Классификация систем

Федеральное государственное образовательное  бюджетное учреждение высшего профессионального  образования финансовый университет при правительстве российской федерации ярославский филиал
Кафедра экономико-математических методов  и аналитических  информационных систем
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине «Системный анализ в экономике» на тему  «Классификация систем»
Исполнитель:	Литвиненко Е.А
Направление:		Экономика
Форма обучения:		ФНО
№ зачетной книжки:		100.31/120198
Руководитель:	Козлов Г.Е.
Ярославль 2013

 

Оглавление

Классификация систем. 3

Большие системы 4

Динамические  системы 6

Вероятностная система. 6

Управляющие системы. 6

Целенаправленные  системы. 6

Список литературы 14

 

 

Классификация систем.

Классификацией называется распределение некоторой совокупности объектов на классы по наиболее существенным признакам. Требования к построению классификации следующие: 
·   в одной и той же классификации необходимо применять одно и то же основание; 
·   объем элементов классифицируемой совокупности должен равняться объему элементов всех образованных классов; 
·   члены классификации (образованные классы) должны взаимно исключать друг друга, то есть должны быть непересекающимися; 
·   подразделение на классы (для многоступенчатых классификаций) должно быть непрерывным, то есть при переходах с одного уровня иерархии на другой необходимо следующим классом для исследования брать ближайший по иерархической структуре системы. 
В соответствии с этими требованиями классификация систем предусматривает деление их на два вида – абстрактные и материальные (рис. 1).  
 
     
 
Рис.1. Классификация систем

Материальные системы  являются объектами реального времени. Среди всего многообразия материальных систем существуют естественные и искусственные  системы.

Естественные системы  представляют собой совокупность объектов природы, а искусственные системы  – совокупность социально-экономических  или технических объектов.

Естественные системы, в  свою очередь, подразделяются на астрокосмические и планетарные, физические и химические.

Искусственные системы могут  быть классифицированы по нескольким признакам, главным из которых является роль человека в системе. По этому  признаку можно выделить два класса систем: технические и организационно-экономические  системы.

В основе функционирования технических систем лежат процессы, совершаемые машинами, а в основе функционирования организационно-экономических  систем – процессы, совершаемые  человеко-машинными комплексами.

Абстрактные системы –  это умозрительное представление  образов или моделей материальных систем, которые подразделяются на описательные (логические) и символические (математические).

Логические системы есть результат дедуктивного или индуктивного представления материальных систем. Их можно рассматривать как системы  понятий и определений (совокупность представлений) о структуре, об основных закономерностях состояний и  о динамике материальных систем.

Символические системы представляют собой формализацию логических систем, они подразделяются на три класса: 
·   статические математические системы или модели, которые можно рассматривать как описание средствами математического аппарата состояния материальных систем (уравнения состояния); 
·   динамические математические системы или модели, которые можно рассматривать как математическую формализацию процессов материальных (или абстрактных) систем; 
·   квазистатические (квазидинамические ) системы, находящиеся в неустойчивом положении между статикой и динамикой, которые при одних взаимодействиях ведут себя как статические, а при других – как динамические.

Однако в литературе существуют и другие классификации систем.

Большие системы. Под большой системой понимается совокупность материальных ресурсов, средств сбора, передачи и обработки информации, людей-операторов, занятых на обслуживании этих средств, и людей-руководителей, облеченных надлежащими правами и ответственностью для принятия решений. Большие системы – это системы, не наблюдаемые единовременно с позиции одного наблюдателя либо во времени, либо в пространстве. 

Для того чтобы получить необходимые знания о большом  объекте, наблюдатель последовательно  рассматривает его по частям, строя  его подсистемы. Далее он перемещается на более высокую ступень, на следующий уровень иерархии и, рассматривая подсистемы уже в качестве объектов, строит для них единую систему. Если совокупность подсистем оказывается снова слишком большой, чтобы можно было построить из них общую систему, то процедура повторяется, и наблюдатель переходит на следующий уровень иерархии и т.д.

Каждая из подсистем одного уровня описывается одним и тем  же языком, а при переходе на следующий  уровень наблюдатель использует уже метаязык, представляющий собой  расширение языка первого уровня за счет средств описания свойств  самого этого языка.

Если исследователь идет от наблюдения реального объекта, то большая система создается путем  композиции – составления ее из малых подсистем, описываемых одним  языком.

Операция, противоположная  композиции, есть декомпозиция большой  системы, то есть разбиение ее на подсистемы. Она осуществляется для того, чтобы  извлечь новую ценную информацию из знания системы в целом, которая  не может быть получена другим путем. Важным понятийным инструментом системного анализа является иерархия подсистем  в большой системе. Рассмотрение систем в иерархии дает возможность  выявить новые их свойства.

Величина большой системы  может быть измерена по разным критериям: по числу подсистем; по числу ступеней иерархии подсистем. Сложные системы. Сложные системы – это системы, которые нельзя скомпоновать из некоторых подсистем. Это равноценно тому, что: 
·   наблюдатель последовательно меняет свою позицию по отношению к объекту и наблюдает его с разных сторон; 
·   разные наблюдатели исследуют объект с разных сторон. 
Итак, сложная система – это система, построенная для решения многоцелевой задачи; система, отражающая разные несравнимые аспекты характеристики объекта; система, для описания которой необходимо использование нескольких языков; система, включающая взаимосвязанный комплекс разных моделей.

