Размещено на http://www.allbest.ru/

Государственный комитет связи, информатизации и телекоммуникационных технологий Республики Узбекистан

Ташкентский университет информационных технологий

Контрольная работа

по предмету «Основы системного анализа»

«Свойства систем, их актуальность и необходимость»

Выполнила: Студентка группы 252-10 КТИр

Розыходжаева Д.А.

Принял: Кувнаков А.Э.

Ташкент 2013

Введение

Употребление понятия системы имеет долгую историю, уходящую в античную эпоху.

В переводе с греческого "система" означает некое целое, состоящее из частей, связанных между собой и образующих целостность.

В период античной философии было осознано, что целое больше суммы его частей. К 30-м годам ХХ века в организменной биологии, психологии и экологии были сформулированы ключевые критерии системного мышления. Изучение организмов, их частей и сообществ, привело ученых к выводу, что эти организации могут характеризоваться понятиями «целостность», «связность», «взаимоотношения». Эти представления были поддержаны революционными открытиями в квантовой физике, в мире атомов и субатомных частиц.

В наше время слово «система» стали применять слишком широко. Это и система здравоохранения, и система образования, и нервная система, солнечная система и т. п. Начавшийся в 50 - 60 годы “системный бум” не только не уменьшил, но даже увеличил неопределенность толкования понятия система. Значительно возросло число его трактовок. В настоящее время существует немало работ, подробно разбирающих взгляды на это понятие.

Цель данной работы - изучить понятие системы, их роль в современном обществе, основные свойства и признаки для формирования правильного представления о системах и сферах их использования.

1. Понятие системы

компьютерный управленческое решение хранение

Понятие системы относится к числу основополагающих и используется в различных научных дисциплинах и сферах человеческой деятельности. Известные словосочетания «информационная система», «человеко-машинная система», «экономическая система», «биологическая система» и многие другие иллюстрируют распространенность этого термина в разных предметных областях. В литературе существует множество определений того, что есть «система». Несмотря на различия формули-ровок, все они в той или иной мере опираются на исходный перевод греческого слова systema - целое, составленное из частей, соединенное. Будем использовать следующее достаточно общее определение.

Система - совокупность объектов, объединенных связями так, что они существуют (функционируют) как единое целое, приобретающее новые свойства, которые отсутствуют у этих объектов в отдельности.

Замечание о новых свойствах системы в данном определении является весьма важной особенностью системы, отличающим ее от простого набора несвязанных элементов. Наличие у системы новых свойств, которые не являются суммой свойств ее элементов называют эмерджентностью (например, работоспособность системы «коллектив» не сводится к сумме работоспособности ее элементов - членов этого коллектива).

Объекты в системах могут быть как материальными, так и абстрактными. В первом случае говорят о материальных (эмпирических) системах; во втором - о системах абстрактных. К числу абстрактных систем можно отнести теории, формальные языки, математические модели, алгоритмы и др.

Элемент -- простейшая (неделимая) часть единой системы. Элемент можно считать пределом деления системы с точки зрения ее рассмотрения при решении конкретной задачи или при достижении поставленной цели. Принцип деления зависит от цели исследования. Он может меняться по мере ее уточнения и развития представления исследователя об анализируемом объекте или проблемной ситуации. Это приводит к формированию новых (или других) элементов и получению более адекватного представления о системе.

Компонент системы - множество относительно однородных элементов, объединенных общими функциями при обеспечении выполнения общих целей развития системы.

Система -- совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, объединенных общей целью и общими целенаправленными правилами взаимодействия.

По законам кибернетики систему определяют через каналы входов и выходов. Такое представление системы называется «черным ящиком» (Рисунок 1).

Рисунок 1 Взаимодействие системы со средой

При представлении элемента системы с заданным законом функционирования FS в виде «черного ящика» множество его входных сигналов может быть разделено на три подмножества:

· неуправляемые входные сигналы, преобразуемые элементом;

· управляющие сигналы, появление которых приводит к переходу элемента из одного состояния в другое;

· воздействия внешней среды, появление которых приводит к переходу элемента из одного состояния в другое.

Выходные сигналы представляют собой совокупность выходных характеристик элемента.

При уточнении определения системы в нее могут включаться сильно связанные с ней элементы среды. Слабо связанные с системой ее собственные элементы могут исключаться из системы.

Пример: космические системы, термодинамические системы, в которых происходят фазовые переходы и т. п.

При исследовании систем необходимо прогнозировать не только их состояние, но и состояние среды с учетом ее неоднородности.

Если сложная система не может быть сразу разделена на элементы (например, из-за недостатка информации), то ее делят на подсистемы. Если последние также трудно разделить на элементы, то их делят на компоненты.

Подсистемой считается совокупность взаимосвязанных элементов или компонентов, которая обладает всеми свойствами системы, в том числе -- целостность. Она способна выполнять относительно независимые функции. Подцель ее функционирования направлена на достижение общей цели системы.

