Теоретико-множественный подход к описанию систем
Для получения математической модели процесса функционирования системы, чтобы она охватывала широкий класс реальных объектов, в общей теории систем исходят из общих предположений о характере функционирования системы:
1) система функционирует во времени; в каждый момент времени система может находиться в одном из возможных состояний;
2) на вход системы могут поступать входные сигналы;
3) система способна выдавать выходные сигналы;
4) состояние системы в данный момент времени определяется предыдущими состояниями и входными сигналами, поступившими в данный момент времени и ранее;
5) выходной сигнал в данный момент времени определяется состояниями системы, относящимися к данному и предшествующим моментам времени.
Первое предположение отражает динамический характер процесса функционирования в пространстве и времени. При этом процесс функционирования протекает как последовательная смена состояний системы под действием внешних и внутренних причин. 2-е и 3-е – отражают взаимодействие системы с внешней средой. В 4-м и 5-м предложениях отражается реакция системы на внутренние факторы и воздействия внешней среды: последействие и принцип физической реализуемости.
Последействие – это тенденции, определяющие поведение системы в будущем, зависят не только от того, в каком состоянии находится система в настоящий момент времени, но и в той или иной степени от ее поведения в предыдущие моменты времени.
Принцип физической реализуемости: система не реагирует в данный момент времени на «будущие» факторы и воздействия внешней среды.
Для описания систем ее подсистемы (или элементы) перечисляются с помощью некоторых множеств Vi и устанавливается характер связей между ними.
S Ì Ä {Vi, iÎI},где
Vi – i-тая компонента декартова произведения Ä Vi, называемая объектом системы S, I-множество индексов. Или иначе:
S Ì V1´V2´V3´...´Vm
Абстрактно-алгебраические модели описывают связи как семейство отношений (унарных, бинарных ... n-арных)
R = {R1,R2,...,Rn}
Под отношением, введенным на множестве А, понимается подмножество декартового произведения конечной степени An=A´A´....´Aданного множества A, т.е. подмножество кортежей (a1, a2,… an) из n элементов множества A.
Подмножество RÌAn называется n-местным или n-арным отношением в множестве A. Число n называется рангом или типом отношения R. Множество всех n-арных отношений в множестве A относительно операций È и Ç является булевой алгеброй.
Примеры отношений на множестве V «Люди»:
унарное отношение «мужчины»: R={vÎV | пол(v)=мужской}
бинарное отношение «старше»: R={(v1,v2)ÌV2 | возраст(v1)>возраст(v2)}
трехместное отношение «являются родителями»: {тройка, где 1-й элемент – отец, второй – мать, третий – ребенок}
Функциональные модели определят связи как множество отображений.
Если множество индексов I конечно, то разобьем его два подмножества Iu и Iy. В общем случае пересечение этих подмножеств может быть не пусто. Iu Ì I и Iy.Ì I. Множество U=Ä{Vi | iÌIu} назовем причинами, а множество Y=Ä{Vi | iÌIy} назовем следствиями. Тогда система S Ì U´Y. Система S называется функциональной, если она представляется в виде отображения S: U®Y.
Временные модели в качестве одного из объектов системы S вводят множество моментов времени Т.
Если элементы одного из объектов системы есть функции, например n: Tn®Vn, то этот объект называют функциональным. В случае, когда области определения всех функций для данного объекта V одинаковы, т.е. каждая функция отображает T в V, n: T®V, то T называется индексирующим множеством для n. Если индексирующее множество линейно-упорядочено, то его называют множеством моментов времени. Функции, определенные на множестве моментов времени, принято называть функциями времени. Объект, элементами которого являются временные функции, называют временным объектом, а системы определенные на временных объектах – временными системами.
Дата добавления: 2020-08-31; просмотров: 415;