دائرة الجمارك الفيدرالية

مؤسسة تعليمية حكومية

التعليم المهني العالي

"أكاديمية الجمارك الروسية"

فرع فلاديفوستوك

ملخص حول موضوع "النظام. فوضى. زيادة الانتروبيا"

تم الانتهاء منها من قبل الطلاب

121 مجموعة: إيلين د.،

تشيرنوزيموف أ.

التحقق:

بوجاتش بي.أ.

فلاديفوستوك 2010

1. مقدمة ……………………………………………….. 3

2. الطلب ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 4

3. الفوضى .............................................. .... .............................................. .......... ..... 5

4. زيادة الإنتروبيا ........................................................... 7

5. الخاتمة ……………………………………………….. 9

6. قائمة المراجع ………………………………………………………………………………………………… 10

مقدمة

جميع العمليات الطبيعية مصحوبة بزيادة في إنتروبيا الكون؛ غالبًا ما يُطلق على هذا البيان مبدأ الإنتروبيا. تميز الإنتروبيا أيضًا الظروف التي يتم فيها تخزين الطاقة: إذا تم تخزين الطاقة عند درجة حرارة عالية، فإن إنتروبياها منخفضة نسبيًا، وجودتها، على العكس من ذلك، عالية. من ناحية أخرى، إذا تم تخزين نفس الكمية من الطاقة عند درجة حرارة منخفضة، فإن الإنتروبيا المرتبطة بتلك الطاقة تكون عالية وجودتها منخفضة.

الزيادة في الانتروبيا هي ميزة مميزةالعمليات الطبيعية ويتوافق مع تخزين الطاقة بشكل متزايد درجات الحرارة المنخفضة. وبالمثل يمكننا القول أن الاتجاه الطبيعي لعمليات التغيير يتميز بانخفاض جودة الطاقة.

إن هذا التفسير للعلاقة بين الطاقة والإنتروبيا، والذي تحدد فيه الإنتروبيا ظروف تخزين الطاقة، له أهمية كبيرة أهمية عملية. ينص القانون الأول للديناميكا الحرارية على أن طاقة النظام المعزول (وربما الكون بأكمله) تظل ثابتة. لذلك، من خلال حرق الوقود الأحفوري - الفحم والنفط واليورانيوم - فإننا لا نخفض إجمالي احتياطيات الطاقة. وبهذا المعنى، فإن أزمة الطاقة مستحيلة بشكل عام، لأن الطاقة في العالم ستبقى دائمًا دون تغيير. ومع ذلك، من خلال حرق حفنة من الفحم وقطرة من النفط، فإننا نزيد من إنتروبيا العالم، لأن كل هذه العمليات تحدث تلقائيًا. أي عمل يؤدي إلى انخفاض في جودة طاقة الكون. وبما أن عملية استخدام الموارد تتسارع بسرعة في المجتمع الصناعي، فإن إنتروبيا الكون تتزايد باطراد. يجب أن نسعى جاهدين لتوجيه تطور الحضارة على طريق خفض مستوى إنتاج الإنتروبيا والحفاظ على جودة الطاقة.

الانتظام

النظام هو سمة من سمات الهيكل، مما يدل على درجة الاتساق المتبادل بين عناصره. فيما يتعلق بالنظام الاجتماعي المعرفي، تتوافق خاصية الانتظام مع درجة عالية من المعرفة المنظمة في سياق نظام تاريخي محدد للعقلانية.

يعتبر مفهوم تطور الطبيعة غير الحية والحية بمثابة تغيير موجه لا رجعة فيه في بنية الأشياء الطبيعية، لأن البنية تعكس مستوى تنظيم المادة.

الهيكل هو التنظيم الداخلي للنظام، مما يسهل ربط العناصر التي يتكون منها النظام، وتحديد وجوده ككل وخصائصه النوعية. يحدد الهيكل ترتيب عناصر الكائن. العناصر هي أي ظواهر وعمليات وأي خصائص وعلاقات لها أي نوع من الارتباط المتبادل والارتباط مع بعضها البعض.

البنية هي ترتيب (تركيبات) العناصر التي يتم الحفاظ عليها (الثابتة) فيما يتعلق بتغييرات معينة (التحولات).

النظام هو وسيلة مستقرة نسبيًا لربط العناصر، مما يمنح تفاعلها داخل كائن مقسم داخليًا طابعًا شموليًا.

الخاصية الأكثر أهمية هي استقرارها النسبي، والذي يُفهم على أنه الحفاظ على التغيير. ومع ذلك، فإن الترتيب يحتوي على ديناميكية معينة، ولحظات زمنية منفصلة، ​​ويمثل عملية تتكشف في الزمان والمكان لخصائص جديدة للعناصر.

النظام هو نظام عام ومحدد نوعيًا ومستقر نسبيًا للعلاقات الداخلية بين الأنظمة الفرعية لنظام معين. كما أن مفهوم “المستوى التنظيمي” على النقيض من مفهوم “الهيكل” يشمل أيضًا فكرة التغيير في الهياكل وتسلسله خلال فترة العمل. التطور التاريخيالنظام منذ لحظة إنشائه. في حين أن التغيير في الهيكل قد يكون عشوائيًا وغير موجه دائمًا، فإن التغيير على مستوى التنظيم يحدث بطريقة ضرورية. تكتسب الأنظمة التي وصلت إلى المستوى المناسب من التنظيم ولها بنية معينة القدرة على استخدام المعلومات من أجل الحفاظ على مستوى تنظيمها دون تغيير (أو زيادة) من خلال الإدارة والمساهمة في ثبات (أو تقليل) إنتروبياها.

