Tizimlar nazariyasining asosiy tushunchalari

Vujudga kelishi tizimlarning eng muhim xususiyatlaridan biridir. Bu tizimning xususiyatlarini uning elementlari xususiyatlariga qaytarib bo'lmaydiganligi; boshqacha qilib aytganda, paydo bo'lish - bu uning tarkibiy qismlarida yo'q bo'lgan yaxlitlikning yangi fazilatlarining mavjudligi. Shunday qilib, butunning xossalari, uni tashkil etuvchi elementlar xossalarining oddiy yig'indisi emas, garchi ular ularga bog'liq bo'lsa. Shu bilan birga, tizimga birlashtirilgan elementlar tizimdan tashqarida o'ziga xos xususiyatlarini yo'qotishi yoki yangilariga ega bo'lishi mumkin.

Tenglik- ma'lum bir murakkablik sinfidagi tizimlarning cheklash imkoniyatlarini tavsiflovchi tizimning eng kam o'rganilgan xususiyatlaridan biri. Ushbu atamani taklif qilgan L. fon Bertalanffi aniqlandi tenglik Ochiq tizimga tizimning qobiliyati sifatida (boshlang'ich shartlar bilan to'liq aniqlangan yopiq tizimlardagi muvozanat holatlaridan farqli o'laroq) vaqt va boshlang'ich sharoitlardan mustaqil holatga erishish qobiliyati sifatida qo'llaniladi, bu faqat tizim parametrlari bilan belgilanadi. Ushbu kontseptsiyani joriy etish zarurati tizim murakkabligining ma'lum darajasidan kelib chiqadi. Tenglik - tashqi sharoitlarga bog'liq bo'lmagan ma'lum bir cheklov holatiga erishish uchun tizimning ichki moyilligi. Fikr tenglik tashkilotning ma'lum bir chegara darajasini belgilaydigan parametrlarni o'rganishdir.

Element odatda tizimning eng oddiy bo'linmaydigan qismi sifatida tushuniladi. Bo'linmaslik g'oyasi ob'ektni tizim sifatida ko'rib chiqish maqsadi bilan bog'liq. Shunday qilib, element - bu ma'lum bir muammoni hal qilish nuqtai nazaridan tizimni ajratish chegarasi.

Tizimni zudlik bilan emas, balki elementlardan kattaroq, ammo umuman tizimdan kichikroq kichik tizimlarga ketma-ket ajratish orqali ajratish mumkin. Tizimni quyi tizimlarga bo'lish imkoniyati tizimning umumiy maqsadiga erishishga qaratilgan nisbatan mustaqil funktsiyalarni bajarishga qodir bo'lgan elementlar to'plamini ajratish bilan bog'liq. Pastki tizim uchun subgoalni shakllantirish kerak, bu uning asosiy omili.

Agar vazifa nafaqat tizimni atrofdan ajratish va uning xatti-harakatlarini o'rganish, balki uning ichki tuzilishini tushunishdan iborat bo'lsa, unda tizimning tuzilishini (lotincha structura - tuzilishi, joylashuvi, tartibi) o'rganish kerak. Tizimning tuzilishiga uning elementlari, ular orasidagi bog'lanishlar va ushbu ulanishlarning atributlari kiradi. Ko'pgina hollarda "struktura" tushunchasi odatda grafik displey bilan bog'liq, ammo bu kerak emas. Strukturani matritsalar, grafikalar to'plam-nazariy tavsiflari shaklida ham taqdim etish mumkin.

"Bog'lanish" tushunchasi elementlar orasidagi zarur va etarli munosabatlarni ifodalaydi. Aloqa atributlari:

■ diqqat;

■ belgi.

Yo'nalish bo'yicha, ulanishlar mavjud:

■ yo'naltirilgan;

■ yo'naltirilmagan.

Yo'naltirilgan havolalar, o'z navbatida, quyidagilarga bo'linadi:

■ to'g'ri chiziqlar;

■ teskari.

Ko'rinish kuchi bilan aloqalar ajralib turadi:

■ zaif;

■ kuchli.

O'zaro munosabatlar tabiati bo'yicha ular quyidagilarga bo'linadi:

■ bo'ysunish aloqalari;

■ kelib chiqish aloqasi.

