Відмінності між імітаційним, інформаційним і структурним моделюванням

Зміст:

     Вступ

1. Класифікація систем
2. Предмет та методи застосування системного аналізу
3. Відмінності між імітаційним, інформаційним і структурним моделюванням

Висновок

Список використаної літератури

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. КЛАСИФІКАЦІЯ СИСТЕМ

Системні об’єкти існували в природі задовго до появи терміну „система”. Вони розвивалися незалежно від людства, від його поглядів і почуттів, незалежно від системного підходу. Вони розвивались спонтанно - в силу внутрішніх причин. Це біологічні системи, екосистеми, космічні системи. Безумовно, в природі існують системи що самоорганізуються, які на даному етапі розвитку людства, невідомі, але мало-помалу вони відкриваються і будуть відкриватись людству в процесі пізнання природи, удосконалення методів спостережень та розвитку технологій. В основі розвитку природних систем, як відомо, лежать системоутворюючі закони структурного і функціонального порядку (закони тяжіння, механіки і т. ін.).

В техніці, поряд з уживанням терміну „система”, досить часто використовується термін „комплекс” – сукупність предметів чи явищ, що становлять єдине ціле.

Таким чином, в природі - системи; в техніці - комплекси. Якщо ми ведемо мову про систему, то перед усім підкреслюємо цілісний характер матеріального об'єкта або процесу.

Класифікація є операцією об’єднання, бо множина об’єктів, що підлягає класифікації, поєднується у певні групи за характерними ознаками.

Класифікаційними ознаками є ті ознаки, які на думку класифікатора є визначальними для даного класу об’єктів. Класифікація проводиться тільки тоді, коли є множина об’єктів і необхідно серед них встановити певний порядок, об’єднати їх у певні групи за певними ознаками. Признак або їх сукупність, по яким об'єкти поєднуються в класи, є основою класифікації.

Клас - це сукупність об'єктів, що володіють деякими спільними признаками. Класифікація у будь-якій області знань, це надзвичайно важлива задача і представляє собою виключно складну справу. Причин декілька. Найбільш істотною з них є велика кількість конкретних варіацій систем, що іноді взагалі складається враження їх повного співпадання з усіма типами наявних об’єктів. Інша проблема полягає в абстрактності розуміння самої системи. Крім того, до цього часу не розроблені загальні параметри, які характеризують систему.

Найважливіше призначення класифікації – опис властивостей її класів і підкласів, видів і підвидів, об’єктів та елементів, котрий надає можливість використовувати її для ідентифікації конкретних систем, з якими зіштовхується дослідник, інженер і т. ін. Класифікація дозволяє узагальнити накопичений досвід, впорядкувати поняття предметної області. Не є виключенням у цьому і системний аналіз.

Класифікацію систем виконують зазвичай, за ієрархічним  принципом. Ієрархічний принцип класифікації означає, що існує декілька рівнів класифікації і вони розташовані один вище другого.

Всяка класифікація завжди має абсолютну й відносну сторони. Абсолютна сторона означає, що система, віднесена до певного класу систем, має ті ж характеристики, що й інші системи даного класу, і підпорядковується тим же закономірностям. Відносність класифікації полягає в тому, що крім чітко визначеного поділу існують системи, які займають проміжне місце. Відносність означає також те, що система може бути віднесена до тієї або іншої групи залежно від того, з якої точки зору розглядаються система, які властивості цікавлять класифікатора в процесі аналізу, які проблеми вирішуються за допомогою даної системи. Всяка класифікація завжди є відносною та служить певній меті.

Кожна класифікація виконується спеціалістами, які займаються певними проблемами, і відображує підхід до проблеми класифікації з точки зору саме цих спеціалістів. Тому єдиної класифікації систем в даний час немає і навряд чи вона взагалі можлива.

Однією з перших спроб класифікувати системи була спроба Богданова О.О. В результаті безперервної взаємодії формується три види систем (комплексів), які Богданов О.О. розрізняв по ступеню їх організованості, - організовані, неорганізовані та нейтральні.

Нині існують самі різноманітні підходи до класифікації систем. Наприклад Гладких Б.А. в роботі передбачає поділ їх на два класи (рис. 1.1) – предметні і категорійні.

 

 

 

 

Рис. 1.1. Класифікація систем по Б.А. Гладких

 

Інша класифікація систем передбачає поділ їх на два класи - абстрактні і матеріальні (рис. 1.2)  .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1.2 Класифікація систем по С.А. Саркісяну

Матеріальні системи є об'єктами реального часу. Серед усього різноманіття матеріальних систем існують природні, штучні та змішані системи.

Природні системи представляють собою сукупність об'єктів природи, а штучні системи - сукупність соціально-економічних або технічних об'єктів, створених людиною. Змішані системи створені людиною, але в них важливу роль відіграє природна частина.

Природні системи, в свою чергу, поділяються на аерокосмічні і планетарні, фізичні та хімічні. Штучні системи можуть бути класифіковані по декількох признакам, головним з яких є роль людини в системі. По цьому признаку можна виділити два класи систем: технічні і організаційно-економічні системи.

В основі функціонування технічних систем лежать процеси, чинені машинами, а в основі функціонування організаційно-економічних систем - процеси, чинені людино-машинними комплексами.

Абстрактні системи - це абстрактне представлення образів або моделей матеріальних систем, які поділяються на описові (логічні) і символічні  (математичні).

