Главная | Обратная связь

Лекція 2. Поняття про системи та системний аналіз

1. Поняття “система”

Термін “система” широко використовується як в науковій літературі, так і в повсякденному житті. Під системою розуміють сукупність об'єктів, що розглядаються як єдине ціле: системи виробництва, система управління економікою, торгова система, системи кровообігу, обчислювальна система, система математичних рівнянь тощо.

Ми бачимо, що в систему поєднують як матеріальні (економічні, біологічні, технічні), так і ідеальні абстрактні об'єкти (наукові, математичні). Це об'єднання здійснюється за деякими системотвірними ознаками, наприклад, за ознакою організаційної підпорядкованості (система міністерства), спільності територій і функцій (фінансово-кредитна система, торгова система), субстрату і процесу (системи кровообігу).

Довільний реальний об'єкт має практично необмежену кількість властивостей і тому може бути за різними своїми характеристиками віднесений до різних систем в якості їхнього елемента.

Так, наприклад, якщо розглядати в якості окремої системи університет, то для ректора, прорекора з фінансово-господарських питань, головного бухгалтера, начальника служби охорони він буде складатись із різних підсистем та елементів із різними функціональними властивостями.

В загальному випадку, виділення системи із зовнішнього середовища вимагає наявності наступних складових:

- об'єкта, що складається з множини елементів, зв'язаних у деяку сукупність. Цими елементами можуть бути люди, природні об'єкти, технічні пристрої або їхні частини, знаки-символи, слова природної мови тощо;

- суб'єкта дослідження – «спостерігача»;

- задачі, що характеризує відносини спостерігача до об'єкта та зумовлює поділ системи на складові (елементи та підсистеми) та вибір їхніх істотних властивостей.

Сукупність цих вимог та певна суб'єктивність, що є неминучою при виборі системотвірних ознак спричиняє значні труднощі при намаганні дати універсальне визначення системи. Тому, в залежності від мети дослідження, використовують різні підходи до трактування терміну “система”, які відрізняються рівнем абстракції. Ми обмежимося наступним визначенням:

Під системою S будемо розуміти множину взаємопов’язаних, взаємозалежних елементів будь-якої природи, які з'єднані за деякими системотвірними ознаками і утворюють єдине ціле та мають певну спільну мету.

Зовнішнє середовище Е – усе те, що не ввійшло в систему, вважається зовнішнім середовищем.

Система взаємодіє з зовнішнім середовищем за допомогою своїх «входів» і «виходів».

Вхід системи – це вплив зовнішнього середовища Е на систему S. Через входи з зовнішнього середовища у визначені моменти часу надходить речовина, енергія, інформація.

Вихід системи – це вплив системи S на зовнішнє середовище. Результати процесів перетворення входу (речовина, енергія, інформація) надходять у зовнішнє середовище через «вихід».

Елемент системи – це неподільна частина системи. Тобто елемент є неподільною частиною системи при даному способі розбиття її на частини системи, що має певну самостійність відносно всієї системи. Неподільність елементів є відносною та розглядається як недоцільність врахування в межах моделі даної системи його внутрішньої структури.

Сам елемент характеризується тільки зовнішніми проявами у вигляді його взаємодії з іншими елементами, що обумовлено наявністю між ними зв'язків.

Зв'язок елемента з зовнішнім середовищем, до якого відносяться й інші елементи системи, моделюється за допомогою входів і виходів.

 

X₁ Y₁

Y₂

X_n Y_m

Рис. 1

Кількісною мірою взаємодії входу (виходу) є його інтенсивність. На мал.1 показана графічна схема елемента.

Внутрішній стан елемента – це його істотні властивості. Ці властивості позначимо через .

В загальному випадку елемент розглядається як перетворювач входів у виходи, тобто Y=RX, де R – символічне позначення сукупності перетворень множини входів у множину виходів.

Будь-який об'єкт, прийнятий у якості первинного, може бути представлений в якості елемента (підсистеми) деякої системи більш високого рангу. Підсистема – частина системи, виділена за тими чи іншими системотвірними (наприклад, функціональним) ознаками. Так, якщо розглядати в якості системи економіку країни, то в якості підсистем можна розглядати окреми сектори та галузі економіки.

Структура систем

Функціонування системи як єдиного цілого забезпечується зв'язками між її елементами. У техніці ці зв'язки формуються при проектуванні, у біології вони виникають у процесі зародження і розвитку організму. В економічних системах зв’язки можуть організовуватися в плановому порядку чи стихійно під впливом ринкового механізму.

Структура системи – множина елементів системи та зв'язків між ними. Формально її найчастіше представляють графічно, наприклад, у вигляді графа.

Взаємодія реальних об'єктів (елементів) системи один з одним та з зовнішнім середовищем є різноманітною та багатоаспектною, що зумовлено значною кількістю властивостей об'єкта та середовища. Тому при аналізі та проектуванні системи беруть до уваги лише найбільш сутєві зв'язки та властивості, які істотно впливають на її функціонування, а від інших абстрагуються.

Використовуючи поняття входів та виходів (кількість яких скінчена), вважають, що вони моделюють саме істотні зв'язки (матеріально-речовинні й інформаційні) між об'єктами. Таким чином, поняття «система» є абстракцією не тільки властивостей реальних об'єктів, але і зв'язків між ними.