แนวคิดของระบบ

เราอาศัยอยู่ในโลกที่ประกอบด้วยวัตถุต่าง ๆ มากมายที่มีคุณสมบัติหลากหลายและมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกัน ตัวอย่างเช่น วัตถุของโลกโดยรอบคือดาวเคราะห์ในระบบสุริยะซึ่งมีคุณสมบัติที่แตกต่างกัน (มวล มิติทางเรขาคณิต ฯลฯ) และมีปฏิสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์และกันและกันตามกฎความโน้มถ่วงสากล

ดาวเคราะห์แต่ละดวงเป็นส่วนหนึ่งของวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่า นั่นคือระบบสุริยะ ซึ่งในทางกลับกันก็เป็นส่วนหนึ่งของกาแล็กซี ในเวลาเดียวกันดาวเคราะห์แต่ละดวงประกอบด้วยอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีที่แตกต่างกันซึ่งประกอบด้วยอนุภาคมูลฐาน ดังนั้นในความเป็นจริง แต่ละวัตถุสามารถประกอบด้วยชุดของวัตถุอื่น ๆ ได้ เช่น ก่อให้เกิดระบบ

คุณลักษณะที่สำคัญของระบบคือการทำงานแบบองค์รวม ระบบไม่ใช่ชุดขององค์ประกอบแต่ละส่วน แต่เป็นชุดขององค์ประกอบที่เชื่อมต่อถึงกัน ตัวอย่างเช่น คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลคือระบบที่ประกอบด้วยอุปกรณ์ต่าง ๆ ที่เชื่อมต่อถึงกันทั้งฮาร์ดแวร์ (เชื่อมต่อกันทางกายภาพ) และตามการใช้งาน (แลกเปลี่ยนข้อมูล)

คำจำกัดความ 1

ระบบคือชุดของวัตถุที่เชื่อมต่อถึงกันซึ่งเรียกว่าองค์ประกอบของระบบ

หมายเหตุ 1

แต่ละระบบมีโครงสร้างของตัวเอง ซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยองค์ประกอบและคุณสมบัติขององค์ประกอบ ความสัมพันธ์ และการเชื่อมต่อระหว่างกัน ระบบสามารถรักษาความสมบูรณ์ได้ภายใต้อิทธิพลของปัจจัยภายนอกต่างๆ และการเปลี่ยนแปลงภายใน ตราบใดที่โครงสร้างยังคงไม่เปลี่ยนแปลง หากโครงสร้างของระบบเปลี่ยนแปลง (เช่น เมื่อองค์ประกอบใดองค์ประกอบหนึ่งถูกลบออก) ระบบอาจหยุดการทำงานโดยรวมเป็นหนึ่งเดียว ตัวอย่างเช่น หากคุณถอดอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ตัวใดตัวหนึ่งออก (เช่น เมนบอร์ด) คอมพิวเตอร์จะหยุดทำงาน กล่าวคือ อุปกรณ์จะหยุดทำงานเป็นระบบ

หลักการพื้นฐานของทฤษฎีระบบปรากฏในการศึกษาระบบไดนามิกและองค์ประกอบการทำงานของระบบ ระบบคือกลุ่มขององค์ประกอบที่เชื่อมต่อถึงกันซึ่งทำงานร่วมกันเพื่อบรรลุภารกิจที่กำหนดไว้ล่วงหน้า การใช้การวิเคราะห์ระบบทำให้สามารถกำหนดวิธีที่สมจริงที่สุดในการปฏิบัติงานที่ได้รับมอบหมาย ซึ่งรับประกันความพึงพอใจสูงสุดตามข้อกำหนดที่ระบุไว้

องค์ประกอบที่เป็นพื้นฐานของทฤษฎีระบบไม่ได้ถูกสร้างขึ้นผ่านสมมติฐาน แต่ได้รับจากการทดลอง ในการเริ่มสร้างระบบ คุณต้องมีคุณสมบัติทั่วไปของกระบวนการทางเทคโนโลยี ซึ่งจำเป็นเช่นกันเมื่อสร้างเกณฑ์ทางคณิตศาสตร์ที่กระบวนการหรือคำอธิบายทางทฤษฎีต้องเป็นไปตามนั้น วิธีการสร้างแบบจำลองเป็นหนึ่งในวิธีที่สำคัญที่สุดในการวิจัยและทดลองทางวิทยาศาสตร์

