Теория систем и системный анализ. Лекция 5. Связи в системе. Принципы системного подхода

1.

Теория систем и системный
анализ
Кандидат технических наук, доцент
кафедры «Информационные технологии и математика»
Иванов Сергей Александрович

2.

Связи в системе
Понятие "связь" входит в любое определение системы и обеспечивает
возникновение и сохранение целостности ее свойств. Это понятие одновременно
характеризует и строение (статику), и функционирование (динамику) системы.
Однако довольно трудно дать определение этому почти очевидному понятию
— существуют десятки определений. В одних случаях связь — это "процесс ...", в
других — "подсистема (элемент) ...". Можно говорить, что "связь" — это
отдельный элемент и в этом есть некоторый смысл, поскольку иногда канал связи
имеет материальное воплощение со своими статическими и динамическими
свойствами.
Самое простое определение звучит так:
• связи — это то, что объединяет элементы в целое.
Рассмотрим более глубокое определение.
• Отношение взаимной зависимости, обусловленности, общности между
элементами системы, которое может быть механическим (обмен
усилиями), трофическим (обмен энергией) и сигналами (обмен
информацией), называется связью (взаимосвязью) элементов.
Предполагается, что связи существуют между всеми системными
элементами, между системами и подсистемами. Если между элементами
существует зависимость, то, следовательно, между ними имеется связь.

3.

Связи в системе
• Связями первого порядка называются связи, функционально
необходимые друг другу. Дополнительные связи называются связями
второго порядка. Если они присутствуют, то в значительной степени
улучшают действие системы (проявление эффекта синергии), но не
являются функционально необходимыми. Излишние или
противоречивые связи называются связями третьего
порядка. Иногда связь определяют как ограничение свободы
элементов. Действительно, элементы, вступая в связь друг с другом,
утрачивают часть своих свойств, которыми они потенциально
обладали в свободном состоянии.
• Существуют несколько классификаций связей. Связи можно
охарактеризовать направлением, силой, характером (видом) По
первому признаку связи делятся
на направленные и ненаправленные. По второму на сильные и слабые. По характеру (виду) различают
связи подчинения, связи порождения (генетические), равноправные
(безразличные), связи управления.

4.

Прямая и обратная связь
• Для кибернетических моделей систем, в которых связи условно
считаются однонаправленными, более адекватным является такое
определение.
• Связь - это способ взаимодействия входов и выходов элементов.
• В свете такого определения связи делятся
на прямые и обратные (рис. 7).
• Прямой называется связь между выходом одного элемента и
входом другого, обратной — связь между выходом и входом одного
и того же объекта.
• Причем обратная связь может быть осуществлена непосредственно
(рис. 7, б) или при помощи других элементов системы (рис. 7, в)

5.

Принципы системного подхода
Изучение объектов и явлений как систем вызвало формирование новой научной
методологии - системного подхода, используемого в различных областях науки и деятельности
человека.
Гносеологической основой (гносеология - раздел философии, изучающий формы и методы
научного познания) системного подхода является общая теория систем, начало которой положил
австралийский биолог Л. Берталанфи. Предназначение этой науки он видел в поиске структурного
сходства законов, установленных в различных дисциплинах, исходя из которых можно вывести
общесистемные закономерности.
Рассмотрим основные принципы системного подхода. Системный подход представляет одну
из форм методологического знания, связанную с исследованием и созданием объектов как
систем, и относится только к системам (первый принцип системного подхода), т.е. это требование
рассматривать совокупность элементов системы как одно целое.
• Второй принцип - это признание того, что свойства системы это не просто сумма свойств ее
элементов. Тем самым постулируется возможность того, что система обладает особыми
свойствами, которых может и не быть у отдельных элементов.
• Третий принцип системного подхода определяет иерархичность познания, требующую
многоуровневое изучение предмета: изучение самого предмета - "собственный" уровень;
изучение этого же предмета как элемента более широкой системы - "вышестоящий" уровень
и, наконец, изучение этого предмета в соотношении с составляющими данный предмет
элементами - "нижестоящий" уровень.
Этот принцип системного подхода требует изучение интегративных свойств и
закономерностей систем и комплексов систем, раскрытие базисных механизмов интеграции
целого.

6.

Принципы системного подхода
• Четвертым принципом системного подхода является его
нацеленность на получение количественных характеристик, создание
методов, сужающих неоднозначность понятий, определений, оценок.
• Пятым принципом является нацеленность системного подхода
на эффективность системы управления. Теоретически доказано, что
всегда существует функция ценности системы — в виде зависимости
ее эффективности (почти всегда это экономический показатель) от
условий построения и функционирования.
Другими словами, системный подход требует рассматривать
проблему не изолированно, а в единстве связей с окружающей средой,
постигать сущность каждой связи и отдельного элемента, проводить
ассоциации между общими и частными целями. Все это формирует
особый метод мышления, позволяющий гибко реагировать на изменения
обстановки и принимать обоснованные решения.

7.

Определение системного подхода
• Системный подход - это подход к
исследованию объекта (проблемы,
явления, процесса) как к системе, в которой
выделены элементы, внутренние и
внешние связи, наиболее существенным
образом влияющие на исследуемые
результаты его функционирования, а цели
каждого из элементов определены исходя
из общего предназначения объекта.