1.6. Элементы

О терминологии.

При рассмотрении реальных систем отдельные их части называют:

- «модулями», «агрегатами», «блоками», «узлами» - в технике,

- «подпрограммами», «процедурами» - в программировании,

- «объектом», «подразделением» - в управлении организациями.

Поскольку мы рассматриваем наиболее общий подход к системам, то отдельные части системы будем называть элементами.

Свойства элементов.

Ранее отмечалось, что в классе реальных систем под системой понимается некий объект дискретной природы, состоящий из многих элементов и образующих некоторую целостность.

Давайте более детально рассмотрим, что представляют из себя эти элементы.

Для примера рассмотрим солнечную систему. В нее входят солнце, планеты, спутники планет, кометы, астероиды и другие астрономические объекты. Попробуем изменить масштаб рассмотрения элементов, и, покрутив колесико телескопа, обратим свой взор на один из элементов солнечной системы планету под названием Земля. По мере приближения Земли мы увидим облачный покров, укутывающий Землю, ее атмосферу, океаны, материки, моря, леса и пустыни, реки, города. Мы можем еще больше приблизиться к Земле и заглянуть внутрь нее. Под поверхностью Земли также все очень непросто. Исследуя ее можно увидеть земную кору, мантию, ядро.

То есть э л е м е н т рассматриваемой нами солнечной системы оказался не таким уж элементарным.

Отсюда следует простой вывод: то, что называется в системе элементом, как правило, представляет собой сложный объект, который может также рассматриваться в качестве системы.

Верно также и обратное утверждение: любая система может быть представлена в качестве элемента более сложной системы.

Здесь мы впервые сталкиваемся с понятием масштаба системы, которое часто явно не упоминается, но играет важную роль в прикладном системном анализе.

Само существование двух подходов к анализу систем: микроподхода и макроподхода является следствием изменения масштаба изучения системы.

Любой элемент системы может быть рассмотрен в качестве «черного ящика», т.е. у него есть Вход, Выход и внутри самого элемента происходят некоторые преобразования.

Остановимся на основных характеристиках «черного ящика » более детально.

Если вход «черного ящика» или входное воздействие меняется во времени, для него используется понятие входная переменная. В том случае, если входную переменную можно каким–либо образом количественно измерить (получить численное значение), то тогда говорят о входных параметрах.

๏ Параметр - мера количественного описания свойства.

Аналогично можно говорить и о выходных переменных и параметрах.

В зависимости от того, какую роль играют Входы, их можно разделить на управления, возмущения.

Для задач системного анализа входные воздействия можно классифицировать также по содержанию: материальные, энергетические, информационные или любая их комбинация.

Наблюдая за Выходом «черного ящика» можно оценить его поведение, т.е. как элемент реагирует на внешнее воздействие и какую деятельность он может выполнять.

๏ Поведение элемента – это то, как он действует и реагирует на входные воздействия. Другими словами – поведение это его наблюдаемая и проверяемая извне деятельность.

Наблюдая за поведением элемента можно оценить его назначение – его функцию.

๏ Функция это то, что элемент должен выполнять :

Если Х действительно является функцией, то имеет смысл следующее предложение: Система должна выполнять Х.

Поскольку элемент – это часть системы, то поведение каждого элемента системы влияет на поведение системы в целом.

Каждый элемент в системе можно охарактеризовать не только его поведением, но и состоянием.

Под состоянием элемента понимается характеристика всех его свойств и значений входных и выходных параметров, зафиксированная в некоторый момент времени. Поскольку параметры элемента изменяются, то и состояние элемента обычно меняется во времени.

๏ Состоянием элемента называется одно из условий, в которых элемент может находиться при изменении его параметров.

Для элемента можно говорить о состоянии входа, внутреннем состоянии и состоянии выхода. При этом внутреннее состояние элемента ненаблюдаемо, но его можно оценивать по состоянию выходов.

Изменение состояний во времени раскрывает поведение элемента. При этом поведение может рассматриваться как процесс.

๏ Процесс - последовательная смена состояний.

Обобщая вышесказанное можно ввести следующее определение:

๏ Элемент – это внутренняя исходная единица, функциональная часть системы, собственное строение которой не рассматривается, а учитываются лишь ее свойства, необходимые для построения и функционирования системы.

Любая совокупность элементов, в зависимости от целей анализа, может рассматриваться как подсистема анализируемой системы.

Совокупность всех элементов системы образуют ее состав. Одна из начальных процедур системного анализа заключается в определении состава системы, т.е. в определении перечня элементов, входящих в систему.

Уже на этой стадии системного анализа возникают определенные сложности для системного аналитика. Что включить в состав системы? Вопрос далеко не праздный. Вернемся к тому факту, что аналитик прежде всего имеет дело с абстрактной моделью, с набором понятий, которые описывают реальную систему или решаемую проблему. И в зависимости от поставленных целей можно по-разному их рассматривать.

Например, рассмотрим такую достаточно известную систему как самолет. С точки зрения различных лиц, от которых можно потребовать дать описание самолета, будет получено его различное описание. Для Генерального Конструктора самолета элементный будет состав один, для диспетчера аэропорта - состав другой, для летчика – третий, потому что каждый имеет свой образ реальной системы, свой набор понятий и создает свою абстрактную систему, в которой присутствуют только элементы важные для его собственной деятельности.

В принципе, при начальном анализе системы, при исследовании ее элементного состава, в целях лучшего уяснения задачи следует ввести некоторую классификацию элементов, объединить их в одинаковые или близкие группы.