Классификация систем по степени организованности реферат

Обновлено: 05.07.2024

В современной науке в основе представлений о строении материального мира лежит системный подход, согласно которому любой объект материального мира может быть рассмотрен как сложное образование, включающее составные части, организованные в целое. Для обозначения этой целостности в науке выработано понятие системы.
В системном анализе исследования строятся на использовании категории системы, под которой понимается единство взаимосвязанных и взаимовлияющих элементов, расположенных в определенной закономерности в пространстве и во времени, совместно действующих для достижения общей цели.

Содержание работы

Введение 3
1. Понятие системы, ее элементы и отличие системы от агрегата 4
2. Структура и классификация систем 5
Заключение 11
Список использованной литературы 12

Файлы: 1 файл

Реферат по ЕСТЕСТВОЗНАНИЮ.doc

Введение

В системном анализе исследования строятся на использовании категории системы, под которой понимается единство взаимосвязанных и взаимовлияющих элементов, расположенных в определенной закономерности в пространстве и во времени, совместно действующих для достижения общей цели.

1. Понятие системы, ее элементы и отличие системы от агрегата

В классической физике система понимается как совокупность каких-то частей, связанных между собой определенным образом. Эти части (элементы) системы могут воздействовать друг на друга, и предполагается, что их взаимовоздействие всегда может оцениваться с позиций причинно-следственных отношений между взаимодействующими элементами системы.

Система должна удовлетворять двум требованиям:

Поведение каждого элемента системы влияет на поведение системы в целом; существенные свойства системы теряются, когда она расчленяется.
Поведение элементов системы и их воздействие на целое взаимозависимы; существенные свойства элементов системы при их отделении от системы также теряются. Гегель писал о том, что рука, отделенная от организма, перестает быть рукой, потому что она не живая.

Таким образом, свойства, поведение или состояние, которыми обладает система, отличаются от свойств, поведения или состояния образующих ее элементов (подсистем). Система — это целое, которое нельзя понять путем анализа. Система — это множество элементов, которое нельзя разделить на независимые части.

Совокупность свойств элементов системы не представляет собой общего свойства системы, а дает некоторое новое свойство. Для любой системы характерно наличие собственной, специфической закономерности действия, невыводимой непосредственно из одних лишь способов действия образующих ее элементов.

Всякая система является развивающейся системой, она имеет свое начало в прошлом и продолжение в будущем.

Понятие системы — это способ найти простое в сложном в целях упрощения анализа.

Но не всякая совокупность или целое образуют систему и в связи с этим ввели понятие агрегата. АГРЕГАТ (лат. aggrego - присоединяю - механическое соединение в целое разнородных частей и объектов.

Но всякая система есть целое, образованное взаимосвязанными и взаимодействующими его частями.

Важнейшими характерными чертами больших систем являются:

Целенаправленность и управляемость системы, наличие у всей системы общей цели и назначения, задаваемых и корректируемых в системах более высоких уровней;
Сложная иерархическая структура организации системы, предусматривающая сочетание централизованного управления с автономностью частей;
Большой размер системы, то есть большое число частей и элементов, входов и выходов, разнообразие выполняемых функций и т. д.;
Целостность и сложность поведения. Сложные, переплетающиеся взаимоотношения между переменными, включая петли обратной связи, приводят к тому, что изменение одной влечет изменение многих других переменных.

К большим системам относятся крупные производственно- экономические системы (например, холдинги), города, строительные и научно-исследовательские комплексы.

2. Структура и классификация систем

Теория относительности, изучающая универсальные физические закономерности, относящиеся ко всей Вселенной, и квантовая механика, изучающая законы микромира, нелегки для понимания, и тем не менее они имеют дело с системами, которые с точки зрения современного естествознания считаются простыми. Простыми в том смысле, что в них входит небольшое число переменных, и поэтому взаимоотношение между ними поддается математической обработке и выведению универсальных законов.

