Тема 5. Морфологическое (структурное) описание и моделирование систем

Употребление алкоголя, табака, других наркотиков — это высасывание энергии, здоровья и жизни из своих собственных детей, родителей. А через них — из родных и близких людей. Это самое отвратительное явление в нашей жизни называется «энергетический вампиризм».

Я вам уже говорил, соратники, что я очень много езжу по всей стране. И надо сказать, что наша деятельность вызывает живой интерес у всех средств массовой информации. Куда бы я ни приехал, со мной теле-, радио-интервью, газеты и прочее. Но я заметил, что девяносто пять процентов всех интервью со мной никогда так до читателя, до зрителя и не доходят. А если что-нибудь и опубликуют, то что-нибудь про клизму, про глаза, вот это можно. И я вдруг понял, соратники, что вот то, что я вам здесь рассказываю про алкоголь, табак и наркотики оказывается нашему народу эту информацию категорически запрещено. Категорически запрещено. Вы можете любой разврат прпогандировать по телевизору, слово правды об алкоголе, табаке, наркотикам вам никто никогда не даст сказать.

Но есть иногда корреспонденты, у которых у самих в семье уже страшное положение. Они хотят сами допытаться и говорят: «Владимир Георгиевич, вы самый крупный в нашей стране специалист по проблемам отрезвления. Вот скажите, что в этой проблеме (алкогольной, табачной, наркотической) самое страшное? Чем наших детей нам напугать?». И я всегда говорю так.

Страшно то, что алкоголь, табак и наркотики разрушают генофонд, наследственность народов. Уничтожается генофонд нашего народа. Идёт вырождение, это страшно. Это уже видно на глазах, что идёт вырождение. Страшно то, что алкоголь, табак, наркотики убивают людей в расцвете сил. Идёт просто убийство народа. Массовое, миллионное убийство нашего народа. Это тоже страшно. Страшно то, что алкоголь, табак, наркотики, оглупляют людей. Идёт оглупление нашей нации. Но самое страшное и отвратительное в этой проблеме то, что у нас в стране, соратники, одурело старшее поколение. У нас одурело старшее поколение. И это одуревшее старшее поколение качает сомнительные дьявольские алкогольно-табачные радости не давая нормально развиваться и войти в жизнь поколению подрастающему. Своим собственным детям. Вот это самое страшное и отвратительное, что есть в этой проблеме, вот этот «энергетический вампиризм».

Как вообще обязан родитель воспитывать своих детей? Каждый родитель должен приходить домой обязательно трезвый, в хорошем расположении духа. Он должен с ребёнком поиграть, чему-то научить. В процессе общения добавить ребёнку энергию для развития.

Я вот вспоминаю, как меня мама воспитывала. До пятого класса каждый вечер она ко мне приходила в комнату когда я засыпал и обязательно что-то хорошее-хорошее на ушко пошепчет. И обязательно она мне на лобик подует, чтобы у меня все мысли дурные из головки ушли. Я может потому такой и вырос.

У нас-то что сейчас в семьях творится. Подумайте только что в семьях наших сейчас творится.

Убрали всё из рук, потёри все руки до тепла и сделали пальминг.

Итак, глазки все закрыли, успокоились, расслабились, начинаем наш вечерний пальминг, начинаем расслабление мышц наших глаз.

Наши глазки хорошие, наши глазки отдыхают, с каждым днём наши глазки видят всё лучше и лучше. Мышцы наших глаз расслабляются. Весь наш зрительный тракт расслабляется.

Сегодня мы совершили ещё один решительный шаг в деле разрушения программ вредных привычек в нашем сознании и подсознании. Мы ходим на занятия в Народный университет, набираемся знаний, умений для того, чтобы помочь себе, очистить сознание, душу, тело, избавиться от вредных привычек, болезней, восстановить своё здоровье, зрение. А так же мы ходим для того, чтобы освоив психоанализ Шичко и метод Бейтса научиться помогать другим людям.

Действительно, соратники, за окнами нашего зала огромная страна. Великий народ буквально гибнет в невежестве. И кто если не мы расскажет людям всю эту страшную правду про них.

