Подсистема.

Подсистема - в широком значении: часть любой системы, объединенная по родовидовому признаку, назначению, условиям жизнедеятельности, взаимодействия или функционирования (в частности, выполняющая одну или несколько ее основных или вспомогательных функций).

Подсистема по своим основным признаком может являться системой, входящей в состав (или охватывающей ее) другой — более сложной системы. Декомпозиция (расчленение) систем на подсистемы и методы их исследования рассматриваются в Теории сложных систем управления.

Подсистема - совокупность технических, программных, организационных, технологических и/или других средств, которые при взаимодействии реализуют определенную функцию, необходимую для реализации назначения системы в целом.

Функциональная подсистема [functional subsystem] — составная часть автоматизированной системы, реализующая одну или несколько взаимосвязанных функций. При создании или исследовании сложных систем практикуется их декомпозиция (расчленение) на функциональные подсистемы. Выделение функциональных подсистем предполагает также задание функциональных связей между ними, объединяющих эти подсистемы в единое целое — систему.

Связь.

Связь – характеризуется направлением, силой, характером. Выделяют следующие связи:

- взаимодействия – связи опосредуются целями, которые преследует каждая из сторон взаимодействия;

- преобразования – непосредственное взаимодействие объектов. В процессе этого взаимодействия объекты могут совместно переходить из одного состояния в другое;

- функционирования – обеспечивает реальную жизнедеятельность объекта;

- развития;

- управления;

- синергетическая связь.

Основные понятия системного анализа.

Состояние – фиксация совокупности доступных системе ресурсов определяющих ее отношение к ожидаемому результату. Понятием состояния характеризуют среду системы, остановку в ее развитии; его определяют либо через входные воздействия и выходные сигналы, либо через макросвойства системы.

Цель – образ несуществующего, но желаемого с точки зрения рассматриваемой проблемы состояния, которое позволяет решать проблему при данных ресурсах.

Задача – некоторое множество исходных посылок, то есть входных данных, описание цели над множеством этих данных, и, может быть, описание возможных стратегий достижения цели или промежуточных состояний исследуемого объекта.

Проблема – описание ситуации, в которой определены цель, достигнутые результаты, возможно ресурсы и стратегия достижения цели.

Если система способна переходить из одного состояния в другое, то говорят, что она обладает поведением.

Структура – все то, что вносит порядок во множество объектов, то есть совокупность связей и отношений между частями целого, необходимых для достижения цели. Может быть представлена графически.

Описание – идентификация определяющих элементов и подсистем системы, их взаимодействий, связей, целей, функций и ресурсов, то есть описание допустимых состояний системы.

12. Классификация систем.

Классификацию систем можно осуществить по разным критериям. Проводить ее жестко - невозможно, она зависит от цели и ресурсов. Приведем основные способы классификации (возможны и другие критерии классификации систем).

По отношению системы к окружающей среде:

1. открытые (есть обмен ресурсами с окружающей средой);

2. закрытые (нет обмена ресурсами с окружающей средой).

По происхождению системы (элементов, связей, подсистем):

1. искусственные (орудия, механизмы, машины, автоматы, роботы и т.д.);

2. естественные (живые, неживые, экологические, социальные и т.д.);

3. виртуальные (воображаемые и, хотя реально не существующие, но функционирующие так же, как и в случае, если бы они существовали);

4. смешанные (экономические, биотехнические, организационные и т.д.).

По описанию переменных системы:

1. с качественными переменными (имеющие лишь содержательное описание);

2. с количественными переменными (имеющие дискретно или непрерывно описываемые количественным образом переменные);

3. смешанного (количественно-качественное) описания.

По типу описания закона (законов) функционирования системы:

1. типа " Черный ящик" (неизвестен полностью закон функционирования системы; известны только входные и выходные сообщения);

2. не параметризованные (закон не описан; описываем с помощью хотя бы неизвестных параметров; известны лишь некоторые априорные свойства закона);

3. параметризованные (закон известен с точностью до параметров и его возможно отнести к некоторому классу зависимостей);

4. типа " Белый (прозрачный) ящик" (полностью известен закон).

По способу управления системой (в системе):

1. управляемые извне системы (без обратной связи, регулируемые, управляемые структурно, информационно или функционально);

2. управляемые изнутри (самоуправляемые или саморегулируемые - программно управляемые, регулируемые автоматически, адаптируемые - приспосабливаемые с помощью управляемых изменений состояний, и самоорганизующиеся - изменяющие во времени и в пространстве свою структуру наиболее оптимально, упорядочивающие свою структуру под воздействием внутренних и внешних факторов);

3. с комбинированным управлением (автоматические, полуавтоматические, автоматизированные, организационные).

Система называется большой, если ее исследование или моделирование затруднено из-за большой размерности, т.е. множество состояний системы S имеет большую размерность. Какую же размерность нужно считать большой? Об этом мы можем судить только для конкретной проблемы (системы), конкретной цели исследуемой проблемы и конкретных ресурсов.

Большая система сводится к системе меньшей размерности использованием более мощных вычислительных средств (или ресурсов) либо разбиением задачи на ряд задач меньшей размерности (если это возможно).

Система называется сложной, если в ней не хватает ресурсов (главным образом, информационных) для эффективного описания (состояний, законов функционирования) и управления системой - определения, описания управляющих параметров или для принятия решений в таких системах (в таких системах всегда должна быть подсистема принятия решения).

Сложной считают иногда такую систему, для которой по ее трем видам описания нельзя выявить ее траекторию, сущность, и поэтому необходимо еще дополнительное интегральное описание (интегральная модель поведения, или конфигуратор) - морфолого-функционально-инфологическое.

Сложность системы может быть внешней и внутренней.

Внутренняя сложность определяется сложностью множества внутренних состояний, потенциально оцениваемых по проявлениям системы и сложности управления в системе.

Внешняя сложность определяется сложностью взаимоотношений с окружающей средой, сложностью управления системой, потенциально оцениваемых по обратным связям системы и среды.

Сложные системы бывают разных типов сложности:

1. структурной или организационной (не хватает ресурсов для построения, описания, управления структурой);

2. динамической или временной (не хватает ресурсов для описания динамики поведения системы и управления ее траекторией);

3. информационной или информационно-логической, инфологической (не хватает ресурсов для информационного, информационно-логического описания системы);

4. вычислительной или реализации, исследования (не хватает ресурсов для эффективного прогноза, расчетов параметров системы, или их проведение затруднено из-за нехватки ресурсов);

5. алгоритмической или конструктивной (не хватает ресурсов для описания алгоритма функционирования или управления системой, для функционального описания системы);

6. развития или эволюции, самоорганизации (не хватает ресурсов для устойчивого развития, самоорганизации).

Чем сложнее рассматриваемая система, тем более разнообразные и более сложные внутренние информационные процессы приходится актуализировать для того, чтобы была достигнута цель системы, т.е. система функционировала или развивалась.

Структурная сложность системы оказывает влияние на динамическую, вычислительную сложность. Изменение динамической сложности может привести к изменениям структурной сложности, хотя это не является обязательным условием. Сложной системой может быть и система, не являющаяся большой системой; существенным при этом может стать связность (сила связности) элементов и подсистем системы (см. вышеприведенный пример с матрицей системы линейных алгебраических уравнений).

Сложность системы определяется целями и ресурсами (набором задач, которые она призвана решать).