datiem no tabulas vai tabulu kopas, var izveidot diagrammas un grafikus atbilstoši dažādiem laika momentiem, sniedzot vizuālu sistēmas dinamikas attēlojumu.

Lai aprakstītu sistēmas kustību un izmaiņas tās elementos, tie tiek izmantoti matemātiskās izteiksmes, kas savukārt tiek interpretēti ar grafikiem, kas parāda noteiktu procesu norisi sistēmā.

Tomēr visdziļākais un adekvātākais ir formalizēta ģeometriskā interpretācija sistēmas stāvokļi un kustības tā sauktajā stāvokļu telpā jeb fāzes telpā.

Sistēmas stāvokļa telpa

Sistēmas stāvokļa telpa ir telpa, kurā katrs punkts unikāli atbilst noteiktam aplūkojamās dinamiskās sistēmas stāvoklim, un katrs sistēmas stāvokļa maiņas process atbilst noteiktai reprezentējošā punkta kustības trajektorijai telpā.

Lai raksturotu dinamisko sistēmu kustības, metode, kuras pamatā ir t.s fāzes telpa(n-dimensiju eiklīda telpa), pa kuru asīm ir uzzīmētas visu n aplūkojamās dinamiskās sistēmas vispārināto koordinātu vērtības. Šajā gadījumā tiek panākta unikāla atbilstība starp sistēmas stāvokli un fāzes telpas punktiem, izvēloties tādu izmēru skaitu, kas vienāds ar aplūkojamās dinamiskās sistēmas vispārināto koordinātu skaitu.

Apzīmēsim noteiktas sistēmas parametrus ar simboliem z1, z2…zn, ko var uzskatīt par dimensiju telpas vektora z, n koordinātām. Šāds vektors ir reālu skaitļu kopums z=(z1,z2..zn). Parametri z1, z2…zn tiks saukti par sistēmas fāzes koordinātām, un stāvokļi (sistēmas fāze) tiks attēloti ar punktu z fāzu telpā. Šīs telpas izmēru nosaka fāzes koordinātu skaits, tas ir, tās būtisko parametru skaits, ko mēs izvēlējāmies, lai aprakstītu sistēmu.

Gadījumā, ja sistēmas stāvokļus var raksturot tikai ar vienu parametru z1 (piemēram, attālumu no vilciena atiešanas punkta, kas pārvietojas pa doto maršrutu), tad fāzu telpa būs viendimensionāls un tiek parādīts kā z ass daļa.

Ja sistēmas stāvokli raksturo divi parametri z1 un z2 (piemēram, automašīnas kustība, kas izteikta ar leņķi attiecībā pret kādu doto virzienu un tās kustības ātrums), tad fāzes telpa būs divdimensiju.

Gadījumos, kad sistēmas stāvokli raksturo 3 parametri (piemēram, ātruma un paātrinājuma kontrole), tas tiks attēlots ar punktu trīsdimensiju telpa, un sistēmas trajektorija šajā telpā būs telpiska līkne.

Vispārīgā gadījumā, kad sistēmu raksturojošo parametru skaits ir patvaļīgs un, tāpat kā vairumā sarežģītu ekonomisko sistēmu, ir ievērojami lielāks par 3, ģeometriskā interpretācija zaudē savu skaidrību. Tomēr ģeometriskā terminoloģija šajos gadījumos joprojām ir ērta, lai aprakstītu sistēmu stāvokli un kustību tā sauktajā n-dimensiju vai daudzdimensiju fāzes telpā (hipertelpā).

Tiek izsaukts sistēmas neatkarīgo parametru skaits brīvības pakāpju skaits vai sistēmas variācijas.

Sistēmas reālos darbības apstākļos un tās parametri (fāžu koordinātas), kā likums, var mainīties tikai noteiktās ierobežotās robežās. Tādējādi automašīnas ātrums ir ierobežots no 0 līdz 200 km stundā, cilvēka temperatūra ir ierobežota no 35 grādiem līdz 42 utt.

Tiek izsaukts fāzes telpas apgabals, aiz kura attēlojošais punkts nevar iziet pieļaujamo sistēmas stāvokļu apgabals. Pētot un projektējot sistēmas, vienmēr tiek pieņemts, ka sistēma atrodas tās pieļaujamo stāvokļu diapazonā.