فوضى

أصل الكلمة لمفهوم "الفوضى".

الفوضى، وهو مفهوم تبلور أخيرًا في الفلسفة اليونانية القديمة، هو صورة مأساوية للوحدة البدائية الكونية، بداية ونهاية كل شيء، والموت الأبدي لجميع الكائنات الحية وفي نفس الوقت مبدأ ومصدر كل تطور، هو مضطرب، كلي القدرة ومجهولي الهوية.

الفوضى (الفوضى اليونانية، من شينو - أفتح، أتقيأ)، في الأساطير اليونانية القديمة، الكتلة البدائية التي لا حدود لها والتي تشكلت فيما بعد كل شيء موجود. بالمعنى المجازي - الفوضى والارتباك.

يهتم الفيزيائيون والكيميائيون وعلماء الأحياء وعلماء الرياضيات والمهندسون وغيرهم بالفوضى، ويتخصص هؤلاء الباحثون في الأنظمة التي تظهر اضطرابًا ويصعب وصفها وتكون عشوائية بطبيعتها، أي أنها تتعامل مع الفوضى. ومع ذلك، هناك بعض المشككين هنا. ويقول بعض علماء الرياضيات إن الأساليب النظرية لدراسة الفوضى ليست صارمة، وتعتمد على نماذج غير موثوقة، وتهدد الطرق التقليدية لاختبار الحلول. ومع ذلك، فقد اكتسبت نظرية الفوضى أتباعًا، وأصبح لها مدافعون عنها في كل جامعة أو مركز بحثي كبير. تقدم هذه النظرية منهجًا لدراسة الأنظمة التي لا يمكن وصفها بالطرق التقليدية. للكثير نظرية العلماءالفوضى هي طريقة أخرى لحل المشكلات الصعبة للغاية والتي تتطلب أفكارًا جديدة.

منذ نيوتن، سعى العلماء إلى تفسير السلوك نظام معقداستخدام المعادلات الخطية (إنشاء علاقة مباشرة بسيطة) التي تحدد التناسب المباشر بين القيمة المحددة عند مدخلات النظام والقيمة التي تم الحصول عليها عند مخرجات النظام. وهم يعتقدون أنه إذا كنت تعرف كل المتغيرات، ولديك جهاز كمبيوتر قوي بالقدر الكافي ليأخذ في الاعتبار كل أوجه عدم اليقين، فيمكنك عندئذٍ تصميم (أي وصف بمصطلحات رياضية) أي نظام، بغض النظر عن مدى تعقيده. ومن الأمثلة على ذلك التنبؤ بالطقس على المدى الطويل. كان علماء الأرصاد الجوية من بين أولئك الذين اعتقدوا أن أجهزة الكمبيوتر العملاقة الجديدة ستجعل تنبؤات الطقس طويلة المدى موثوقة تمامًا، لكن هذا لم يحدث. يعمل على نماذج الكمبيوترالطقس، أظهر عالم الأرصاد الجوية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، إدوارد لورينز، أن أنماط الأنظمة الفوضوية تعتمد بوضوح على الظروف الأولية والمتغيرات الدقيقة ولكن لا يمكن التنبؤ بها - وبعبارة أخرى، الطقس فوضوي بطبيعته.

في أي نظام فوضوي — بدءًا من التدفق المتسارع لأحد الأنهار الجبلية إلى متوسط ​​عدد الجراد السنوي في الغرب الأوسط الأمريكي — يمكن أن يؤدي اضطراب طفيف في التوازن إلى تغير هائل. يقول لورينز: "إن اضطرابًا صغيرًا جدًا في أي وقت يمكن أن يتسبب في تطور النظام بطريقة مختلفة تمامًا عما كان عليه الحال دون حدوث اضطراب". ومن الشائع بين العلماء تسمية هذه الظاهرة بتأثير الفراشة. جاء لورينز بهذا الاسم عندما طرح سؤالاً مثيرًا للاهتمام على جمهوره في محاضرة ألقاها عام 1970: هل يمكن أن تتسبب الرفرفة الطفيفة لأجنحة الفراشة بعيدًا في غابات الأمازون في حدوث إعصار مدمر في تكساس.

قانون الحقيقة في الفوضى:

"إن أي حركة فوضوية (براونية) تؤدي إلى تكوين أزواج ذات معنى. يميل الأزواج إلى الارتباط. أو، مع تقدم العملية، تصبح ذات معنى ومنظمة. الفوضى بعيدة (آلاف السنين الضوئية)، لكننا نعرف قانونها. إذن نحن من هناك، أو كنا هناك”.

هذه الكلمات هي المعنى المشكلة الأكثر أهمية– مشاكل الاختيار.

زيادة الانتروبيا

الإنتروبيا (باليونانية en - إلى، داخل، مجاز - الدوران، التحول) هي إحدى الكميات التي تميز الحالة الحرارية لجسم أو نظام من الأجسام؛ مقياس للاضطراب الداخلي للنظام؛ بالنسبة لجميع العمليات التي تحدث في نظام مغلق، إما أن تزداد الإنتروبيا (عمليات غير عكوسة) أو تظل ثابتة (عمليات عكسية).