Пример: биологические системы (вредители).

Пример. Наука - система, обеспечивающая получение, проверку, фиксацию (хранение), актуализацию знаний общества. Наука имеет подсистемы: математика, информатика, физика, экономика и др. Любое знание существует лишь в форме систем (систематизированное знание). Теория - наиболее развитая система их организации, позволяющая не только описывать, но и объяснять, прогнозировать события, процессы.

Компонентом считается составляющая системы промежуточного уровня, характер которой обычно неизвестен. Для него не выполняется свойство целостности и не определяется подцель.

Пример: человеческий орган.

При исследовании систем соблюдается принцип относительности. Как правило, любая исследуемая система рассматривается как элемент системы более высокого порядка. Элементы системы, в свою очередь, рассматриваются как системы более низкого порядка.

2. Основные признаки системы

Любая система обладает рядом основных признаков.

Во-первых, она представляет собой набор элементов (отдельных частей), выделенных по тому или иному принципу и играющих роль подсистем. Последние относительно самостоятельны, но различным образом взаимодействуют в рамках системы (находятся рядом и граничат друг с другом; порождают друг друга; оказывают друг на друга влияние). Для сохранения целостности системы любое взаимодействие должно быть гармоничным.

Во-вторых, каждая система имеет структуру, то есть определенное строение, взаимное расположение элементов (в рамках одного и того же состава элементов возможны те или иные модификации структуры). Структурой называется также совокупность связей между элементами системы. Она может в той или иной степени зависеть не только от их расположения, но и от особенностей (например, взаимоотношения в чисто женском, мужском и смешанном коллективах, занятых одним и тем же делом, будут различны). Иногда в обиходе понятие структура используется как синоним понятия организация. Структура является основой системы, придает ей целостность и внутреннюю организованность, в рамках которой взаимодействие элементов подчиняется определенным законам. Системы, где организованность минимальна, называются неупорядоченными, например, толпа на улице.

В-третьих, система имеет границы, отделяющие ее от окружающей среды. Эти границы могут быть прозрачными, допускающими проникновение внешних влияний, и непрозрачными, наглухо отделяющими ее от остального мира. Системы, осуществляющие свободный двусторонний обмен энергией, веществом, информацией со средой, получили название открытых; в противном случае говорится о закрытых системах, функционирующих относительно независимо от среды. Если в систему вообще не поступают ресурсы извне, ее жизнь имеет тенденцию к затуханию и прекращению (например, часы, если их не завести, останавливаются). Открытые системы, самостоятельно черпающие необходимые для своего функционирования ресурсы из внешней среды и преобразующие их соответствующим образом, в принципе, неиссякаемы. Недостаточно или, наоборот, чрезмерно активный обмен со средой может систему разрушить (по причине нехватки ресурсов или неспособности их ассимилировать ввиду избыточного количества и разнообразия). Поэтому система должна находиться в состоянии внутреннего и внешнего равновесия, что обеспечивает оптимальное приспособление к окружению и успешное развитие.

Основные признаки системы:

· целостность, связность или относительная независимость от среды и систем (наиболее существенная количественная характеристика системы). С исчезновением связности исчезает и система, хотя элементы системы и даже некоторые отношения между ними могут быть сохранены;

· наличие подсистем и связей между ними или наличие структуры системы (наиболее существенная качественная характеристика системы). С исчезновением подсистем или связей между ними может исчезнуть и сама система;

· возможность обособления или абстрагирования от окружающей среды, т.е. относительная обособленность от тех факторов среды, которые в достаточной мере не влияют на достижение цели;

· связи с окружающей средой по обмену ресурсами;

· подчиненность всей организации системы некоторой цели (как это, впрочем, следует из определения системы);

· эмерджентность или несводимость свойств системы к свойствам элементов.

Целое всегда есть система, а целостность всегда присуща системе, проявляясь в системе в виде симметрии, повторяемости (цикличности), адаптируемости и саморегуляции, наличии и сохранении инвариантов.

3. Основные характеристики систем

Выделяют следующие характеристики систем:

1. Состояние -- множество существующих свойств, которыми обладает система в заданный момент времени. Этими свойствами могут быть:

· макропараметры или макросвойства (например, давление - удельный объем -температура);

· входные или выходные сигналы;

2. Поведение -- свойство системы переходить из одного состояния в другое. Если закономерности такого перехода не известны, то необходимо определить характер (алгоритм) поведения.

3. Развитие -- свойство, служащее для объяснения сложных термодинамических и информационных процессов, происходящих в системе, определяющих ее поведение.

4. Равновесие -- свойство системы при отсутствии внешних возмущений (или при постоянных внешних возмущениях) сохранять свое поведение сколь угодно долго. Выделяют статическое и динамическое равновесие.