แนวทางระบบ

ในการสร้างแบบจำลองของออบเจ็กต์ จะใช้แนวทางแบบระบบซึ่งเป็นวิธีการในการแก้ปัญหาที่ซับซ้อน วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับการพิจารณาวัตถุเป็นระบบที่ทำงานในสภาพแวดล้อมบางอย่าง แนวทางที่เป็นระบบช่วยให้เราเปิดเผยความสมบูรณ์ของวัตถุ ระบุและศึกษาโครงสร้างภายใน รวมถึงการเชื่อมต่อกับสภาพแวดล้อมภายนอก ในกรณีนี้ วัตถุเป็นส่วนหนึ่งของโลกแห่งความเป็นจริง ซึ่งถูกแยกและศึกษาเกี่ยวกับปัญหาที่กำลังแก้ไขในการสร้างแบบจำลอง นอกจากนี้ เมื่อใช้วิธีการแบบระบบ การเปลี่ยนผ่านจากแบบทั่วไปไปสู่แบบเฉพาะเจาะจงอย่างสม่ำเสมอจะถือว่าขึ้นอยู่กับการพิจารณาเป้าหมายการออกแบบ และวัตถุจะได้รับการพิจารณาโดยสัมพันธ์กับสภาพแวดล้อม

อ็อบเจ็กต์ที่ซับซ้อนสามารถแบ่งออกเป็นระบบย่อย ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของอ็อบเจ็กต์และเป็นไปตามข้อกำหนดต่อไปนี้:

1. ระบบย่อยเป็นส่วนอิสระตามหน้าที่ของวัตถุที่เชื่อมต่อกับระบบย่อยอื่นและแลกเปลี่ยนข้อมูลและพลังงานกับพวกเขา
2. แต่ละระบบย่อยอาจมีฟังก์ชันหรือคุณสมบัติที่ไม่ตรงกับคุณสมบัติของทั้งระบบ
3. แต่ละระบบย่อยสามารถแบ่งออกได้จนถึงระดับองค์ประกอบ

ในที่นี้ องค์ประกอบถูกเข้าใจว่าเป็นระบบย่อยระดับล่าง ซึ่งการแบ่งย่อยเพิ่มเติมดูเหมือนจะไม่เหมาะสมจากมุมมองของปัญหาที่กำลังแก้ไข

โน้ต 2

ดังนั้น ระบบจึงถูกนำเสนอเป็นวัตถุที่ประกอบด้วยชุดของระบบย่อย องค์ประกอบ และความเชื่อมโยงสำหรับการสร้างสรรค์ การวิจัย หรือการปรับปรุง ในกรณีนี้ การแสดงระบบที่ขยายใหญ่ขึ้น ซึ่งรวมถึงระบบย่อยหลักและการเชื่อมต่อระหว่างกัน เรียกว่าโครงสร้างมหภาค และการพิจารณารายละเอียดเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของระบบจนถึงระดับขององค์ประกอบเรียกว่า โครงสร้างจุลภาค

แนวคิดของระบบมักจะเกี่ยวข้องกับแนวคิดของระบบเหนือ ซึ่งเป็นระบบระดับที่สูงกว่า ซึ่งรวมถึงวัตถุที่ต้องการด้วย และฟังก์ชันของระบบใดๆ ก็ตามสามารถกำหนดได้ผ่านระบบขั้นสูงเท่านั้น สิ่งสำคัญอีกอย่างคือแนวคิดเรื่องสิ่งแวดล้อม - ชุดของวัตถุในโลกภายนอกที่มีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของระบบ แต่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของระบบและระบบขั้นสูงของมัน

ในแนวทางระบบในการสร้างแบบจำลอง จะใช้แนวคิดเรื่องโครงสร้างพื้นฐาน ซึ่งอธิบายความสัมพันธ์ของระบบกับสภาพแวดล้อม (สภาพแวดล้อม)

การแยก อธิบาย และศึกษาคุณสมบัติของวัตถุที่จำเป็นสำหรับงานเฉพาะเรียกว่าการแบ่งชั้นวัตถุ

ด้วยแนวทางของระบบในการสร้างแบบจำลอง สิ่งสำคัญคือต้องกำหนดโครงสร้างของระบบ ซึ่งถูกกำหนดให้เป็นชุดของการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบของระบบที่สะท้อนถึงปฏิสัมพันธ์ของพวกเขา

มีวิธีโครงสร้างและหน้าที่ในการสร้างแบบจำลอง

ด้วยวิธีโครงสร้างจะกำหนดองค์ประกอบขององค์ประกอบที่เลือกของระบบและการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบเหล่านั้น ชุดขององค์ประกอบและการเชื่อมต่อประกอบขึ้นเป็นโครงสร้างของระบบ โดยทั่วไป คำอธิบายทอพอโลยีใช้เพื่ออธิบายโครงสร้าง ซึ่งทำให้สามารถระบุส่วนประกอบของระบบและกำหนดการเชื่อมต่อโดยใช้กราฟได้

คำอธิบายการทำงานที่ใช้กันน้อยกว่าซึ่งพิจารณาแต่ละฟังก์ชัน - อัลกอริธึมสำหรับพฤติกรรมของระบบ ในกรณีนี้ มีการนำแนวทางการทำงานไปใช้ซึ่งกำหนดฟังก์ชันที่ดำเนินการโดยระบบ

