Понятие структуры системы через способ декомпозиции. Выбор способа декомпозиции. Виды структур систем.
Понятие абстрактной системы. Основные свойства системы. Понятие эмерджентности.
Система – это целостное упорядоченное множество стабильно взаимосвязанных и устойчиво взаимодействующих в пространстве и во времени элементов, формирующих её некоторые интегративные свойства и функционирующих совместно для достижения наилучшим образом определённой цели (решения задачи), стоящей перед данной системой. Базовые свойства:
1) целостность и членимость. Это свойство указывает на то, что система должна быть делима (декомпозируема) на элементы (подсистемы), которые образуют, взаимодействуя друг с другом, единое целостное множество. При этом данное множество элементов должно быть совместимо. Совместимость- способность элементов осуществлять друг с другом качественный обмен информацией, энергией, веществом во имя достижения общей цели;
2) наличие связей. Это свойство означает наличие достаточно сильных и длительно действующих (устойчивых) взаимных связей между элементами или их свойствами. Сила этих внутренних связей должна быть заведомо больше, чем сила внешних связей этих же элементов с другими элементами, относящимся к её окружающей среде;
3) упорядоченность (организация).Это свойство системы обусловлено объективным существованием в ней упорядоченного распределения элементов и связей между ними как в пространстве, так и во времени. Порядок (организация) между элементами и взаимодействие между ними подчинены определённым правилам и законам операций и композиций. Степень организации системы, тем выше, чем больше свойства элементов отличаются от свойств системы.
4) наличие интегративных качеств. Это свойство выражается в том, что в системе может быть достигнуто такое качество (свойство), которое присуще системе в целом и не имеется ни у одного из её элементов в отдельности. Свойство системы хотя и зависит от свойств её отдельных элементов и связей между ними, но не определяется их простой суммой. Это «внезапное» появление качественно новых свойств у системы как результат объединения частей в целое (её целостности) называется эмерджентностью (анг. Emergent – возникающий из ничего, зарождающийся, появляющийся внезапно).
5) наличие цели функционирования. Это свойство выражается в том, что любая система имеет цель функционирования. В природе не существует бесцельно функционирующих систем.
Теоретико-множественное определение системы как тройки множеств.
Система S есть триада или множество упорядоченных троек Ф, H и Z:
S = {Ф, H, Z},
Zобщесистемная
Ф H модель
где
Ф = {Фi} – множество базовых элементов, или сепаратных (локальных) подсистем;
H = {Hj} – множество элементом связей;
Z = {Zk}- множество законов композиций и правил операций с элементами множеств Ф и H. Отметим, что множество Z отражает свойство организации системы (наличие порядка).
Понятие структуры системы через способ декомпозиции. Выбор способа декомпозиции. Виды структур систем.
Структура Str S системы есть инвариантная, неизменная её часть; устойчивая упорядоченность в пространстве и во времени её элементов и связей, не зависящая от состояния или режимов функционирования системы.
Теоретико-множетсвенное определение, основанное на понятии «способ декомпозиции».
Для определения способа декомпозиции необходимо ответить на два системных вопроса:
1) определить тип базового элемента;
2) определить тип связей.
Баз. элемент – такой элемент, который рассматривается как неделимый с позиции цели данного исследования.
Различают след. типы баз. элементов:
по природе:
- материальные;
- идеальные.
среди материальн.:
по аспекту выделения:
- объектный;
- процессорный.
по связям:
по природе связи:
- материльн;
- идеальн.
по направлению:
- от общего к частн;
- от частн к общему.
По результатам решения этих двух вопросов выбирают метод декомпозиции в зависимости от базового элемента (материльн, идеальн) и по направлению: вертик. декомпозиция (результатом явл-ся иерархическая структура) и горизонтальная декомпозиция (рез-т – плоская структура).
Тогда структура – сама система с указанием одного единственного способа ее декомпозиции.
Str S = { S, dm ∈D ⊂Z }, где S = {Ф, H, Z}.
D = { dm }–множ. спос. декомпозиции
Конкретная система Sk есть её параметризированная структура: Sk = [P{Фi}, P{Hj} , Z, dm ∈ D⊂Z]