Основы теории систем

2.1. Основные понятия

Система

это определенным образом упорядоченная материально-энергетическая совокупность, существующая и управляемая как единое

Классификации систем

По происхождению

природные (естественные);
техногенные (искусственные).

Природная система

пространственно ограниченная совокупность функционально взаимосвязанных живых организмов и окружающей их

Природные системы

Биологические живые системы, т.е. отдельные биологические элементы или их совокупности

Природные системы

Биологические живые системы, т.е. отдельные биологические элементы или их совокупности

Искусственные (техногенные) системы

совокупность взаимосвязанных и взаимозависимых технических элементов или объектов.

Природно-техногенные (геотехнические) системы

совокупность природных и техногенных объектов, во взаимосвязи и взаимозависимости

По внутренней сложности

Морфологические;
Каскадные;
Процессорные;
Управляемые.

Морфологические системы

системы, содержащие одновременные по внешнему проявлению физические свойства, совокупность которых

Каскадные системы

системы, состоящие из цепи подсистем динамически связанных между собой перепадом

Процессорные системы

системы, образующиеся путем сочетания морфологических и каскадных систем при доминирующей

Обратная связь

свойство системы (блока) реагировать на вызванное входным воздействием изменение одной

Виды обратных связей

по способу воздействия:
прямая (когда обратное воздействие оказывается без участия

Принцип обратной связи
а – прямая обратная связь; б – контурная обратная

Виды обратных связей

по воздействию на первичные изменения переменных:
- Отрицательная обратная связь,

Управляемые системы

это процессорные системы, включающие в себя переменные, допускающие изменения в

2.2. Структура систем

Основные понятия

Блок – это функциональная составляющая системы, обладающая определенной емкостью, т.е.

Блоки представляют собой достаточно сложные элементы, обладающие определенной структурой и свойствами,

Отличительные характеристики систем

Размер

число переменных, из которых состоит система. При этом каждая переменная рассматривается

Корреляция переменных

точность соответствия генерализованного направления эмпирическим данным. Эта характеристика определяется с

Признаки корреляции переменных

Мощность критерия – степень совпадения точек, соответствующих эмпирическим обозначениям

Корреляция между переменными А и В.
Точки – эмпирические данные;
График – линия

Признаки корреляции переменных

Знак коэффициента корреляции - критерий, указывающий, будет увеличиваться (положительный)

Причинность

характеристика, указывающая, какая из переменных является независимой (управляющей), а какая зависимой

Конфигурация системы

характеристика, определяемая особенностями взаимодействий между переменными (блоками) системы. Так, если

Основные типы конфигурации систем
а – прямая система; б – разветвленная сходящаяся

Выход системы

совокупность выходных (целевых) параметров системы. Он может быть двух типов:
-

2.3. Состояние системы

Основные понятия

Уровень – это количество массы, энергии, информации заключенное в переменной

Роль обратной связи

Отрицательная обратная связь представляет собой одну из форм саморегуляции,

Характеристики способности восстановления равновесия

Устойчивость системы, т.е. характеристика, указывающая какой величине изменения

Цель регуляции в системе (закон максимума потенциальной энергии):

эволюция системы идет

2.4. Модели систем

Основные типы моделей

по средствам (инструментам) моделирования

Логические - словесные, морфологические, описательные модели;
Графические –

по степени раскрытия структуры системы

Модель «черный ящик», т.е. модель, в которой

Процесс моделирования систем сопряжен с рядом технических, концептуальных и психологических проблем,

Компартментальные модели

Эти модели подразумевают, что вещество, энергия, информация равномерно распределены в

2.5. Управление системами

Основные типы задач

Анализ;
Синтез.

Анализ

заключается в определении на выходе для конкретного заданного объекта его обобщенных

Синтез

ставит задачу выбора такого управляющего устройства (регулятора), при котором объект в

Основные требования к системам управления

Система управления должна быть устойчивой, т.е. отклонения

Синтез системы управления, обеспечивающей наилучшие из возможных характеристик, является задачей оптимального

Задача управления системой

выбор лучшего варианта состояния из ряда возможных, т.е. к

Определяя цели управления природными и природно-техногенными системами необходимо учитывать, что они

2.6. Системный подход в природообустройстве

Сущность системного подхода

Каждый элемент окружающей среды рассматривается как система определенного уровня

Основной инструмент системного подхода

Системный анализ, т.е. совокупность методов и средств, предназначенных,

Основные проблемы теории больших систем

Проблема языка

заключается в формировании системы понятий, необходимых и достаточных для обсуждения

Проблема модели

подразумевает все задачи построения идеализированных (упрощённых) моделей реальных систем, пригодных

Проблема декомпозиции

расчленение исходной системы на относительно обособленные части. Задача управления большой

Проблема агрегирования

объединение нескольких показателей одним, сводным, с целью упрощения решения задач

Проблема стратегии

выбор способа оценки состояния системы и среды.