Функциональное описание систем

Такое описание возможно только для внешнего наблюдателя системы, находящегося в отношении целевого познания или использования ее (см. рис. 2.1б). С этих позиций каждый объект интересен прежде всего результатом своего существования, местом, которое он занимает среди других объектов в окружающем мире, то есть своей функцией. Функциональное описание необходимо для того, чтобы осознать важность системы, определить её место, оценить отношение к другим системам. Оно должно создать правильную ориентацию в отношении внешних связей системы, её контактов с окружающим миром.

Функциональное описание исходит из того, что всякая система выполняет некоторые функции - просто существует, служит областью обитания другой системы, обслуживает систему более высокого порядка, служит средством или исходным материалом для создания более совершенной системы и т.д. Система может быть однофункциональной или многофункциональной.

Функциональное описание системы начинается с установления зависимости между её входом Х и выходом Y, воздействием-результатом. При этом предполагается, что предварительно выбраны шкалы для измерения свойств системы, определяющих рассматриваемые функции:

Y=R(X),

где R - оператор преобразования.

Это описание соответствует модели "чёрного ящика". Если система относительно проста, не является целенаправленной, то описание R (детерминизированное - система S₁ или вероятностное -

система S₂) можно получить двояким способом: либо проведением

эксперимента над системой (изменяя входные переменные и регистрируя реакцию, выходные переменные), либо на основе знания строения, морфологии системы. В последнем случае система должна уже представляться "просветлённым ящиком", то есть составом своих элементов, структурой, описываемых множеством параметров Z (морфологическое описание).

В случае описания сложных систем, способных к выбору поведения, целенаправленных систем - S₀, внешние характеристики, выходы системы определяютс не только внешними воздействиями (входами), но и целями, входящих в систему элементов или их целенаправленностью, которая может быть представлена целевым функционалом Ц. Здесь система каждый раз заново формирует своё R-преобразование, исходя из ситуации и целевого функционала, поэтому однозначного R-преобразования не существует.

Поведение целенаправленной системы зависит от входного воздействия Х, от предполагаемого его изменения X(t), которое, в

^

свою очередь, зависит и от предполагаемого поведения Y, то есть

^ ^ ^ ^

Х=Х(Y), где Y - самооценка выходных характеристик. Поэтому с учётом целевого функционала

^ ^

Y=R[Ц,X,X(Y)]

^

Но самооценка выходных характеристик Y строится на основании Х, Х(Y), где Х, Y - оценки второго порядка, построенные в

предположении, что Y=Y. В общем случае (n)

Y=RЦ,Х[Y(X,X(Y(X,X(...)...Y())]

Целенаправленная система способна формировать сама своё поведение, то есть к выбору функциональной деятельности. Это означает, что в отличие от S₁ и S₂ - систем для S₀ - систем невозможно составить функциональное описание на основе её морфологии.

Помимо функционального описания зависимости выхода от входа системы часто используются ещё и функционал эффективности Э, который количественно или качественно описывает деятельность (действия) системы. Если функционал эффективности больше некоторого условного порога, то считается, что функция выполняется, если меньше - не выполняется.

Функциональное описание обычно иерархично и осуществляется путём последовательной декомпозиции подсистем (см. рис. 3.4), для чего необходимо иметь её морфологическое описание.

Рис. 3.4