Принципы системности

Для выделения систем в окружающем мире можно использовать следующие принципы системности:

1. Принцип внешней целостности - ограниченность системы от окружающей среды. Система взаимодействует с окружающей средой как единое целое, ее поведение определяется состоянием среды и состоянием всей системы, а не какой-то отдельной ее частью.

Под окружающей (внешней) средой здесь понимается множество существующих вне системы элементов любой природы, оказывающих влияние на систему или находящихся под ее воздействием в условиях рассматриваемой задачи.

Обособление системы в окружающей среде имеет свою цель, т.е. система характеризуется назначением. Другими характеристиками системы в окружающем мире являются ее вход, выход и внутреннее состояние.

Входом абстрактной системы, например, некоторой математической теории, является постановка задачи; выходом - результат решения этой задачи, а назначением будет класс задач, решаемых в рамках данной теории (см. рис. 1)

Обобщенное представление системы рис. 1

Примечание:

Общее описание системы содержит:

· U входных переменных,

· X переменных состояния,

· Y выходных переменных.

Тогда пространство R u+x+y+1, координаты которого соответствуют переменным системы и времени, называется фазовым пространством данной системы.

Множество точек фазового пространства, соответствующее состояниям системы в каждый момент времени, называется фазовой траекторией системы.

2. Принцип внутренней целостности - устойчивость связей между частями системы.

Состояние самой системы зависит не только от состояния ее частей - элементов, но и от состояния связей между ними. Именно поэтому свойства системы не сводятся к простой сумме свойств ее элементов, в системе появляются те свойства, которые отсутствуют у элементов в отдельности.

Наличие устойчивых связей между элементами системы определяет ее функциональные возможности. Нарушение этих связей может привести к тому, что система не сможет выполнять назначенные ей функции.

Рассмотрим для примера систему «оператор-компьютер»:

Пусть выделим наличие необходимых элементов: оператор, монитор, блок центрального процессора, устройства ввода информации, принтер и т.п. и связи между ними, что позволяет этой системе решать задачи, связанные с набором и выводом на печать текстовых документов. Нарушение или неправильность этих связей, например, подключение клавиатуры к входном разъему звуковой платы (хотя, практически это сделать весьма непросто), приведет к тому, что при всем таланте оператора набрать и распечатать выданный ему текст он не сможет.

Состоя́ние — абстрактный термин, обозначающий множество стабильных значений переменных параметров объекта (системы).

Состояние характеризуется тем, что описывает переменные свойства объекта. Состояние стабильно до тех пор, пока над объектом не будет произведено действие; если над объектом будет произведено некоторое действие, его состояние может измениться.

Последовательная смена состояний объекта называется процессом.

Примеры состояний

· положения тела человека: лежит, сидит, стоит, ходьба, бег;

· агрегатное состояние физического вещества: твёрдое тело (кристаллическое, стеклообразное, жёсткое, гибкое), жидкость (вязкая, жидкая), газ;

· в цифровой электронике: двоичный триггер имеет два устойчивых состояния, троичный триггер имеет три устойчивых состояния и т. д.

Формальное описание состояний

· в теории автоматов понятие «состояние автомата» используют для того, чтобы установить функциональную зависимость генерируемых автоматом символов от символов входного языка при реализации автоматом заданного алгоритма.

· в программировании — набор атрибутов, определяющих поведение объекта.

· 3. Принцип иерархичности - в системе можно выделить подсистемы, определяя для каждой из них свой вход, выход, назначение. В свою очередь, сама система может рассматриваться как часть более крупной системы.

· Дальнейшее разбиение подсистем на части приведет к тому уровню, на котором эти подсистемы называются элементами исходной системы. Теоретически систему можно разбивать на мелкие части, по-видимому, бесконечно. Однако, практически это приведет к тому, что появятся элементы, связь которых с исходной системой, с ее функциями будет трудно уловима. Поэтому элементом системы считают такие ее более мелкие части, которые обладают некоторыми, присущими самой системе свойствами.

· Далее под элементом системы будем понимать такую ее подсистему, которая в данном исследовании (при принятой точке зрения) на части не разбивается.

· Рассмотрим примеры:

СИСТЕМА	ПОДСИСТЕМА	ЭЛЕМЕНТЫ
Система телевидения «ОРБИТА»	Подсистема передачи	Центральная телестудия Антенно-передающий центр
Канал связи	Среда распространения радиоволн Спутник - ретранслятор
Приемная подсистема	Местные телецентры Телевизоры потребителей
Отопительная система жилого дома	Источники тепла	Котельная или отвод от центральной теплотрассы
Подсистема распределения и доставки тепла	Трубы Калориферы Вентили
Подсистемы эксплуатации	Службы эксплуатации и ремонта Персонал