110072 (709005), страница 3

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

Сложность системы. Пусть имеется совокупность из п эле­ментов. Если они изолированы, не связаны между собой, то эти п элементов еще не являются системой. Для изучения этой сово­купности достаточно провести не более чем п исследований. В общем случае в системе связь элемента А с элементом Б не эк­вивалентна связи элемента Б с элементом А, и поэтому необхо­димо рассматривать п(п-1) связей. Если характеризовать состояние каждой связи наличием или отсутствием в данный момент, то общее число состояний (для такого самого простого поведе­ния) системы будет равно 2^n(n-1). Даже при небольших п для больших систем (БС) это фантастическое число. Например, пусть п= 10. Число связей n(n-1)=90. Число состояний 2⁹⁰=l,3*10²⁷. Поэтому изучение БС путем непосредственного обследования ее состояний оказывается весьма громоздким. Следовательно, необ­ходимо использовать ЭВМ и разрабатывать методы, позволяю­щие сократить число обследуемых состояний БС. Сокращение чис­ла состояний БС - первый шаг в формальном описании систем.

Взаимосвязь и взаимодействие между элементами в БС. Разделение системы на элементы и подсистемы может быть произведено различными способами. Элементом системы будем называть совокупность различных технических средств и людей, которые при данном исследовании рассматриваются как одно неделимое целое.

Расчленение системы на элементы - второй шаг при фор­мальном описании системы. Внутренняя структура элемента при этом не является предметом исследования. Имеют значение толь­ко свойства, определяющие его взаимодействие с другими элеме­нтами системы и оказывающие влияние на характер системы в целом.

Формально любая совокупность элементов системы вместе со связями между ними может рассматриваться как ее подсистема. Использование этого понятия оказывается особенно плодотвор­ным в тех случаях, когда в качестве подсистем фигурируют некоторые более или менее самостоятельно функционирующие части системы.

В системе управления полетом самолета можно выделить следующие подсистемы:

систему дальнего обнаружения и управления;

систему многоканальной дальней связи;

многоканальную систему слепой посадки и взлета самолета;

систему диспетчеризации;

бортовую аппаратуру самолета.

Подсистемы БС сами могут быть большими системами, кото­рые легко расчленить на соответствующие подсистемы. Так, большую систему «Городской пассажирский транспорт» по ви­дам транспорта можно расчленить на подсистемы: троллейбусы, автобусы, трамвай, метрополитен, такси. Каждая из этих подси­стем, в свою очередь, является БС. Так, таксомоторное хозяйство состоит из: сотен (тысяч) автомобилей и шоферов, нескольких автопарков, средств технического обслуживания и управления.

Выделение подсистем - третий важный шаг при формальном описании БС.

Иерархичность структуры управления. Управление в БС может быть централизованным и децентрализованным. Централизованное управление (рис. 1.1а), предполагает концент­рацию функции управления в одном центре БС. Децентрализо­ванное - распределение функции управления по отдельным эле­ментам БС (рис. 1.1, б). Типичные БС, встречающиеся на практи­ке, относятся, как правило, к промежуточному типу, когда сте­пень централизации находится между двумя крайними случаями:

чисто централизованным и чисто децентрализованным.

Децентрализация управления позволяет сократить объем пе­рерабатываемой информации, однако в ряде случаев это приво­дит к снижению качества управления.

Для управления с иерархичной структурой управления харак­терно наличие нескольких уровней управления (рис. 1.1, в).

Примеры иерархической структуры управления: администра­тивное управление, управление в вооруженных силах, снабжение.