المفهوم المركزي للديناميكا الحرارية هو الإنتروبيا S. الإنتروبيا هي دالة حالة، التفاضل فيها يساوي الحرارة المخفضة dS = dQ/T، حيث Q هي كمية الحرارة، T هي درجة الحرارة. لطالما اعتبرت الإنتروبيا ظل "طاقة الملكة" W، توأمها الغامض. سلوكهم في نظام مغلق مختلف. الطاقة في النظام المغلق لا تفنى ولا تفنى. يتم حفظه ولا يمكن أن يكون بمثابة مؤشر للتغيرات في النظام (W = const). يتم إنشاء الإنتروبيا باستمرار في أي عملية انتقال إلى التوازن. يتم تحديد سلوك الإنتروبيا من خلال القانون الثاني للديناميكا الحرارية أو قانون زيادة الإنتروبيا.

نمو الانتروبيا ليس غير محدود. قيمته في التوازن هي الحد الأقصى. القانون الثاني للديناميكا الحرارية هو قانون ومبدأ الاختيار الذي يحد من الحالات القابلة للتحقق فيزيائيًا والتي يمكن ملاحظتها أو “التحضير لها”. ويحظر القانون إنشاء "آلة الحركة الدائمة من النوع الثاني".

يبدو القانون الثاني الشهير (القانون) للديناميكا الحرارية كما صاغه الفيزيائي الألماني ر. كلوزيوس كما يلي: "لا تنتقل الحرارة تلقائيًا من جسم بارد إلى جسم أكثر سخونة". قانون حفظ وتحويل الطاقة (القانون الأول للديناميكا الحرارية) لا يحظر من حيث المبدأ مثل هذا التحول، طالما يتم الحفاظ على كمية الطاقة في نفس الحجم.

ولكن في الواقع هذا لا يحدث أبدا. يتم التأكيد على هذه الأحادية وأحادية الاتجاه لإعادة توزيع الطاقة في الأنظمة المغلقة من خلال القانون الثاني للديناميكا الحرارية. ولعكس هذه العملية، تم إدخال مفهوم جديد للإنتروبيا في الديناميكا الحرارية. تم استخدام الإنتروبيا لتقليل درجة اضطراب النظام. اتخذت صياغة أكثر دقة للقانون الثاني للديناميكا الحرارية الشكل التالي: أثناء العمليات التلقائية في الأنظمة ذات الطاقة الثابتة، تزداد الإنتروبيا دائمًا. المعنى الجسديتعود الزيادة في الإنتروبيا إلى حقيقة أن النظام المعزول (ذو الطاقة الثابتة) الذي يتكون من عدد معين من الجسيمات يميل إلى الانتقال إلى حالة ذات أقل انتظام في حركة الجسيمات. هذه هي أبسط حالة للنظام، أو التوازن الديناميكي الحراري، حيث تكون حركة الجزيئات فوضوية. الإنتروبيا القصوى تعني التوازن الديناميكي الحراري الكامل، وهو ما يعادل الفوضى.

ومع ذلك، استنادًا إلى نظرية بريجوجين للتغيير، فإن الإنتروبيا ليست مجرد انزلاق مستمر للنظام نحو حالة خالية من أي تنظيم. في ظل ظروف معينة، الانتروبيا

يصبح سلف النظام.

*يتم وصف الحالة العيانية لنظام ديناميكي حراري معين يتكون من مجموعة محدودة من العناصر (الذرات والجزيئات) تقليديًا باستخدام إنتروبيا بولتزمان (E)، والتي تعبر إحصائيًا عن القانون الثاني للديناميكا الحرارية ولها الشكل:

أين: - ثابت بولتزمان، و W هو الاحتمال الديناميكي الحراري، وهو عدد الحالات المجهرية المحتملة للنظام التي يمكن من خلالها تحقيق حالة ماكروستات معينة.

خاتمة

قانون زيادة الانتروبيا ينطبق فقط على ما يكفي اجتماع كبيرالجزيئات، ولكن بالنسبة للجزيئات الفردية فمن المستحيل صياغتها.

تتيح القضايا المتعلقة بالإنتروبيا في الأنظمة المعقدة وقانون زيادة الإنتروبيا إمكانية إدراك العمليات التي تحدث في الطبيعة بشكل موضوعي وتحديد إمكانيات التدخل في هذه العمليات.

قانون زيادة الإنتروبيا هو جزء من القانون الثاني للديناميكا الحرارية، والذي يشير عادة إلى البيان الذي تم الحصول عليه تجريبيا حول استحالة بناء آلة حركة أبدية من النوع الثاني.

فهرس

1. ف.يو. سيجل. لا ينضب من اللانهاية. موسكو، "العلم"، 1984

2. بي أتكينز. النظام والفوضى في الطبيعة. الترجمة من الإنجليزية بواسطة Yu.G. رودوجو. موسكو، "مير"، 1987

3. د. ليسر. إنشاء صورة للكون. الترجمة من الإنجليزية بواسطة S.A. لمزينا. موسكو، "مير"، 1988

4. ج. نارليكار. الكون الغاضب. الترجمة من الإنجليزية بواسطة S.V. بودنيك. موسكو، "مير"، 1985

تميز هذه المجموعة من القوانين أيضًا تفاعل النظام مع بيئته - مع البيئة (الهامة أو الأساسية للنظام)، والنظام الفائق، والأنظمة التابعة.

مهارات التواصل.

