Презентация "Классификация систем" по математике – проект, доклад

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ

Классификация систем. Классификация систем по сложности. Особенности больших систем . Организации как большие системы.

Классификацией называется распределение некоторой совокупности объектов на классы по наиболее существенным признакам. Класс - это совокупность объектов, обладающих некоторыми признаками общности. Любая классификация относительна. Классификация выступает в качестве инструмента системного анализа, позволяющего структурировать объект исследования.

Открытые и закрытые системы. Понятие открытой системы ввел Л. фон Берталанфи. Основные отличительные черты открытых систем - способность обмениваться со средой массой, энергией и информацией. Открытая система должна приспосабливаться к изменениям во внешней среде для того, чтобы продолжить свое функционирование. Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы от внешней среды.

Детерминированные и вероятностные системы Детерминированной системой следует считать систему, в которой составные части взаимодействуют точно предвидимым образом. Если задано предыдущее состояние системы и известна программа переработки информации, то, определив динамическую структуру системы, всегда можно предсказать ее последующее состояние. Напротив, для вероятностной системы нельзя сделать точного детального предсказания.

Классификация систем по степени организованности. Разделение систем по степени организованности было предложено В.В. Налимовым. При представлении объекта в виде плохо организованной или диффузной системы не ставится задача определить все учитываемые компоненты и их связи с целями системы. На основе выборочного, исследования достаточно представительной выборки компонентов системы получают характеристики или закономерности (статистические, экономические и т.п.), и распространяют эти закономерности на поведение системы в целом.

Представление объекта в виде хорошо организованной системы возможно в тех случаях, когда исследователю удается определить все элементы системы и их взаимосвязи между собой и связать их с целями системы в виде детерминированных (аналитических, графических) зависимостей. Самоорганизующиеся системы обладают признаками диффузных систем: стохастичностью поведения, нестационарностью отдельных параметров и процессов. К этому добавляются такие признаки, как способность адаптироваться к изменяющимся условиям среды, изменять структуру при взаимодействии системы со средой; формировать возможные варианты поведения и выбирать из них наилучший и др.

В литературе приводятся и другие классификации. Профессор Ю. Черняк дает такое подразделение систем: Большие системы (БС) — это системы, рассматриваемые последовательно по частям (подсистемам), постепенно перемещаясь на более высокую ступень. Каждая из подсистем одного уровня иерархии описывается одним и тем же языком, а при переходе на следующий уровень наблюдатель использует уже метаязык, порождающий структуру системы. Сложные системы (СС) - это системы, которые нельзя скомпоновать из некоторых подсистем. Системы можно соизмерять по степени сложности, используя разные аспекты самого этого понятия: а) путем соизмерения числа моделей СС; б) путем сопоставления числа языков, используемых в СС; в) путем соизмерения числа объединений и дополнений метаязыка.

Динамические системы (ДС) - постоянно изменяющиеся системы. Если у системы может быть только одно поведение, то ее называют детерминированной системой. Вероятностная система —поведение которой может быть предсказано с определенной степенью вероятности на основе изучения ее прошлого поведения. Кибернетические, или управляющие, системы (УС) - системы, с помощью которых исследуются процессы управления в технических, биологических и социальных системах. Центральным понятием здесь является информация - средство воздействия на поведение системы. Целенаправленные системы (ЦС) — системы, обладающие целенаправленностью. Достижение цели в большинстве случаев имеет вероятностный характер.

Классификация систем по В.Н. Спицнаделю

Часто оказывается необходимым провести разграничение внутри одного класса, не отказываясь тем не менее от общности в его рамках. Так появляются подклассы, что приводит к многоуровневой, иерархической классификации.

Классификация систем по способу управления

Классификации всегда относительны. Классификация систем не может рассматриваться как самостоятельная задача, выдвинутая безотносительно к предмету и целям исследования. Системы разделяют на классы по различным признакам, и в зависимости от решаемой задачи можно выбирать разные принципы классификации. Цель классификации - ограничить выбор подходов к отображению системы, рекомендовать выделенным классам соответствующие приемы и методы системного анализа. Системе может быть найдено место одновременно в разных классификациях, каждая из которых может оказаться полезной при выборе методов моделирования.

Классификация систем по сложности Существует ряд подходов к разделению систем по сложности. Г. Н. Поваров в зависимости от числа элементов, входящих в систему, выделяет четыре класса систем: малые системы, сложные, ультрасложные, суперсистемы. Б.С. Флейшман за основу классификации принимает сложность поведения системы. Английский кибернетик С. Бир разделяет все кибернетические 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. К. Боулдингом предложенна классификация по уровням сложности. По А. А. Вавилову сложная система представляет собой множество взаимосвязанных и взаимодействующих между собой подсистем, выполняющих самостоятельные и общесистемные функции и цели.

Математической базой исследования сложных систем является теория систем. В теории систем большой системой (сложной, системой большого масштаба, Lage Scale Systems) называют систему, если она состоит из большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов и способна выполнять сложную функцию. Примеры больших систем: информационная система; пассажирский транспорт крупного города; производственный процесс; система управления полетом крупного аэродрома; энергетическая система и др.

ОСОБЕННОСТИ БОЛЬШИХ СИСТЕМ: большое число элементов в системе (сложность системы); комплексный состав элементов и подсистем (материальных, информационных, денежных, энергетических и др.) и связей между ними; иерархичность структуры управления; открытость системы; наличие человека в контуре управления; наличие единой цели функционирования; устойчивость к внешним и внутренним возмущениям; способность к развитию.

Сложность системы Сложность системы определяется количеством составляющих ее элементов и возможных связей между ними. Степень сложности измеряется разнообразием системы. Разнообразие характеризует число возможных состояний системы. Комплексный состав системы, взаимосвязь и взаимодействие между элементами Элементами и подсистемами большой системы являются самые разнообразные по своей природе и принципам функционирования объекты. В БС разделение системы на элементы и подсистемы может быть произведено различными способами.

Иерархичность структуры управления Управление в БС может быть централизованным и децентрализованным. Централизованное управление (рис. а) предполагает концентрацию функции управления в одном центре БС. Децентрализованное — распределение функции управления по отдельным элементам БС (рис. б). Децентрализация управления позволяет сократить объем перерабатываемой информации, однако в ряде случаев это приводит к снижению качества управления. Для управления с иерархичной структурой управления характерно наличие нескольких уровней управления (рис. в).

Наличие человека в контуре управления Участие человека в БС требует, чтобы управление учитывало социальные, психологические, моральные и физиологические факторы, которые не поддаются формализации и могут быть учтены в системах управления только человеком; принятие решений на основе неполной информации, учет неформализуемых факторов — все это должен делать человек с большим опытом, хорошо понимающий задачи, стоящие перед системой.

Наличие единой цели функционирования, т.е. частные цели подсистем и элементов должны быть подчинены цели функционирования системы. Устойчивость к внешним и внутренним возмущениям. Это свойство подразумевает выполнение системой своих функций в условиях внутренних случайных изменений параметров и дестабилизирующих воздействий внешней среды. Способность к развитию. В основе развития систем лежат противоречия между элементами системы. Снятие противоречий возможно при увеличении функционального разнообразия, а это и есть развитие.

Организация - большая система Поскольку главный компонент организации (предприятия) - люди, то эта система является социальной. Главными показателями деятельности являются стоимостные (прибыль, себестоимость, рентабельность и др.). Следовательно, организация является экономической системой. Предприятие – это и организационная система, и одновременно - техническая система, поскольку в состав ее элементов входят технические устройства. С точки зрения управления организация представляет собой кибернетическую систему, а как объект, оказывающий влияние на состояние внешней среды - экологическую систему. Основной деятельностью организаций (предприятий) является производство материальных благ (услуг), поэтому это и производственные системы.

Организация (предприятие) как система подразделяется на две подсистемы: управляемую и управляющую. Управляемая система - объект управления, управляющая система - субъект управления. Управляемая система может характеризоваться как производственная, в этом случае ее структура может быть представлена производственной структурой предприятия. Поскольку управляемая система является одновременно технической, организационной и технологической, то, разрабатывая соответствующие структуры, можно выявить ее особенности, дать более полную характеристику. Выступая в роли социальной, управляемая система имеет тенденцию стремиться к самоуправлению. Поэтому управляющая система делегирует часть своих прав и функций оперативного управления коллективам производственных подразделений.

Рис.2. Управляющая система предприятия

Управляющая система предприятия достаточно сложна и может быть представлена, как кибернетическая, организационная, техническая, социальная и пр. Основное назначение управляющей системы - выработка управленческих решений на основе анализа ситуаций и воздействие на управляемую систему для достижения целей предприятия. Управляющую систему предприятия можно представить через организационную структуру управления. Предметом труда в управляющей системе является информация, а в качестве средства труда выступает организационная и вычислительная техника. Главная задача управляющей системы - преобразование информационного сырья в управленческие решения и контроль за реализацией этих решений в управляемой системе.

Некоторые свойства управляющих и управляемых систем

Управляющая система склонна: по закону Паркинсона (по закону Растущей Пирамиды) в первую очередь заботиться о своем развитии (численность управленческого персонала из года в год увеличивается);. постепенно освобождать себя от выполнения сложных и неприятных функций, заменяя их более простыми, более выгодными (например, функции контроля), дающими дополнительные права и материальные выгоды, а также снижающими ответственность за результаты работы; закреплять за собой функции, возможность проверки выполнения которых сомнительна.

Управляемая система склонна: недооценивать работу, выполняемую управляющей системой; считать, что она с успехом может выполнить функции управляющей и поэтому способна обходиться без таковой; при отсутствии задач, поставленных управляющей системой, вырабатывать собственные цели, не соответствующие целям организации.