ด้วยแนวทางแบบระบบ ลำดับการพัฒนาแบบจำลองที่แตกต่างกันสามารถทำได้โดยขึ้นอยู่กับขั้นตอนการออกแบบหลัก 2 ขั้นตอน ได้แก่ การออกแบบมหภาคและการออกแบบระดับไมโคร ในขั้นตอนการออกแบบมหภาค จะมีการสร้างแบบจำลองของสภาพแวดล้อมภายนอก ระบุทรัพยากรและข้อจำกัด เลือกแบบจำลองระบบและเกณฑ์สำหรับการประเมินความเพียงพอ

ขั้นตอนการออกแบบระดับไมโครขึ้นอยู่กับประเภทของรุ่นที่เลือก ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการสร้างระบบการสร้างแบบจำลองข้อมูล ทางคณิตศาสตร์ เทคนิค หรือซอฟต์แวร์ เมื่อออกแบบไมโครจะมีการกำหนดลักษณะทางเทคนิคหลักของแบบจำลองที่สร้างขึ้นเวลาที่ใช้ในการทำงานกับแบบจำลองและต้นทุนทรัพยากรเพื่อให้ได้คุณภาพที่ต้องการของแบบจำลอง

เมื่อสร้างแบบจำลอง ไม่ว่าจะเป็นประเภทใดก็ตาม จำเป็นต้องปฏิบัติตามหลักการของแนวทางที่เป็นระบบ:

1. เคลื่อนผ่านขั้นตอนของการสร้างแบบจำลองอย่างต่อเนื่อง
2. ประสานงานข้อมูล ทรัพยากร ความน่าเชื่อถือ และคุณลักษณะอื่นๆ
3. เชื่อมโยงระดับการก่อสร้างแบบจำลองต่าง ๆ อย่างถูกต้อง
4. ยึดมั่นในความสมบูรณ์ของแต่ละขั้นตอนของการออกแบบแบบจำลอง

แบบจำลองข้อมูลแบบคงที่

ระบบใดๆ ก็ตามยังคงมีอยู่ในอวกาศและเวลา ณ จุดต่าง ๆ ของเวลา ระบบจะถูกกำหนดโดยสถานะซึ่งอธิบายองค์ประกอบขององค์ประกอบ ค่าของคุณสมบัติ ขนาดและลักษณะของปฏิสัมพันธ์ระหว่างองค์ประกอบ ฯลฯ

ตัวอย่างเช่น สถานะของระบบสุริยะ ณ จุดใดจุดหนึ่งอธิบายได้จากองค์ประกอบของวัตถุที่อยู่ในนั้น (ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ ฯลฯ) คุณสมบัติของมัน (ขนาด ตำแหน่งในอวกาศ ฯลฯ) ขนาดและธรรมชาติของปฏิกิริยาระหว่างกัน (แรงโน้มถ่วง คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า และอื่นๆ)

แบบจำลองที่อธิบายสถานะของระบบ ณ จุดใดจุดหนึ่งเรียกว่าแบบจำลองข้อมูลคงที่

ตัวอย่างเช่น ในวิชาฟิสิกส์ แบบจำลองข้อมูลคงที่คือแบบจำลองที่อธิบายกลไกง่ายๆ ในชีววิทยา - แบบจำลองโครงสร้างพืชและสัตว์ ในวิชาเคมี - แบบจำลองโครงสร้างของโมเลกุลและโครงตาข่ายคริสตัล เป็นต้น

โมเดลข้อมูลไดนามิก

ระบบสามารถเปลี่ยนแปลงได้ตลอดเวลา เช่น มีกระบวนการเปลี่ยนแปลงและพัฒนาระบบ ตัวอย่างเช่น เมื่อดาวเคราะห์เคลื่อนที่ ตำแหน่งของมันสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์และในหมู่พวกมันจะเปลี่ยนไป องค์ประกอบทางเคมีของดวงอาทิตย์ รังสี ฯลฯ เปลี่ยนแปลงไป

แบบจำลองที่อธิบายกระบวนการเปลี่ยนแปลงและการพัฒนาระบบเรียกว่าแบบจำลองข้อมูลแบบไดนามิก

ตัวอย่างเช่น ในฟิสิกส์ แบบจำลองข้อมูลไดนามิกอธิบายการเคลื่อนไหวของร่างกาย ในวิชาเคมี - กระบวนการของปฏิกิริยาเคมี ในชีววิทยา - การพัฒนาของสิ่งมีชีวิตหรือสายพันธุ์สัตว์ เป็นต้น