يشكل هذا النمط الأساس لتعريف النظام، حيث لا يكون النظام معزولاً عن الأنظمة الأخرى، فهو مرتبط بالعديد من الاتصالات مع البيئة، والتي بدورها عبارة عن تكوين معقد وغير متجانس يحتوي على نظام فائق (نظام ميتا - نظام نظام أكثر ترتيب عالي، والذي يحدد متطلبات وقيود النظام قيد الدراسة)، والأنظمة الفرعية (الأنظمة السفلية، والأنظمة الثانوية)، والأنظمة من نفس مستوى النظام قيد الدراسة.

تسمى هذه الوحدة المعقدة مع البيئة نمط الاتصال,والذي بدوره يساعد بسهولة على الانتقال إلى التسلسل الهرمي كنمط لبناء العالم بأكمله وأي نظام معزول عنه.

تَسَلسُل.

كانت قوانين التسلسل الهرمي أو النظام الهرمي من بين القوانين الأولى لنظرية النظم التي تم تحديدها ودراستها بواسطة L. von. بيرتالانفي.

من الضروري أن نأخذ في الاعتبار ليس فقط الجانب الهيكلي الخارجي للتسلسل الهرمي، ولكن أيضًا العلاقات الوظيفية بين المستويات. على سبيل المثال، في المنظمات البيولوجية، يكون للمستوى الهرمي الأعلى تأثير مباشر على المستوى الأدنى التابع له، ويتجلى هذا التأثير في حقيقة أن الأعضاء المرؤوسين في التسلسل الهرمي يكتسبون خصائص جديدة لم تكن لديهم في حالة معزولة ( تأكيد الموقف حول تأثير الكل على العناصر المذكورة أعلاه)، ونتيجة لظهور هذه الخصائص الجديدة، يتم تشكيل "نظرة كاملة" جديدة ومختلفة (تأثير خصائص العناصر على العموم). يكتسب الكل الجديد الذي ينشأ بهذه الطريقة القدرة على أداء وظائف جديدة، وهو الغرض من تكوين التسلسلات الهرمية.

دعونا نسلط الضوء على السمات الرئيسية للترتيب الهرمي من وجهة نظر فائدة استخدامها كنماذج لتحليل النظام:

1. نظرا لنمط الاتصال الذي يتجلى ليس فقط بين النظام المختار وبيئته، ولكن أيضا بين مستويات التسلسل الهرمي للنظام قيد الدراسة، فإن كل مستوى من الترتيب الهرمي له علاقات معقدة مع المستويات الأعلى والأدنى . وفقًا للصياغة المجازية، فإن كل مستوى من التسلسل الهرمي لديه خاصية "يانوس ذو وجهين": "الوجه" الموجه نحو المستوى الأدنى له طابع الكل (النظام) المستقل، و"الوجه" الموجه نحو المستوى الأدنى له طابع الكل (النظام) المستقل، و"الوجه" الموجه نحو المستوى الأدنى. تعرض العقدة (العلوية) للمستوى الأعلى خصائص الجزء التابع (عنصر النظام الأعلى).

توضح هذه المواصفات لنمط التسلسل الهرمي غموض الاستخدام في المجمع الأنظمة التنظيميةآه مفاهيم "النظام" و"النظام الفرعي"، و"الهدف" و"الوسيلة" (عنصر من كل مستوى من مستويات الهيكل الهرمي للأهداف يعمل كهدف بالنسبة إلى الأهداف الأساسية وك"هدف فرعي"، ويبدأ من مستوى معين، باعتباره "وسيلة" فيما يتعلق بهدف أعلى)، والذي غالبًا ما يتم ملاحظته في الظروف الحقيقية ويؤدي إلى نزاعات مصطلحية غير صحيحة.

2. الميزة الأكثر أهمية للترتيب الهرمي كنمط هي أن نمط التكامل/النشوء (أي التغيرات النوعية في خصائص المكونات أكثر مستوى عالبالمقارنة مع المكونات المدمجة للأساس) يتجلى فيه في كل مستوى من مستويات التسلسل الهرمي. في هذه الحالة، فإن توحيد العناصر في كل عقدة من البنية الهرمية لا يؤدي فقط إلى ظهور خصائص جديدة في العقدة وفقدان حرية المكونات المدمجة في إظهار بعض خصائصها، ولكن أيضًا إلى حقيقة أن كل منها يكتسب العضو المرؤوس في التسلسل الهرمي خصائص جديدة كانت غائبة في حالته المعزولة.

1. المفاهيم الأساسية لنظرية النظم (تعريف النظام، البيئة الخارجية، الكائن، العنصر، نظام التمثيلات)

نظام - هذه مجموعة كاملة وشاملة من العناصر (المكونات) المترابطة والمتفاعلة مع بعضها البعض حتى يمكن تحقيق وظيفة النظام.

تتضمن دراسة الكائن كنظام الاستخدامعدد من أنظمة التمثيل (الفئات)، من بينها أهمها:

ويرتبط التمثيل الهيكلي بتحديد عناصر النظام والروابط بينها.

التمثيل الوظيفي للأنظمة هو تحديد مجموعة من الوظائف (الإجراءات الهادفة) للنظام ومكوناته التي تهدف إلى تحقيق هدف محدد.

الرؤية العيانية - فهم النظام ككل لا يتجزأ ويتفاعل مع البيئة الخارجية.