Сегодня мы узнали об энергетической концепции наркотиков. Оказывается, употребление алкоголя, табака, других наркотиков, это не просто личное дело каждого, а это высасывание энергии, здоровья и жизни из своих собственных детей, родителей, а через них — из родных и близких людей. Это самое отвратительное явление в нашей жизни называется «энергетический вампиризм».

Знайте, соратники, об этом. Знайте и помните всегда.

Сегодня мы так же узнали о простом и эффективном способе очистки организма на клеточном уровне — чуде голодания. Завтра у всех у нас праздник души и тела. День лечебного голодания. Мы будем очищать каждую клеточку своего драгоценного организма от алкогольных, табачных, пищевых и экологических шлаков и ядов. Вечером мы выйдем из голода с помощью живых продуктов, не более 400 грамм.

Я верю, соратники, что все вы с достоинством и честью выполните и это домашнее задание. Проведёте двадцатичетырёхчасовое лечебное голодание и получите прекрасный результат.

Сегодня дома, вечером, перед сном, нас ждёт большая работа по очищению сознания, души, тела: это обливание по системе Иванова. После этого мы согреемся, сделаем несколько согревающих упражнений, наденем на себя что-то тёплое и выполним домашнее задание. Напишем сочинение на тему «Мои глаза: как, когда и почему я терял зрение». Закончим сочинение обязательным разделом «Я обещаю своим глазам: обещаю любить свои глазки, помнить о них, заботиться, давать им отдых, расслабление, тренировку. Каждый час я буду делать пальминг. Три-четыре раза в день я буду делать соляризацию глаз на солнышке. Я буду делать специальные упражнения для глаз, и мои глазки будут мне служить прекрасно, будут служить всю мою жизнь».

После этого с учётом всех замечаний, пожеланий на пятёрку с плюсом мы напишем дневник коррекции зрения №3. В своих дневниках многие из вас пишут, что вам нравятся наши занятия, что вы даже не устаёте здесь по три лишним часа. Спасибо вам, соратники, за ваши добрые слова. Поверьте, что они нам тоже нужны, нашей нелёгкой работе. Ну а впереди всех нас ждёт ещё много новых, удивительных открытий и побед над своими пороками.

Жизнь, зрение, жизнь.

А сейчас у всех глаза закрыты, ладошки на носу, сели все прямо. Все под ладошками глазки слегка зажмурили, ослабили, зажмурили, ослабили, зажмурили, ослабили. У всех глаза закрыты, ладошки сняли. И все носом на доске написали: «ДАТЬ ЛЮДЯМ ЗРЕНИЕ». А сейчас глазки все промокнули как дети, вздохнули глубоко, выдохнули и открываем глаза быстро-быстро моргая. Поморгали, поморгали, поморгали, поморгали, поморгали, поморгали. Посмотрели все друг на друга, посмотрели на меня, посмотрели на зал. Порадовались краскам, которые у вас открываются перед глазами.

На этом наше сегодняшнее занятие закончено. До свидания. Всего вам доброго.

Современные технические и технологические объекты и их системы управления характеризуются большим числом элементов, множеством связей и взаимосвязей, значительным объемом перерабатываемой информации. Такие системы называют сложными, большими или системами со сложной структурой.

Для систем, состоящих из большого числа взаимосвязанных подсистем, наиболее эффективно вначале наметить основные подсистемы и установить главные взаимосвязи между ними, а затем уже переходить к детальному моделированию механизмов функционирования различных подсистем.

Характерной особенностью начального этапа проектирования является ограниченность информации о свойствах будущей системы, что заставляет в первую очередь обращаться к структуре системы и содержащейся в ней информации. Изучение особенностей этой информации и является предметом морфологического (структурного) анализа систем.

Таким образом, морфологическое описание должно давать представление о строении системы[1]. Глубина описания, уровень детализации, т.е. определение какие компоненты системы будут рассматриваться в качестве элементарных (элементов), обусловливается назначением описания системы. Морфологическое описание иерархично. Конфигурация морфологии дается на стольких уровнях, сколько их требуется для создания представления об основных свойствах системы.

