Классификация систем

В системном анализе классификация занимает особое место, учитывая множество критериев, которые характеризуют структуру системы, ее назначение, особенности функционирования и т.д. Наиболее часто применяются при классификации систем такие критерии.

По субстациональныму признаку системы делятся на три класса:

естественные, которые существуют в объективной действительности (неживая и живая природа, общество). Примеры систем - атом, молекула, живая клетка, организм, популяция, общество;

концептуальные, или идеальные системы, которые отображают реальную действительность, объективный мир. Сюда относят научные теории, литературные произведения, т.е. системы, которые с разной степенью полноты отображают объективную реальность;

искусственные, которые созданы человеком для достижения конкретной цели (технические или организационные).

При использовании системного анализа для задач синтеза и анализа сложных систем управления используют классификацию систем по:

виду объекта - технические, биологические, организационные и др.;

научным направлением - математические, физические, химические и др.;

виду формализации - детерминированные, стохастические;

типу - открытые и закрытые;

сложности структуры и поведения - простые и сложные;

степени организованности - хорошо организованные, плохо организованные (диффузные), с самоорганизацией.

Хорошо организованные системы - это такие, для которых можно определить отдельные элементы, связи между ними, правила объединения в подсистемы и оценить связи между компонентами системы и ее целями. В этом случае проблемная ситуация может описываться в виде математических зависимостей, которые связывают цель и средства ее достижения, так называемых критериев эффективности или оценок функционирования. Решение задач анализа и синтеза в хорошо организованных системах осуществляется аналитическими методами. Примеры: описание работы электронного устройства с помощью системы уравнений, которые учитывают особенности работы; аналитические модели объектов управления и др.

Для отображения исследуемого объекта в виде хорошо организованной системы выделяют наиболее существенные факторы и отбрасывают второстепенные. В хорошо организованных системах используется, в основном, количественная информация.

Плохо организованные системы. Для таких систем характерным является отображения и исследование не всех компонентов, а лишь некоторых наборов макропараметров и закономерностей с помощью определенных правил выборки. Например, при получении статистических закономерностей их переносят на поведение систем с некоторыми показателями вероятности. Характерным для этих систем есть использования многокритериальных задач с многочисленными предположениями и ограничениями. Примеры: системы массового обслуживания, экономические и организационные системы.

В плохо организованных системах используется, в основном, качественная информация, в частности нечеткие множества.

Системы с самоорганизацией. Такие системы имеют признаки диффузных систем: стохастичностьсть поведения и нестационарность параметров. В тоже время они имеют четко определенную возможность адаптации к смене условий работы. Частным случаем системы с самоорганизацией для управления техническими объектами являются адаптивные системы с эталонными моделями или идентификатором, которые рассматриваются в дисциплине «Теория автоматического управления».

Существует ряд подходов к выделению систем по сложности и масштабу. Например, для систем управления удобно пользоваться классификацией по числу (количеству) элементов:

малые (10-10³ элементов);

сложные (10⁴- 10⁷ элементов);

ультрасложные (10⁸ - 10³⁰ элементов);

суперсистемы (10³⁰ - 10²⁰⁰ элементов).

Большая система - это всегда совокупность материальных и энергетических ресурсов, средств получения, передачи и обработки информации, людей, которые принимают решение на разных уровнях иерархии.

В настоящее время для понятий «сложная система» и «большая система» используют такие определения:

сложная система - упорядоченное множество структурно взаимосвязанных и функционально взаимодействующих разнотипных систем, которые объединены структурно в целостный объект функционально разнородными взаимосвязями для достижения заданных целей в определенных условиях;

большая система объединяет разнотипные сложные системы.

Тогда определение системы можно записать как

Система - упорядоченное множество структурно взаимосвязанных и функционально взаимодействующих однотипных элементов любой природы, объединенных в целостный объект, состав и границы которого определяются целями системного исследования.

Характерные особенности больших систем:

значительное количество элементов;

взаимосвязь и взаимодействие между элементами;

иерархичность структуры управления;

наличие человека в контуре управления и необходимость принятия решений в условиях неопределенности.