Однако, помимо простых, существуют сложные системы, которые состоят из большого числа переменных и стало быть большого количества связей между ними. Чем оно больше, тем труднее поддается предмет исследования достижению конечного результата — выведению закономерностей функционирования данного объекта. Трудности изучения данных систем связаны и с тем обстоятельством, что чем сложнее система, тем больше у нее так называемых эмерджентных свойств, т. е. свойств, которых нет у ее частей и которые являются следствием эффекта целостности системы.

Такие сложные системы изучает, например, метеорология — наука о климатических процессах. Именно потому, что метеорология изучает сложные системы, процессы образования погоды гораздо менее известны, чем гравитационные процессы, что, на первый взгляд, кажется парадоксом. Действительно, почему мы точно можем определить, в какой точке будет находиться Земля или какое-либо другое небесное тело через миллионы лет, но не можем точно предсказать погоду на завтра? Потому, что климатические процессы представляют гораздо более сложные системы, состоящие из огромного количества переменных и взаимодействий между ними.

Различают физические и абстрактные системы. Физические системы состоят из людей, изделий, оборудования, машин и прочих реальных или искусственных объектов. Им противопоставлены абстрактные системы. В последних свойства объектов, существование которых может быть неизвестным, за исключением их существования в уме исследователя, представляют символы. Идеи, планы, гипотезы и понятия, находящиеся в поле зрения исследователя, могут быть описаны как абстрактные системы.

В зависимости от своего происхождения выделяют естественные системы (например, климат, почва) и сделанные человеком.

По степени связи с внешней средой системы классифицируют на открытые и закрытые.

Открытые системы — это системы, которые обмениваются материально-информационными ресурсами или энергией с окружающей средой регулярным и понятным образом.

Противоположностью открытым системам являются закрытые.

Закрытые системы действуют с относительно небольшим обменом энергией или материалами с окружающей средой, например химическая реакция, протекающая в герметически закрытом сосуде.

Немецкий физик Рудольф Клаузиус использовал понятие энтропии – изменение порядка в системе. Когда энтропия в системе возрастает, то соответственно усиливается беспорядок в системе. ТО ЕСТЬ:

Энтропия замкнутой системы, т.е. системы, которая не обменивается с окружением ни энергией, ни веществом, постоянно возрастает.

Это означает, что такие системы эволюционируют в сторону увеличения в них хаоса и беспорядка, пока не достигнут точки термодинамического равновесия, в которой всякое производство работы становится невозможным.

Термодинамика впервые ввела в физику понятие времени весьма в своеобразной форме, а именно необратимого процесса возрастания энтропии в системе. Чем выше энтропия системы, тем больше временной промежуток прошла система в своей эволюции.

В отличие от закрытых, или изолированных, открытые системы обмениваются с окружающей средой энергией, веществом и информацией. Все реальные системы являются именно открытыми.

В открытых системах также производится энтропия, т.к. в них происходят необратимые процессы, но энтропия в этих системах не накапливается, как в закрытых системах, а выводится в окружающую среду. Так как энтропия характеризует степень беспорядка в системе, то можно сказать, что открытые системы живут за счет заимствования порядка из внешней среды.

Взаимодействуя со средой, открытая система не может оставаться замкнутой, т.к. вынужденно взаимодействует извне либо новое вещество, или свежую энергию и одновременно выводить в среду использованное вещество и отработанную энергию.

В ходе своей эволюции система постоянно обменивается энергией с окружающей средой, а следовательно производит энтропию. Но в отличие от закрытых систем эта энтропия, характеризующая степень беспорядка в системе, не накапливается в ней, а удаляется в окружающую среду. Это означает, что использованная, отработанная энергия рассеивается в окружающей среде и взамен её из среды извлекается новая, свежая энергия, способная производить полезную работу.

По целевым признакам различают: одноцелевые системы, то есть предназначенные для решения одной единственной целевой задачи и многоцелевые. Кроме того, можно выделить функциональные системы, обеспечивающие решение или рассмотрение отдельной стороны или аспекта задачи (планирование, снабжение и т. п.).

В целом диссипация как процесс рассеивания энергии, затухания движения и информации играет весьма конструктивную роль в образовании новых структур в открытых системах. Для диссипативной системы невозможно предсказать конкретный путь развития, поскольку трудно предугадать начальные реальные условия ее состояния.