Целями структурного анализа являются:

- разработка правил символического отображения систем;

- оценка качества структуры системы;

- изучение структурных свойств системы в целом и ее подсистем;

- выработка заключения об оптимальности структуры системы и рекомендаций по дальнейшему ее совершенствованию.

В структурном подходе можно выделить два этапа: определение состава системы, т.е. полное перечисление ее подсистем, элементов, и выяснение связей между ними.

Изучение морфологии системы начинается с элементного состава. Он может быть:

· гомогенным (однотипные элементы);

· гетерогенным (разнотипные элементы);

· смешанным.

Однотипность не означает полной идентичности и определяет только близость основных свойств.

Гомогенности, как правило, сопутствует избыточность и наличие скрытых (потенциальных) возможностей, дополнительных резервов.

Гетерогенные элементы специализированы, они экономичны и могут быть эффективными в узком диапазоне внешних условий, но быстро теряют эффективность вне этого диапазона.

Иногда элементный состав определить не удается – неопределенный.

Важным признаком морфологии является назначение (свойства) элементов. Различают элементы:

· информационные;

· энергетические;

· вещественные.

Следует помнить, что такое деление условно и отражает лишь преобладающие свойства элемента. В общем же случае, передача информации не возможна без энергии, перенос энергии не возможен без информации.

Информационные элементы предназначены для приема, запоминания (хранения), преобразования и передачи информации. Преобразование может состоять в изменении вида энергии, которая несет информацию, в изменении способа кодирования (представления в некоторой знаковой форме) информации, в сжатии информации путем сокращения избыточности, принятия решений и т.д.

Различают обратимые и необратимые преобразования информации.

Обратимые не связаны с потерей (либо созданием новой) информации. Накопление (запоминание) является обратимым в том случае, если не происходит потерь информации в течение времени хранения.

Преобразование энергии состоит в изменении параметров энергетического потока. Поток входной энергии может поступать извне, либо от других элементов системы. Выходной энергетический поток направлен в другие системы, либо в среду. Процесс преобразования энергии, естественным образом, нуждается в информации.

Процесс преобразования вещества может быть механическим (например, штамповка), химическим, физическим (например, резка), биологическим. В сложных системах преобразование вещества носит смешанный характер.

В общем случае, следует иметь в виду, что любые процессы, так или иначе, приводят к преобразованию вещества, энергии и информации.

Морфологические свойства системы существенно зависят от характера связей между элементами. Понятие связи входит в любое определение системы. Оно одновременно характеризует и строение (статику) и функционирование (динамику) системы. Связи обеспечивают возникновение и сохранение структуры и свойств системы. Выделяют информационные, вещественные и энергетические связи, определяя их в том же смысле, в каком были определены элементы.

Характер связи определяется удельным весом соответствующего компонента (или целевой функцией).

Связь характеризуется:

· направлением,

· силой,

· видом.

По первым двум признакам связи делят на направленные и ненаправленные, сильные и слабые, а по характеру ­– подчинения, порождения (генетические), равноправные и связи управления.

Некоторые из этих связей можно раздробить еще более детально. Например, связи подчинения на связи «род-вид», «часть-целое»; связи порождения – «причина-следствие».

Их можно разделить также по месту приложения (внутренние - внешние), по направленности процессов (прямые, обратные, нейтральные).

Прямые связи предназначены для передачи вещества, энергии, информации или их комбинаций от одного элемента другому в соответствии с последовательностью выполняемых функций.

Качество связи определяется ее пропускной способностью и надежностью.

Очень важную роль, как мы уже знаем, играют обратные связи – они являются основной саморегулирования и развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования. Они в основном служат для управления процессами и наиболее распространены информационные обратные связи.

Нейтральные связи не относятся к функциональной деятельности системы, непредсказуемы и случайны. Однако нейтральные связи могут сыграть определенную роль при адаптации системы, служить исходным ресурсом для формирования прямых и обратных связей, являться резервом.

Морфологическое описание может включать указания на наличие и вид связи, содержать общую характеристику связи либо их качественные и количественные оценки.

Структурные свойства систем определяются характером и устойчивостью отношений между элементами. По характеру отношений между элементами структуры делятся на:

· многосвязные,

· иерархические,

· смешанные.

