Вопрос 10 Классификация систем

Системы могут быть классифицированы по следующим признакам: природа элементов, роль человека в создании системы, степень участия людей в реализации управляющих воздействий, степень взаимодействия с внешней средой, уровень сложности, характер взаимосвязей между элементами системы, степень организованности, степень управляемости, уровень централизации, целеполагание, вид отображаемого объекта, реакция на возбуждающее воздействие.

В зависимости от природы элементов различают реальные (физические) и абстрактные системы. Реальные (физические) системы представляют объекты, состоящие из материальных элементов. Среди них могут быть механические, энергетические, биологические, природные, социальные и другие. Абстрактные системы состоят из элементов, не имеющих прямых аналогов в реальном мире. Они создаются путем мысленного отвлечения от тех или иных сторон, свойств, связей, реальных объектов и являются результатом творческой деятельности человека.

В зависимости от роли человека в создании систем различают естественные и искусственные системы. Естественные системы созданы и функционируют без участия человека. Такие системы, как правило, обладают свойством адаптации, то есть способностью реагировать на воздействие окружающей среды так, чтобы получить благоприятные результаты для деятельности системы. Системы подобного типа имеют как бы заранее запланированное "конечное состояние", и их поведение таково, что они достигают этого состояния, несмотря на неблагоприятные условия окружающей среды.

Искусственные системы созданы человеком, и им присущи многие свойства естественных систем. Вместе с тем, существуют дополнительные свойства искусственных систем, например, совместимость и оптимизация. Под совместимостью понимается согласованность характеристик независимых систем при их совместной деятельности. Системы могут быть совместимыми друг с другом в одном отношении и несовместимыми в другом. Оптимизация означает приспособление системы к окружающей среде, в результате которого обеспечивается наилучшее функционирование системы в определенном отношении, то есть в одних отношениях она может быть оптимальна, в других - нет. Поэтому важнейшим направлением анализа искусственных систем является определение критериев оптимальности функционирования и их приоритетности.

По степени участия людей в реализации управляющих воздействий выделяют технические, человеко-машинные и организационные системы.

К техническим относятся системы, которые функционируют без участия человека. Это системы автоматического управления (регулирования), представляющие собой комплексы устройств для автоматического изменения координат объекта управления с целью поддержания желаемого режима его работы. Они могут быть как адаптивными, то есть приспосабливающимися к изменению внешних и внутренних условий в процессе работы путем изменения своих параметров или структуры для достижения требуемого качества функционирования, так и неадаптивными. Человеко-машинные системы предполагают, что деятельность человека сопряжена с техническими устройствами, причем окончательное решение принимает человек, а средства автоматизации лишь помогают ему в обосновании правильности этого решения. К организационным системам относятся социальные системы - группы, коллективы людей, общество в целом.

По степени взаимодействия с внешней средой различают закрытые и открытые системы. Закрытая система отличается тем, что в нее не поступает и из нее не выделяется энергия, масса и информация и, следовательно, она изолирована от внешней среды и ее компоненты не меняются. Открытая система имеет такие отличительные черты, как способность обмениваться со средой массой, энергией и информацией. Закрытость и открытость системы имеют относительный характер и могут меняться в процессе ее развития. По степени сложности можно выделить простые, большие, сложные и очень сложные системы. Простые системы характеризуются малым числом внутренних связей и легкостью математического описания. Большая система - это система, не наблюдаемая единовременно с позиции одного наблюдателя либо во времени, либо в пространстве, либо в других параметрах, и которая не может рассматриваться иначе как в качестве совокупности априорно выделенных подсистем. Для исследования большой системы необходимо последовательно рассматривать ее по частям, строя ее подсистемы по иерархическим уровням. Сложная система имеет разветвленную структуру и разнообразные внутренние связи, которые поддаются описанию. К ним в первую очередь относятся закрытые системы, построенные для решения многоцелевых задач и отражающие разные стороны характеристики объекта, краткосрочные научно-технические и социально-экономические проблемы. К очень сложным системам относятся следующие: имеющие разные, трудно сравнимые аспекты характеристик объекта; построенные для решения долгосрочных многоцелевых программ; для описания которых необходимо использование нескольких языков; не поддающиеся непосредственному математическому описанию ввиду исключительного многообразия и сложности связей; описание которых включает взаимосвязанный комплекс разных моделей; долгосрочные научно-технические и социально-экономические проблемы.

В зависимости от характера взаимосвязей между элементами системы делятся на детерминированные и вероятностные. Детерминированной считается система, в которой составные части взаимодействуют точно предвиденным образом и если известно предыдущее состояние, то безошибочно можно предсказать ее последующее состояние. Вероятностная система имеет неопределенный характер развития, для нее невозможно сделать точного детального предсказания и любое предсказание относительно поведения такой системы не может выйти из логических рамок вероятностных категорий, при помощи которых это поведение описывается

Управляемые системы - это системы, способные изменить свое развитие и движение, переходить в различные состояния под влиянием управляющих воздействий. В них всегда присутствует орган, осуществляющий функции управления. Управляемые системы иерархичны, то есть имеют многоступенчатое построение, при котором функции управления распределяются между соподчиненными частями системы. Такая система постоянно находится в движении, ей присущ динамический характер.

Класс самоорганизующихся систем характеризуется стохастичностью, непредсказуемостью поведения, нестабильностью отдельных параметров, способностью адаптироваться к изменяющимся условиям среды. Системы подобного типа имеют как бы заранее запланированное "конечное состояние", и их поведение направлено на то, чтобы достичь этого состояния, несмотря на неблагоприятные условия окружающей среды. Моделирование самоорганизующихся систем наиболее сложно в связи с ограниченностью применения математических моделей и сложностью доказательства адекватности их применения. Накопление информации об объекте, как правило, носит многошаговый характер.

В зависимости от уровня централизации различают централизованные и децентрализованные системы. Централизованной называется система, в которой некоторый элемент (подсистема) играет главную, доминирующую роль в ее функционировании и его небольшие изменения вызывают значительные изменения всей системы. Децентрализованная система не имеет главной подсистемы. В ней важнейшие подсистемы имеют приблизительно одинаковую ценность и построены не вокруг центральной подсистемы, а соединены между собой последовательно или параллельно.