Заключение

Таким образом, система понимается как совокупность каких-то частей, связанных между собой определенным образом. Эти части (элементы) системы могут воздействовать друг на друга.

Система должна удовлетворять двум требованиям. Но не всякая совокупность или целое образуют систему и в связи с этим ввели понятие агрегата - механическое соединение в целое разнородных частей и объектов.

Примеры хорошо организованных систем: солнечная система, описывающая наиболее существенные закономерности движения планет вокруг Солнца; отображение атома в виде планетарной системы, состоящей из ядра и электронов; описание работы сложного электронного устройства с помощью системы уравнений, учитывающей особенности условий его работы (наличие шумов, нестабильности источников питания и т. п.).

Для отображения объекта в виде хорошо организованной системы необходимо выделять существенные и не учитывать относительно несущественные для данной цели рассмотрения компоненты: например, при рассмотрении солнечной системы не учитывать метеориты, астероиды и другие мелкие по сравнению с планетами элементы межпланетного пространства.

Описание объекта в виде хорошо организованной системы применяется в тех случаях, когда можно предложить детерминированное описание и экспериментально доказать правомерность его применения, адекватность модели реальному процессу. Попытки применить класс хорошо организованных систем для представления сложных многокомпонентных объектов или многокритериальных задач плохо удаются: они требуют недопустимо больших затрат времени, практически нереализуемы и неадекватны применяемым моделям.

Подход к отображению объектов в виде диффузных систем широко применяется при: описании систем массового обслуживания, определении численности штатов на предприятиях и учреждениях, исследовании документальных потоков информации в системах управления и т. д.

Самоорганизующиеся системы. Отображение объекта в виде самоорганизующейся системы — это подход, позволяющий исследовать наименее изученные объекты и процессы. Самоорганизующиеся системы обладают признаками диффузных систем: стохастичностью поведения, нестационарностью отдельных параметров и процессов. К этому добавляются такие признаки, как непредсказуемость поведения; способность адаптироваться к изменяющимся условиям среды, изменять структуру при взаимодействии системы со средой, сохраняя при этом свойства целостности; способность формировать возможные варианты поведения и выбирать из них наилучший и др. Иногда этот класс разбивают на подклассы, выделяя адаптивные или самоприспосабливающиеся системы, самовосстанавливающиеся, самовоспроизводящиеся и другие подклассы, соответствующие различным свойствам развивающихся систем.

Примеры: биологические организации, коллективное поведение людей, организация управления на уровне предприятия, отрасли, государства в целом, т. е. в тех системах, где обязательно имеется человеческий фактор.

При применении отображения объекта в виде самоорганизующейся системы задачи определения целей и выбора средств, как правило, разделяются. При этом задача выбора целей может быть, в свою очередь, описана в виде самоорганизующейся системы, т. е. структура функциональной части АСУ, структура целей, плана может разбиваться так же, как и структура обеспечивающей части АСУ (комплекс технических средств АСУ) или организационная структура системы управления.

Большинство примеров применения системного анализа основано на представлении объектов в виде самоорганизующихся систем.

Кафедра организации перевозок и управления на транспорте

Реферат на тему:

Новокузнецк
2013
Содержание

1.Классификация по происхождению…………………………………………..5
2. Классификация по объективности существования………………………….5
3. Действующие системы…………………………………………………..….…5
4. Централизованные идецентрализованные системы………………….…..…8
5. Классификация по размерности………………………………………………8
6. Классификация систем по однородности и разнообразию структурных элементов………………………………………………………………….………9
7. Линейные и нелинейные системы…………………………………………….9
8. Дискретные системы……………………………………………………. …..10
9. Каузальные и целенаправленные системы……………………………….…10
10. Большие и сложныесистемы……………………………………………. 11
10.1. Большие системы……………………………………………………. 11
10.2. Классификация систем по сложности………………………………. 12
11. Детерминированность……………………………………………………. 15
12. Классификация систем по степени организованности…………………. 16

Под системой понимают любой объект, который одновременно рассматривается и как единоецелое, и как объединенная в интересах достижения поставленных целей совокупность разнородных элементов. Системы значительно отличаются между собой как по составу, так и по главным целям.

