Система як складний об’єкт - стор
Головна > Методичний посібник
| Інформація про документ | |
| Дата додавання: | |
| Розмір: | |
| Доступні формати для скачування: |
5. Система як складний об'єкт
Процедури декомпозиції та класифікації можливі лише для складно організованих систем.
Будь-який предмет чи явище, у яких можна розумно виділити складові, ми називатимемо складним об'єктом .
Складові частини співвідносяться. Властивості складного об'єкта залежить і від типу складових частин, і зажадав від типу зв'язків. Отже, однією з важливих характеристик складного об'єкта є схема зв'язків чи відносин між його складовими частинами. Цю схему чи мережу зв'язків між складовими частинами складного об'єкта називатимемо структурою; складові частини (які далі не дробляться) - елементами . Складний об'єкт, що має властивість цілісності (емерджентності) називають системою. Цілісність системи проявляється в тому, що вона має властивості, які не притаманні жодній з її компонентів окремо. «Один, навіть дуже важливий, не може перетягнути просту колоду, не те, що побудувати багатоповерховий будинок» (В.Маяковський). Жоден компонент комп'ютера окремо не може бути пристроєм для переробки інформації.
Елементи системи, зазвичай, фізично виміряні. Тому введемо ще одне поняття – субстанція. Це конкретне матеріальне, у якому втілені елементи складного об'єкта. Субстанцією може бути і будівельний матеріал, і ланцюжок букв на папері.
Звичайно, зв'язки між елементами також можуть бути представлені цілком відчутною субстанцією, наприклад, клей, цвяхичи шарніри між складовими частинами механічної системи. Однак навіть у цьому випадку загальна кількість субстанції, що міститься в шарнірах, незрівнянно менша від кількості субстанції, що міститься в частинах об'єкта. Тому нерідко з достатньою підставою субстанцією зв'язків можна нехтувати та аналізувати структуру як «схему відносин».
Для максимально повного уявлення про систему потрібно мати якнайбільше відомостей про субстанцію елементів і про структуру зв'язків і навіть про субстанцію самої структури.
Часто можливо і навіть необхідно знехтувати субстанцією не тільки зв'язків, а й самих елементів, не враховувати тих індивідуальних властивостей, які вони мають як самостійні об'єкти. У цьому виникає мимовільне питання: як розрізняти після цього елементи системи, якщо вони позбавлені індивідуальності.
Виявляється, що відмінності між елементами, що відносяться, позбавленими субстанції, можна виразити в структурних координатних термінах, приписавши їм таким чином "особисті імена".
При такому підході від системи (вихідного складного об'єкта) по суті залишається лише абстрактна "структурна тінь", де навіть елементи - лише пучки зв'язків, вузли - місця перетину відносин. Якщо ми встановимо для елементів номера - розрізнячі замість " особистих імен " , це і буде межа схематизації.
Такий підхід не є чимось новим та несподіваним. Приклади такої граничної схематизації дає теорія графів. (Можливо, у цьому криється частина її привабливості - через те, що така гомогенна за складом структура легше сприймається свідомістю, як цілісне освіту).
5.1. Зв'язок структури із субстанцією
Може здатися, якщо замість вивчення властивостей системи зайнятися розглядом лише її структурної схеми, де навіть саміелементи - лише "пучки зв'язків", то ми уникнемо реальності, від матерії. Однак, це далеко не так. Насправді:
Тільки від структури об'єкта залежить дуже багато. Згадаймо хоча б різноманіття хімічних сполук з однією і тією ж брутто-формулою (однакові числа атомів різних хімічних елементів, що входять в молекулу речовини). Це різноманіття досягається виключно за рахунок різних структур зв'язку в наборі тих самих атомів.
При аналізі структурних особливостей системи ми відволікаємося від субстанції (і навіть її фізичної природи). Наприклад, більшості електротехніків немає діла до того, з чого складено електрон - якщо він з "цього" "складений", а не має внутрішню природу, що виходить за межі наших нинішніх уявлень. Багато зовні не схожі системи в цьому плані мають чимало спільних рис, від яких залежить багато властивостей цих систем. Наприклад, вивчення нейронів нервової системи равлика (128 штук нейронів) при всій її несхожості на нервову систему людини дозволяє встановити деякі важливі особливості поведінки людини (яка нервова система включає десятки мільярдів нейронів).
Відволікання від субстантних властивостей елементів і зв'язків системи та опис системи виключно в структурних термінах не означає, що ми повністю втрачаємо можливість мати інформацію і про субстанцію системи. Адже кожен субстанціальний елемент системи, своєю чергою, завжди може бути додатково розглянутий як самостійний складний об'єкт. І оскільки його властивості теж залежить від властивих йому структурних особливостей, це означає, що суто індивідуальні особливості елемента як субстантної одиниці також може бути окремо сформульовані в термінах своєрідності його структури.
Так, спочатку атоми буливідкриті Демокритом суто умоглядно, як найдрібніша неподільна одиниця речовини (тобто умоглядно, структурно, відволікаючись від природи елементів системи) і лише через кілька тисячоліть вдалося глибше структурувати їх і пізнати складнішу природу.
"Всестороннє системне дослідження" у першому наближенні означає, що необхідно розробити достатньо інформативні (для поставленого завдання) списки:
аспектів або ракурсів розгляду систем та способів оформлення результатів цього розгляду (нотації опису систем),
критеріїв оцінки корисності систем,
підстав декомпозиції (членування) систем,
способів виконання функцій системи,
цілей конструювання чи дослідження систем.
