Четвертое свойство систем – структура.

Структура отражает определенные взаимосвязи, взаиморасположение составных частей системы, ее устройство (строение).

Структура системыесть уже не отношение элементов, а отношение их отношений, которые образуют обычно ступенча­тую, иерархическую конструкцию. Структура системы пред­ставляет собой дальнейшую абстракцию, выделение в чистом виде системного отношения, когда элементы и конкретные от­ношения между ними временно остаются неспецифицированными. Понятие структуры играет чрезвычайно важную роль в сис­темном анализе. В зависимости от знания структуры классифи­цируют проблемы.

Знание структуры системы – это знание закона, по которо­му порождаются элементы системы и отношения между ними (в пространстве, во времени или в любой другой координате). На­блюдатель, определяя структуру системы, как бы пытается вос­становить чертежи конструкции изучаемого им конкретного объ­екта, согласно которым он создан людьми или природой. Правда, один реальный объект может иметь тысячи и миллионы разных структур.

В сложных системах структура включает не все элементы и связи, а лишь наиболее существенные компоненты и связи, которые мало меняются при текущем функционировании системы и обеспечивают существование системы и ее основных свойств. Одна и та же система может быть представлена разными структурами в зависимости от стадии познания объектов или процессов, от аспектов их рассмотрения, цели создания.

Внешняя среда, границы системы, существенные и несущественные связи.Вводя понятие система мы ограничиваем количество эле­ментов, входящих в систему. При этом подразумевается, что су­ществует множество элементов за пределами системы, которая функционирует не сама по себе, а во взаимодействии с окру­жающими ее элементами, составляющими внешнюю среду для данной системы. Под внешней средойпонимается все то, что находится вне системы и влияет на функционирование си­стемы либо само находится под ее воздействием. Внешней сре­дой называется некоторое множество элементов, находящихся вне системы и взаимодействующих с системой в целом или от­дельными ее элементами. Другими словами: внешняя среда – это множество существующих вне системы элементов любой природы, влияющих на систему или находящихся под ее воз­действием в условиях рассматриваемой задачи.

Отсюда вытекает, что надо установить границы системы, т.е. определить, какие элементы считать взаимодействующими в ее рамках, а какие – взаимодействующими как часть внешней среды. Необходимо провести границу как можно четче, так как от этого иногда зависит возможность последующего исследова­ния и проектирования системы.

В любой системе число взаимодействий велико, поэтому не­обходимо ограничить число учитываемых взаимосвязей. Они де­лятся на существенные и несущественные(маловажные), прак­тически не влияющие на функционирование системы и на точность получаемых ре­шений, потому их не следует учитывать. Су­щественные связи нель­зя исключать из рассмо­трения (рис. 1.3). Об­щее правило, которым следует пользоваться при определении множества элементов, образующих систему, заключается в сле­дующем: нельзя объединять несовместимое и пытаться разделить неделимое.

Рис. 1.3. Связи системы

Классификацию систем можно осуществить по разным критериям. Проводить ее жестко – невозможно, она зависит от цели и ресурсов. Приведем основные способы классификации (возможны и другие критерии классификации систем) [6].

1. По отношению системы к окружающей среде:

- открытые (есть обмен ресурсами с окружающей средой);

- закрытые (нет обмена ресурсами с окружающей средой).

2. По происхождению системы (элементов, связей, подсистем):

- искусственные (орудия, механизмы, машины, автоматы, роботы и т.д.);

- естественные (живые, неживые, экологические, социальные и т.д.);

- виртуальные (воображаемые и, хотя реально не существующие, но функционирующие так же, как и в случае, если бы они существовали);

- смешанные (экономические, биотехнические, организационные и т.д.).

3. По описанию переменных системы:

- с качественными переменными (имеющие лишь содержательное описание);

- с количественными переменными (имеющие дискретно или непрерывно описываемые количественным образом переменные);

- смешанного (количественно-качественное) описания.

4. По типу описания закона (законов) функционирования системы:

- типа «черный ящик» (неизвестен полностью закон функционирования системы; известны только входные и выходные сообщения);

- не параметризованные (закон не описан; описываем с помощью хотя бы неизвестных параметров; известны лишь некоторые априорные свойства закона);

- параметризованные (закон известен с точностью до параметров и его возможно отнести к некоторому классу зависимостей);

- типа «белый (прозрачный) ящик» (полностью известен закон).

5. По способу управления системой (в системе):

- управляемые извне системы (без обратной связи, регулируемые, управляемые структурно, информационно или функционально);

- управляемые изнутри (самоуправляемые или саморегулируемые - программно управляемые, регулируемые автоматически, адаптируемые - приспосабливаемые с помощью управляемых изменений состояний, и самоорганизующиеся - изменяющие во времени и в пространстве свою структуру наиболее оптимально, упорядочивающие свою структуру под воздействием внутренних и внешних факторов);

- с комбинированным управлением (автоматические, полуавтоматические, автоматизированные, организационные).