Наиболее устойчивы детерминированные структуры, в которых отношения либо постоянны, либо изменяются во времени по детерминированным законам. Вероятностные структуры изменяются во времени по вероятностным законам. Хаотические структуры характерны отсутствием ограничений, элементы в них вступают в связь в соответствии с индивидуальными свойствами. Классификация производится по доминирующему признаку.

Структура играет основную роль в формировании новых свойств системы, отличных от свойств ее компонентов, в поддержании целостности и устойчивости ее свойств по отношению к изменению элементов системы в некоторых пределах.

Важными структурными компонентами являются отношения координации и субординации.

Координация выражает упорядоченность элементов системы «по-горизонтали». Здесь идет речь о взаимодействии компонент одного уровня организации.

Субординация – «вертикальная» упорядоченность подчинения и субподчинения компонент. Здесь речь идет о взаимодействии компонент различных уровней иерархии.

Иерархия (hiezosazche – священная власть, греч.) – это расположение частей целого в порядке от высшего к низшему. Термин «иерархия» (многоступенчатость) определяет упорядоченность компонентов системы по степени важности. Между уровнями иерархии структуры могут существовать взаимоотношения строгого подчинения компонент нижележащего уровня одному из компонент вышележащего уровня, т.е. отношения древовидного порядка. Такие иерархии называют сильными или иерархии типа «дерево».

Однако между уровнями иерархической структуры необязательно должны существовать отношения древовидного характера. Могут иметь место связи и в пределах одного уровня иерархии. Нижележащий компонент может подчиняться нескольким компонентами вышележащего уровня – это иерархические структуры со слабыми связями.

Для иерархических структур характерно наличие управляющих и исполнительных компонент. Могут существовать компоненты, являющиеся одновременно и управляющими и исполнительными.

Различают строго и нестрого иерархические структуры.

Система строгой иерархической структуры имеют следующие признаки:

– в системе имеется один главный управляющий компонент, который имеет не менее двух связей;

– имеются исполнительные компоненты, каждый из которых имеет только одну связь с компонентом вышележащего уровня;

– связь существует только между компонентами, принадлежащим двум соседним уровням, при этом компоненты низшего уровня связаны только с одним компонентом высшего уровня, а каждый компонент высшего уровня не менее, чем с двумя компонентами низшего.

Рис.1

Рис.2.

На рис.1 приведен граф строго иерархической структуры, на рис.2 ­ граф нестрогой иерархической структуры. Обе структуры трехуровневые.

Так на рис.1 элемент 1-го уровня иерархии может представлять собой ректора университета, элементы 2-го уровня – проректоров, 3-го уровня – деканов, остальные элементы (4-го уровня, не отраженного на рисунке) будут представлять заведующих кафедрами. Понятно, что все элементы и связи представленной структуры не равноправны.

Как правило, наличие иерархии является признаком высокого уровня организации структуры, хотя могут существовать и не иерархические высокоорганизованные системы.

В функциональном отношении иерархические структуры более экономичны.

Для не иерархических структур не существует компонент, которые являются только управляющими или только исполнительными. Любой компонент взаимодействует более чем с одним компонентом.

Рис.3 Граф многосвязной структуры системы

Рис.4. Граф сотовой структуры системы

Смешанные структуры представляют собой различные комбинации иерархических и неиерархических структур.

Введем понятие лидерства.

Лидирующей называется подсистема, удовлетворяющая следующим требованиям:

1) подсистема не имеет детерминированного взаимодействия ни с одной подсистемой;

2) подсистема является управляющей (при непосредственном или опосредованном взаимодействии) по отношению к части (наибольшему числу подсистем);

3) подсистема либо не является управляемой (подчиненной), либо управляется наименьшим (по сравнению с другими) числом подсистем.

Лидирующих подсистем может быть больше одной, при нескольких лидирующих подсистемах возможна главная лидирующая подсистема. Подсистема высшего уровня иерархической структуры одновременно должна быть главной лидирующей, если же этого нет, то предполагаемая иерархическая структура либо неустойчива, либо не соответствует истинной структуре системы.