تعتمد النظرة المجهرية على رؤية النظام كمجموعة من العناصر المترابطة. أنها تنطوي على الكشف عن هيكل النظام.

يعتمد التمثيل الهرمي على مفهوم النظام الفرعي الذي يتم الحصول عليه عن طريق التحلل (التحلل) لنظام له خصائص النظام التي يجب تمييزها عن عنصره - غير القابلة للتجزئة إلى أجزاء أصغر (من وجهة نظر المشكلة التي يتم حلها). يمكن تمثيل النظام كمجموعة من الأنظمة الفرعية على مستويات مختلفة، مما يشكل تسلسلاً هرميًا للنظام، والذي يتم إغلاقه من الأسفل فقط بواسطة العناصر.

يفترض عرض العملية فهم كائن النظام ككائن ديناميكي، يتميز بتسلسل حالاته مع مرور الوقت.

هدف المعرفة هي شرف العالم الحقيقي، الذي يبرز ويُنظر إليه على أنه وحدة واحدة لفترة طويلة. يمكن أن يكون الشيء ماديًا أو مجردًا، طبيعيًا أو اصطناعيًا. كائن لديه مجموعة لا حصر لها من الخصائص. لكن من الناحية العملية، نحتاج إلى مجموعة محدودة من الخصائص التي تهمنا.

بيئة خارجية - ينشأ مفهوم "النظام" حيث ومتى نرسم، ماديًا أو تخمينيًا، حدودًا مغلقة بين مجموعة غير محدودة أو مجموعة محدودة من العناصر. تلك العناصر مع المشروطية المتبادلة المقابلة لها والتي تقع في الداخل تشكل نظامًا.

تلك العناصر التي تبقى خارج الحدود تشكل مجموعة تسمى في نظرية النظم "بيئة النظام" أو ببساطة "البيئة" أو "البيئة الخارجية".

ويترتب على هذه الاعتبارات أنه من غير الممكن النظر في نظام دون بيئته الخارجية. يتشكل النظام ويظهر خصائصه في عملية التفاعل مع البيئة، كونه العنصر الرئيسي لهذا التأثير.

تبعاً لتأثيرها على البيئة وطبيعة التفاعل مع الأنظمة الأخرى، يمكن ترتيب وظائف الأنظمة تصاعدياً على النحو التالي:

الوجود السلبي

مواد للأنظمة الأخرى؛

صيانة الأنظمة ذات الترتيب العالي؛

معارضة الأنظمة الأخرى (البقاء)؛

استيعاب الأنظمة الأخرى (التوسع)؛

تحويل الأنظمة والبيئات الأخرى (دور نشط).

يمكن اعتبار أي نظام، من ناحية، كنظام فرعي من رتبة أعلى (نظام فائق)، ومن ناحية أخرى، كنظام فائق من نظام من رتبة أدنى (نظام فرعي). على سبيل المثال، يتم تضمين نظام "ورشة الإنتاج" كنظام فرعي في نظام أعلى مرتبة - "الشركة". وفي المقابل، يمكن للنظام الفائق "الشركة" أن يكون نظامًا فرعيًا "للشركة".

عادةً ما تظهر الأجزاء المستقلة إلى حد ما من الأنظمة كأنظمة فرعية، تتميز وفقًا لخصائص معينة، وتمتلك استقلالًا نسبيًا ودرجة معينة من الحرية.

عنصر - أي جزء من النظام يدخل في علاقات معينة مع أجزاء أخرى (أنظمة فرعية، عناصر).

العنصر مع النظام هو جزء من نظام ذو خصائص محددة بشكل فريد يؤدي وظائف معينة ولا يخضع لمزيد من التقسيم في إطار المشكلة التي يتم حلها (من وجهة نظر الباحث).

مفاهيم العنصر والنظام الفرعي والنظام قابلة للتحويل؛ يمكن اعتبار النظام عنصرًا من عناصر نظام ذو رتبة أعلى (نظام ميتا)، وعنصرًا، في التحليل المتعمق، كنظام. حقيقة أن أي نظام فرعي هو في نفس الوقت نظام مستقل نسبيًا يؤدي إلى جانبين من دراسة الأنظمة: على المستويين الكلي والجزئي.

عند الدراسة على المستوى الكلي، يتم إيلاء الاهتمام الرئيسي لتفاعل النظام مع البيئة الخارجية. علاوة على ذلك، يمكن اعتبار الأنظمة ذات المستوى الأعلى جزءًا من البيئة الخارجية. مع هذا النهج، العوامل الرئيسية هي الوظيفة المستهدفة للنظام (الهدف) وشروط عمله. وفي هذه الحالة تتم دراسة عناصر النظام من وجهة نظر تنظيمها في كل واحد وتأثيرها على وظائف النظام ككل.

على المستوى الجزئي، أهمها الخصائص الداخلية للنظام، وطبيعة تفاعل العناصر مع بعضها البعض، وخصائصها وظروف تشغيلها.

لدراسة النظام، يتم الجمع بين كلا المكونين.

2. مفاهيم بنية النظام. التوصيلات وأنواعها.

يُفهم هيكل النظام على أنه مجموعة مستقرة من العلاقات التي تظل دون تغيير لفترة طويلة، على الأقل خلال فترة المراقبة. يتقدم هيكل النظام على مستوى معين من التعقيد من حيث تكوين العلاقات على مجموعة عناصر النظام أو ما يعادل مستوى تنوع مظاهر الكائن.