Многообразие систем довольно велико, и существенную помощь при их изучении оказывает классификация.
Классификация - это разделение совокупности объектов на классы по некоторым наиболее существенным признакам. Важнопонять, что классификация - это только модель реальности, поэтому к ней надо так и относиться, не требуя от нее абсолютной полноты. Еще yеобходимо подчеркнуть относительность любых классификаций. Сама классификация выступает в качестве инструмента системного анализа. С ее помощью структурируется объект (проблема) исследования, а построенная классификация является моделью этого объекта. Полнойклассификации систем в настоящее время нет, более того, не выработаны окончательно ее принципы. Разные авторы предлагают разные принципы классификации, а сходным по сути - дают разные названия.

Цель работы :раскрыть заданную тему, описать виды классификаций систем.

Общие свойства для всех систем.

Синергичность, эмерджентность — появление у системы свойств, не присущих элементам системы; принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих её компонентов.Возможности системы превосходят сумму возможностей составляющих её частей; общая производительность или функциональность системы лучше, чем у простой суммы элементов.

Иерархичность — каждый компонент системы может рассматриваться как система; сама система также может рассматриваться как элемент некоторой надсистемы (суперсистемы).

1.Классификация по происхождению.
В зависимости от происхождения системыделятся на естественные и искусственные (создаваемые, антропогенные).
Естественные системы - это системы, объективно существующие в действительности. в живой и неживой природе и обществе. Эти системы возникли в природе без участия человека.
Примеры: атом, молекула, клетка, организм, популяция, общество, вселенная и.

Классификации систем по виду отображаемого объекта, научного направления, взаимодействию со средой, величине и сложности и по типу детерминированные и стохастические, абстрактные и материальные. Их краткая характеристика и основные закономерности.

Рубрика	Менеджмент и трудовые отношения
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	23.06.2015
Размер файла	35,6 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Классификация и закономерности систем

1. Классификация систем

Системы разделяют по различным признакам. Например:

§ по виду отображаемого объекта (технические, биологические, экономические и т.п. системы);

§ виду научного направления, используемого для их моделирования (математические, физические, химические и др.);

§ взаимодействию со средой (открытые и закрытые);

§ величине и сложности;

§ детерминированные и стохастические;

§ абстрактные и материальные и т.д.

Классификации всегда относительны. Так, принимая во внимание диалектику субъективного и объективного в системе, то станет понятной относительность разделения систем на абстрактные и объективно существующие: это могут быть стадии развития одной и той же системы. Действительно, объекты, отражаясь в сознании человека, выступают в роли абстракций, понятий, а абстрактные проекты создаваемых систем воплощаются в реально существующие объекты, которые можно ощутить, а при изучении снова отразить в виде абстрактной системы.

Цель любой классификации - ограничить выбор подходов к отображению системы, сопоставить выделенным классам приемы и методы системного анализа и дать рекомендации по выбору методов моделирования для соответствующего класса систем. При этом система может быть охарактеризована несколькими признаками.

Рассмотрим некоторые из наиболее важных классификаций систем.

Классификация по характеру взаимодействия системы с окружающей средой:

Закрытые системы - какой-либо обмен энергией, веществом и информацией с окружающей средой отсутствует. Для закрытых систем характерно увеличение энтропии (второй закон термодинамики).

Открытые системы - свободно обменивающиеся энергией, веществом и информацией с окружающей средой. В открытых системах могут происходить явления самоорганизации, усложнения или спонтанного возникновения порядка.

При изучении экономических, организационных объектов важно выделять класс целенаправленных или целеустремленных систем. В этом классе, в свою очередь, можно выделить системы, в которых цели задаются извне (обычно это имеет место в закрытых системах), и системы, в которых цели формируются внутри (что характерно для открытых, самоорганизующихся систем).

Классификация систем по сложности: большие (и малые), сложные (и простые).

