Системата като сложен обект – стр
начало > Инструментариум
| Информация за документа | |
| Датата е добавена: | |
| размер: | |
| Налични формати за изтегляне: |
5. Системата като сложен обект
Процедурите за декомпозиция и класификация са възможни само за сложно организирани системи.
Всеки предмет или явление, в което е възможно разумно да се разграничат съставните части, ще наречем сложен обект.
Компонентите са свързани. Свойствата на сложния обект зависят както от вида на компонентите, така и от вида на връзките. Следователно, една от много важните характеристики на сложния обект е схемата на връзките или отношенията между неговите съставни части. Тази схема или мрежа от връзки между съставните части на сложен обект ще наричаме структура; съставни части (които вече не се разделят допълнително) - елементи. Сложен обект, който има свойството за цялост (емерджентност), се нарича система. Целостта на системата се проявява в това, че тя притежава свойства, които не са присъщи на нито един от нейните компоненти поотделно. „Човек, дори и много важен, не може да влачи обикновен дънер, камо ли да построи многоетажна къща“ (В. Маяковски). Нито един компютърен компонент, взет поотделно, не може да служи като устройство за обработка на информация.
Елементите на системата, като правило, са физически измерими. Затова въвеждаме още едно понятие – субстанция. Това е специфичният материал, в който са въплътени елементите на един сложен обект. Веществото може да бъде както строителен материал, така и верига от букви на хартия.
Разбира се, връзките между елементите могат да бъдат представени и от доста осезаема субстанция, например лепило,пирони или панти между съставните части на механична система. Но дори и в този случай общото количество вещество, съдържащо се в пантите, е несравнимо по-малко от количеството вещество, съдържащо се в частите на предмета. Следователно, често с основателна причина, същността на връзките може да бъде пренебрегната и структурата може да бъде анализирана като „схема на отношенията“.
За най-пълното разбиране на системата е необходимо да има възможно най-много информация за същността на елементите и за структурата на връзките и дори за същността на самата структура.
Често е възможно и дори необходимо да се пренебрегне същността не само на връзките, но и на самите елементи, да не се вземат предвид онези индивидуални свойства, които те притежават като независими обекти. В този случай възниква неволен въпрос: как след това да се разграничат елементите на системата, ако те са лишени от индивидуалност.
Оказва се, че разликите между свързаните елементи, лишени от съдържание, могат да бъдат изразени в структурни координатни термини, като по този начин им се приписват "лични имена".
С този подход системата (оригиналния сложен обект) по същество остава само абстрактна "структурна сянка", където дори елементите са просто снопове от връзки, възлите са местата, където отношенията се пресичат. Ако вместо "лични имена" поставим номера на елементи - отличители, то това ще е границата на схематизацията.
Този подход не е нещо ново и неочаквано. Теорията на графите дава примери за такава екстремна схематизация. (Може би това е част от неговата привлекателност - поради факта, че такава хомогенна по състав структура по-лесно се възприема от съзнанието като цялостно образувание).
5.1. Връзка между структура и субстанция
Може да изглежда, че ако вместо да изучаваме свойствата на системата, разгледаме само нейната структурна схема, къдетодори самите елементи са само "снопове от връзки", тогава ще се отдалечим от реалността, от материята. Това обаче не е така. Всъщност:
Много зависи от структурата на обекта. Нека си припомним поне разнообразието от химични съединения с еднаква груба формула (еднакъв брой атоми на различни химични елементи, включени в молекулата на веществото). Това разнообразие се постига единствено благодарение на различните структури на връзката в набора от едни и същи атоми.
Когато анализираме структурните характеристики на една система, ние се абстрахираме от субстанцията (и дори от нейната физическа природа). Например повечето електроинженери не се интересуват от какво е направен електронът – дали е „съставен“ от „това“ и няма вътрешна природа, която надхвърля настоящите ни представи. Много външно НЕ подобни системи в това отношение имат много общи характеристики, от които зависят много свойства на тези системи. Например, изследването на невроните на нервната система на кохлеята (128 части неврони), въпреки всичките им различия с човешката нервна система, ни позволява да установим някои важни характеристики на човешкото поведение (чиято нервна система включва десетки милиарди неврони).
Абстрахирането от съдържателните свойства на елементите и връзките на системата и описанието на системата изключително в структурен план не означава, че сме напълно лишени от възможността да имаме информация за същността на системата. В края на краищата всеки съществен елемент на системата от своя страна винаги може допълнително да се разглежда като независим комплексен обект. И тъй като много от неговите свойства също зависят от присъщите му структурни характеристики, това означава, че чисто индивидуалните характеристики на елемента като субстантивна единица също могат да бъдат отделно формулирани по отношение на уникалността на неговата структура.
И така, първо атомитеса открити от Демокрит чисто спекулативно, като най-малката неделима единица материя (т.е. спекулативно, структурно, абстрахирайки се от природата на елементите на системата) и едва след няколко хилядолетия е възможно да се структурират по-дълбоко и да се познае по-сложна природа.
„Изчерпателно изследване на системата“ в първото приближение означава, че е необходимо да се разработят достатъчно информативни (за задачата) списъци:
аспекти или перспективи на разглеждане на системи и начини за формализиране на резултатите от това разглеждане (нотация за описание на системата),
критерии за оценка на полезността на системите,
бази за декомпозиция (разделяне) на системи,
начини за изпълнение на системни функции,
целите на проектирането или изследването на системи.