Subordinatsiya munosabatlarini quyidagilarga bo'lish mumkin.

■ chiziqli;

■ funktsional.

Avlod aloqalari nedensel munosabatlarni xarakterlaydi.

Elementlar orasidagi aloqalar ma'lum bir tartib, ichki xususiyatlar, tizimning ishlashiga e'tibor berish bilan tavsiflanadi. Tizimning bunday xususiyatlari uni tashkil etish deb ataladi.

Strukturaviy aloqalar elementlardan nisbatan mustaqil bo'lib, bir tizimdan ikkinchisiga o'tishda o'zgarmas rol o'ynashi mumkin. Bu shuni anglatadiki, bitta tabiat ob'ektlarini aks ettiruvchi tizimlarni o'rganishda aniqlangan qonuniyatlardan boshqa tabiat tizimlarini o'rganishda foydalanish mumkin. Aloqa, shuningdek, o'z elementlari va aloqalariga ega bo'lgan tizim sifatida taqdim etilishi va ko'rib chiqilishi mumkin.

Ushbu so'zning tor ma'nosidagi "tuzilish" tushunchasini tizimni shakllantiruvchi munosabatlar tushunchasi bilan aniqlash mumkin, ya'ni tuzilmani tizim yaratuvchi omil deb hisoblash mumkin.

Keng ma'noda, struktura nafaqat tizimni yaratadigan munosabatlar, balki elementlar o'rtasidagi munosabatlarning butun majmui sifatida tushuniladi.

Tizimni shakllantiruvchi munosabatlarni atrof-muhitdan ajratib qo'yish usuli muhokama qilinadigan narsalarga bog'liq: hali mavjud bo'lmagan tizim dizayni yoki ma'lum ob'ekt, moddiy yoki idealning tizimli tasvirini tahlil qilish. Turli xil tuzilmalar mavjud. Ularning eng mashhurlari shakl. 3.2.

Tarmoq

3.2-rasm Tizim tuzilmalarining turlari

Tizimlarning tasnifi. Umumiy tasnif: mavhum tizimlar; maxsus tizimlar; ochiq tizimlar; yopiq tizimlar; dinamik tizimlar; moslashuvchan tizimlar; ierarxik tizimlar, ularning xususiyatlari. Xususiyatlari bo'yicha tasniflash: kelib chiqishi bo'yicha; o'zgaruvchilarning tavsifi bo'yicha; boshqaruv usuli bilan; operatorlarning turlari bo'yicha.

Keling, tizimlarning ayrim turlarini ko'rib chiqaylik.

Abstrakt tizimlar - bu barcha elementlari tushunchalar bo'lgan tizimlar.

Beton tizimlar - bu elementlari jismoniy ob'ektlar bo'lgan tizimlar. Ular tabiiy (inson ishtirokisiz paydo bo'ladigan va mavjud) va sun'iy (inson tomonidan yaratilgan) bo'linadi.

Ochiq tizimlar - bu atrof-muhit bilan materiya, energiya va axborot almashadigan tizimlar.

Yopiq tizimlar bu tashqi muhit bilan almashinuvga ega bo'lmagan tizimlardir.

Sof shaklda ochiq va yopiq tizimlar mavjud emas.

Dinamik tizimlar umumiy tizim nazariyasida markaziy o'rinlardan birini egallaydi. Bunday tizim kirish va chiqishga ega bo'lgan tuzilgan ob'ekt bo'lib, unga ma'lum vaqtlarda kirish mumkin bo'lgan va undan materiya, energiya, ma'lumot olish mumkin bo'lgan ob'ekt kiradi. Ba'zi dinamik tizimlarda jarayonlar o'z vaqtida doimiy ravishda davom etsa, boshqalarda faqat diskret vaqtlarda sodir bo'ladi. Ikkinchisi diskret dinamik tizimlar deyiladi. Ikkala holatda ham, tizimning xatti-harakatlarini ma'lum bir vaqt oralig'ida tahlil qilish mumkin deb taxmin qilinadi, bu to'g'ridan-to'g'ri "dinamik" atamasi bilan belgilanadi.

