Основні поняття теорії систем. Практична робота №1

1.

ОСНОВНІ ПОНЯТТЯ ТЕОРІЇ
СИСТЕМ
ПРАКТИЧНА РОБОТА 1

2.

О СНОВНІ
ПОНЯТТЯ,
ЩО
Х А РА К Т Е Р И З У Ю Т Ь
Основні поняття,
що характеризують
систему
Поняття,
що характеризують
будову системи
Поняття,
що характеризують
функціонування
та розвиток системи
Елемент
Стан
Компоненти
Поведінка
Підсистема
Рівновага
Зв язок
Стійкість
Структура
Розвиток
Мета
Життєвий цикл
СИСТЕМУ

3.

П О Н Я Т Т Я , Щ О Х А РА К Т Е Р И З У Ю Т Ь Б УД О ВУ С И С Т Е М И :
С И С Т Е М А , Е Л Е М Е Н Т, З В ’ Я З О К , К О М П О Н Е Н Т И І
П І Д С И С Т Е М А , М Е ТА , С Т Р У К Т У РА , ФУ Н К Ц І Я , В Л АС Т И В О С Т І
• Система – це сукупність елементів (підсистем)
• Об’єктом пізнання є частина реального світу, яку виділяють і сприймають за єдине ціле впродовж
тривалого часу.
• Об’єкт:
• - матеріальний і абстрактний;
• - природний і штучний.
• Елемент - найпростіша неподільна частина системи.
• Елемент:
• - символічний (мови, системи числення, алгоритми);
• - реальний (речові, фізичні).

4.

З В ’ Я З О К – ц е е л е м е н т и , я к і з д і й с н ю ю т ь б е з п о с е р е д н ю
в з а є м о д і ю м і ж е л е м е н т а м и ( а б о п і д с и с т е м а м и ) с и с т е м и ,
т а ко ж з е л е м е н т а м и і п і д с и с т е м а м и о т о ч е н н я
а
• Зв’язок - обмеження ступеня свободи елементів.
• Зв’язки:
• - за напрямком (направлені і ненаправлені );
• - за силою (на сильні та слабкі);
• - за характером або видом (зв’язки підпорядкування, зв’язки породження (або генетичні), рівноправні
(чи байдужі) зв’язки, зв’язки управління).
• Зворотний зв’язок:
Програма
Закон управління
Об єкт управління
Зворотний зв зок
• - додатний (зберігає тенденції зміни того чи іншого вихідного параметра в системі);
• - від’ємний – протидіє тенденціям зміни вихідного параметра, тобто спрямований на збереження,
стабілізацію необхідного значення параметра.

5.

КОМПОНЕНТИ
І
ПІДСИСТЕМИ
• Підсистема - відносно незалежна частину системи, що має
властивості системи:
• - має підмету, на досягнення якої спрямована підсистема;
• - властивості системи – властивість цілісності, комунікативності.
• Компоненти - сукупності однорідних елементів, що не мають
властивостей системи.

6.

МЕТА
Ідеальне
спрямування
Кінцевий
результат
Мета
Спонукання
до діяльності
Досяжність
Поняття мети

7.

Структура
–
це
стійка
множина
відношень,
яка
зберігається
т рива лий
час
не змінною,
принаймні
впродовж інтервалу спо стереження
• Структура - послідовне розчленування на підсистеми, компоненти, елементи зі взаємозв’язками між
ними.
• Структура може бути наведена:
• - графічним зображенням;
• - теоретико-множинним відношенням;
• - у вигляді матриць.
• Функція – це діяльність, робота, зовнішній прояв властивостей будь-якого об’єкта в даній системі
відношень.
• Властивості – це якості параметрів об’єктів, тобто зовнішні прояви того способу, за допомогою якого
одержують знання про об’єкт.

8.

П О Н Я Т Т Я , Щ О Х А РА К Т Е Р И З У Ю Т Ь ФУ Н К Ц І О Н У ВА Н Н Я
ТА РОЗВИТОК СИСТЕМ: СТАН, ПОВЕДІНКА,
Р І В Н О ВА ГА , С Т І Й К І С Т Ь , Р О З В И Т О К , П Р О Ц Е С И
Входи x(t)
Стан Z(t)
Виходи y(t)
Зворотний зв зок
• Входи системи - це різні точки прикладання впливу зовнішнього середовища на систему (інформація,
речовина, енергія тощо, які підлягають перетворенню).
• Виходи системи - це різні точки прикладання впливу системи на зовнішнє середовище (є результатом
перетворення інформації, речовини та енергії).
• Зворотний зв’язок з’єднує вихід зі входом системи й використовується для контролю за зміною
виходу

9.

ОБМЕЖЕННЯ
• Обмеження системи визначає умови її функціонування (реалізацію
процесу) та забезпечує відповідність між виходом системи та вимогою до
нього.
• Обмеження:
• - внутрішні (ресурси, що забезпечують реалізацію того чи іншого процесу);
• - зовнішні (мета функціонування системи).

10.

С ТА Н
• Стан - миттєва фотографія, «зріз» системи, зупинення в її розвитку.
• Стан системи - сукупність істотних властивостей, які система має в кожен момент
часу.
• Рух системи – це процес послідовної зміни її стану.
• Рух:
• Вимушений рух системи – зміна її стану під впливом зовнішнього середовища
(переміщення ресурсів за наказом).
• Власний рух – зміна стану системи без впливу зовнішнього середовища лише під
дією внутрішніх причин (власний рух системи «людина» - її життя як біологічного
(а не суспільного) індивіда, тобто харчування, сон, розмноження).

11.

С ТА Н С И С Т Е М И
• Дискретна система
• Функція станів:
• Статична
• Динамічна
Z t Fc x t
Z t Fc x t , Z t 1 , Z t 2 , ...
• Функція виходів
• Статична
• Динамічна
y t Fв x t
y t Fв x t , Z t 1 , Z t 2 , ...
• Безперервна система
• рівнянням змінних станів
• рівнянням спостережень
dZ t
Fc x t , Z t
dt
y t Fв x t , Z t

12.

• Рівновага - здатність системи за відсутності зовнішніх збурювальних впливів (або за постійних дій)
зберігати свій стан як завгодно довго. Цей стан називають станом рівноваги.
• Стійкість - здатність системи повертатися в стан рівноваги після того, як вона була з цього стану
виведена під впливом зовнішніх (а в системах з активними елементами – внутрішніх) збурювальних
впливів.
• Стан рівноваги, в який система здатна повертатися, називають стійким станом рівноваги.
• Пасивні форми стійкості: міцність, збалансованість, керованість, гомеостаз.
• Активні форми стійкості: надійність, живучість і здатність до адаптації.

13.

• Надійність – властивість збереження структури систем, незважаючи на загибель окремих її
елементів, за допомогою їх заміни або дублювання.
• Живучість – властивість системи зберігати обмежену працездатність в умовах зовнішніх впливів, що
призводять до відмов її складових частин.
• Здатність до адаптації – це властивість змінювати поведінку або структуру з метою збереження,
поліпшення або придбання нових якостей в умовах зміни зовнішнього середовища.
• Розвиток – незворотна, спрямована, закономірна зміна матерії та свідомості (виникає нова якість або
стан об’єкта).
• Життєвий цикл – період часу від виникнення потреби в системі та її становлення до зменшення
ефективності функціонування системи та її «смерті» або ліквідації.