الاتصالات هي عناصر تتفاعل بشكل مباشر بين عناصر (أو الأنظمة الفرعية) للنظام، وكذلك مع العناصر والأنظمة الفرعية للبيئة.

يعد التواصل أحد المفاهيم الأساسية في اسلوب منهجي. النظام ككل موجود على وجه التحديد بسبب وجود اتصالات بين عناصره، أي بمعنى آخر، تعبر الروابط عن قوانين عمل النظام. وتتميز الاتصالات بطبيعة العلاقة مباشرة وعكسية، وبنوع التجلي (الوصف) باعتباره حتمية واحتمالية.

اتصالات مباشرة مخصصة لنقل وظيفي معين للمادة أو الطاقة أو المعلومات أو مجموعاتها - من عنصر إلى آخر في اتجاه العملية الرئيسية.

التقيمات، في الأساس، يؤدون وظائف إعلامية، مما يعكس التغييرات في حالة النظام نتيجة لإجراءات التحكم عليه. كان اكتشاف مبدأ التغذية الراجعة حدثًا بارزًا في تطور التكنولوجيا وكان له عواقب بالغة الأهمية. إن عمليات الإدارة والتكيف والتنظيم الذاتي والتنظيم الذاتي والتطوير مستحيلة دون استخدام التغذية الراجعة.

أرز. - مثال ردود الفعل

بمساعدة ردود الفعل، يتم إرسال الإشارة (المعلومات) من إخراج النظام (كائن التحكم) إلى عنصر التحكم. هنا، تتم مقارنة هذه الإشارة التي تحتوي على معلومات حول العمل الذي يقوم به كائن التحكم، بإشارة تحدد محتوى وحجم العمل (على سبيل المثال، خطة). إذا كان هناك تناقض بين حالة العمل الفعلية والمخططة، يتم اتخاذ التدابير اللازمة للقضاء عليه.

المهام الرئيسية للتغذية الراجعة هي:

ومواجهة ما يفعله النظام نفسه عندما يتجاوز الحدود المقررة (على سبيل المثال، الاستجابة لانخفاض الجودة)؛

التعويض عن الاضطرابات والحفاظ على حالة التوازن المستقر للنظام (على سبيل المثال، أعطال المعدات)؛

تجميع الاضطرابات الخارجية والداخلية التي تميل إلى إخراج النظام من حالة التوازن المستقر، وتقليل هذه الاضطرابات إلى انحرافات لواحد أو أكثر من الكميات التي يمكن التحكم فيها (على سبيل المثال، تطوير أوامر التحكم للظهور المتزامن لمنافس جديد وانخفاض في جودة المنتجات)؛

تطوير إجراءات التحكم على كائن التحكم وفقًا لقانون ذو طابع رسمي سيئ. على سبيل المثال، يؤدي تحديد سعر أعلى لموارد الطاقة إلى تغييرات معقدة في أنشطة المنظمات المختلفة، ويغير النتائج النهائية لعملها، ويتطلب تغييرات في العملية الإنتاجية والاقتصادية من خلال تأثيرات لا يمكن وصفها باستخدام التعبيرات التحليلية.

يؤدي انتهاك حلقات ردود الفعل في النظم الاجتماعية والاقتصادية لأسباب مختلفة إلى عواقب وخيمة. تفقد النظم المحلية الفردية القدرة على التطور والإدراك الحساس للاتجاهات الجديدة الناشئة، والتنمية طويلة الأجل والتنبؤ العلمي لأنشطتها لفترة طويلة من الزمن، والتكيف الفعال مع الظروف البيئية المتغيرة باستمرار.

من سمات الأنظمة الاجتماعية والاقتصادية أنه ليس من الممكن دائمًا التعبير بوضوح عن روابط التعليقات، والتي عادة ما تكون طويلة، وتمر عبر عدد من الروابط الوسيطة، ومن الصعب رؤيتها بوضوح. غالبًا ما تكون الكميات الخاضعة للرقابة نفسها غير محددة بشكل واضح، ومن الصعب وضع العديد من القيود المفروضة على معلمات الكميات الخاضعة للرقابة. كما أن الأسباب الفعلية لتجاوز المتغيرات الخاضعة للرقابة الحدود المقررة ليست معروفة دائمًا.

اقتران حتمي (صعب).كقاعدة عامة، يحدد بشكل لا لبس فيه السبب والنتيجة ويوفر صيغة محددة بوضوح لتفاعل العناصر.الاتصال الاحتمالي (المرن) -يحدد التبعيات الضمنية وغير المباشرة بين العناصر. تقدم نظرية الاحتمالية جهازًا رياضيًا خاصًا لدراسة هذه الارتباطات، يُسمى تحليل الارتباط.

المعايير هي علامات يتم من خلالها تقييم مدى امتثال النظام للغرض منه في ظل قيود معينة.

فعالية النظام هي العلاقة بين النتيجة المستهدفة للعملية والنتيجة التي تم تحقيقها بالفعل.

غالبًا ما تكون هناك قيود على الإدخال والإخراج - مما يضمن التوافق بين مخرجات النظام ومتطلبات الإدخال للنظام اللاحق. إذا لم يتم استيفاء المتطلبات، فإن القيد لا يسمح لها بالمرور من تلقاء نفسها، أي أنها تعمل على مبدأ المرشح.

حالة النظام هي مجموعة الخصائص الأساسية التي يمتلكها النظام في اللحظة الحالية.

3. الخصائص الأساسية للأنظمة (6 خصائص).

تُفهم الخاصية على أنها جانب من كائن (خاصيته) يحدد اختلافه أو تشابهه مع كائن آخر، أو يتجلى أثناء التفاعل.

ويترتب على تعريف النظام أن الخاصية الرئيسية هي التكامل أو الوحدة، التي تضمنها العلاقات بين المكونات وتتجلى في ظهور خصائص جديدة لا تمتلكها العناصر الفردية.

وتسمى هذه الخاصية خاصية الظهور.

ظهور - خاصية الأنظمة التي تسبب ظهور خصائص وصفات جديدة غير متأصلة في العناصر الفردية للنظام. المبدأ الأساسي هو عكس الاختزالية، التي تنص على أنه يمكن دراسة الكل عن طريق تقسيمه إلى أجزاء ومن ثم، من خلال تحديد خصائص الأجزاء، تحديد خصائص الكل.

نزاهة - يساهم كل عنصر من عناصر النظام في تحقيق هدف النظام.

النزاهة والنشوء هما من الخصائص التكاملية للنظام.

تكمن النزاهة في حقيقة أن كل مكون يوفر نمطه الخاص من الأداء الوظيفي وتحقيق الأهداف.

يعد وجود الخصائص التكاملية من أهم مميزات النظام. تتجلى النزاهة في حقيقة أن النظام لديه نمطه الخاص من الوظائف والغرض الخاص به.

منظمة - خاصية معقدةالأنظمة التي تتكون من وجود الهيكل والأداء (السلوك). جزء لا غنى عنه من النظم هو مكوناتها، وهي تلك التشكيلات الهيكلية التي تشكل الكل والتي بدونها لا يكون ممكنا.

وظائف- هذا هو مظهر من مظاهر خصائص (وظائف) معينة عند التفاعل مع البيئة الخارجية. هنا يتم تعريف الهدف (الغرض من النظام) على أنه النتيجة النهائية المرجوة.

الهيكلية - هذا هو ترتيب النظام ومجموعة معينة وترتيب العناصر مع الروابط بينها. هناك علاقة بين وظيفة النظام وبنيته، كما هو الحال بين الفئات الفلسفية للمحتوى والشكل. التغيير في المحتوى (الوظائف) يستلزم تغييرًا في الشكل (البنية)، ولكن أيضًا بالعكس.

من الخصائص المهمة للنظام وجود السلوك- الإجراءات والتغييرات والأداء وما إلى ذلك. ويعتقد أن هذا السلوك للنظام يرتبط بالبيئة (المحيطة)، أي. مع الأنظمة الأخرى التي تتلامس معها أو تدخل في علاقات معينة. تسمى عملية تغيير حالة النظام بشكل هادف مع مرور الوقت بالسلوك. على عكس السيطرة، عندما يتم تحقيق تغيير في حالة النظام من خلال التأثيرات الخارجية، يتم تنفيذ السلوك حصريًا من قبل النظام نفسه، بناءً على أهدافه الخاصة.

خاصية أخرى هي خاصية النمو (التنمية). يمكن النظر إلى التنمية كجزء لا يتجزأ من السلوك (والأهم في ذلك).

الخاصية الأساسية للأنظمة هي الاستقرار، أي. قدرة النظام على تحمل الاضطرابات الخارجية. يعتمد عمر النظام على ذلك. الأنظمة البسيطة لها أشكال سلبية من الاستقرار: القوة، والتوازن، وقابلية التعديل، والتوازن. وبالنسبة للأشكال المعقدة، تعتبر الأشكال النشطة حاسمة: الموثوقية والقدرة على البقاء والقدرة على التكيف. إذا كانت الأشكال المدرجة لاستقرار الأنظمة البسيطة (باستثناء القوة) تتعلق بسلوكها، فإن الشكل المحدد لاستقرار الأنظمة المعقدة يكون هيكليًا بطبيعته بشكل أساسي.

مصداقية - خاصية الحفاظ على بنية الأنظمة بالرغم من موت عناصرها الفردية نتيجة لاستبدالها أو ازدواجها،والقدرة على البقاء - كيف قمع نشط الصفات الضارة. وبالتالي، فإن الموثوقية أكثر شكل سلبيمن البقاء على قيد الحياة.

القدرة على التكيف - القدرة على تغيير السلوك أو البنية من أجل الحفاظ على صفات جديدة أو تحسينها أو اكتسابها في ظروف البيئة الخارجية المتغيرة. الشرط الأساسي لإمكانية التكيف هو وجود اتصالات ردود الفعل.

4. تصنيف الأنظمة حسب المحتوى. يعطي وصف قصيركل فئة.

تصنيف يسمى التقسيم إلى فئات وفقا لأهم الخصائص.تحت الصف يُفهم على أنه مجموعة من الأشياء التي لها خصائص مشتركة معينة. الخاصية (أو مجموعة الخصائص) هي أساس (معيار) التصنيف.

يمكن أن يتميز النظام بخاصية واحدة أو أكثر، وبالتالي يمكن العثور على مكان في تصنيفات مختلفة، يمكن أن يكون كل منها مفيدًا عند اختيار منهجية البحث. عادةً ما يكون الغرض من التصنيف هو الحد من اختيار طرق عرض الأنظمة وتطوير لغة وصف مناسبة للفئة المقابلة.

