Розділ «2.5. Системи складні і їх системотехнічне дослідження»

2.5.1. Терміни і основи пізнання систем складних

Термін система складна спочатку, а іноді і до цих пір використовується як синонім терміну система велика. Проте в науці існують переконливі обгрунтування відмінності цих понять.

Зокрема, великою системою називають таку, яку неможливо досліджувати інакше, як по підсистемах, а складною – таку систему, яка будується для вирішення багатоцільового, багатоаспектного завдання. Поняття "Система велика" ілюструє рис. 2.7 а.

Як видно з рисунку, для вивчення великої системи необхідний один спостерігач Н (мається на увазі не число людей, що беруть участь в дослідженні або проектуванні системи, а відносна однорідність їх кваліфікації). Це може бути, наприклад, або інженер, або економіст, або соціолог і тому подібне Тому об'єкт великої системи може бути описаний як би на одній мові, тобто за допомогою єдиного методу моделювання, хоча і по частинах, підсистемах.

Поняття система складна ілюструє рис. 2.7 6 – для вивчення системи необхідно декілька спостерігачів принципово різної кваліфікації. Наприклад: інженер, програміст, обчислювач, економіст, а можливо, і юрист, психолог і так далі.

Модель складної системи складається з безлічі блоків (елементів з Прихованою від зовнішнього спостерігача внутрішньою структурою), що взаємодіють між собою через функціональні зв'язки між видимими із зовні змінними.

Рис. 2.7. Схеми понять: "система велика", "система складна"

Структура такої системи зазвичай є ієрархічною. Множина елементів може змінюватися в процесі функціонування системи. Як правило, елементи системи характеризуються різними фізичними принципами дії, що не так помітно в підсумковій математичній моделі, але дуже важливо на етапі побудови моделі.

Щоб спроектувати складну систему, що складається з декількох простіших систем, що вимагають знань в різних галузях науки і техніки і взаємодіють певним чином, потрібні фахівці в кожній з цих областей. Вимоги, що пред'являються до ефективності такої системи, визначають високі вимоги до здібностей і кваліфікації її проектувальників.

Проте, як показує практика, повністю "охопити" і детально представити складну систему найчастіше неможливо. При цьому на практиці це і не завжди потрібно. Тому в процесі моделювання постійно існує проблема компромісу між простотою опису, що є однією з передумов розуміння, і необхідністю обліку численних і різнопланових характеристик системи.

Опис моделі морфологічний – це уявлення про будову системи. Глибина аналізу тут визначається, як правило, трьома чинниками: завданнями дослідження; значущістю впливу шарів структури, що пролягають нижче, на інтеграційні характеристики системи; досяжним ступенем зняття невизначеності.

Опис моделі функціональний вирішує завдання визначення поведінки системи, її можливостей, відношення системи до інших систем. Функціональний опис, також як і морфологічний, має ієрархічну схему і повинен відображати ієрархію функцій, процеси і параметри системи.

Опис системи інформаційний полягає у визначенні характеристик організації системи і оцінки її складності.

Опис моделі процесуальний дас уявлення про особливості процесів в системі і мінливості її властивостей. Центральним поняттям тут є поняття ЖЦ системи.

Опис моделі прагматичний не мас загального характеру. Для більшості природних систем прагматичні характеристики самі по собі не існують, а виникають лише в процесі деякої цілеспрямованої діяльності. Проте для систем штучних, тобто продукту цілеспрямованої діяльності людини такі характеристики існують завжди.

Складна динамічна система, що міняє свою поведінку в часі це наявність складної поведінки, тобто наявність у системи декілька якісно різних, послідовно змінюючих одна одну в часі поведінок, що інженери називають "режимами функціонування". Наприклад, басейн з двома трубами і складною поведінкою (при нормальному рівні і переповнюванні, і спустошенні). Такий тип поведінки можна реалізувати, якщо описати всю сукупність приватних поведінок. Це буде ієрархічна динамічна система в кожен конкретний момент часу, що описується деякою простою динамічною системою, тобто сукупність трьох простих динамічних систем: "Нормальний рівень", "Переповнювання", "Басейн порожній".

Зазвичай складна система будується для вирішення багатоцільового, багатоаспектного завдання. Тому особливістю складної системи є наявність у однієї системи "складної, складеної цілі" або навіть "різних цілей" і одночасно багатьох структур (наприклад, технологічною, адміністративною, комунікаційною, функціональною і так далі), для узгодження моделей яких необхідна особлива метамова.

2.5.2. Дослідження і опис автоматизованих систем

Система TEA є системою складною, де при всьому різноманітті даного визначення, достатньо важливою є наявність в системі ієрархічної структури, із-за чого систему TEA можна абсолютно обгрунтовано вважати складною, а сьогодні, відповідно, ієрархічною системою комплексної автоматизації.