Английский кибернетик С. Бир классифицирует все  системы на простые и сложные в зависимости от способа описания: детерминированного или теоретико-вероятностного. А. И. Берг определяет сложную систему как систему, которую можно описать не менее чем на двух различных математических языках (например, с помощью теории дифференциальных уравнений и алгебры Буля).

Очень часто сложными системами  называют системы, которые нельзя корректно описать математически, либо потому, что в системе имеется очень большое число элементов, неизвестным образом связанных друг с другом, либо неизвестна природа явлений, протекающих в системе. Все это свидетельствует об отсутствии единого определения сложности системы.

При разработке сложных систем возникают проблемы, относящиеся не только к свойствам их составляющих элементов и подсистем, но также к закономерностям функционирования системы в целом. При этом появляется широкий круг специфических задач, таких, как определение общей структуры системы; организация взаимодействия между элементами и подсистемами; учет влияния внешней среды; выбор оптимальных режимов функционирования системы; оптимальное управление системой и др.

Чем сложнее система, тем большее внимание уделяется вышеуказанным вопросам. Математической базой исследования сложных систем является теория систем. В теории систем большой системой сложной, системой большого масштаба,(Large  Scale System) называют систему, если она состоит из большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов и способна выполнять сложные функции.

Очевидно, что большие  и сложные системы – это  фактически два способа разложения задачи на ее составляющие или, соответственно, построения различным способом модели системы. Этот способ получил такое  широкое распространение, что понятия  цель и критерий в некоторых областях техники и исследования операций стали считать синонимами.

Динамические  системы. Динамические системы – это постоянно изменяющиеся системы. Всякое изменение, происходящее в динамической системе, называется процессом. Его иногда определяют как преобразование входа в выход системы.

Если у системы может  быть только одно поведение, то ее называют детерминированной системой

Вероятностная система. Вероятностная система – система, поведение которой может быть предсказано с определенной степенью вероятности на основе изучения ее прошлого поведения.

Управляющие системы. Управляющие системы – это системы, с помощью которых исследуются процессы управления в технических, биологических и социальных системах. Центральным понятием здесь является информация – средство воздействия на систему. Управляющая система позволяет предельно упростить трудно понимаемые процессы управления в целях решения задач исследования проектирования.

Целенаправленные  системы. Целенаправленные системы – это системы, обладающие целенаправленностью, то есть управлением системы и приведением к определенному поведению или состоянию, компенсируя внешние возмущения. Достижение цели в большинстве случаев имеет вероятностный характер.

Для составления классификации  систем могут быть использованы различные  классификационные признаки. В таблице 1 приведен пример классификации систем с использованием основных классификационных признаков использующихся в системном анализе.

Таблица 1 
Классификация систем по признакам

Классификационные признаки	Классы  систем
По взаимодействию с внешней средой	Открытые   Закрытые  Комбинированные
По структуре	Простые  Сложные  Большие
По характеру функций	Специализированные  Многофункциональные (универсальные)
По характеру развития	Стабильные  Развивающиеся
По степени организованности	Хорошо организованные  Плохо организованные (диффузные)
По сложности поведения	Автоматические  Решающие  Самоорганизующиеся  Предвидящие  Превращающиеся
По характеру связи между элементами	Детерминированные  Стохастические
По характеру структуры управления	Централизованные  Децентрализованные
По назначению	Производящие  Управляющие  Обслуживающие

 

Классификацией называется разбиение на классы по наиболее существенным признакам. Под классом понимается совокупность объектов, обладающие некоторыми признаками общности. Признак (или совокупность признаков) является основанием (критерием) классификации.

Система может быть охарактеризована одним или несколькими признаками и соответственно ей может быть найдено  место в различных классификациях, каждая из которых может быть полезной при выборе методологии исследования. Обычно цель классификации ограничить выбор подходов к отображению  систем, выработать язык описания, подходящий для соответствующего класса.

По содержанию различают реальные (материальные), объективно существующие, и абстрактные (концептуальные, идеальные), являющиеся продуктом мышления.

Реальные системы делятся  на естественные (природные системы) и искусственные (антропогенные).

Естественные системы: системы  неживой (физические, химические) и  живой (биологические) природы.Искусственные системы: создаются человечеством для своих нужд или образуются в результате целенаправленных усилий.Искусственные делятся на технические (технико-экономические) и социальные (общественные).Техническая система спроектирована и изготовлена человеком в определённых целях.К социальным системам относятся различные системы человеческого общества.Выделение систем, состоящих из одних только технических устройств почти всегда условно, поскольку они не способны вырабатывать своё состояние. Эти системы выступают как части более крупных, включающие людей – организационно-технических систем.

Организационная система, для  эффективного функционирование которой  существенным фактором является способ организации взаимодействия людей  с технической подсистемой, называется человеко-машинной системой. 
Примеры человеко-машинных систем: автомобиль – водитель; самолёт – лётчик; ЭВМ – пользователь и т.д.  
Таким образом, под техническими системами понимают единую конструктивную совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих объектов, предназначенная для целенаправленных действий с задачей достижения в процессе функционирования заданного результата. 

Отличительными признаками технических систем по сравнению  с произвольной совокупностью объектов или по сравнению с отдельными элементами является конструктивность (практическая осуществляемость отношений  между элементами), ориентированность  и взаимосвязанность составных  элементов и целенаправленность. 

Для того чтобы система  была устойчивой к воздействию внешних  влияний, она должна иметь устойчивую структуру. Выбор структуры практически  определяет технический облик как  всей системы, так её подсистем, и  элементов.