При аналізі існуючих та розробці майбутніх систем (проектуванні) важливо пам'ятати про те, що у зовнішньому середовищі вони виступають як багатоаспектні, тобто повинні задовольняти такі вимоги, як юридичні, технічні, економічні, інформаційні, організаційні. У зв'язку з цим розробляють відповідні специфіковані структури системи. У зв'язку з цим треба враховувати, що:
а) " Структура - це закономірні стійкі зв'язки між елементами системи, відбивають взаємне просторове і погодинне розташування елементів. Саме структура робить систему якісно певним цілим, оскільки передбачає взаємодія елементів друг з одним по-різному.
б) Структура є найважливішою характеристикою системи, оскільки за одному й тому самому складі елементів, але за різному взаємодії з-поміж них змінюється призначення системи, та її можливості " .
в) Процес розвитку є цілісність, що має будовою. Закони будови цілісності визначають будову кожногоприватного процесу. Адже структурою прийнято називати не те, що складається з частин, а те, що саме визначає долю кожної частини.
Структурні взаємозв'язки у системах, зазвичай визначаються тими функціями, які виконує кожен із компонентів системи. Наприклад, загальний відділ організації виконує функції прийому кореспонденції та передачі її у виконавчі підрозділи. На виконання функції звітності виконавчі підрозділи передають документацію до адміністративних підрозділів.
Функція - це зовнішній прояв властивостей об'єкта у системі відносин, певний спосіб взаємодії об'єкта з довкіллям. Функції проявляються у формі дій та відображають можливості системи.
Отже, система представляється як структура, як і певна функція (набір функцій).
Іншим, повнішим визначенням системи є: «Система – це процесне єдність».
І саме процеси пов'язують у єдине ціле – систему, об'єкти та функції системи, структуру та функціональну структуру. Поки нам достатньо визначення процесу, мережі (структури) взаємопов'язаних, як виконуваних послідовно і паралельно, функцій. Найважливішим прикладом процесу є приклад технології, зокрема інформаційної технології. Інформаційні технології (ІТ) - це процеси, що використовують сукупність засобів і методів збору, обробки та передачі даних (первинної інформації) для отримання інформації нової якості про стан об'єкта, процесу або явища (інформаційного продукту). p align="justify"> Інформаційна технологія є процесом, що складається з чітко регламентованих правил виконання операцій, дій, етапів різного ступеня складності над даними, що зберігаються в комп'ютерах.
6. Життєві цикли систем
Будь-якасистема має як свій початок у часі, і завершення. Для короткого позначення цієї обставини кажуть, що має свій специфічний життєвий цикл. Найпростіше двофазний цикл, складніше трифазний цикл. Ці фази можна виділити у будь-якій системі. Просто вони будуть називатися по-різному, залежно від специфіки системи.
6.1. приклади.
1. Розробка зразка та екземпляра нової техніки за Г.С. Поспєлову реалізується послідовністю.
2. У деяких версіях психоаналізу вважається, що людина у своєму розвитку проходить (або не завжди вдало проходить) наступні вісім стадій (фаз) циклу життя: . У разі "невдач" у розвитку, на кожній з фаз індивід може потрапити у відповідні вісім "поганих" станів. У звичайному житті називають інші фази життя: .
3. Життєвий цикл автоматизованої системи включає вісім стадій, кожна з яких може поділятися на етапи. Етапи можуть виконуватися одночасно (паралельно) – їх можна розглядати як канали життєвого циклу процесу розробки автоматизованої системи. Першими у життєвому циклі АС йдуть передпроектні стадії, які включають стадію формування вимог до системи та стадію розробки концепції системи. Далі йде стадія розробки технічного завдання. Потім – власне стадії проектування – розробка ескізного, потім – технічного проектів, потім – розробка робочої документації, введення системи у дію, та – стадія супроводу системи. Усі стадії, до супроводу (експлуатації системи після її введення в дію) є для замовника системи витратними. Віддача від системи може бути отримана лише на стадії експлуатації системи.
Поняття життєвого циклу допомагає організувати відомості про систему для її першогощо охоплює розуміння, дати найзагальніші обриси тієї чи іншої системи як процесу.
Покажемо з прикладу, як мінімальне знання особливостей життєвого циклу системи може спричинити глибоко йдуть наслідки у плані на систему. Всім відомий бич картоплярів – нематода, або у просторіччі – дротяник. Дріт попадає на поле хоча б з одним зараженим насіннєвим бульбою і, розмножившись за сезон, частково залишається в молодих бульбах, а здебільшого інкапсулюється в ґрунті в очікуванні наступної посадки насіння. Коли картоплю садять на поле в наступні сезони, дротяник виходить із капсул, прийнявши специфічний сигнал – запах картоплі. Заповзятливий винахідник найпростішого методу боротьби з нематодою запропонував копати (переорювати поле) приблизно за тиждень до посадки насіння і потім розбризкувати на ґрунт екстракт з бульб (не саджаючи поки самих бульб). Нематода виходить із капсул на запах картоплі, але бульб не знаходить і тому гине протягом двох-трьох діб, оскільки "назад закапсулюватися" вже не може. Через тиждень можна з гарантією садити картоплю на, по суті, стерильне від нематоди поле (хоча серед самих бульбах, що саджаються, все-таки можуть потрапити заражені).