Классификация систем по степени организованности:

Хорошо организованные системы

Если исследователю удается определить все элементы системы и их взаимосвязи между собой и с целями системы и вид детерминированных (аналитических или графических) зависимостей, то возможно представление объекта в виде хорошо организованной системы. То есть представление объекта в виде хорошо организованной системы применяется в тех случаях, когда может быть предложено детерминированное описание и экспериментально показана правомерность его применения (доказана адекватность модели реальному объекту). Такое представление успешно применяется при моделировании технических и технологических систем.

Хотя, строго говоря, даже простейшие математические соотношения, отображающие реальные ситуации, также не являются абсолютно адекватными, поскольку, например, при суммировании яблок не учитывается, что они не бывают абсолютно одинаковыми, а вес можно измерить только с некоторой точностью. Трудности возникают при работе со сложными объектами (биологическими, экономическими, социальными и др.). Без существенного упрощения их нельзя представить в виде хорошо организованных систем. Поэтому для отображения сложного объекта в виде хорошо организованной системы приходится выделять только факторы, существенные для конкретной цели исследования. Попытки применить модели хорошо организованных систем для представления сложных объектов практически часто нереализуемы, так как, в частности, не удается поставить эксперимент, доказывающий адекватность модели. Поэтому в большинстве случаев при представлении сложных объектов и проблем на начальных этапах исследования их отображают классами, рассмотренными ниже.

Плохо организованные, или диффузные системы

Если не ставится задача определить все учитываемые компоненты и их связи с целями системы, то объект представляется в виде плохо организованной (или диффузной) системы. Для описания свойств таких систем можно рассматривать два подхода: выборочный и макропараметрический.

При выборочном подходе закономерности в системе выявляются на основе исследования не всего объекта или класса явлений, а путем изучения достаточно представительной (репрезентативной) выборки компонентов, характеризующих исследуемый объект или процесс. Выборка определяется с помощью некоторых правил. Полученные на основе такого исследования характеристики или закономерности распространяют на поведение системы в целом.

Если нас интересует средняя цена на хлеб и каком-либо городе, то можно было бы последовательно объехать или обзвонить все торговые точки города, что потребовало бы много времени и средств. А можно пойти другим путем: собрать информацию в небольшой (но репрезентативной) группе торговых точек, вычислить среднюю цену и обобщить ее на весь город.

При этом нельзя забывать, что полученные статистические закономерности справедливы для всей системы с какой-то вероятностью, которая оценивается с помощью специальных приемов, изучаемых математической статистикой.

При макропараметрическом подходе свойства системы оценивают с помощью некоторых интегральных характеристик (макропараметров).

При использовании газа для прикладных целей его свойства не определяют путем точного описания поведения каждой молекулы, а характеризуют макропараметрами -- давлением, температурой и т. д.. Основываясь на этих параметрах, разрабатывают приборы и устройства, использующие свойства газа, не исследуя при этом поведение каждой молекулы.

Отображение объектов в виде диффузных систем находит широкое применение при определении пропускной способности систем разного рода, при определении численности штатов в обслуживающих, например ремонтных, цехах предприятия и в обслуживающих учреждениях, при исследовании документальных потоков информации и т.д.

Класс самоорганизующихся, или развивающихся, систем характеризуется рядом признаков, особенностей, которые, как правило, обусловлены наличием в системе активных элементов, делающих систему целенаправленной. Отсюда вытекают особенности экономических систем, как самоорганизующихся систем, по сравнению с функционирование технических систем:

§ нестационарность (изменчивость) параметров системы и стохастичность ее поведения (неопределенность последующего состояния);

§ уникальность и непредсказуемость поведения системы в конкретных условиях. Благодаря наличию активных элементов системы появляется как бы "свобода воли", но в то же время у нее существуют предельные возможности (ограниченные имеющимися ресурсами (элементами, их свойствами) и структурными связями);

§ способность изменять свою структуру и формировать варианты поведения, сохраняя целостность и основные свойства (в технических и технологических системах изменение структуры, как правило, приводит к нарушению функционирования системы или даже к прекращению существования как таковой);

§ способность противостоять энтропийным (разрушающим систему) тенденциям, самоорганизация, способность адаптироваться, к изменяющимся условиям (это хорошо по отношению к возмущающим воздействиям и помехам, но плохо, когда адаптивность проявляется и к управляющим воздействиям, затрудняя управление системой);

§ способность и стремление к целеобразованию;

Эти особенности противоречивы. Они в большинстве случаев являются и положительными и отрицательными, желательными и нежелательными для создаваемой системы. Их не сразу можно понять и объяснить для того, чтобы выбрать и создать требуемую степень их проявления.