วิธีการคลาสสิกในการสร้างแบบจำลอง- แนวทางในการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างแต่ละส่วนของแบบจำลองเกี่ยวข้องกับการพิจารณาว่าสิ่งเหล่านี้เป็นการสะท้อนการเชื่อมโยงระหว่างระบบย่อยแต่ละระบบของวัตถุ วิธีการ (คลาสสิก) นี้สามารถนำไปใช้ในการสร้างแบบจำลองที่ค่อนข้างเรียบง่ายได้

ดังนั้น การพัฒนาโมเดล M ตามแนวทางแบบคลาสสิกหมายถึงการสรุปส่วนประกอบแต่ละส่วนให้เป็นแบบจำลองเดียว โดยแต่ละส่วนประกอบจะแก้ปัญหาของตัวเองและแยกออกจากส่วนอื่นๆ ของแบบจำลอง ดังนั้น วิธีการแบบคลาสสิกจึงสามารถนำไปใช้ในการดำเนินการแบบจำลองที่ค่อนข้างง่าย ซึ่งเป็นไปได้ที่จะแยกและเป็นอิสระร่วมกัน พิจารณาแต่ละแง่มุมของการทำงานของวัตถุจริง

ลักษณะที่โดดเด่นสองประการของแนวทางแบบคลาสสิกสามารถสังเกตได้:

มีการเคลื่อนไหวจากเฉพาะไปสู่ส่วนรวม

แบบจำลองที่สร้างขึ้นนั้นถูกสร้างขึ้นโดยการสรุปส่วนประกอบแต่ละส่วนและไม่คำนึงถึงการเกิดขึ้นของผลกระทบเชิงระบบใหม่

แนวทางระบบ- นี่คือองค์ประกอบของหลักคำสอนของกฎทั่วไปของการพัฒนาธรรมชาติและเป็นหนึ่งในการแสดงออกของหลักคำสอนวิภาษวิธี

ด้วยแนวทางที่เป็นระบบต่อระบบการสร้างแบบจำลอง สิ่งสำคัญอันดับแรกคือต้องกำหนดวัตถุประสงค์ของการสร้างแบบจำลองให้ชัดเจน เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะจำลองระบบที่ใช้งานได้จริงอย่างสมบูรณ์ จึงมีการสร้างแบบจำลอง (ระบบแบบจำลองหรือระบบที่สอง) สำหรับปัญหาที่เกิดขึ้น ดังนั้นในส่วนที่เกี่ยวข้องกับปัญหาการสร้างแบบจำลอง เป้าหมายเกิดขึ้นจากงานการสร้างแบบจำลองที่จำเป็น ซึ่งช่วยให้เราสามารถเข้าใกล้การเลือกเกณฑ์และประเมินองค์ประกอบที่จะรวมอยู่ในแบบจำลอง M ที่สร้างขึ้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีเกณฑ์สำหรับ การเลือกแต่ละองค์ประกอบให้เป็นแบบจำลองที่สร้างขึ้น

เป็นสิ่งสำคัญสำหรับแนวทางของระบบในการกำหนดโครงสร้างของระบบ - ชุดของการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบของระบบซึ่งสะท้อนถึงปฏิสัมพันธ์ของพวกเขา

แนวทางของระบบช่วยให้เราแก้ปัญหาในการสร้างระบบที่ซับซ้อนโดยคำนึงถึงปัจจัยและความเป็นไปได้ทั้งหมดตามสัดส่วนของความสำคัญในทุกขั้นตอนของการศึกษาระบบ S และการสร้างแบบจำลอง M

แนวทางของระบบหมายความว่าแต่ละระบบ S เป็นแบบรวมทั้งหมด แม้ว่าจะประกอบด้วยระบบย่อยที่แยกออกจากกันก็ตาม ดังนั้นพื้นฐานของแนวทางระบบคือการพิจารณาระบบโดยรวมและการพิจารณาระหว่างการพัฒนานี้เริ่มต้นด้วยสิ่งสำคัญ - การกำหนดวัตถุประสงค์ของการดำเนินงาน

ด้วยแนวทางเชิงโครงสร้างองค์ประกอบขององค์ประกอบที่เลือกของระบบ S และการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบเหล่านั้นจะถูกเปิดเผย ชุดขององค์ประกอบและการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบเหล่านี้ทำให้สามารถตัดสินโครงสร้างของระบบได้ อย่างหลังนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการศึกษา สามารถอธิบายได้ในระดับการพิจารณาที่แตกต่างกัน คำอธิบายทั่วไปที่สุดของโครงสร้างคือคำอธิบายทอพอโลยี ซึ่งช่วยให้สามารถกำหนดส่วนประกอบของระบบด้วยเงื่อนไขที่กว้างที่สุด และมีการกำหนดอย่างเป็นทางการบนพื้นฐานของทฤษฎีกราฟ