Смешанные структуры представляют собой различные комбинации иерархических и неиерархических структур. Стабильность структуры характеризуется временем ее изменения. Структура может изменяться без преобразования класса или преобразованием одного класса в другой. В частности, возникновение лидера в неиерархической структуре может привести к преобразованию ее в иерархическую, а возникновение лидера в иерархической структуре – к установлению ограничивающей, а затем детерминированной связи между лидирующей подсистемой и подсистемой высшего уровня. В результате этого подсистема высшего уровня заменяется лидирующей подсистемой, либо объединяется с ней, или иерархическая структура преобразуется в неиерархическую (смешанную).

Равновесными называются неиерархические структуры без лидеров. Чаще всего равновесными бывают многосвязные структуры. Равновесность не означает покомпонентной идентичности метаболизма, речь идет только о степени влияния на принятие решений.

Особенностью иерархических структур является отсутствие горизонтальных связей между элементами. В этом смысле данные структуры являются абстрактными построениями, поскольку в реальной действительности трудно найти производственную или какую-либо другую действующую систему с отсутствующими горизонтальными связями.

Важное значение при морфологическом описании системы имеют ее композиционные свойства. Композиционные свойства систем определяются способом объединения элементов в подсистемы. Будем различать подсистемы:

– эффекторные (способные преобразовывать воздействие и воздействовать веществом или энергией на другие подсистемы и системы, в том числе на среду),

– рецепторные (способные преобразовывать внешнее воздействие в информационные сигналы, передавать и переносит информацию)

– рефлексивные (способные воспроизводить внутри себя процессы на информационном уровне, генерировать информацию).

Композиция систем, не содержащих (до элементного уровня) подсистем с выраженными свойствами, называется слабой. Композиция систем, содержащих элементы с выраженными функциями, называется соответственно с эффекторными, рецепторными или рефлексивными подсистемами; возможны комбинации. Композицию систем, включающих подсистемы всех трех видов, будем называть полной Элементы системы (т.е. подсистемы, в глубь которых морфологический анализ не распространяется) могут иметь эффекторные, рецепторные или рефлексивные свойства, а также их комбинации.

На теоретико-множественном языке морфологическое описание есть четверка:

SM={S, V, d, K},

где S={Si}i – множество элементов и их свойств (под элементом в данном случае понимается подсистема, вглубь которой морфологическое описание не проникает); V ={Vj}j – множество связей; d - структура; К – композиция.

Все множества считаем конечными.

Будем различать в S:

Состав:

· гомогенный,

· гетерогенный,

· смешанный (большое количество гомогенных элементов при некотором количестве гетерогенных),

· неопределенный.

Свойства элементов:

· информационные,

· энергетические,

· информационно-энергетические,

· вещественно-энергетические,

· неопределенные (нейтральные).

Будем различать во множестве V:

Назначение связей:

· информационные,

· вещественные,

· энергетические.

Характер связей:

· прямые,

· обратные,

· нейтральные.

Будем различать в d:

Устойчивость структуры:

· детерминированная,

· вероятностная,

· хаотическая.

Построения:

· иерархические,

· многосвязные,

· смешанные,

· преобразующиеся.

Будем различать во множестве К:

Композиции:

· слабые,

· с эффекторными подсистемами,

· с рецепторными подсистемами,

· с рефлексивными подсистемами,

· полные,

· неопределенные.

Морфологическое описание, как и функциональное, строится по иерархическому (многоуровневому) принципу путем последовательной декомпозиции подсистем. Уровни декомпозиции системы, уровни иерархии функционального и морфологического описания должны совпадать. Морфологическое описание можно выполнить последовательным расчленением системы. Это удобно в том случае, если связи между подсистемами одного уровня иерархии не слишком сложны. Наиболее продуктивны (для практических задач) описания с единственным членением или с небольшим их числом. Каждый элемент структуры можно, в свою очередь, описать функционально и информационно. Морфологические свойства структуры характеризуются временем установления связи между элементами и пропускной способностью связи. Можно доказать, что множество элементов структуры образует нормальное метрическое пространство. Следовательно, в нем можно определить метрику (понятие расстояния). Для решения некоторых задач целесообразно введение метрики в структурном пространстве.