5. Устойчивость -- способность системы возвращаться в состояние равновесия, из которого она была выведена под влиянием внешних возмущений. С точки зрения устойчивости различают следующие системы:

· устойчивые -- после вывода из равновесия в них возникают силы, стремящиеся вернуть их в равновесное состояние;

· неустойчивые -- после вывода из равновесия в них возникают силы, стремящиеся еще больше удалить систему от равновесного состояния;

· безразличные -- после вывода из равновесия они переходят в новое состояние равновесия;

· полуустойчивые.

6. Открытость -- способность системы обмениваться со средой массой, энергией или информацией. Если система обладает способностью выполнять обмен только некоторыми компонентами, то соответственно выделяют:

· информационно-проницаемые системы;

· массопроницаемые системы;

· энергопроницаемые системы.

В открытых системах могут протекать процессы, которые противоречат фундаментальным закономерностям. В таких системах возможны негэнтропийные процессы, противоречащие II началу термодинамики (например «тепловой смерти вселенной»). Однако, в ряде случаев открытые системы ведут себя согласно общим законам (например, биологические системы стареют).

В закрытых системах цели функционирования задаются извне. В открытых системах, благодаря наличию активных элементов, они могут формироваться внутри системы, что делает их целенаправленными (целеустремленными или саморегулирующимися).

7. Величина -- эта характеристика определяется количеством элементов системы.

8. Сложность -- эта характеристика определяется количеством и характером связей элементов.

9. Разнообразие -- максимальное число состояний, которое может принимать система. Пусть в каждый момент времени состояние системы определяет m свойств, каждое из которых может принимать n значений. Чем больше m, тем сложнее система (или тем больше она по размерам). Чем больше n, тем сложнее сами свойства (тем больше режимов характеризует систему).

4. Актуальность и необходимость информационных систем

Внедрение информационных систем должно способствовать:

· получению более рациональных вариантов решения управленческих задач за счет внедрения математических методов и интеллектуальных систем и т.д.;

· освобождению работников от рутинной работы за счет ее автоматизации;

· обеспечению достоверности информации;

· замене бумажных носителей данных на машинные, что приводит к более рациональной организации переработки информации на компьютере и снижению объемов документов на бумаге;

· совершенствованию структуры потоков информации и системы документооборота в организации;

· уменьшению затрат на производство продуктов и услуг;

· предоставлению потребителям уникальных услуг;

· отысканию новых рыночных ниш.

Создание и использование информационных систем для любой организации нацелены на решение следующих задач.

· структура информационной системы, ее функциональное назначение должны соответствовать целям, стоящим перед организацией.

· информационная система должна контролироваться людьми и использоваться в соответствии с основными социальными и этическими принципами.

· информационная система должна способствовать производству достоверной, надежной, своевременной и систематизированной информации.

5. Пример анализа системы

Анализ системы автомобиль по ее классификации

Описание системы: автомобиль - это техническая (механическая), целостная система, состоящая из различных подсистем: охлаждения, подачи топлива и т.д. Подчинена основной цели - передвижение в пространстве. Благодаря связи между элементами, подсистемами и их согласованной работе автомобиль способен двигаться. Обладает свойством эмерджентности - в случае поломки даже при наличии всех частей не может выполнять основную функцию.

Это система с высокой степенью автоматизации. Связана с окружающей средой, с нерегулярным поступлением внешних воздействий (топлива, начала/окончания работы, возможности передвижения и т.д.). Обладает многоаспектностью - несет в себе технический аспект, экономический (стоимость), социальный (статус), психологический (преимущества и возможности при обладании машиной).

Полезность системы для человека - возможность комфортного, быстрого перемещения для решения собственных задач.

Заключение

Информационная система является человеко-компьютерной средой, составляющими элементами которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, различного рода технические и программные средства связи и люди. Её основная цель -- организация хранения, переработки, передачи информации, получение информационных продуктов и поддержка процесса принятия управляющих решений.

Создание и использование информационных систем нацелены на решение следующих задач: структура информационной системы, ее функциональное назначение должны соответствовать целям, стоящим перед организацией; информационная система должна контролироваться людьми и использоваться в соответствии с основными социальными и этическими принципами; информационная система должна способствовать производству достоверной, надежной, своевременной и систематизированной информации.

Список используемой литературы

1. Лаврушина Е.Г., Слугина Н.Л. Теория систем и системный анализ, Влд-к, 2007

2. Дегтярев Ю.И. Системный анализ и исследование операций.- М.:Высшая школа, 2002

3. Информатика. Компьютерные технологии. Пособие под ред. О.И.Пушкаря.- Издательский центр "Академия", Киев, - 2001 г.

4. Лагоша Б.А., Емельянов А.А. основы системного анализа.-М.: Изд-во МЭСИ, 1998.

5. Месарович М, Такахара Я. Общая теория систем:.-М.:Мир, 1998.

Размещено на Allbest.ru