ด้วยแนวทางการทำงานแต่ละฟังก์ชันได้รับการพิจารณา เช่น อัลกอริธึมสำหรับพฤติกรรมของระบบ และมีการใช้แนวทางการทำงานที่ประเมินฟังก์ชันที่ระบบดำเนินการ และฟังก์ชันถูกเข้าใจว่าเป็นคุณสมบัติที่นำไปสู่การบรรลุเป้าหมาย เนื่องจากฟังก์ชันสะท้อนถึงคุณสมบัติ และคุณสมบัติสะท้อนถึงปฏิสัมพันธ์ของระบบ S กับสภาพแวดล้อมภายนอก E คุณสมบัติจึงสามารถแสดงในรูปแบบของคุณลักษณะบางอย่างขององค์ประกอบ Si(j) และระบบย่อย Si - ระบบ หรือระบบ S โดยรวม

ขั้นตอนหลักของการประเมินระบบที่ซับซ้อน

ขั้นที่ 1การกำหนดวัตถุประสงค์ของการประเมิน ในการวิเคราะห์ระบบ เป้าหมายมีอยู่สองประเภท เป้าหมายเชิงคุณภาพคือเป้าหมาย ซึ่งความสำเร็จนั้นแสดงออกมาในระดับที่กำหนดหรือในระดับลำดับ เชิงปริมาณเป็นเป้าหมายซึ่งความสำเร็จนั้นแสดงออกมาเป็นระดับเชิงปริมาณ

ขั้นที่ 2การวัดคุณสมบัติของระบบที่ถือว่ามีความสำคัญสำหรับวัตถุประสงค์ในการประเมิน ในการดำเนินการนี้ จะต้องเลือกสเกลที่เหมาะสมสำหรับคุณสมบัติการวัด และคุณสมบัติที่ศึกษาทั้งหมดของระบบจะได้รับการกำหนดค่าที่แน่นอนบนสเกลเหล่านี้

ด่าน 3เหตุผลของการกำหนดลักษณะสำหรับเกณฑ์คุณภาพและเกณฑ์ประสิทธิภาพของระบบโดยพิจารณาจากคุณสมบัติที่วัดตามมาตราส่วนที่เลือก

ด่าน 4การประเมินจริง ระบบทั้งหมดที่อยู่ในการศึกษาซึ่งถือเป็นทางเลือก จะถูกเปรียบเทียบตามเกณฑ์ที่กำหนด และจะได้รับการจัดอันดับ เลือก และปรับให้เหมาะสม ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการประเมิน

เมื่อใช้ระบบการสร้างแบบจำลอง มีการใช้สองแนวทาง: คลาสสิก (อุปนัย) ซึ่งพัฒนาตามประวัติศาสตร์ก่อน และเป็นระบบซึ่งได้รับการพัฒนาเมื่อเร็ว ๆ นี้

วิธีการแบบคลาสสิกในอดีต แนวทางคลาสสิกในการศึกษาวัตถุและการสร้างแบบจำลองระบบเป็นวิธีแรกที่เกิดขึ้น วิธีการดั้งเดิมในการสังเคราะห์แบบจำลองระบบ (M) แสดงไว้ในรูปที่ 1 3. วัตถุจริงที่จะทำการสร้างแบบจำลองแบ่งออกเป็นระบบย่อย เลือกข้อมูลเริ่มต้น (D) สำหรับการสร้างแบบจำลอง และกำหนดเป้าหมาย (T) ซึ่งสะท้อนถึงแต่ละแง่มุมของกระบวนการสร้างแบบจำลอง จากชุดข้อมูลเริ่มต้นที่แยกจากกัน เป้าหมายของการสร้างแบบจำลองลักษณะการทำงานของระบบที่แยกจากกัน บนพื้นฐานของเป้าหมายนี้ องค์ประกอบบางอย่าง (K) ของแบบจำลองในอนาคตจะถูกสร้างขึ้น ชุดส่วนประกอบจะรวมกันเป็นแบบจำลอง

ที่. ส่วนประกอบจะถูกสรุป แต่ละส่วนประกอบจะแก้ปัญหาของตัวเอง และแยกออกจากส่วนอื่นๆ ของแบบจำลอง เราใช้วิธีการนี้กับระบบที่เรียบง่ายเท่านั้น โดยที่ความสัมพันธ์ระหว่างส่วนประกอบต่างๆ สามารถละเว้นได้ ลักษณะที่โดดเด่นสองประการของแนวทางแบบคลาสสิกสามารถสังเกตได้:

1. มีการเคลื่อนไหวจากเฉพาะไปสู่ทั่วไปเมื่อสร้างแบบจำลอง

2. โมเดลที่สร้างขึ้น (ระบบ) ถูกสร้างขึ้นโดยการสรุปส่วนประกอบแต่ละส่วนและไม่คำนึงถึงการเกิดขึ้นของผลกระทบเชิงระบบใหม่

