<<
>>

1.4. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ

ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗЛИЧНЫХ КЛАССОВ СИСТЕМ

Для выделения классов систем могут использоваться раз­личные классификационные признаки, основными из них счи­таются: природа элементов, происхождение, длительность существования, изменчивость свойств, степень сложности, отношение к среде, реакция на возмущающие воздействия, характер поведения и степень участия людей в реализации управляющих воздействий.

Классификация систем представ­лена в табл. 1.1 [27].

Таблица 1.1

Классификация систем

№ п/п Имя классификационного признака Значение классифика­ционного признака (имя класса)
1 2 3
1 Природа элементов Реальные (физические) Абстрактные
2 Происхождение Естественные Искусственные
3 Длительность существования Постоянные Временные
4 Изменчивость свойств Статические Динамические
5 Степень сложности Простые Сложные Большие
6 Отношение к среде Закрытые, Открытие

№ п/п Имя классификационного признака Значение классифика­ционного признака (имя класса)
1 2 3
7 Реакция на возмущающие воздейст­вия Активные Пассивные
8 Характер поведения С управлением Без управления
9 Степень связи с внешней средой Открытые

Изолированные

Закрытые

Открытые равновесные Открытые диссипатив- ные

10 Степень участия в реализации управляющих воздействий людей Технические

Человеко-машинные

Организационные

По природе элементов системы делятся на реальные и аб­страктные [27].

Реальными (физическими) системами являются объекты, состоящие из материальных элементов.

Среди них обычно выделяют механические, электрические (электронные), биологические, социальные и другие подклас­сы систем и их комбинации.

Абстрактные же системы составляют элементы, не имею­щие прямых аналогов в реальном мире. Они создаются путем мысленного отвлечения от тех или иных сторон, свойств и (или) связей предметов и образуются в результате творческой деятельности человека. Иными словами, это продукт его мыш­ления. Примером абстрактных систем являются системы урав­нений, системы счисления, идеи, планы, гипотезы, теории и т.п.

В зависимости от происхождения выделяют естественные и искусственные системы [27].

Естественные системы, будучи продуктом развития при­роды, возникли без вмешательства человека. К ним можно от­нести, например, климат, почву, живые организмы, солнечную 30 систему и другие системы. Появление новой естественной системы — большая редкость.

Искусственные системы — это результат созидательной деятельности человека, а, следовательно, со временем их ко­личество увеличивается.

По длительности существования системы подразделяются на постоянные и временные. К постоянным обычно относятся естественные системы, хотя с точки зрения диалектики все существующие системы являются временными.

К постоянным относятся искусственные системы, которые в процессе заданного времени функционирования сохраняют существенные свойства, определяемые предназначением этих систем.

В зависимости от степени изменчивости свойств системы делятся на статические и динамические [27].

К статическим относятся системы, при исследовании ко­торых можно пренебречь изменениями во времени характери­стик их существенных свойств.

Статическая система — это система с одним состоянием. В отличие от статических динамические системы имеют множе­ство возможных состояний, которые могут меняться как не­прерывно, так и в дискретные моменты времени.

В зависимости от степени сложности системы делятся на простые, сложные, большие.

Простые системы с достаточной степенью точности могут быть описаны известными математическими соотношениями. Особенность простых систем — в практически взаимной неза­висимости от свойств, позволяющей исследовать каждое из них в отдельности в условиях классического лабораторного эксперимента и описать методами традиционных технических дисциплин (электротехника, радиотехника, прикладная меха­ника и др.).

Простые системы — отдельные детали, элементы электронных схем и т.п.

Сложная система — система, которая состоит из большо­го числа взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов, каждый из которых может быть представлен в виде системы (подсистемы).

Сложные системы характеризуются многомерностью (большим числом составленных элементов), многообразием связей, разнородностью структуры, многообразием природы элементов.

Считается, что сложной называется система, обладающая по крайней мере одним из нижеперечисленных признаков:

1) система допускает разбиение на подсистемы, изучать каждую из которых можно самостоятельно;

2) система функционирует в условиях существенной не­определенности и воздействия среды на нее, обусловливает случайный характер изменения ее показателей;

3) система осуществляет целенаправленный выбор сво­его поведения.

Сложные системы обладают свойствами, которыми не обла­дает ни один из составляющих элементов. Сложные системы — организм или человек, ЭВМ и т.д. Особенность сложных сис­тем заключается в существенной взаимосвязи их свойств.

Большие системы — это сложные пространственно—распре­деленные системы, в которых подсистемы (ее составные части) относятся к категориям сложных. Дополнительными особенно­стями, характеризующими большую систему, являются:

♦ большие размеры системы;

♦ сложная иерархическая структура;

♦ циркуляция в системе больших информационных, энергетических и материальных потоков;

♦ высокий уровень неопределенности в описании сис­темы.

Большие системы — автоматизированные системы управ­ления, воинские части, системы связи, промышленные пред­приятия, отрасли промышленности и т.п.