Adaptiv tizimlar - dastlabki noaniqlik va o'zgaruvchan tashqi sharoit sharoitida ishlaydigan tizimlar. Adaptatsiya tushunchasi fiziologiyada shakllangan bo'lib, u organizmning ichki va tashqi sharoit o'zgarishiga moslashishini ta'minlaydigan reaktsiyalar majmuasi sifatida tavsiflanadi. Adaptatsiyani boshqarish nazariyasida dastlabki zudlik va o'zgaruvchan tashqi sharoitlar bilan maqbul holatga erishishga qaratilgan tizimdagi ma'lumotlarni to'plash va ulardan foydalanish jarayoni deyiladi.

Ierarxik tizimlar - elementlari bir-biri bilan vertikal bog'liq bo'lgan darajalari bo'yicha guruhlangan tizimlar; darajalar elementlari esa dallanadigan natijalarga ega. Ilmiy va kundalik foydalanishda "ierarxiya" tushunchasi doimiy ravishda mavjud bo'lsa-da, ierarxik tizimlarni batafsil nazariy o'rganish nisbatan yaqinda boshlandi. Ierarxik tizimlarni hisobga olgan holda biz qarama-qarshilik tamoyilidan foydalanamiz. Qarama-qarshilik ob'ekti sifatida chiziqli tuzilishga ega (radial, markazlashtirilgan) tizimlarni olaylik. Markazlashtirilgan boshqaruvga ega tizimlar boshqaruv harakatlarining o'ziga xosligi va bir yo'nalishi bilan ajralib turadi. Ulardan farqli o'laroq, ierarxik tizimlar, o'zboshimchalik xarakteridagi tizimlar (texnik, iqtisodiy, biologik, ijtimoiy va boshqalar) funktsional, tashkiliy yoki boshqa ma'noda ko'p darajali va tarmoqlangan tuzilishga ega. Umuminsoniy xususiyati va qator ustunliklari tufayli, masalan, chiziqli tuzilmalar, ierarxik tizimlar boshqaruv nazariyasi va amaliyotida alohida e'tibor mavzusidir. Ierarxik tizimlarning afzalliklari, shuningdek mahalliy ta'sir erkinligini, bitta nazorat punkti orqali juda katta hajmdagi axborot oqimlarini o'tkazishga ehtiyoj yo'qligini va ishonchliligini o'z ichiga olishi kerak. Agar markazlashtirilgan tizimning bitta elementi ishlamay qolsa, butun tizim ishlamay qoladi; agar ierarxik tizimdagi bitta element ishlamay qolsa, butun tizimning ishlamay qolish ehtimoli ahamiyatsiz. Barcha ierarxik tizimlar quyidagilar bilan tavsiflanadi:

■ tizimni (quyi tizimni) tashkil etadigan darajalarning ketma-ket vertikal joylashuvi;

■ yuqori darajadagi quyi tizimlar harakatlarining ustuvorligi (aralashish huquqi);

■ yuqori darajadagi quyi tizim harakatlarining ularning funktsiyalarining quyi darajalarining haqiqiy bajarilishiga bog'liqligi;

■ quyi tizimlarning nisbiy mustaqilligi, bu murakkab tizimning markazlashgan va markazsiz boshqaruvini birlashtirishga imkon beradi.

Har qanday tasnifning odatiyligini hisobga olgan holda shuni ta'kidlash kerakki, tasniflashga urinishlar o'z-o'zidan izchillik xususiyatlariga ega bo'lishi kerak, shuning uchun tasnifni modellashtirishning bir turi deb hisoblash mumkin.

Tizimlar turli mezonlarga muvofiq tasniflanadi, masalan:

■ kelib chiqishi bo'yicha (3.3-rasm);

■ o'zgaruvchilar tavsifi (3.4-rasm);

Tasniflashning boshqa ko'plab usullari mavjud, masalan, energiya, moddiy, axborot resurslarini o'z ichiga olgan boshqaruvning resurslari darajasiga qarab.

Bundan tashqari, tizimlarni oddiy va murakkab, deterministik va ehtimollik, chiziqli va chiziqli bo'lmagan va boshqalarga bo'lish mumkin.

3.3-rasm Tizimlarning kelib chiqishi bo'yicha tasnifi

Shakl: 3.4. O'zgaruvchilar tavsifi bo'yicha tizimlarning tasnifi