Южаков Владимир Андреевич Лекция 1 Теория информационных процессов и систем

В настоящее время нет единства в определении понятия " система " D1. Система есть нечто целое : S= А (1,0). Это определение выражает факт существования и целостность. Двоичное суждение А (1,0) отображает наличие или отсутствие этих качеств. D2. Система есть организованное множество ( Темников Ф. Е.): S=( орг, М ), где орг - оператор организации ; М - множество. D З. Система есть множество вещей, свойств и отношений ( Уемов А. И.): S=({ т },{n},{r}), где т - вещи, n - свойства, r - отношения. D4. Система есть множество элементов, образующих структуру и обеспечивающих определенное поведение в условиях окружающей среды : S=(*, S Т, ВЕ, Е ), где * - элементы, S Т - структура, ВЕ - поведение, Е - среда. D5. Система есть множество входов, множество выходов, множество состояний, характеризуемых оператором переходов и оператором выходов : S=( Х, Y, Z, H, G), где Х - входы, Y - выходы, Z - состояния, Н - оператор переходов, G - оператор выходов. Это определение учитывает все основные компоненты, рассматриваемые в автоматике.

Основные понятия теории систем ( оглавление ) Система, элемент, подсистема, структура Иерархия Связь Состояние, поведение, внешняя среда Модель Равновесие, устойчивость Развитие, цель Классификация информационных систем

Система, элемент, подсистема, структура В качестве " рабочего " определения понятия системы в литературе по теории систем часто рассматривается следующее : система - множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определенную целостность, единство. Элемент. Под элементом принято понимать простейшую неделимую часть системы. Таким образом, элемент - это предел деления системы с точек зрения решения конкретной задачи и поставленной цели. Подсистема. Система может быть разделена на элементы не сразу, а последовательным расчленением на подсистемы, которые представляют собой компоненты более крупные, чем элементы, и в то же время более детальные, чем система в целом. Названием " подсистема " подчеркивается, что такая часть должна обладать свойствами системы ( в частности, свойством целостности ). Подсистема. Система может быть разделена на элементы не сразу, а последовательным расчленением на подсистемы, которые представляют собой компоненты более крупные, чем элементы, и в то же время более детальные, чем система в целом. Названием " подсистема " подчеркивается, что такая часть должна обладать свойствами системы ( в частности, свойством целостности ). Структура - это совокупность элементов и связей между ними. Структура может быть представлена графически, в виде теоретико-множественных описаний, матриц, графов и других языков моделирования структур. Перейдем к примеру на следующем слайде

Пример. Система - городской наземный транспорт Подсистемы. 1. Организация движения автобусов. 2. Организация движения трамваев. 3. Организация движения троллейбусов. Подсистемы. 1. Организация движения автобусов. 2. Организация движения трамваев. 3. Организация движения троллейбусов. Элементы. Автобусы, трамваи, троллейбусы. Структура – улицы города и схема движения городского транспорта Оглавление

Иерархия Структуру часто представляют в виде иерархии. Иерархия - это упорядоченность компонентов по степени важности ( многоступенчатость, служебная лестница ). Оглавление

Связь Связь. Понятие " связь " входит в любое определение системы наряду с понятием " элемент " и обеспечивает возникновение и сохранение структуры и целостных свойств системы. Это понятие характеризует одновременно и строение ( статику ), и функционирование ( динамику ) системы. Важную роль в системах играет понятие " обратной связи ". Обратная связь является основой саморегулирования и развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования. Связь. Понятие " связь " входит в любое определение системы наряду с понятием " элемент " и обеспечивает возникновение и сохранение структуры и целостных свойств системы. Это понятие характеризует одновременно и строение ( статику ), и функционирование ( динамику ) системы. Важную роль в системах играет понятие " обратной связи ". Обратная связь является основой саморегулирования и развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования. Оглавление

Состояние, поведение, внешняя среда Состояние. Понятием " состояние " обычно характеризуют мгновенную фотографию, " срез " системы, остановку в ее развитии. Поведение. Если система способна переходить из одного состояния в другое ( например, z1=>z2=>z3), то говорят, что она обладает поведением. Этим понятием пользуются, когда неизвестны закономерности переходов из одного состояния в другое. Внешняя среда. Под внешней средой понимается множество элементов, которые не входят в систему, но изменение их состояния вызывает изменение поведения системы. Оглавление

Модель Модель. Под моделью системы понимается описание системы, отображающее определенную группу ее свойств. Оглавление

Равновесие, устойчивость Равновесие - это способность системы в отсутствие внешних возмущающих воздействий ( или при постоянных воздействиях ) сохранить свое состояние сколь угодно долго Устойчивость. Под устойчивостью понимается способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних возмущающих воздействий. Устойчивость. Под устойчивостью понимается способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних возмущающих воздействий. Оглавление

Развитие, цель Развитие. Исследованию процесса развития, соотношения процессов развития и устойчивости, изучению механизмов, лежащих в их основе, уделяют в кибернетике и теории систем большое внимание. Понятие развития помогает объяснить сложные термодинамические и информационные процессы в природе и обществе. Развитие. Исследованию процесса развития, соотношения процессов развития и устойчивости, изучению механизмов, лежащих в их основе, уделяют в кибернетике и теории систем большое внимание. Понятие развития помогает объяснить сложные термодинамические и информационные процессы в природе и обществе. Цель. Применение понятия " цель " и связанных с ним понятий целенаправленности, целеустремленности, целесообразности сдерживается трудностью их однозначного толкования в конкретных условиях. Например : энергетическая программа, продовольственная программа, жилищная программа, программа перехода к рыночной экономике. Понятие цель лежит в основе развития системы. Цель. Применение понятия " цель " и связанных с ним понятий целенаправленности, целеустремленности, целесообразности сдерживается трудностью их однозначного толкования в конкретных условиях. Например : энергетическая программа, продовольственная программа, жилищная программа, программа перехода к рыночной экономике. Понятие цель лежит в основе развития системы. Оглавление

Классификация информационных систем по виду отображаемого объектатехнические, биологические, экономические и др.; по виду научного направления математические, физические и т. п.; по виду формализованного аппарата представления системы детерминированные и стохастические; по типу целеустремленности открытые и закрытые; по сложности структуры и поведенияпростые и сложные; по степени организованности хорошо организованные, плохо организованные (диффузные), самоорганизующиеся системы