ТСИСА : 1.Общая теория систем. Понятие системы. Подсистемы и элементы
ОТС состоит из двух частей:
- Теоретическая часть
- Практическая часть (прикладная)
Теоретическая часть включает:
Кибернетика — наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в технических, биологических и социальных системах. К основным задачам кибернетики относятся:
- установление фактов, общих для управляемых систем или для некоторых их совокупностей;
- выявление ограничений, свойственных управляемым системам. и установление их происхождения;
- нахождение общих законов, которым подчиняются управляемые системы;
- определение путей практического использования установленных фактов и найденных закономерностей.
Теория информации (математическая теория связи) — раздел прикладной математики, определяющий понятие информации, её свойства и устанавливающий предельные соотношения для систем передачи данных. Как и любая математическая теория, оперирует с математическими моделями, а не с реальными физическими объектами (источниками и каналами связи). Использует, главным образом, математический аппарат теории вероятностей и математической статистики.
Основные разделы теории информации — кодирование источника (сжимающее кодирование) и канальное (помехоустойчивое) кодирование. Теория информации тесно связана с криптографией и другими смежными дисциплинами.
Теория игр — математический метод изучения оптимальных стратегий в играх. Под игрой понимается процесс, в котором участвуют две и более сторон, ведущих борьбу за реализацию своих интересов. Каждая из сторон имеет свою цель и использует некоторую стратегию, которая может вести к выигрышу или проигрышу — в зависимости от поведения других игроков. Теория игр помогает выбрать лучшие стратегии с учётом представлений о других участниках, их ресурсах и их возможных поступках.
Теория игр — раздел прикладной математики. Чаще всего методы теории игр находят применение в экономике, чуть реже в других общественных науках — социологии, политологии, психологии, этике и других.
Теория решений — дисциплина (раздел исследования операций), которая изучает математические (математико-статистические) правила принятия решений, в первую очередь экономических. Иногда это название применяют к более общей теории, которая изучает вообще правила принятия решений (не только основанные на математике), т. е. проблемы психологические, этические и др.
Методы принятия решений подразделяются на формализованные и неформализованные, традиционные и современные.
- Топология, включающая теорию сетей и теорию графов
- Факториальный анализ
- Общая теория систем в узком смысле, которая стремится вывести из общего определения системы как комплекса взаимодействующих элементов, понятий, относящихся к организованным целым (взаимодействие, сумма, фатальность, централизация и т.д.) и применение их к анализу конкретных явлений
Практическая область включает:
- Системотехника – направление в кибернетике, изучающее выгоды планирования, проектирования и поведения сложных систем различного познания, при котором сопоставляющие системы рассматриваются во взаимодействии, несмотря на их разнородность. Основной метод – системный анализ, центральное техническое звено – ЭВМ, а человеческое – оператор.
- Исследование операций. Прикладное направление кибернетики, используемое для решения организационных (в т. ч. экономических) задач (распределения ресурсов, управления запасами, упорядочения и согласования и др.). Исследование операций основывается на математическом аппарате оптимального программирования, теории массового обслуживания, математической статистике, теории игр и др. Методы: симплекс-метод, СМО, сетевые методы и т.д.
- Инженерная технология – отрасль технологии, исследующая процессы и средства информационного общения между человеком и машиной. Понятие системы, подсистемы и элементы.
Система – целое, составленное из частей, совокупность элементов и отношений, закономерно связанных в единое целое, обладающая своим смыслом, отсутствующим у образующих его элементов – это относительно обособленная и упорядоченная совокупность взаимодействующих элементов, обладающих особой связью и целостностью и способных реализовывать определенные функции (смысл существования).
Элементы – это такая часть системы, которая выполняет определенную специфическую функцию и не подлежит дальнейшему разбиению, является как бы подсистемой с точки зрения цели исследования или рассматриваемого процесса функционирования.
Подсистема – относительно самостоятельная часть системы, подлежащая дальнейшему расчленению.
Существует понятие компонент – если систему нельзя сразу разделить на подсистемы и элементы.
Большая система включает очень большое количество относительно однородных элементов, объединенных относительно однородными связями.
Сложная система состоит из большого числа разнородных элементов с разнотипными связями между ними.
Понятие «система» характеризуется:
- наличием множества элементов;
- наличием связей между ними;
- целостным характером данного устройства или процесса.
Сложная система — составной объект, части которого можно рассматривать как системы, закономерно объединенные в единое целое в соответствии с определенными принципами или связанные между собой заданными отношениями. Сложную систему можно расчленить на конечное число частей, называемое подсистемами. Каждую такую подсистему (высшего уровня) можно в свою очередь расчленить на конечное число более мелких подсистем и т. д., вплоть до получения элементов сложной системы, которые либо объективно не подлежат расчленению на части, либо относительно их дальнейшей неделимости имеется соответствующая договоренность.
В каждый момент времени элемент сложной системы находится в одном из возможных состояний; из одного состояния в другое он переходит под действием внешних и внутренних факторов. Динамика поведения элемента сложной системы проявляется в том, что состояние элемента и его выходные сигналы (воздействия на внешнюю среду и др. элементы сложной системы) в каждый момент времени определяются предыдущими состояниями и входными сигналами, поступившими как в данный момент времени, так и ранее. Под внешней средой понимается совокупность объектов, не являющихся элементами данной сложной системы, но взаимодействие с которыми учитывают при ее изучении. Элементы сложной системы функционируют во взаимодействии: свойства одного элемента в общем случае зависят от условий, определяемых поведением других элементов; свойства сложной системы в целом определяются не только свойствами элементов, но и характером взаимодействия между ними.
Примеры сложной системы.
В области организации производства и технологии — производственный комплекс предприятия как совокупность производственных комплексов цехов и участков, каждый из которых содержит некоторое число технологических линий; последние состоят из станков и агрегатов, рассматриваемых обычно как элементы сложной системы; в области автоматизированного управления — процесс управления предприятием или отраслью народный хозяйства как совокупность процессов сбора данных о состоянии управляемых объектов, формирования потоков информации, ее накопления, передачи и обработки, синтеза управляющих воздействий; в области вычислительной техники — математическое обеспечение современных вычислительных комплексов, включающее операционную систему для управления последовательностью вычислений и координации работы всех устройств комплекса, библиотеку стандартных программ, а также средства автоматизации программирования (алгоритмические языки, трансляторы, интерпретирующие системы), средства обслуживания и контроля вычислений; каждую из упомянутых частей можно представить в виде системы с иерархической многоуровневой структурой, состоящей из отдельных взаимосвязанных программ, процедур, операторов и т. д.