Вопрос 6. Основы и принципы системотехники

1. Системотехника - научное направление, охватывающее изучение процессов:

• создания

• испытания

• эксплуатации сложных систем.

Системотехника выявляет устойчивые причинно-следственные связи между объектами, процессами и величинами и устанав­ливает принципы существования и действия сложных систем. Концепция системотехники состоит в упрощении сложных систем. Выделяют 3 основных принципа системотехники:

• физичности;

• моделируемости;

• целенаправленности.

2. Принцип физичности: всякой системе (независимо от ее приро­ды) присущи физические законы (закономерности), возможно, уникальные, определяющие внутренние причинно-следственные связи, существование и функционирование. Никаких других законов (кроме физических) для объяснения действия систем любой природы (в том числе живых) не требуется. Принцип основан на следующих постулатах,

• целостности: система — целостный объект, а не множество подсистем, который допускает различные членения на подсистемы. В основе этого постулата лежит принцип о недопустимости потери понятий ни при композиции (объединении подсистем в систему), ни при декомпозиции (делении системы). Если сумма частей равна целому, системы называют аддитивными относительно данного членения, если сумма больше целого — супераддитивными, если сумма меньше целого — субаддитивными. Постулат целостности применяется в раскрытии и накоплении сведений о системных свойствах на всех этапах исследования и в обобщении их в понятия, а затем — в применении этих понятий к подсистемам при исследовании их порознь после декомпозиции. Выявление целостности состоит из изучения:

• всех взаимосвязей внутри системы;

• взаимосвязей системы со средой;

• системного свойства;

• его содержания;

• механизма образования;

• свойств подсистем, подавляемых общесистемным свойством, механизма этого подавления и условий в которых он теряет силу;

• автономности: сложные системы имеют автономную пространственно-временную метрику (группу преобразований) и внутрисистемные законы сохранения, определяемые физическим содержанием и устройством системы и не зависящие от внешней среды. Суть этого постулата состоит в том, что каждая система расположена в адекватном ей геометрическом пространстве (реальном, функциональном, мыслимом) и, ограничиваясь метрическими пространствами, каждому классу систем (конкретной системе) можно приписать метрику, определяемую соответствующей группой преобразований. Это — автономная метрика системы, либо автономная группа преобразований. Введение метрики означает создание модели геометрии системы, чем ближе эта модель к истинной геометрии системы, тем проще представление системы.

3. Принцип моделируемости: представление сложных систем в виде множества моделей. Модель, ориентированная на опреде­ленную группу свойств сложной системы, всегда проще самой системы. Принцип содержит 3 постулата:

• дополнительности: сложные системы, находясь в различных средах (ситуациях), могут проявлять различные системные свойства, в том числе альтернативные (т. е. несовместимые нив одной из ситуаций по отдельности). Например, электрон в одних взаимодействиях проявляет себя как частица, в других - как волна;

• действия: реакция системы на внешнее воздействие имеет по­роговый характер. Таким образом, для изменения поведения системы требуется прирост воздействия, превосходящего некото­рое пороговое значение. Такие изменения могут быть связаны с энергетикой, веществом и информацией, которые, накаплива­ясь, проявляют свое влияние скачкообразно, путем качественного перехода;

• неопределенности: максимальная точность определения (изме­рения) свойств системы зависит от присущей данной системе области неопределенности, внутри которой повышение точно­сти определения (измерения) одного свойства влечет за собой снижение точности определения другого (других). Существует область неопределенности, в пределах которой свойства могут быть описаны только вероятностными характеристиками.

4. Принцип целенаправленности: целенаправленность — функцио­нальная тенденция, направленная на достижение системой не­которого состояния либо на усиление (сохранение) некоторого процесса. При этом система оказывается способной противо­стоять внешнему воздействию, а также использовать среду и случайные события.

Принцип учитывает постулат выбора: сложные системы обла­дают способностью к выбору поведения и, следовательно, одно­значно предсказать способ действия и определить их состояние невозможно ни при каком знании свойств системы и ситуа­ции. Данный постулат позволяет сложной системе в соответ­ствии с ее целенаправленностью использовать редкие благопри­ятные события, возникающие во взаимодействии со средой, бло­кируя остальные (неблагоприятные) события и процессы.

Поиск по сайту: