Abordare clasică a modelelor de construcție- abordarea studiului relației dintre părțile individuale ale modelului prevede luarea în considerare a acestora ca o reflectare a relației dintre subsistemele individuale ale obiectului. Această abordare (clasică) poate fi folosită pentru a crea modele destul de simple.

Astfel, dezvoltarea unui model M bazat pe abordarea clasică înseamnă însumarea componentelor individuale într-un singur model, fiecare dintre componente rezolvând propriile probleme și fiind izolată de celelalte părți ale modelului. Prin urmare, abordarea clasică poate fi utilizată pentru a implementa modele relativ simple în care sunt posibile separarea și luarea în considerare independentă reciprocă a aspectelor individuale ale funcționării unui obiect real.

Două aspecte distincte ale abordării clasice pot fi remarcate:

Există o mișcare de la particular la general,

Modelul creat se formează prin însumarea componentelor sale individuale și nu ține cont de apariția unui nou efect sistemic.

Abordarea sistemelor- acesta este un element al doctrinei legilor generale ale dezvoltării naturii și una dintre expresiile doctrinei dialectice.

Cu o abordare sistematică a sistemelor de modelare, este necesar în primul rând să se definească clar scopul modelării. Deoarece este imposibil să se modeleze complet un sistem cu adevărat funcțional, se creează un model (model-sistem sau al doilea sistem) pentru problema pusă. Astfel, în ceea ce privește aspectele de modelare, scopul decurge din sarcinile de modelare solicitate, ceea ce vă permite să abordați alegerea criteriului și să evaluați ce elemente vor fi incluse în modelul creat M. Prin urmare, este necesar să aveți un criteriu de selectare. elemente individuale din modelul creat.

Importantă pentru abordarea sistemică este definirea structurii sistemului - totalitatea legăturilor dintre elementele sistemului, reflectând interacțiunea acestora.

O abordare sistematică permite rezolvarea problemei construirii unui sistem complex, luând în considerare toți factorii și oportunitățile proporționale cu semnificația acestora, în toate etapele studierii sistemului S și construirii unui model M.

Abordarea sistemelor înseamnă că fiecare sistem S este un întreg integrat chiar și atunci când constă din subsisteme disparate separate. Astfel, abordarea sistemică se bazează pe luarea în considerare a sistemului ca un întreg integrat, iar această luare în considerare în timpul dezvoltării începe cu principalul lucru - formularea scopului de funcționare.

Cu o abordare structurală sunt relevate compoziţia elementelor selectate ale sistemului S şi legăturile dintre ele. Totalitatea elementelor și legăturile dintre ele fac posibilă aprecierea structurii sistemului. Acestea din urmă, în funcție de scopul studiului, pot fi descrise la diferite niveluri de considerare. Cea mai generală descriere a structurii este o descriere topologică, care face posibilă definirea părților constitutive ale sistemului în cei mai generali termeni și este bine formalizată pe baza teoriei grafurilor.

Cu o abordare funcțională sunt luate în considerare funcțiile individuale, adică algoritmi pentru comportamentul sistemului, și este implementată o abordare funcțională care evaluează funcțiile pe care le îndeplinește sistemul, iar funcția este înțeleasă ca o proprietate care duce la atingerea scopului. Deoarece funcția afișează o proprietate, iar proprietatea afișează interacțiunea sistemului S cu mediul extern E, proprietățile pot fi exprimate fie ca unele caracteristici ale elementelor Si(j) și ale subsistemelor Si, sistemul sau sistemul S ca un intreg, per total.

Principalele etape de evaluare a sistemelor complexe.

Etapa 1. Determinarea scopului evaluării. Există două tipuri de obiective în analiza sistemelor. Un scop se numește calitativ, a cărui realizare este exprimată într-o scară nominală sau într-o scară de ordine. Se numește un scop cantitativ, a cărui realizare este exprimată în scale cantitative.

Etapa 2. Măsurarea proprietăților sistemului care sunt considerate semnificative în scopul evaluării. Pentru a face acest lucru, sunt selectate scalele adecvate pentru măsurarea proprietăților și tuturor proprietăților studiate ale sistemelor li se atribuie o anumită valoare pe aceste scale.

Etapa 3. Fundamentarea preferințelor pentru criteriile de calitate și criteriile de eficiență a funcționării sistemelor pe baza proprietăților măsurate pe scalele selectate.

Etapa 4. Evaluarea propriu-zisă. Toate sistemele studiate, considerate ca alternative, sunt comparate în funcție de criteriile formulate și, în funcție de obiectivele evaluării, sunt ierarhizate, selectate și optimizate.

Cursul 4.2. Metode și tehnologii de modelare

Obiective de modelare

În aproape toate științele despre natură, animată și neînsuflețită, despre societate, construcția și utilizarea modelelor este un instrument puternic de cunoaștere. Obiectele și procesele reale sunt atât de multiple și complexe încât cel mai bun mod de a le studia este deseori construirea unui model care să reflecte doar o anumită fațetă a realității și, prin urmare, de multe ori mai simplu decât această realitate și studierea acestui model mai întâi. Modelele sunt folosite pentru a rezolva diverse probleme. Din acest set, se pot distinge principalele scopuri ale utilizării modelelor:

1) înțelegeți cum este aranjat un anumit obiect, care este structura lui, proprietățile de bază, legile dezvoltării și interacțiunii cu lumea exterioară ( înţelegere);

2) să învețe să gestioneze un obiect (sau un proces) și să determine cele mai bune metode de management pentru scopuri și criterii date ( Control);

3) prezice consecințele directe și indirecte ale implementării metodelor și formelor specificate de impact asupra obiectului ( prognoza).

Clasic(sau inductiv) o abordare la modelare ia în considerare sistemul, trecând de la particular la general, și îl sintetizează prin îmbinarea componentelor dezvoltate separat. Abordarea sistemelor presupune o trecere consistentă de la general la particular, atunci când considerația se bazează pe scop, în timp ce obiectul se distinge de lumea înconjurătoare.

La crearea unui obiect nou cu proprietăți utile, se stabilesc criterii care determină gradul de utilitate al proprietăților obținute. Deoarece orice obiect de modelare este un sistem de elemente interconectate, este introdus conceptul de sistem. Sistemul S- există un set intenționat de elemente interconectate de orice natură. Mediul extern E este un ansamblu de elemente de orice natura existente in afara sistemului care afecteaza sistemul sau se afla sub influenta acestuia.

În modelarea sistemului, în primul rând, scopul modelării este clar definit. Crearea unui model al unui analog complet al originalului este o sarcină laborioasă și costisitoare, astfel încât modelul este creat pentru un anumit scop.

Importantă pentru o abordare sistematică este definiția structuri de sistem- un set de legături între elementele sistemului, reflectând interacțiunea acestora. Există o serie de abordări ale studiului sistemului și proprietăților sale, care includ structurale și funcționale. Când sunt structurale, compoziția elementelor selectate ale sistemului S și conexiunile dintre ele sunt relevate. Totalitatea elementelor și conexiunilor face posibilă aprecierea proprietăților părții selectate a sistemului. În abordarea funcțională sunt luate în considerare funcțiile (algoritmii) comportamentului sistemului, iar fiecare funcție descrie comportamentul unei proprietăți sub influența externă E. Această abordare nu necesită cunoașterea structurii sistemului, iar descrierea sa constă dintr-un set de funcțiile răspunsului său la influențele externe. Metoda clasică de construire a unui model folosește o abordare funcțională. Ca element al modelului, se ia o componentă care descrie comportamentul unei proprietăți și nu reflectă compoziția reală a elementelor. Componentele sunt izolate unele de altele, ceea ce nu reflectă bine sistemul modelat. Această metodă de construire a unui model este aplicabilă numai pentru sisteme simple, deoarece necesită includerea de funcții care descriu proprietățile sistemului, relații între proprietăți care pot fi prost definite sau necunoscute.

Odată cu complicarea sistemelor simulate, când este imposibil să se ia în considerare toate influențele reciproce ale proprietăților, se utilizează o metodă de sistem bazată pe o abordare structurală. În acest caz, sistemul S este împărțit într-un număr de subsisteme S i cu proprietăți proprii, care sunt mai ușor de descris prin dependențe funcționale, iar conexiunile dintre subsisteme sunt determinate. În acest caz, sistemul funcționează în conformitate cu proprietățile subsistemelor individuale și conexiunile dintre ele. Acest lucru elimină necesitatea descrierii relației funcționale dintre proprietățile sistemului S, ceea ce face modelul mai flexibil, deoarece modificarea proprietăților unuia dintre subsisteme schimbă automat proprietățile sistemului.

Cursul 4.3. Clasificarea modelului

În funcție de natura proceselor studiate în sistemul S și de scopul modelării, există multe tipuri de modele și modalități de clasificare a acestora, de exemplu, în funcție de scopul utilizării, prezența efectelor aleatorii în raport cu timpul. , posibilitatea de implementare, domeniul de aplicare etc.

În modelarea activității sociale ar trebui să fie prezente cel puțin două niveluri de determinare: dependența de logica internă a obiectului social studiat, fenomen, proces (ca urmare a dezvoltării istorice naturale) și dependența de atitudinile cognitive ale subiectului procesul de cunoaștere socială. Alegerea mijloacelor cognitive din toată diversitatea lor se realizează ținând cont de diferența dintre atitudinile, scopurile și obiectivele cercetării sociale (modelarea sistemului social, modelarea pentru anumite grupuri de obiecte, fenomene și procese sociale, dezvoltarea caracteristicilor evaluative ale modelelor corespunzătoare). , dezvoltarea modelelor de predicție socială etc.) .

Esența acestei abordări este de a prezenta procesul de modelare a activității sociale a prezentului și viitorului sub forma unor blocuri (module) structurale și funcționale separate, relativ independente, combinate într-o secvență specifică de operații, bazată pe logica internă a proces de modelare și prognoză socială bazat pe modele de căutare și prognostic normativ. Legătura logică a operațiunilor de modelare și prognoză socială într-o singură abordare sistem-funcțională este condiționată teoretic și practic predeterminată de următoarele circumstanțe. În primul rând, una dintre operațiunile principale (de bază) ale procesului de prognoză socială este dezvoltarea modelelor de prognostic ale obiectului, fenomenului sau procesului social studiat și alegerea variantei celei mai probabile a modificării acestora în perioada de plumb selectată (data), adică În cele din urmă, vorbim de schimbări alternative în anumite intervale de timp și în cadrul fragmentului considerat al spațiului social al anumitor modele sociale. În al doilea rând, de regulă, scopul final al construirii modelelor sociale, pe lângă obținerea de noi cunoștințe despre caracteristicile studiate, influențele reciproce ale elementelor structurale și alte calități ale unui obiect, fenomen sau proces social de interes pentru cercetător, este studiul posibilele lor modificări și transformări în viitor, adică o funcție predictivă este îndeplinită într-un anumit sens. Și, în cele din urmă, în al treilea rând și cel mai important, atât modelarea socială, cât și prognoza socială sunt incluse, cu cele mai importante elemente constitutive interdependente și complementare ale lor, într-o singură schiță de management social.

Schema 1. Model de analiză a situaţiei

Punctul de plecare al succesiunii logice considerate a operațiunilor de modelare socială este momentul primirii unei misiuni de stat sau a unui ordin de la departamentele interesate (organizații publice, structuri comerciale etc.) pentru a studia perspectivele de dezvoltare a unei anumite componente structurale a socialului. sistem pentru a prezice transformarea acestuia în spațiu și timp social. Sub spațiu socialîn acest caz, înțelegem totalitatea habitatelor, sistemelor de așezare și a mediului natural stăpânit (dezvoltat) de om, în cadrul cărora se desfășoară activitatea socială a unui individ, grup și societate în ansamblu. timp social este considerată ca o formă fundamentală de conviețuire socio-istorică a oamenilor și o resursă (condiție) necesară activităților acestora. În același timp, ar trebui să pornești de la faptul că, probabil, toate aspectele interacțiunii și influenței reciproce a ambelor sisteme sociale de complexitate diferită sau a componentelor lor individuale, precum și comportamentul unui individ sau al unui grup social sunt limitate condiționat la un anumit domeniul social.În cadrul acestui câmp, proprietățile oricărui eveniment în acest caz vor fi determinate de conexiunile acestuia cu sistemul de evenimente din care face parte.

De aici concluzia – toate evenimentele, fenomenele sau procesele care au loc într-un anumit sistem social (model), pe care îl considerăm conform principiului „aici și acum”, depind de schimbările care au avut loc în sistemul (modelul) sub considerație care a precedat imediat perioada considerată în timp și, de asemenea, cu un anumit grad de certitudine, poate fi extrapolată în viitor în anumite condiții, determinând astfel starea prezumtivă, prognostică a evenimentului, fenomenului sau procesului studiat în domeniul social.

La fel de subiect de modelare poate fi considerat orice aspect al realităţii sociale - un obiect social (subiect), un fenomen social, o funcţie socială (relaţie) sau un proces social (tip de activitate).

Primul bloc de cercetare. Este orientarea preliminară.

În timpul preorientării:

sunt specificate scopurile și obiectivele inițiale;

se formează o bază de date comună de informații (retrospectivă și actuală);

se determină structura organizației (grupului de lucru) implicat în implementarea modelării sociale a prezentului și viitorului; i

precum şi alte probleme organizatorice.