ข้าว. 3. แนวทางคลาสสิกในการสร้างวัตถุและศึกษาแบบจำลอง

แนวทางระบบ – แนวคิดเกี่ยวกับระเบียบวิธีบนพื้นฐานของความปรารถนาที่จะสร้างภาพองค์รวมของวัตถุที่กำลังศึกษา โดยคำนึงถึงองค์ประกอบของวัตถุที่มีความสำคัญต่อปัญหาที่กำลังแก้ไข การเชื่อมต่อระหว่างสิ่งเหล่านั้นกับการเชื่อมต่อภายนอกกับวัตถุอื่นและสิ่งแวดล้อม ด้วยความซับซ้อนที่เพิ่มขึ้นของการสร้างแบบจำลองวัตถุ ความจำเป็นในการสังเกตวัตถุเหล่านั้นจากระดับที่สูงขึ้น ในกรณีนี้ ผู้พัฒนาถือว่าระบบนี้เป็นระบบย่อยบางระบบที่มีอันดับสูงกว่า ตัวอย่างเช่น หากงานคือการออกแบบระบบตรวจสอบสำหรับวัตถุที่แยกจากกัน ดังนั้นจากมุมมองของแนวทางระบบ เราต้องไม่ลืมว่าระบบนี้เป็นส่วนสำคัญของความซับซ้อนบางอย่าง พื้นฐานของแนวทางระบบคือการพิจารณาระบบโดยรวมและการพิจารณาระหว่างการพัฒนานี้เริ่มต้นด้วยสิ่งสำคัญ - การกำหนดวัตถุประสงค์ของการดำเนินงาน ในรูป 4. กระบวนการสังเคราะห์แบบจำลองระบบตามแนวทางระบบจะถูกนำเสนอตามอัตภาพ เป็นสิ่งสำคัญสำหรับแนวทางของระบบในการกำหนดโครงสร้างของระบบ - ชุดของการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบของระบบซึ่งสะท้อนถึงปฏิสัมพันธ์ของพวกเขา

ข้าว. 4. แนวทางการสร้างวัตถุและศึกษาแบบจำลองอย่างเป็นระบบ

มีแนวทางเชิงโครงสร้างและเชิงหน้าที่ในการศึกษาโครงสร้างของระบบและคุณสมบัติของระบบ ด้วยวิธีการเชิงโครงสร้างจะมีการเปิดเผยองค์ประกอบขององค์ประกอบที่เลือกของระบบและการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบเหล่านั้น ในแนวทางการทำงานจะพิจารณาอัลกอริธึมสำหรับพฤติกรรมของระบบ (ฟังก์ชันคือคุณสมบัติที่นำไปสู่การบรรลุเป้าหมาย)

คำถามทดสอบสำหรับส่วนที่ 2

1. อะไรจะถูกกำหนดในระหว่างกระบวนการวิเคราะห์ระบบ?

2. อะไรคือสิ่งที่กำหนดในกระบวนการสังเคราะห์ระบบ?

3. มีการประเมินประสิทธิผลของระบบอย่างไร?

4. ระบบที่เหมาะสมที่สุดหมายถึงอะไร?

5. คุณสมบัติที่มีอยู่ในระบบที่ซับซ้อนและคำอธิบายโดยย่อ

6. ปัญหาในการเลือกระดับรายละเอียดของโมเดลคืออะไร?

7. แสดงรายการขั้นตอนหลักของการสร้างแบบจำลองระบบ

ปัจจุบัน ในการวิเคราะห์และการสังเคราะห์ระบบที่ซับซ้อน (ขนาดใหญ่) แนวทางระบบได้รับการพัฒนา ซึ่งแตกต่างจากแนวทางดั้งเดิม (หรืออุปนัย) วิธีการแบบคลาสสิกตรวจสอบระบบโดยการย้ายจากส่วนเฉพาะไปสู่ส่วนทั่วไปและสังเคราะห์ (สร้าง) ระบบโดยการรวมส่วนประกอบต่างๆ ที่พัฒนาแยกกัน ตรงกันข้ามกับสิ่งนี้ วิธีการของระบบเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องจากเรื่องทั่วไปไปสู่เรื่องเฉพาะเจาะจง เมื่อพื้นฐานของการพิจารณาคือเป้าหมาย และวัตถุที่กำลังศึกษาจะแยกออกจากสภาพแวดล้อม

วัตถุจำลอง. ผู้เชี่ยวชาญในการออกแบบและการทำงานของระบบที่ซับซ้อนจัดการกับระบบควบคุมในระดับต่าง ๆ ที่มีคุณสมบัติร่วมกัน - ความปรารถนาที่จะบรรลุเป้าหมายที่แน่นอน เราจะนำคุณลักษณะนี้มาพิจารณาในคำจำกัดความของระบบต่อไปนี้