Ja reprezentatīvais punkts pārsniedz šo apgabalu, tas draud sagraut sistēmas integritāti, tās sadalīšanās iespēju elementos, esošo savienojumu pārtraukšanu, tas ir, tās kā noteiktas sistēmas funkcionēšanas pilnīgu pārtraukšanu.

Pieļaujamo stāvokļu apgabals, ko var saukt par sistēmas lauku, ietver visu veidu fāzu trajektorijas, tas ir, sistēmu uzvedības līnijas. Tiek saukta fāžu trajektoriju kopa fāzes portrets izskatāmā dinamiskā sistēma. Visos gadījumos, kad sistēmas parametri noteiktā intervālā var iegūt jebkādas vērtības, tas ir, vienmērīgi mainās reprezentatīvais punkts, kas var atrasties jebkurā punktā pieļaujamo stāvokļu apgabalā, un mēs saskaramies ar tā sauktā nepārtrauktā stāvokļa telpa. Tomēr ir liels skaits tehnisko, bioloģisko un ekonomisko sistēmu, kurās vairākiem parametriem - koordinātām - var būt tikai atsevišķas vērtības.

Tikai diskrēti var izmērīt mašīnu skaitu darbnīcā, noteiktu orgānu un šūnu skaitu dzīvā organismā utt.

Šādu sistēmu stāvokļu telpa ir jāuzskata par diskrētu, tāpēc to punkts, kas attēlo šādas sistēmas stāvokli, nevar atrasties nevienā vietā pieļaujamo stāvokļu apgabalā, bet tikai atsevišķos šī reģiona fiksētajos punktos. Šādu sistēmu stāvokļa izmaiņas, tas ir, to kustība, tiks interpretētas ar reprezentējošā punkta lēcieniem no viena stāvokļa uz otru, uz trešo utt. Attiecīgi reprezentējošā punkta kustības trajektorijai būs diskrēts, periodisks raksturs.

Valsts. Valsts jēdziens parasti raksturo acumirklīgu fotogrāfiju, sistēmas “šķēli”, tās attīstības pieturu. To nosaka vai nu ar ieejas ietekmēm un izejas signāliem (rezultātiem), vai ar sistēmas īpašībām, parametriem (piemēram, spiediens, ātrums, paātrinājums - fiziskajām sistēmām; produktivitāte, ražošanas izmaksas, peļņa - ekonomiskajām sistēmām).

Tādējādi stāvoklis ir būtisku īpašību kopums, kas sistēmai piemīt noteiktā laika brīdī.

Reālas sistēmas iespējamie stāvokļi veido pieļaujamo sistēmas stāvokļu kopu.

Stāvokļu skaits (stāvokļu kopas jauda) var būt galīgs, saskaitāms (stāvokļu skaits tiek mērīts diskrēti, bet to skaits ir bezgalīgs); jaudas kontinuums (stāvokļi mainās nepārtraukti un to skaits ir bezgalīgs un nesaskaitāms).

Valstis var aprakstīt cauri stāvokļa mainīgie. Ja mainīgie ir diskrēti, tad stāvokļu skaits var būt ierobežots vai saskaitāms. Ja mainīgie ir analogi (nepārtraukti), tad jauda ir nepārtraukta.

Tiek izsaukts minimālais mainīgo lielumu skaits, ar kuru palīdzību var norādīt stāvokli fāzes telpa. Sistēmas stāvokļa izmaiņas tiek parādītas fāzu telpā fāzes trajektorija.

Uzvedība. Ja sistēma spēj pāriet no viena stāvokļa uz citu (piemēram, s 1 →s 2 →s 3 → ...), tad viņi saka, ka tai ir uzvedība. Šo jēdzienu izmanto, ja pārejas no viena stāvokļa uz otru modeļi (noteikumi) nav zināmi. Tad viņi saka, ka sistēmai ir kāda uzvedība, un noskaidro tās būtību.