Se formează un pachet de metode specifice de prognostic, metode și tehnici de modelare, sunt selectați indicatorii sociali necesari, criteriile, ipotezele și restricțiile de model și prognoză, se selectează profunzimea retrospecției pe baza perioadei de plumb stabilite și alte instrumente de model-prognostic. sunt selectate. Aceasta este o listă aproximativă și departe de a fi completă a operațiunilor din perioada pregătitoare, care constituie conținutul principal al secvenței logice, combinate în prima - instalatie-metodologica si sistem tinta-bloc functional(SFB-1).

Al doilea bloc al studiului. Al doilea bloc funcțional de sistem este informativși evaluative și analitice (SFB-2). Include ansamblul acțiunilor intelectuale și logice de prelucrare, clasificare, analiză, sinteză, comparație, generalizare, formalizare a șirului de informații colectate în interesul studierii unei anumite probleme sociale. Eșantioanele de informații sunt grupate în funcție de criteriile modelului acceptat, profilul de prognoză și direcția auxiliară - fundalul prognozei. Sub fundal predictiv este înțeles ca un ansamblu de condiții de prognoză exterioare obiectului social studiat (fenomen, proces) care afectează semnificativ modificările modelelor de prognoză ale activității sociale și, ca urmare, soluționarea problemei prognozei. La construirea unui model de prognoză de fond, atât componentele sale standard (general acceptate) - științifice, tehnice, demografice, economice, sociale (sociologice), socioculturale, socio-politice și internaționale, cât și cele nestandardizate, caracteristice doar pentru problema socială sub studiu, sunt luate în considerare. De obicei se practică selectarea mai multor componente ale fondului de prognoză, care, la rândul lor, pot fi grupate în funcție influenţând activși trăsături pasive.În același timp, este studiată și experiența socială străină și internă relevantă. În acest caz, se consideră o condiție dată ca fundalul prognozei să includă și să fie luat în considerare conditii externe funcţionarea optimă a modelului dezvoltat de activitate socială.

Al treilea bloc de cercetare. De bază modelare și predictivă blocul funcţional-sistem, procesând fluxurile de informaţii provenite de la cele două SFB-uri anterioare, realizează o succesiune logică a operaţiilor de prognostic de modelare propriu-zisă, în urma căreia se construieşte modelul iniţial (de bază) şi se realizează o analiză cuprinzătoare a acestuia. Contururile metodei de tip general de previziune socială constituie nucleul de conținut esențial al acestui SFB (SFB-3),

Aș dori, de asemenea, să atrag atenția asupra unor aspecte ale problemei luate în considerare, care, în opinia noastră, afectează în mod semnificativ întregul proces de modelare sistem-funcțională a activității sociale din prezent și viitor. În primul rând, în perioada de tranziție de la un tip de societate la altul, o anumită dificultate este alegerea indicatorilor sociali reprezentativi (reprezentativi, „indicativi”) în limitele utilizării sistemului de indicatori, precum și formarea modelul social inițial (de bază) datorită instabilității interne a elementelor sale structurale și a funcțiilor de bază care se influențează reciproc. În al doilea rând, este de mare importanță interpretarea compatibilității sistemelor de indicatori de profil și de fond, care ar trebui să reflecte pe deplin caracteristicile, proprietățile, aspectele solicitate ale obiectului social, fenomenului, procesului sau unui aspect separat al activității sociale. În al treilea rând, modelele predictive create, aparent, ar trebui luate în considerare în cadrul paradigmei de schimb, care include patru subsisteme funcționale: comportamentale cu funcția de adaptare, personal cu funcția de atingere a scopurilor, social cu funcția de integrare și cultural cu funcția de integrare. funcția de „întreținere a modelului” (în cadrul acestor subsisteme se dezvoltă și se schimbă resurse corespunzătoare - valori, norme, scopuri și mijloace). Fără prezența acestor componente, activitatea socială eficientă este cu greu posibilă.

Al patrulea bloc al studiului. Următorul bloc funcțional de sistem - consiliere de specialitate (SFB-4). Include o secvență logică a operațiunilor pentru analiza, evaluarea calității, fiabilității, fiabilității (verificarea) de către un expert sau un grup de experți a opțiunilor dezvoltate pentru modele predictive, pe baza dinamicii așteptate a modificărilor obiectelor, fenomenelor studiate. , proces sau aspecte individuale ale activității sociale, precum și caracterul complet al concluziilor trase.și realitatea recomandărilor practice propuse pentru implementarea previziunii în procesul activității sociale. Dacă este necesar, prognoza socială poate fi completată, modificată, precizată, precizată etc.

Al cincilea bloc de cercetare. Completează succesiunea sistem-funcțională propusă a operațiilor tehnologice de modelare și prognoză în activitatea socială manageriale SWF (SFB-5), întrucât orice sarcină de modelare și prognoză socială este îndeplinită, după cum s-a menționat mai sus, pentru a fi implementată în sistemul de management social în interesul schimbării - în limitele cerute - a realității sociale corespunzătoare.

Semnificația multidisciplinară a abordării sistem-funcționale propuse pentru modelarea și prognoza activității sociale (sau a fenomenelor sociale individuale, proceselor etc.) este evidențiată, în opinia noastră, de următoarele fapte. Schema propusă se încadrează bine în reprezentarea cibernetică a modelului de activitate socială, care poate fi construită pe baza analizei structural-logice după cum urmează.

Schema 2. Model de activitate socială

În acest caz, interacțiunea modelului (sistemului) de activitate socială cu mediul în cadrul câmpului social considerat poate fi considerată ca un schimb de semnale de intrare-ieșire. În acest caz, funcțiile dispozitivului de intrare sunt realizate de SFB-1, iar dispozitivul final - de SFB-5.

Tehnologia abordării sistem-funcționale este destul de în concordanță cu principalele prevederi ale teoriei și practicii managementului modern, care, în opinia noastră, este foarte importantă din punctul de vedere al aplicabilității sale în managementul social. În acest caz, diagnosticarea problemei și formularea restricțiilor și criteriilor pentru luarea unei decizii de management social sunt efectuate de FSC-1 și FSC-2, identificarea alternativelor se realizează în FSC-3, evaluarea acestora în FSC-4, iar alegerea finală a celei mai potrivite soluții este finalizată în mod logic în FSC-5. Canalele de feedback existente permit, pe baza unui schimb constant de informații, să răspundă rapid și flexibil la toate schimbările care apar atât în ​​cadrul modelului de activitate socială în sine, cât și în mediul extern.

Întrebări pentru autoexaminare

1. Care este esența abordării sistem-funcționale a modelării proceselor sociale?

2. Care este avantajul metodei de modelare sistem-funcțională a fenomenelor și proceselor sociale? Există restricții privind utilizarea acestuia?

3. Care este esența metodei de evaluare experimentală?

4. În ce cazuri sunt posibile concursuri de modele și prognoze? Care este scopul lor și impactul preconizat?

Literatură

Safronova V. M. Despre tendinţele dezvoltării sociale în secolul XXI: prin prisma prognozei: Sat. prelegeri publice. - M., 2001.

Prognoza și modelarea socială // Asistență socială: dicționar enciclopedic rus. - M., 1997. - T. 1.

Sukhorukoye M. M. Abordare structural-logică a previziunii și modelării în activitatea socială (din experiență internă și străină // Perspective pentru dezvoltarea științelor umaniste. - M., 1996.

În prezent, în analiza și sinteza sistemelor complexe (mari) s-a dezvoltat o abordare sistematică, care diferă de abordarea clasică (sau inductivă). Abordare clasică consideră sistemul trecând de la particular la general și sintetizează (construiește) sistemul prin fuzionarea componentelor sale, dezvoltate separat. În contrast cu aceasta abordarea sistemelor presupune o trecere consistentă de la general la particular, atunci când considerația se bazează pe scop, iar obiectul studiat iese în evidență față de mediu.

Obiect de simulare. Specialiștii în proiectarea și operarea sistemelor complexe se ocupă de sisteme de control de diferite niveluri care au o proprietate comună - dorința de a atinge un anumit scop. Această caracteristică va fi luată în considerare în următoarele definiții ale sistemului.

Sistem sau obiect S- set intenționat de elemente interconectate de orice natură.

Mediul extern E- un ansamblu de elemente de orice natura existente in afara sistemului care influenteaza sistemul sau se afla sub influenta acestuia.

În funcție de scopul studiului, se pot lua în considerare diferite relații între obiectul S în sine și mediul E. Astfel, în funcție de nivelul la care se află observatorul, obiectul de studiu poate fi distins în diferite moduri și poate exista diverse interacțiuni ale acestui obiect cu mediul.

Odată cu dezvoltarea științei și tehnologiei, obiectul în sine devine continuu mai complex și chiar și acum vorbesc despre obiectul de studiu ca un fel de sistem complex care constă din diverse componente interconectate între ele. Prin urmare, considerând abordarea de sistem ca bază pentru construirea sistemelor mari și ca bază pentru crearea unei metodologii pentru analiza și sinteza acestora, este în primul rând necesar să definim însuși conceptul de abordare de sistem.