ระบบหรือวัตถุ S- ชุดองค์ประกอบที่เชื่อมโยงถึงกันโดยมีจุดประสงค์ในลักษณะใด ๆ

สภาพแวดล้อมภายนอก E- ชุดขององค์ประกอบในลักษณะใด ๆ ที่มีอยู่ภายนอกระบบที่มีอิทธิพลต่อระบบหรืออยู่ภายใต้อิทธิพลของมัน

ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการศึกษาสามารถพิจารณาความสัมพันธ์ที่แตกต่างกันระหว่างวัตถุ S กับสภาพแวดล้อมภายนอก E ได้ ดังนั้นขึ้นอยู่กับระดับที่ผู้สังเกตการณ์ตั้งอยู่วัตถุของการศึกษาสามารถแยกแยะได้ในรูปแบบที่แตกต่างกันและการโต้ตอบที่แตกต่างกัน ของวัตถุนี้กับสภาพแวดล้อมภายนอกสามารถเกิดขึ้นได้

ด้วยการพัฒนาทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี วัตถุนั้นมีความซับซ้อนมากขึ้นอย่างต่อเนื่อง และตอนนี้พวกเขากำลังพูดถึงวัตถุของการวิจัยว่าเป็นระบบที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบต่าง ๆ ที่เชื่อมโยงถึงกัน ดังนั้น เมื่อพิจารณาว่าแนวทางของระบบเป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างระบบขนาดใหญ่และเป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างวิธีสำหรับการวิเคราะห์และการสังเคราะห์ สิ่งสำคัญอันดับแรกคือต้องกำหนดแนวคิดของแนวทางระบบ

แนวทางระบบ- นี่คือองค์ประกอบของหลักคำสอนของกฎทั่วไปของการพัฒนาธรรมชาติและเป็นหนึ่งในการแสดงออกของหลักคำสอนวิภาษวิธี ด้วยแนวทางที่เป็นระบบต่อระบบการสร้างแบบจำลอง สิ่งสำคัญอันดับแรกคือต้องกำหนดวัตถุประสงค์ของการสร้างแบบจำลองให้ชัดเจน เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะจำลองระบบที่ใช้งานได้จริงอย่างสมบูรณ์ (ระบบดั้งเดิมหรือระบบแรก) แบบจำลอง (ระบบแบบจำลองหรือระบบที่สอง) จึงถูกสร้างขึ้นสำหรับปัญหาที่เกิดขึ้น

ดังนั้นในส่วนที่เกี่ยวข้องกับปัญหาการสร้างแบบจำลอง เป้าหมายเกิดขึ้นจากงานการสร้างแบบจำลองที่จำเป็น ซึ่งช่วยให้เราสามารถเข้าใกล้การเลือกเกณฑ์และประเมินองค์ประกอบที่จะรวมอยู่ในแบบจำลอง M ที่สร้างขึ้น ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีเกณฑ์สำหรับ การเลือกแต่ละองค์ประกอบให้เป็นแบบจำลองที่สร้างขึ้น

แนวทางการวิจัยระบบ. มันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับแนวทางของระบบในการกำหนด โครงสร้างระบบ- ชุดของการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบของระบบซึ่งสะท้อนถึงปฏิสัมพันธ์ของพวกเขา โครงสร้างสามารถศึกษาระบบได้

1. จากด้านนอกจากมุมมองขององค์ประกอบของระบบย่อยแต่ละระบบและความสัมพันธ์ระหว่างพวกเขา

2. และ มาจากข้างในเมื่อมีการวิเคราะห์คุณสมบัติส่วนบุคคลที่ทำให้ระบบบรรลุเป้าหมายที่กำหนด เช่น เมื่อศึกษาการทำงานของระบบแล้ว

ตามนี้ มีการสรุปแนวทางหลายประการในการศึกษาโครงสร้างของระบบที่มีคุณสมบัติซึ่งก่อนอื่นควรรวมถึง วิธีการเชิงโครงสร้างและ แนวทางการทำงาน.

ที่ วิธีการเชิงโครงสร้างองค์ประกอบขององค์ประกอบที่เลือกของระบบ S และการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบเหล่านั้นจะถูกเปิดเผย ชุดขององค์ประกอบและการเชื่อมต่อระหว่างองค์ประกอบเหล่านี้ทำให้สามารถตัดสินโครงสร้างของระบบได้ อย่างหลังนี้ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการศึกษา สามารถอธิบายได้ในระดับการพิจารณาที่แตกต่างกัน คำอธิบายทั่วไปที่สุดของโครงสร้างคือคำอธิบายทอพอโลยี ซึ่งช่วยให้สามารถกำหนดส่วนประกอบของระบบด้วยเงื่อนไขที่กว้างที่สุด และมีการกำหนดอย่างเป็นทางการบนพื้นฐานของทฤษฎีกราฟ