В статической физике системы делятся на изолированные, закрытые, открытые равновесные и открытые диссипатив- ные.

Изолированные системы не обмениваются со средой энер­гией и веществом. Процессы самоорганизации в них невоз­можны. Энтропия изолированной системы стремится к своему максимуму.

Закрытые системы не обмениваются с окружающей сре­дой веществом, но обмениваются энергией. Они способны к фазовым переходам в равновесное упорядоченное состояние. При достаточно низкой температуре в закрытой системе воз­никает кристаллический порядок.

Открытые системы обмениваются с окружающей средой энергией и веществом. Изменение энтропии открытой систе­мы ds определяется алгебраической суммой энтропии, произ­водимой внутри системы dps, и энтропии, поступающей извне или уходящей во внешнюю среду dcs, то есть:

ds = dps + dcS.

В состоянии прочного равновесия — стационарном со­стоянии: ds = 0.

Открытые системы в значительной мере характеризуются скоростью производства энтропии в единице объема — функ­цией диссипации, которая по определению:

dt

где сг— функция диссипации (рассеяния); г — время; у — объем.

К открытым равновесным системам относятся также сис­темы, которые при отклонении от стационарного состояния возвращаются в него экспоненциально, без осцилляций. По теории И. Пригожина для открытых равновесных систем в стационарных состояниях функция диссипации имеет мини­мум, т.е. соблюдается принцип экономии энтропии.

Открытые диссипативные системы возникают в результате кооперативных процессов. Их поведение нелинейно. Механизм образования диссипатавной структуры: подсистемы флуктуи­руют, иногда достигая точки бифуркации, после которой может наступить порядок более высокого уровня. Переходы в состоя­ния динамической упорядоченности, когерентности, автоколе­баний и автокаталитических реакций и результате роста флук­туации являются своего рода фазовыми переходами.

Изолированных и закрытых систем фактически в природе не существует. Можно проанализировать пример любой из та­ких систем и убедиться, что нет экранов сразу от всех форм материи или энергии, что любая система быстрее — медлен­нее развивается или стареет. В вечности понятия «быстро» и «медленно» смысла не имеют, поэтому, строго говоря, суще­ствуют только открытые диссипативные системы, близкие к равновесию, условно названные открытыми равновесными системами. Изолированные и закрытые системы — заведомо упрощенные схемы открытых систем, полезные при прибли­женном решении частных задач.

В зависимости от реакции на возмущение воздействия вы­деляют активные и пассивные системы.

Активные системы способны противостоять воздействиям среды (противника, конкурента и т.д.) и сами могут воздейст­вовать на нее. У пассивные систем это свойство отсутствует.

По характеру поведения все системы подразделяются на системы с управлением и без управления.

Класс систем с управлением образуют системы, в которых реализуется процесс целеполагания и целеосуществления.

Примером системы без управления может служить Солнеч­ная система, в которой траектории движения планет опреде­ляются законами механики.

В зависимости от степени участия человека в реализации управляющих воздействий системы подразделяются на техни­ческие, человеко-машинные, организационные.

К техническим относятся системы, которые функционируют без участия человека. Как правило, ими являются системы ав­томатического управления (регулирования), представляющие собой комплексы устройств для автоматического изменения, например, координат объекта управления, с целью поддержа­ния желаемого режима его работы. Такие системы реализуют процесс технологического управления. Они могут быть как адаптивными, т.е. приспосабливающимися с изменению внеш­них и внутренних условий в процессе работы путем изменения своих параметров или структуры для достижения требуемого качества функционирования, так и неадаптивными.

Примерами человеко-машинных (эргатических) систем мо­гут служить автоматизированные системы управления раз­личного назначения. Их характерной особенностью является то, что человека сопряжен с техническими устройствами, при­чем окончательное решение принимает человек (ЛПР), а сред­ства автоматизации лишь помогают ему в обосновании пра­вильности этого решения.

К организационным системам относятся социальные сис­темы-группы, коллективы людей, общество в целом.

<< | >>
Источник: Мухин В.И.. Исследование систем управления: Учебник для вузов / В.И. Мухин — М.: Издательство «Экзамен»,— 384 с.. 2003

Еще по теме 1.4. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ:

  1. ГЛАВА 2. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ЭЛЕКТРОННЫХ ДЕНЕГ И ПРИНЦИПЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ТИПИЧНЫХЗАКРЫТО ЦИРКУЛИРУЮЩИХ СИСТЕМ
  2. 2.2. Экономические системы и их классификация
  3. Традиционные системы классификации
  4. 2.1. Классификация систем электронных денег
  5. 4.1.3. Классификация интеллектуальных информационных систем
  6. Вопрос 27 ТИПЫ И КЛАССИФИКАЦИИ ПОЛИТИЧЕСКИХ СИСТЕМ
  7. 4.5.3. КЛАССИФИКАЦИЯ АРХИТЕКТУР ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
  8. Классификация партийных систем
  9. 4.3.2. Классификация, этапы и средства разработки экспертных систем
  10. 12.2. Классификация банков и банковских систем