Līdzsvars. Sistēmas spēja bez ārējas traucējošas ietekmes (vai ar pastāvīgu ietekmi) saglabāt savu stāvokli bezgalīgi ilgu laiku. Šo stāvokli sauc par līdzsvara stāvokli.

Ilgtspējība. Sistēmas spēja atgriezties līdzsvara stāvoklī pēc tam, kad tā ir izņemta no šī stāvokļa ārējās (un sistēmās ar aktīviem elementiem - iekšējiem) traucējošas ietekmes ietekmē.

Līdzsvara stāvokli, kurā sistēma spēj atgriezties, sauc par stabilu līdzsvara stāvokli.

Attīstība. Ar attīstību parasti saprot sistēmas sarežģītības palielināšanos, pielāgošanās spēju uzlabošanos ārējiem apstākļiem. Tā rezultātā rodas jauna objekta kvalitāte vai stāvoklis.

Ieteicams izdalīt īpašu attīstošo (pašorganizējošu) sistēmu klasi, kurām ir īpašas īpašības un kurām nepieciešama īpaša pieeja to modelēšanai.

Sistēmas ieejasx i- tie ir dažādi ārējās vides ietekmes punkti uz sistēmu (1.3. att.).

Sistēmas ievades var būt informācija, matērija, enerģija utt., kas ir pakļauti transformācijai.

Vispārējā ievade ( X) nosauc kādu (jebkuru) stāvokli no visiem r sistēmas ievades, kuras var attēlot kā vektoru

X = (x 1 , x 2 , x 3 , …, x k, …, x r).

Sistēmas izejasy i- tie ir dažādi sistēmas ietekmes punkti uz ārējo vidi (1.3. att.).

Sistēmas izvade ir informācijas, matērijas un enerģijas transformācijas rezultāts.

Sistēmas kustība ir tā stāvokļa konsekventu izmaiņu process.

Apskatīsim sistēmas stāvokļu atkarības no sistēmas ieeju, tās stāvokļu (pāreju) un izeju funkcijām (stāvokļiem).

Sistēmas stāvoklis Z(t) jebkurā laikā t ir atkarīgs no ieeju funkcijas X(t), kā arī no tā iepriekšējiem stāvokļiem brīžiem (t– 1), (t– 2), ..., t.i. no savu stāvokļu funkcijām (pārejas)

Z(t) = F c , (1)

Kur F c– sistēmas stāvokļa (pāreju) funkcija.

Saistība starp ievades funkciju X(t) un izejas funkciju Y(t) sistēmas, neņemot vērā iepriekšējos stāvokļus, var attēlot formā

Y(t) = Fв [X(t)],

Kur F in– sistēmas izeju funkcija.

Tiek izsaukta sistēma ar šādu izvades funkciju statisks.

Ja sistēmas izvade ir atkarīga ne tikai no ieeju funkcijām X(t), bet arī par stāvokļu (pāreju) funkcijām Z( t – 1), Z(t– 2), ..., tad

sistēmas ar šādu izvades funkciju sauc dinamisks(vai sistēmas ar uzvedību).

Atkarībā no sistēmu ieeju un izeju funkciju matemātiskajām īpašībām izšķir diskrētas un nepārtrauktas sistēmas.

Nepārtrauktām sistēmām izteiksmes (1) un (2) izskatās šādi:

(4)

Vienādojums (3) nosaka sistēmas stāvokli un tiek saukts par sistēmas stāvokļu vienādojumu.

Vienādojums (4) nosaka novēroto sistēmas izvadi, un to sauc par novērojuma vienādojumu.

Funkcijas F c(sistēmas stāvokļu funkcija) un F in(izvades funkcija) ņem vērā ne tikai pašreizējo stāvokli Z(t), bet arī iepriekšējie stāvokļi Z(t – 1), Z(t – 2), …, Z(t – v) sistēmas.

Iepriekšējie stāvokļi ir sistēmas "atmiņas" parametrs. Tāpēc vērtība v raksturo sistēmas atmiņas apjomu (dziļumu).

Sistēmas procesi ir secīgu izmaiņu kopums sistēmas stāvoklī, lai sasniegtu mērķi. Sistēmas procesos ietilpst:

– ievades process;

– izvades process;