พบได้น้อยคือ รายละเอียดการทำงานเมื่อพิจารณาแต่ละฟังก์ชัน เช่น อัลกอริธึมพฤติกรรมของระบบและนำไปใช้ แนวทางการทำงานซึ่งประเมินฟังก์ชันที่ระบบดำเนินการ โดยที่ฟังก์ชันถูกเข้าใจว่าเป็นคุณสมบัติที่นำไปสู่การบรรลุเป้าหมาย เนื่องจากฟังก์ชันแสดงคุณสมบัติ และคุณสมบัติสะท้อนถึงปฏิสัมพันธ์ของระบบ S กับสภาพแวดล้อมภายนอก E คุณสมบัติจึงสามารถแสดงในรูปแบบของคุณลักษณะบางอย่างขององค์ประกอบและระบบย่อยของระบบ หรือระบบ S เป็น ทั้งหมด. หากมีมาตรฐานการเปรียบเทียบก็สามารถเข้าได้ ลักษณะเชิงปริมาณและคุณภาพของระบบ. สำหรับคุณลักษณะเชิงปริมาณ จะมีการป้อนตัวเลขที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่างคุณลักษณะนี้กับมาตรฐาน พบคุณลักษณะเชิงคุณภาพของระบบ เช่น โดยใช้วิธีการประเมินโดยผู้เชี่ยวชาญ

การแสดงฟังก์ชั่นของระบบในเวลา S(t) เช่น การทำงานของระบบหมายถึงการเปลี่ยนแปลงของระบบจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่งนั่นคือ การเคลื่อนไหวในพื้นที่สถานะ Z

แนวทางระบบถูกนำมาใช้ในวิศวกรรมระบบเนื่องจากความจำเป็นในการศึกษาระบบจริงขนาดใหญ่ เมื่อความไม่เพียงพอและบางครั้งความผิดพลาดในการตัดสินใจใดๆ ได้รับผลกระทบ การเกิดขึ้นของแนวทางระบบได้รับอิทธิพลจากจำนวนข้อมูลเริ่มต้นที่เพิ่มขึ้นในระหว่างการพัฒนา ความจำเป็นในการคำนึงถึงความสัมพันธ์สุ่มที่ซับซ้อนในระบบและอิทธิพลของสภาพแวดล้อมภายนอก E. ทั้งหมดนี้บังคับให้นักวิจัยต้องศึกษาวัตถุที่ซับซ้อนที่ไม่ได้อยู่ใน การแยกตัว แต่ในการโต้ตอบกับสภาพแวดล้อมภายนอกตลอดจนร่วมกับระบบอื่น ๆ บางชนิด metasystems แนวทางของระบบช่วยให้เราแก้ปัญหาในการสร้างระบบที่ซับซ้อนโดยคำนึงถึงปัจจัยและความเป็นไปได้ทั้งหมดตามสัดส่วนของความสำคัญในทุกขั้นตอนของการศึกษาระบบ S และการสร้างแบบจำลอง M

แนวทางของระบบหมายความว่าแต่ละระบบ S เป็นแบบรวมทั้งหมด แม้ว่าจะประกอบด้วยระบบย่อยที่แยกออกจากกันก็ตาม ดังนั้นพื้นฐานของแนวทางระบบคือการพิจารณาระบบโดยรวมและการพิจารณาระหว่างการพัฒนานี้เริ่มต้นด้วยสิ่งสำคัญ - การกำหนดวัตถุประสงค์ของการดำเนินงาน

กระบวนการสังเคราะห์แบบจำลอง M ตามแนวทางระบบถูกนำเสนอตามอัตภาพ ในรูป ข.จากข้อมูลเริ่มต้น D ซึ่งเป็นที่รู้จักจากการวิเคราะห์ระบบภายนอก ข้อ จำกัด เหล่านั้นที่กำหนดให้กับระบบจากด้านบนหรือตามความเป็นไปได้ของการใช้งานและตามวัตถุประสงค์ของการดำเนินการข้อกำหนดเบื้องต้นจะถูกกำหนด ตถึงระบบรุ่น S ตามข้อกำหนดเหล่านี้ ระบบย่อยบางระบบจะถูกสร้างขึ้นโดยประมาณ ป,องค์ประกอบ อีและขั้นตอนการสังเคราะห์ที่ยากที่สุดดำเนินไป - ทางเลือก ในส่วนประกอบของระบบซึ่งใช้เกณฑ์พิเศษในการเลือก HF เมื่อทำการสร้างแบบจำลอง จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าแบบจำลองระบบมีประสิทธิภาพสูงสุด

ประสิทธิภาพมักจะถูกกำหนดให้เป็นความแตกต่างระหว่างตัวบ่งชี้มูลค่าของผลลัพธ์ที่ได้รับจากการใช้งานแบบจำลองและต้นทุนที่ลงทุนในการพัฒนาและการสร้างสรรค์