Abordarea sistemelor- acesta este un element al doctrinei legilor generale ale dezvoltării naturii și una dintre expresiile doctrinei dialectice. Cu o abordare sistematică a sistemelor de modelare, este necesar în primul rând să se definească clar scopul modelării. Deoarece este imposibil să modelezi complet un sistem cu adevărat funcțional (sistemul original sau primul sistem), se creează un model (sistem model sau al doilea sistem) pentru problema pusă.

Astfel, în ceea ce privește aspectele de modelare, scopul decurge din sarcinile de modelare solicitate, ceea ce vă permite să abordați alegerea criteriului și să evaluați ce elemente vor fi incluse în modelul creat M. Prin urmare, este necesar să aveți un criteriu de selectare. elemente individuale din modelul creat.

Abordări de cercetare a sistemelor. Importantă pentru o abordare sistematică este definiția structuri de sistem- un set de legături între elementele sistemului, reflectând interacțiunea acestora. Structura sistemele pot fi studiate

1. din afaraîn ceea ce privește compoziția subsistemelor individuale și relațiile dintre ele,

2. bine din cadrul, când sunt analizate proprietăți individuale care permit sistemului să atingă un scop dat, adică atunci când sunt studiate funcțiile sistemului.

În conformitate cu aceasta, au fost subliniate o serie de abordări ale studiului structurii sistemului cu proprietățile sale, care ar trebui să includă în primul rând abordare structuralăși abordare funcțională.

La abordare structurală sunt relevate compoziţia elementelor selectate ale sistemului S şi legăturile dintre ele. Totalitatea elementelor și legăturile dintre ele fac posibilă aprecierea structurii sistemului. Acestea din urmă, în funcție de scopul studiului, pot fi descrise la diferite niveluri de considerare. Cea mai generală descriere a structurii este o descriere topologică, care face posibilă definirea părților constitutive ale sistemului în cei mai generali termeni și este bine formalizată pe baza teoriei grafurilor.

Mai puțin obișnuit este descriere funcțională, atunci când sunt luate în considerare funcțiile individuale, adică algoritmi pentru comportamentul sistemului și abordare funcțională, care evaluează funcțiile pe care le îndeplinește sistemul, iar funcția este înțeleasă ca o proprietate care conduce la atingerea scopului. Deoarece funcția afișează proprietatea, iar proprietatea afișează interacțiunea sistemului S cu mediul extern E, proprietățile pot fi exprimate fie ca unele caracteristici ale elementelor și subsistemelor sistemului, fie ca întreg sistemul S. Dacă există un standard de comparație, puteți intra caracteristicile cantitative și calitative ale sistemelor. Pentru o caracteristică cantitativă se introduc numere care exprimă relația dintre această caracteristică și standard. Caracteristicile calitative ale sistemului se regăsesc, de exemplu, prin metoda evaluărilor experților.

Manifestarea funcțiilor sistemului în timpul S(t), adică funcționarea sistemului, înseamnă trecerea sistemului de la o stare la alta, adică mișcarea în spațiul de stări Z.

Abordarea sistemelor a fost folosită în ingineria sistemelor din cauza necesității de a studia sisteme mari reale, atunci când insuficiența, și uneori eroarea, de a lua anumite decizii a afectat. Apariția unei abordări sistematice a fost influențată de o cantitate tot mai mare de date inițiale în timpul dezvoltării, de necesitatea de a lua în considerare relațiile stohastice complexe din sistem și de efectele mediului extern E. Toate acestea i-au forțat pe cercetători să studieze un obiect complex care nu se află în izolare, dar în interacțiune cu mediul extern, precum și în conjuncție cu alte sisteme ale unor metasisteme. O abordare sistematică permite rezolvarea problemei construirii unui sistem complex, luând în considerare toți factorii și oportunitățile proporționale cu semnificația acestora, în toate etapele studierii sistemului S și construirii unui model M.

Abordarea sistemelor înseamnă că fiecare sistem S este un întreg integrat chiar și atunci când constă din subsisteme disparate separate. Astfel, abordarea sistemică se bazează pe luarea în considerare a sistemului ca un întreg integrat, iar această luare în considerare în timpul dezvoltării începe cu principalul lucru - formularea scopului de funcționare.