При этом следует иметь в виду важное отличие открытых развивающихся систем с активными элементами от закрытых. Пытаясь понять принципиальные особенности моделирования таких систем, уже первые исследователи отмечали, что, начиная с некоторого уровня сложности, систему легче изготовить и ввести в действие, преобразовать и изменить, чем отобразить формальной моделью. По мере накопления опыта исследования и преобразования таких систем была осознана их основная особенность - принципиальная ограниченность формализованного описания развивающихся, самоорганизующихся систем.

Необходимость сочетания формальных методов и методов качественного анализа и положена в основу большинства моделей и методик системного анализа. При формировании таких моделей меняется привычное представление о моделях, характерное для математического моделирования и прикладной математики. Изменяется представление и о доказательстве адекватности таких моделей.

Основную конструктивную идею моделирования при отображении объекта классом самоорганизующихся систем можно сформулировать следующим образом: накапливая информацию об объекте, фиксируя при этом все новые компоненты и связи и применяя их можно получать отображения последовательных состояний развивающейся системы, постепенно создавая все более адекватную модель реального, изучаемого или создаваемого объекта. При этом информация может поступать от специалистов различных областей знаний и накапливаться во времени по мере ее возникновения (в процессе познания объекта).

2. Закономерности систем

Закономерности функционирования и развития систем - это общесистемные закономерности, характеризующие принципиальные особенности построения, функционирования и развития сложных систем. Иначе их можно назвать макроскопическими свойствами. Их можно условно разделить на четыре группы.

В процессе изучения особенностей функционирования и развития сложных систем с активными элементами был выявлен ряд закономерностей, помогающих глубже понять диалектику части и целого в системе, чтобы учитывать их при принятии решений. Рассмотрим основные из этих закономерностей.

Закономерность целостности (эмерджентность) проявляется в системе в появлении (emerge - появляться) у нее новых свойств, отсутствующих у элементов. Например, свойства станка отличаются от свойств деталей, из которых он собран.

Необходимо учитывать следующие свойства эмерджентности:

1) свойства системы Q_S не являются простой суммой свойств составляющих ее элементов q_i:

2) свойства системы зависят от свойств составляющих ее элементов:

3) объединенные в систему элементы, как правило, утрачивают часть своих свойств, присущих им вне системы (система как бы подавляет их), но, с другой стороны, элементы, попав в систему, могут приобрести новые свойства.

Из датчиков, транзисторов, резисторов и других деталей может быть собрана система управления станком. При этом такая система, собранная из деталей-элементов, проявляет новые свойства по сравнению со свойствами каждого из отдельно взятых элементов, а элементы утрачивают часть своих свойств. Например, транзистор может использоваться в различных режимах работы в разных устройствах - радиоприемниках, телевизорах и т.п., а став элементом системы управления станком, он утратил эти возможности и сохранил только свойство работать в необходимом для этой схемы режиме.

Поясним на примере второе свойство эмерджентности. Если транзистор (или другой элемент) вышел из строя или если поставлен датчик с другой чувствительностью, то либо система управления станком вообще перестанет существовать, либо изменятся ее характеристики. Аналогично замена элементов в организационной структуре систему управления предприятием может существенно повлиять на качество его функционирования.

Свойство физической аддитивности (независимости, суммативности, обособленности) проявляется у системы как бы распавшейся на независимые элементы; тогда становится справедливым

Для оценки этих тенденций существуют две сопряженные закономерности, которые называются прогрессирующей факторизацией - стремлением системы к состоянию со всё более независимыми элементами, и прогрессирующей систематизацией - стремлением системы к уменьшению самостоятельности элементов, т.е. к большей целостности.

Читайте также: