Классификация систем. Конструктивная идея моделирования самоорганизующихся систем

МИНОБРНАУКИ РФ

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова»

(ФГБОУ ВПО «ИжГТУ имени М.Т. Калашникова»)

Факультет: «Экономика, право и гуманитарные науки»

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Системный анализ и моделирование»

Тема: Классификация систем. Конструктивная идея моделирования самоорганизующихся систем.

Выполнил:                                                                           студент группы 4-21-43 з

                                                                           ________ Красноперова Н.А.

Проверил:                                                          _________Иванов В.А.

Ижевск 2012

Содержание

Лист

1.Классификация систем......................................................................................... 3

1.1.Классификация по происхождению.................................................................3

1.2. Классификация по объективности существования....................................... 3

1.3. Действующие системы.................................................................................... 4

1.4. Централизованные и децентрализованные системы.................................... 7

1.5. Классификация по размерности................................................................ …..7

1.6. Классификация систем по однородности и разнообразию структурных элементов…………………………………………………………………………..7

1.7. Линейные и нелинейные системы............................................................ …..8

1.8. Дискретные системы.................................................................................. …..9

1.9. Каузальные и целенаправленные системы..................................................... 9

1.10. Большие и сложные системы........................................................................10

1.10.1. Большие системы........................................................................................10

1.10.2. Классификация систем по сложности.......................................................11

1.11. Детерминированность...................................................................................13

1.12. Классификация систем по степени организованности..............................14

1.12.1. Хорошо организованные системы............................................................14

1.12.2. Плохо организованные (или диффузные) системы.................................15

2.      Самоорганизующиеся системы........................................................................17

1.Классификация систем

Многообразие систем довольно велико, и существенную помощь при их изучении оказывает классификация.

Классификация - это разделение совокупности объектов на классы по некоторым наиболее существенным признакам.

Важно понять, что классификация - это только модель реальности, поэтому к ней надо так и относиться, не требуя от нее абсолютной полноты. Еще необходимо подчеркнуть относительность любых классификаций.

Сама классификация выступает в качестве инструмента системного анализа. С ее помощью структурируется объект (проблема) исследования, а построенная классификация является моделью этого объекта.

Полной классификации систем в настоящее время нет, более того, не выработаны окончательно ее принципы. Разные авторы предлагают разные принципы классификации, а сходным, по сути - дают разные названия.

1.1 Классификация по происхождению

В зависимости от происхождения системы делятся на:

      естественные

      искусственные (создаваемые, антропогенные).

Естественные системы - это системы, объективно существующие в действительности, в живой и неживой природе и обществе.

Эти системы возникли в природе без участия человека.

Примеры: атом, молекула, клетка, организм, популяция, общество, вселенная и т.п.

Искусственные системы — это системы, созданные человеком.

Примеры: холодильник, самолет, предприятие, фирма, город, государство, партия, общественная организация и т. п.

Одной из первых искусственных систем можно считать систему торговли.

Кроме того, можно говорить о третьем классе систем — смешанных системах, куда относятся эргономические (машина — человек-оператор), автоматизированные, биотехнические, организационные и другие системы.

1.2. Классификация по объективности существования

Все системы можно разбить на две большие группы:

      реальные (материальные или физические)

      абстрактные (символические) системы.

Реальные системы состоят из изделий, оборудования, машин и вообще из естественных и искусственных объектов.

Абстрактные системы, по сути, являются моделями реальных объектов - это языки, системы счисления, идеи, планы, гипотезы и понятия, алгоритмы и компьютерные программы, математические модели, системы наук.

Иногда выделяют идеальные или концептуальные системы - системы, которые выражают принципиальную идею или образцовую действительность - образцовый вариант имеющейся или проектируемой системы.

Также можно выделить виртуальные системы - не существующие в действительности модельные или мыслительные представления реальных объектов, явлений, процессов (могут быть как идеальными, так и реальными системами).

1.3. Действующие системы.

Выделим из всего многообразия создаваемых систем, действующие системы. Такие системы способны совершать операции, работы, процедуры, обеспечивать заданное течение технологических процессов, действуя по программам, задаваемым человеком. В действующих системах можно выделить следующие системы:

1) технические,

2) эргодические,

3) технологические,

4) экономические,

5) социальные,

6) организационные

7) управления.

Технические системы представляют собой материальные системы, которые решают задачи по программам, составленным человеком; сам человек при этом не является элементом таких систем.

Техническая система - это совокупность взаимосвязанных физических элементов.

В качестве связей в таких системах выступают физические взаимодействия (механические, электромагнитные, гравитационные и др.).

Примеры: автомобиль, холодильник, компьютер.

Эргодические системы. Если в системе присутствует человек, выполняющий определенные функции субъекта, то говорят о эргодической системе.

Эргодическая система - это система, составным элементом которой является человек-оператор.

Частным случаем эргодической системы будет человеко-машинная система - система, в которой человек-оператор или группа операторов взаимодействует с техническим устройством в процессе производства материальных ценностей, управления, обработки информации и т.д..

Примеры:

1. Шофер за рулем автомобиля.

2. Рабочий, вытачивающий деталь на токарном станке.

Технологические системы. Существуют два класса определения понятия "технология":

а) как некой абстрактной совокупности операций.

б) как некой совокупности операций с соответствующими аппаратно-техническими устройствами или инструментами.

Отсюда, по аналогии со структурой, можно говорить о формальной и материальной технологической системе.

Технологическая система (формальная) - это совокупность операций (процессов) в достижении некоторых целей (решений некоторых задач).

Структура такой системы определяется набором методов, методик, рецептов, регламентов, правил и норм.

Элементами формальной технологической системы будут операции (действия) или процессы. Ранее процесс был определен как последовательная смена состояний, здесь же мы будем рассматривать другое понимание процесса: как последовательной смены операций.

Процесс - это последовательная смена операций (действий направленных на изменение состояния объекта.

Связями в технологической системе поступают свойства обрабатываемых объектов или сигналы, передаваемые от операции к операции.

Технологическая система (материальная) - это совокупность реальных приборов, устройств, инструментов и материалов (техническое, обеспечение системы), реализующих операции (процессное обеспечение системы) и предопределяющих их качество и длительность.

Пример. Формальная технологическая система производства борща - рецепт. Материальная технологическая система производства борща - совокупность ножей, кастрюль, кухонных приборов, реализующих рецепт. В абстрактной технологии мы говорим о том, что надо отварить мясо, но не оговариваем ни тип кастрюли, ни вид плиты (газовая или электрическая). В материальной технологии техническое обеспечение приготовления борща будет определять его качество и длительность тех или иных операций.

Технологическая система более гибкая, чем техническая: минимальными преобразования-ми ее можно переориентировать на производство других объектов, либо на получение других свойств последних.

Примеры. Технологические системы: производство бумаги, изготовление автомобиля, оформление командировки, получение денег в банкомате.

Экономическая система - что система отношений (процессов), складывающихся в экономике. Развернем что определение.

Экономическая система - это совокупность экономических отношений, возникающих в процессе производства, распределения, обмена и потребления экономических продуктов и регламентируемых совокупностью соответствующих принципов, правил и законодательных норм.

Социальная система. Поскольку мы рассматриваем только создаваемые системы, то социальную систему будем рассматривать в следующем разрезе:

Социальная система - это совокупность мероприятий, направленных на социальное развитие жизни людей.

К таким мероприятиям относятся: улучшение социально-экономических и производственных условий труда, усиление его творческого характера, улучшение жизни работников, улучшение жилищных условий и т. п.

Организационная система. Взаимодействие вышеназванных систем обеспечивает организационная система (система организационного управления).

Организационная система - это совокупность элементов, обеспечивающих координацию действий, нормальное функционирование и развитие основных функциональных элементов объекта.

Элементы такой системы представляют собой органы управления, обладающие правом принимать управленческие решения - это руководители, подразделения или даже отдельные организации (например, министерства).

Связи в организационной системе имеют информационную основу и определяются должностными инструкциями и другими нормативными документами, в которых прописаны права, обязанности ответственность органа управления.

Система управления. Управление рассматривается как действия или функция, обеспечивающие реализацию заданных целей.

Систему, в которой реализуется функция управления, называют системой управления.

Система управления содержит два главных элемента: управляемую подсистему (объект управления) и управляющую подсистему (осуществляющую функцию управления).

Применительно к техническим системам управляющую подсистему называют системой регулирования, а к социально-экономическим — системой организационного управления.

Разновидностью системы управления является эргодическая система - человеко-машинная система управления.

Пример.

Рассмотрим работу некоторого магазина и попытаемся выделить в его работе вышеназванные системы.

В магазине имеется система управления, состоящая из субъекта управления - руководства и объекта управления — всех остальных систем магазина.

Управление реализуется системой организационного управления — организационной системой, состоявшей из директора, его заместителей, начальников отделов и секций, связанных определенными отношениями подчиненности.

В магазине функционирует экономическая система, включающая в себя такие экономические отношения, как производство (услуг и, возможно, товаров обмен (денег на товары и услуги), распределение (прибыли).

Имеется социальная система, сформулированная в коллективном и/или трудовых договорах.

Экономические отношения обмена реализуются в виде некоторых технологических систем (технология продажи товара, технология возврата денег).

Технологические системы в свою очередь, строятся на базе технических систем (кассовые аппараты, сканеры штрих-кода, компьютеры, калькуляторы) Кассир, работающий на кассовом аппарате, представляет собой эргодическую систем.

1.4. Централизованные и децентрализованные системы.

Централизованной системой называется система, в которой некоторый элемент играет главную, доминирующую роль в функционировании системы. Такой главный элемент называется ведущей частью системы или ее центром. При этом небольшие изменения ведущей части вызывают значительные изменения всей системы: как желательные, так и нежелательные. К недостаткам централизованной системы можно отнести низкую скорость адаптации (приспособления к изменяющимся условиям окружающей среды), а также сложность управления из-за огромного потока информации подлежащей переработке в центральной части систем.