Логічні системи є результат дедуктивного або індуктивного представлення матеріальних систем. Їх можна розглядати як системи понять і визначень (сукупність представлень) про структуру, про основні закономірності стану і про динаміку матеріальних систем.

Символічні (математичні) системи представляють собою формалізацію логічних систем, вони поділяються на три класи:

• статичні математичні системи або моделі, які можна розглядати як опис засобами математичного апарату стану матеріальних систем (рівняння стану);
• динамічні математичні системи або моделі, які можна розглядати як математичну формалізацію процесів матеріальних (або абстрактних) систем;
• квазістатичні (квазідинамічні) системи, що знаходяться в хитливому стані між статикою і динамікою, які при одних впливах ведуть себе як статичні, а при інших впливах - як динамічні.

Категорійні класифікації виділяють системи по певним признакам, спільним для всіх систем. Такий підхід був реалізований Б.А. Гладких на основі визначення системи О.І. Уємовим в тріаді „предмет” – „властивість” – „відношення”  табл. 1.1.

Класифікація систем по Б.А. Гладких

Категорійні характеристики	Компоненти системи
	Властивості	Елементи	Відношення
Моно
Полі
Статичні
Динамічні (функціонуючі)
Динамічні (що розвиваються)
Детерміновані
Випадкові
Прості
Складні

В класифікації В.Г. Афанасьєва чотири класи систем :

- системи, що існують в об’єктивні  реальності, неживій і живій природі, суспільстві;

- системи концептуальні, ідеальні, які іноді називають абстрактними;

- штучні, котрі створені людиною;

- змішані, в які входять системи і елементи вище перерахованих систем.

Однак в літературі наводяться і інші класифікації. Професор Ю.І. Черняк дає таку класифікацію систем  (рис. 1.3.).

 

 

 

 

 

Рис. 1.3. Класифікація систем по Ю. І. Черняку

  Великі системи - це системи, котрі не спостерігаються одночасно з позиції одного спостерігача або в часі, або в просторі. В таких випадках система розглядається послідовно по частинам (підсистемам), поступово переміщаючись на більш високу рівень. Кожна з підсистем одного рівня ієрархії описується однією і тією ж мовою, а при переході на наступний рівень спостерігач використовує вже метамову, яка представляє собою розширення мови першого рівня за рахунок засобів опису цієї саме мови. Створення цієї мови рівноцінно відкриттю законів породження структури системи і є самим цінним результатом дослідження.

Складні системи - це системи, які не можна скомпонувати з деяких підсистем. Це рівноцінно тому, що:

а)  спостерігач послідовно змінює свою позицію по відношенню до об'єкту і спостерігає його з різних сторін;

б)  різні спостерігачі досліджують об'єкт з різних сторін.

Приклад: вибір матеріалу вітрового скла автомобіля. Задачу не можна вирішити без того, щоб не розглянути цей об'єкт в самих різних аспектах і різних мовах: прозорість і коефіцієнт переломлення - мова оптики; міцність і пружність - мова фізики; наявність верстатів і інструментів для виготовлення - мова технології; вартість і рентабельність - мова економіки і т. ін.

Кожний зі спостерігачів відбирає підмножину матеріалів, задовольняючих його вимогам і критеріям. В області перетинання підмножин, відібраних усіма спостерігачами, метаспостерігач відбирає один-однісінький матеріал, працюючи в метамові, об'єднуючому поняття усіх мов нижчого рівня і що описує їх властивості і співвідношення.

Труднощі: підмножини, відібрані спостерігачами першого рівня, можуть не перетикатися. В такому випадку метаспостерігачеві треба скомандувати деяким з них (технологам, фізикам і т. ін.) знизити свої вимоги і, відповідно, розширити підмножини потенційних рішень. І тут: експертне опитування - найважливіший інструмент системного аналізу.

Системи можна порівнювати по ступеню складності, використовуючи різні аспекти самого цього поняття :

а)  шляхом порівняння числа моделей складної системи;

б)  шляхом зіставлення числа мов, використовуваних в складній системі;

в)  шляхом порівняння числа об'єднань і доповнень метамови.

 Динамічні системи (ДС) - це системи, що постійно змінюються. Всяка зміна, що відбувається в ДС, називається процесом. Його іноді визначають як перетворення входу у вихід системи.

Якщо у системи може бути тільки одна поведінка, то її називають детермінованою системою.

Імовірнісна система - система, поведінка якої може бути передбачена з певною ступеню імовірності на основі вивчення її минулої поведінки (протоколу).

Властивість рівноваги - здатність повертатися в первісний стан (до первісної поведінки), компенсуючи збурюючі дії середовища.

Самоорганізація ДС - здатність відновлювати свою структуру або поведінку для компенсації збурюючих впливів або змінювати їх, адаптуючись до умов навколишнього середовища.

Інваріант поведінки ДС - те, що залишається незмінним в її поведінці в будь-який відрізок часу.

 Кібернетичні, або керуючі системи - системи, за допомогою яких досліджуються процеси управління в технічних, біологічних і соціальних системах. Центральним поняттям тут є інформація - засіб впливу на поведінку системи. Важливим поняттям кібернетичних (керуючих) систем є поняття зворотного зв'язку (ЗЗ). ЗЗ - інформаційний вплив виходу на вхід системи.