Обязательное наличие человека в контуре управле­ния. Поскольку в БС обязательно наличие человека, она являет­ся всегда эргатической системой. Часть функций управления вы­полняется человеком. Эта особенность БС связана с целым ря­дом факторов:

участие человека в БС требует, чтобы управление учитывало социальные, психологические, моральные и физиологические фа­кторы, которые не поддаются формализации и могут быть уч­тены в системах управления только человеком;

необходимость в ряде случаев принимать решение на основе неполной информации, учитывать неформализуемые факторы - все это должен делать человек с большим опытом, хорошо понимающий задачи, стоящие перед системой;

могут быть системы, в которых нет отношений подчинен­ности, а существуют лишь отношения взаимодействия (межгосу­дарственные отношения, отношения предприятий «по горизон­тали»).

Закономерности систем

Целостность. Закономерность целостности проявляется в си­стеме в возникновении новых интегративных качеств, не свойст­венных образующим ее компонентам. Чтобы глубже понять за­кономерность целостности, необходимо рассмотреть две ее сто­роны: 1) свойства системы (целого) не являются суммой свойств элементов или частей (несводимость целого к простой сумме частей); 2) свойства системы (целого) зависят от свойств элемен­тов, частей (изменение в одной части вызывает изменение во всех остальных частях и во всей системе).

Существенным проявлением закономерности целостности яв­ляются новые взаимоотношения системы как целого со средой, отличные от взаимодействия с ней отдельных элементов.

Свойство целостности связано с целью, для выполнения кото­рой предназначена система.

Весьма актуальным является оценка степени целостности си­стемы при переходе из одного состояния в другое. В связи с этим возникает двойственное отношение к закономерности целостно­сти. Ее называют физической аддитивностью, независимостью, суммативностью, обособленностью. Свойство физической адди­тивности проявляется у системы, как бы распавшейся на незави­симые элементы. Строго говоря, любая система находится всегда между крайними точками как бы условной шкалы: абсолютная целостность - абсолютная аддитивность, и рассматриваемый этап развития системы можно охарактеризовать степенью прояв­ления в ней одного или другого свойства и тенденцией к его нарастанию или уменьшению.

Для оценки этих явлений А. Холл ввел такие закономерности, как «прогрессирующая факторизация» (стремление системы к со­стоянию со все более независимыми элементами) и «прогрес­сирующая систематизация» (стремление системы к уменьшению самостоятельности элементов, т. е. к большей целостности). Су­ществуют методы введения сравнительных количественных оценок степени целостности, коэффициента использования элемен­тов в целом с точки зрения определенной цели.

Интегративность. Этот термин часто употребляют как сино­ним целостности. Однако им подчеркивают интерес не к внеш­ним факторам проявления целостности, а к более глубоким причинам формирования этого свойства и, главное, - к его со­хранению. Интегративными называют системообразующие, системоохраняющие факторы, важными среди которых являются неоднородность и противоречивость ее элементов.

Коммуникативность. Эта закономерность составляет основу определения системы, предложенного В. Н. Садовским и Э. Г, Юдиным в книге «Исследования по общей теории систем». Систе­ма образует особое единство со средой; как правило, любая исследуемая система представляет собой элемент системы более высокого порядка; элементы любой исследуемой системы, в свою очередь, обычно выступают как системы более низкого порядка.

Иными словами, система не изолирована, она связана множе­ством коммуникаций со средой, которая не однородна, а пред­ставляет собой сложное образование, содержит надсистему (или даже надсистемы), задающую требования и ограничения исследу­емой системе, подсистемы и системы одного уровня с рассмат­риваемой.

Иерархичность. Рассмотрим иерархичность как закономер­ность построения всего мира и любой выделенной из него систе­мы. Иерархическая упорядоченность пронизывает все, начиная от атомно-молекулярного уровня и кончая человеческим обще­ством. Иерархичность как закономерность заключается в том, что закономерность целостности проявляется на каждом уровне иерархии. Благодаря этому на каждом уровне возникают новые свойства, которые не могут быть выведены как сумма свойств элементов. При этом важно, что не только объединение элемен­тов в каждом узле приводит к появлению новых свойств, кото­рых у них не было, и утрате некоторых свойств элементов, но и что каждый член иерархии приобретает новые свойства, отсут­ствующие у него в изолированном состоянии.