Procesul de sinteză a modelului M pe baza unei abordări sistematice este prezentat în mod convențional în fig. b. Pe baza datelor inițiale D, care sunt cunoscute din analiza sistemului extern, acele restricții care sunt impuse sistemului de sus sau pe baza posibilităților de implementare a acestuia, iar pe baza scopului de funcționare, cerințele inițiale. sunt formulate T la modelul de sistem S. Pe baza acestor cerinţe se formează aproximativ unele subsisteme P, elemente Eși se realizează cea mai dificilă etapă de sinteză - alegerea LA componente ale sistemului, pentru care se folosesc criterii speciale de selectare a HF. La modelare, este necesar să se asigure eficiența maximă a modelului de sistem.

Eficienţă este definită de obicei ca o oarecare diferență între unii indicatori ai valorii rezultatelor obținute ca urmare a funcționării modelului și costurile care au fost investite în dezvoltarea și crearea acestuia.

Conceptul de sistem

Trăim într-o lume care constă din multe obiecte diferite care au proprietăți diferite și interacționează unele cu altele. De exemplu, obiectele lumii înconjurătoare sunt planetele sistemului solar, care au proprietăți diferite (masă, dimensiuni geometrice etc.) și interacționează cu Soarele și între ele conform legii gravitației universale.

Fiecare planetă face parte dintr-un obiect mai mare - sistemul solar, care, la rândul său, face parte din galaxie. În același timp, fiecare planetă este formată din atomi de diferite elemente chimice, care constau din particule elementare. Astfel, de fapt, fiecare obiect poate consta dintr-un set de alte obiecte, i.e. formează un sistem.

O caracteristică importantă a sistemului este funcționarea sa holistică. Sistemul nu este un set de elemente individuale, ci o colecție de elemente interdependente. De exemplu, un computer personal este un sistem care constă din diverse dispozitive care sunt interconectate atât hardware (se conectează fizic între ele), cât și funcțional (schimb de informații).

Definiția 1

Sistemul este un set de obiecte interconectate, care sunt numite elemente ale sistemului.

Observație 1

Fiecare sistem are propria sa structură, care se caracterizează prin compoziția și proprietățile elementelor, relațiile și conexiunile lor între ele. Sistemul este capabil să-și mențină integritatea sub influența diverșilor factori externi și a modificărilor interne atâta timp cât structura sa rămâne neschimbată. În cazul unei modificări a structurii sistemului (de exemplu, atunci când unul dintre elementele acestuia este îndepărtat), acesta poate înceta să funcționeze ca un întreg. De exemplu, atunci când unul dintre dispozitivele computerului (de exemplu, placa de bază) este îndepărtat, computerul nu va mai funcționa, adică va înceta să funcționeze ca sistem.

Principalele prevederi ale teoriei sistemelor au apărut în studiul sistemelor dinamice și al elementelor funcționale ale acestora. Un sistem este un grup de elemente interconectate care acționează împreună pentru a îndeplini o sarcină predeterminată. Cu ajutorul analizei sistemelor, este posibilă determinarea celor mai realiste modalități de realizare a sarcinii, care să asigure satisfacerea maximă a cerințelor.

Elementele care stau la baza teoriei sistemelor nu sunt create cu ajutorul ipotezelor, ci sunt obtinute experimental. Pentru a începe construirea unui sistem, trebuie să aveți caracteristicile generale ale proceselor tehnologice, care sunt necesare și atunci când se creează criterii formulate matematic pe care trebuie să le îndeplinească un proces sau descrierea lui teoretică. Metoda simulării este una dintre cele mai importante metode de cercetare și experimentare științifică.

Abordarea sistemelor

Pentru a construi modele de obiecte, se folosește o abordare sistematică, care este o metodologie pentru rezolvarea problemelor complexe. Această metodologie se bazează pe considerarea unui obiect ca pe un sistem care funcționează într-un anumit mediu. O abordare sistematică vă permite să dezvăluiți integritatea obiectului, să identificați și să studiați structura sa internă, precum și conexiunile cu mediul extern. În același timp, obiectul face parte din lumea reală, care este izolată și studiată în legătură cu problema construirii unui model în curs de rezolvare. În plus, atunci când se utilizează o abordare sistematică, se presupune o tranziție consecventă de la general la particular, care se bazează pe luarea în considerare a scopului de proiectare, iar obiectul este considerat în raport cu mediul.

Un obiect complex poate fi împărțit în subsisteme, care sunt părți ale obiectului și îndeplinesc următoarele cerințe:

1. subsistem - o parte independentă funcțional a obiectului, care este conectată cu alte subsisteme și schimbă informații și energie cu acestea;
2. fiecare subsistem poate avea funcții sau proprietăți care nu se potrivesc cu cele ale întregului sistem;
3. fiecare dintre subsisteme poate fi divizat până la nivelul elementelor.