Когато анализирате съществуващи и разработващи бъдещи системи (дизайн), важно е да запомните, че във външната среда те действат като многоизмерни, тоест трябва да отговарят на такива изисквания като правни, технически, икономически, информационни и организационни. В тази връзка са разработени съответните уточнени системни структури. В тази връзка трябва да се има предвид, че:
а) "Структурата е редовна стабилна връзка между елементите на системата, отразяваща взаимното пространствено и времево разположение на елементите. Това е структурата, която прави системата качествено определено цяло, тъй като включва взаимодействието на елементите помежду си по различни начини.
б) Структурата е най-важната характеристика на системата, тъй като при еднакъв състав на елементите, но при различно взаимодействие между тях, се променят както предназначението на системата, така и нейните възможности.
в) Процесът на развитие е цялост, която има структура. Законите на структурата на целостта определят структуратавсеки отделен процес. В крайна сметка е обичайно да се нарича структура не това, което е съставено от части, а това, което само по себе си определя съдбата на всяка част.
Структурните връзки в системите обикновено се определят от функциите, които всеки от компонентите на системата изпълнява. Например, общият отдел на организацията изпълнява функциите за получаване на кореспонденция и прехвърлянето й към изпълнителните отдели. В изпълнение на отчетната функция изпълнителните отдели предават документация на административните отдели.
Функцията е външно проявление на свойствата на даден обект в дадена система от отношения, определен начин, по който обектът взаимодейства с околната среда. Функциите се появяват под формата на действия и отразяват възможностите на системата.
И така, системата е представена както като структура, така и като специфична функция (набор от функции).
Друга, по-пълна дефиниция на системата е: „Системата е процесно единство“.
И именно процесите се свързват в едно цяло - системата, обектите и функциите на системата, структурата и функционалната структура. Засега е достатъчно да дефинираме процес, мрежа (структура) от взаимосвързани функции, изпълнявани последователно и паралелно. Най-важният пример за процес е примерът на технологиите, включително информационните технологии. Информационните технологии (ИТ) са процеси, които използват набор от инструменти и методи за събиране, обработка и предаване на данни (първична информация) за получаване на нова качествена информация за състоянието на обект, процес или явление (информационен продукт). Информационните технологии са процес, състоящ се от ясно регламентирани правила за извършване на операции, действия, етапи с различна степен на сложност върху данни, съхранявани в компютри.
6. Жизнени цикли на системите
Всяка система има както начало във времето, така и край. За кратко обозначение на това обстоятелство те казват, че то има свой специфичен жизнен цикъл. Най-простият е двуфазен цикъл, най-трудният е трифазен цикъл. Тези фази могат да бъдат разграничени във всяка система. Просто те ще се наричат по различен начин в зависимост от спецификата на системата.
6.1. Примери.
1. Разработване на образец и копие на нова технология по Г.С. Поспелов се реализира от последователността .
2. В някои версии на психоанализата се смята, че човек в своето развитие преминава през (или не винаги успешно) през следните осем етапа (фази) от жизнения цикъл: . В случай на "провали" в развитието, във всяка от фазите индивидът може да изпадне в съответните осем "лоши" състояния. В обикновения живот другите фази от живота на човека се наричат:.
3. Жизненият цикъл на една автоматизирана система включва осем етапа, всеки от които може да бъде разделен на етапи. Етапите могат да се изпълняват едновременно (паралелно) - тогава те могат да се разглеждат като канали от жизнения цикъл на процеса на разработка на автоматизирана система. Първите етапи от жизнения цикъл на АС са предпроектните етапи, които включват етапа на формиране на изискванията към системата и етапа на разработване на концепцията на системата. След това идва етапът на разработване на технически спецификации. След това - действителният етап на проектиране - разработване на проект, след това - технически проекти, след това - разработване на работна документация, въвеждане на системата в експлоатация и - етап на поддръжка на системата. Всички етапи, до поддръжката (работа на системата след въвеждането й в експлоатация) са скъпи за клиента на системата. Възвръщаемостта от системата може да се получи само на етапа на работа на системата.
Концепцията за жизнения цикъл помага да се организира информацията за системата за нейния първи пътобхващайки разбирането, да даде най-общите очертания на определена система като процес.
Нека използваме пример, за да покажем как дори минималното познаване на характеристиките на жизнения цикъл на системата може да доведе до дълбоки последици по отношение на въздействието върху системата. Всеки знае бича на производителите на картофи - нематодата, или на общ език - теления червей. Теленият червей навлиза в полето с поне една заразена семенна грудка и след като се размножи през сезона, частично остава в младите грудки и в по-голямата си част се капсулира в почвата в очакване на следващото засаждане на семена. Когато картофите се засаждат на полето през следващите сезони, теленият червей напуска капсулите, като е получил специфичен сигнал - миризмата на картофи. Предприемчивият изобретател на най-простия метод за справяне с нематода предложи изкопаване (разораване на полето) около седмица преди засаждането на семената и след това напръскване на екстракта от клубените върху почвата (без още да се засаждат самите клубени). Нематодата излиза от капсулите до миризмата на картофи, но не намира грудки и следователно умира в рамките на два или три дни, тъй като вече не може да се „капсулира“ обратно. Седмица по-късно можете да засадите картофи с гаранция на поле, което по същество е стерилно от нематода (въпреки че сред самите засадени клубени все още могат да бъдат уловени заразени).