Таким образом, на каждом уровне иерархии происходят сложные качественные изменения, которые не всегда могут быть представлены и объяснены. Но именно благодаря этой осо­бенности рассматриваемая закономерность приводит к интерес­ным следствиям. Во-первых, с помощью иерархических пред­ставлений можно отображать системы с неопределенностью. Во-вторых, построение иерархической структуры зависит от це­ли: для многоцелевых ситуаций можно построить несколько иерархических структур, соответствующих разным условиям, и при этом в разных структурах могут принимать участие одни и те же компоненты. В-третьих, даже при одной и той же цели, если поручить формирование иерархической структуры разным исследователям, то в зависимости от их предшествующе­го опыта, квалификации и знания системы они могут получить разные иерархические структуры, т. е. по-разному разрешить качественные изменения на каждом уровне иерархии.

Эквнфинальвостъ. Это одна из наименее исследованных зако­номерностей. Она характеризует предельные возможности си­стем определенного класса сложности. Л. фон Берталанфи, пред­ложивший этот термин, определяет эквифинальность примените­льно к «открытой» системе как способность (в отличие от состо­яний равновесия в закрытых системах) полностью детерминиро­ванных начальными условиями систем достигать не зависящего от времени состояния (которое не зависит от ее исходных усло­вий и определяется исключительно параметрами системы). По­требность во введении этого понятия возникает начиная с неко­торого уровня сложности, например биологические системы.

В настоящее время не исследован ряд вопросов этой законо­мерности: какие именно параметры в конкретных системах обес­печивают свойство эквифинальности? как обеспечивается это свойство? как проявляется закономерность эквифинальности в организационных системах?

Историчность. Время является непременной характеристикой системы, поэтому каждая система исторична, и это такая же закономерность, как целостность, интегративность и др. Легко привести примеры становления, расцвета, упадка и даже смерти биологических и общественных систем, но для технических и ор­ганизационных систем определить периоды развития довольно трудно.

Основа закономерности историчности - внутренние проти­воречия между компонентами системы. Но как управлять раз­витием или хотя бы понимать приближение соответствующего периода развития системы - эти вопросы еще мало исследо­ваны.

В последнее время на необходимость учета закономерности историчности начинают обращать больше внимания. В частно­сти, в системотехнике при создании сложных технических комп­лексов требуется на стадии проектирования системы рассматри­вать не только вопросы разработки и обеспечения развития системы, но и вопрос, как и когда нужно ее уничтожить. Напри­мер, списание техники, особенно сложной - авиационной, «захо­ронение» ядерных установок и др.

Закон необходимого разнообразия. Его впервые сформулиро­вал У. Р. Эшби: чтобы создать систему, способную справиться с решением проблемы, обладающей определенным, известным разнообразием, нужно, чтобы сама система имела еще большее разнообразие, чем разнообразие решаемой проблемы, или была способна создать в себе это разнообразие. Этот закон достаточно широко применяется на практике. Он позволяет, например, получить рекомендации по совершенствованию системы управления предприятием, объединением, отраслью.

Закономерность осуществимости и потенциальной эффективно­сти систем. Исследования взаимосвязи сложности структуры си­стемы со сложностью ее поведения позволили получить количе­ственные выражения предельных законов для таких качеств си­стемы, как надежность, помехоустойчивость, управляемость и др. На основе этих законов оказалось возможным получение количественных оценок порогов осуществимости систем с точки зрения того или иного качества, а объединяя качества - предель­ные оценки жизнеспособности и потенциальной эффективности сложных систем.

Закономерности ценообразования. Исследования процесса целеобразования в сложных системах философами, психологами и кибернетиками позволили сформулировать некоторые общие зако­номерности процессов обоснования и структуризации целей в конкретных условиях совершенствования сложных систем:

Характеристики

Список файлов реферата