Aici, un element este înțeles ca un subsistem de nivel inferior, a cărui împărțire ulterioară nu pare adecvată din punctul de vedere al problemei care se rezolvă.

Observația 2

Astfel, sistemul este prezentat ca un obiect format dintr-un ansamblu de subsisteme, elemente și conexiuni pentru crearea, cercetarea sau îmbunătățirea acestuia. În același timp, lărgirea reprezentării sistemului, care include principalele subsisteme și conexiunile dintre ele, se numește macrostructură, iar o analiză detaliată a structurii interne a sistemului la nivelul elementelor se numește microstructură. .

Conceptul de sistem este de obicei asociat cu conceptul de supersistem - un sistem de un nivel superior, care include obiectul luat în considerare, iar funcția oricărui sistem poate fi determinată numai prin intermediul supersistemului. De asemenea, important este conceptul de mediu - un set de obiecte ale lumii exterioare care afectează semnificativ eficiența sistemului, dar nu fac parte din sistem și din supersistemul acestuia.

Într-o abordare sistematică a modelelor de construcție, este utilizat conceptul de infrastructură, care descrie relația unui sistem cu mediul său (mediul).

Selectarea, descrierea și studiul proprietăților unui obiect care sunt esențiale pentru o anumită sarcină se numesc stratificarea obiectului.

Cu o abordare sistematică în modelare, este important să se determine structura sistemului, care este definită ca un set de legături între elementele sistemului care reflectă interacțiunea lor.

Există abordări structurale și funcționale ale modelării.

Cu o abordare structurală, se determină compoziția elementelor selectate ale sistemului și legăturile dintre ele. Setul de elemente și conexiuni alcătuiește structura sistemului. De obicei, pentru a descrie structura este folosită o descriere topologică, ceea ce vă permite să selectați părțile constitutive ale sistemului și să determinați relațiile acestora folosind grafice.

Mai rar este folosită o descriere funcțională, în care sunt luate în considerare funcțiile individuale - algoritmi pentru comportamentul sistemului. În acest caz, se implementează o abordare funcțională, care definește funcțiile îndeplinite de sistem.

Cu o abordare sistematică, sunt posibile diferite secvențe de dezvoltare a modelului bazate pe două etape principale de proiectare: macro-proiectare și micro-proiectare. În etapa de macroproiectare, se construiește un model al mediului extern, se identifică resursele și constrângerile, se selectează un model de sistem și criteriile de evaluare a adecvării.

Etapa de microproiectare depinde de tipul de model ales. Această etapă presupune crearea unor sisteme informatice, matematice, tehnice sau de modelare software. La microproiectare se stabilesc principalele caracteristici tehnice ale modelului creat, se estimează timpul de lucru cu acesta și costul resurselor pentru a obține calitatea necesară a modelului.

La construirea unui model, indiferent de tipul acestuia, este necesar să se respecte principiile unei abordări sistematice:

1. treceți secvențial prin etapele creării unui model;
2. coordonează informațiile, resursele, fiabilitatea și alte caracteristici;
3. corelați corect diferitele niveluri de construire a modelelor;
4. să adere la integritatea etapelor individuale de proiectare a modelului.

Modele de informații statice

Orice sistem continuă să existe în spațiu și timp. În diferite momente de timp, sistemul este determinat de starea sa, care descrie compoziția elementelor, valorile proprietăților lor, amploarea și natura interacțiunii dintre elemente etc.

De exemplu, starea sistemului solar în anumite momente în timp este descrisă de compoziția obiectelor care intră în el (Soarele, planete etc.), proprietățile acestora (dimensiune, poziție în spațiu etc.), mărimea și natura interacțiunii lor (forță gravitațională, unde electromagnetice etc.).

Modelele care descriu starea sistemului la un anumit moment în timp se numesc modele de informații statice.

De exemplu, în fizică, modelele informaționale statice sunt modele care descriu mecanisme simple, în biologie - modele ale structurii plantelor și animalelor, în chimie - modele ale structurii moleculelor și rețelelor cristaline etc.

Modele de informații dinamice

Sistemul se poate schimba în timp, de ex. există un proces de schimbare și dezvoltare a sistemului. De exemplu, atunci când planetele se mișcă, poziția lor față de Soare și între ele se schimbă; se modifică compoziția chimică a Soarelui, radiațiile etc.

Modelele care descriu procesele de schimbare și dezvoltare a sistemelor se numesc modele informaționale dinamice.

De exemplu, în fizică, modelele informaționale dinamice descriu mișcarea corpurilor, în chimie - procesele reacțiilor chimice trecătoare, în biologie - dezvoltarea organismelor sau a speciilor de animale etc.