أنظمة حقيقيةوتنقسم إلى طبيعية (أنظمة طبيعية) وصناعية (بشرية المنشأ).

الأنظمة الطبيعية: أنظمة الطبيعة غير الحية (الفيزيائية والكيميائية) والحية (البيولوجية).

الأنظمة الاصطناعية:خلقتها البشرية لتلبية احتياجاتها أو تشكلت نتيجة لجهود هادفة. صناعيوتنقسم إلى التقنية (الفنية والاقتصادية) والاجتماعية (العامة).يتم تصميم وتصنيع النظام الفني من قبل شخص لغرض محدد.

ل النظم الاجتماعيةتشمل مختلف أنظمة المجتمع البشري.

إن تحديد الأنظمة التي تتكون من أجهزة تقنية وحدها يكون دائمًا مشروطًا، لأنها غير قادرة على توليد حالتها الخاصة. تعمل هذه الأنظمة كأجزاء من أنظمة تنظيمية وتقنية أكبر تشمل الأشخاص.

يُطلق على النظام التنظيمي ، الذي من أجل الأداء الفعال له طريقة تنظيم تفاعل الأشخاص مع نظام فرعي تقني ، اسمنظام الإنسان والآلة. أمثلة على أنظمة الإنسان والآلة: السيارة - السائق؛ قائد الطائرة؛ الكمبيوتر - المستخدم، الخ.

وهكذا تحتالأنظمة التقنيةفهم مجموعة بناءة واحدة من الكائنات المترابطة والمتفاعلة، المخصصة لإجراءات هادفة مع مهمة تحقيق نتيجة معينة في عملية الأداء. السمات المميزة للأنظمة التقنية بالمقارنة مع مجموعة تعسفية من الأشياء أو بالمقارنة مع العناصر الفردية هي البناء (الجدوى العملية للعلاقات بين العناصر) والتوجه والترابط بين العناصر المكونة والهدف.

لكي يكون النظام مقاومًا للمؤثرات الخارجية، يجب أن يكون له هيكل مستقر. يحدد اختيار الهيكل عمليا المظهر الفني لكل من النظام بأكمله وأنظمته الفرعية وعناصره. ينبغي تحديد مسألة مدى ملاءمة استخدام هيكل معين بناءً على الغرض المحدد للنظام. يحدد الهيكل أيضًا قدرة النظام على إعادة توزيع الوظائف في حالة الضياع الكامل أو الجزئي للعناصر الفردية، وبالتالي موثوقية النظام وبقائه على قيد الحياة للخصائص المحددة لعناصره.

أنظمة مجردةهي نتيجة انعكاس الواقع (الأنظمة الحقيقية) في الدماغ البشري. يعد مزاجهم خطوة ضرورية لضمان التفاعل البشري الفعال مع العالم الخارجي. إن الأنظمة المجردة (المثالية) موضوعية في مصدرها الأصلي، إذ أن مصدرها الأساسي هو الواقع الموجود موضوعيا.
مشاركة الأنظمة المجردةلأنظمة العرض المباشرة(تعكس جوانب معينة من الأنظمة الحقيقية)وأنظمة العرض (التعميم).الأول يتضمن نماذج رياضية وإرشادية، والثاني - النظم المفاهيمية(نظريات البناء المنهجي) واللغات.

5. تصنيف الأنظمة إلى 9 مجموعات. إعطاء وصف موجز لكل فئة.

يفتح يسمى النظام الذي يتفاعل مع بيئته. جميع الأنظمة الحقيقية مفتوحة. عند وصف بنية هذه الأنظمة، يحاولون تقسيم قنوات الاتصال الخارجية إلى مدخلات ومخرجات.

يحتوي النظام المفتوح على عنصر واحد على الأقل متصل بالبيئة الخارجية.

في النظام الحقيقي، يكون عدد الترابطات هائلاً. ولذلك، فإن إحدى مهام الباحث هي تحديد وإدراج الاتصالات المهمة فقط في النظام. يتم التخلص من تلك غير المهمة.

نظام مغلق- الذي لا يتفاعل مع البيئة، أو يتفاعل معها بطريقة محددة بدقة. وفي الحالة الثانية، توجد قنوات الإدخال، ولكن تأثير البيئة ثابت ومعروف تمامًا مسبقًا. في هذه الحالة، تُعزى هذه التأثيرات مباشرة إلى النظام، مما يسمح لنا باعتباره مغلقًا.

الأنظمة المجمعةتحتوي على أنظمة فرعية مفتوحة ومغلقة. أي أنه يمكن تمييز نظام فرعي واحد أو أكثر فيها، يتفاعل مع البيئة، ويتم إغلاق الأنظمة الفرعية المتبقية.

أنظمة بسيطة - ليس لها هياكل متفرعة وتتكون من عدد قليل من العلاقات والعناصر. يعمل على أداء أبسط الوظائف، ولا يمكن تمييز المستويات الهرمية فيها. سمة مميزةهي الحتمية (التعريف الواضح) للتسمية وعدد العناصر والوصلات الداخلية والخارجية.

معقد - تحتوي على عدد كبير من العناصر والوصلات الداخلية، وتتميز بالتنوع الهيكلي. يؤدي وظيفة معقدة أو سلسلة من الوظائف. يمكن تقسيمها بسهولة إلى أنظمة فرعية. يسمى النظام معقدًا إذا كانت معرفته تتطلب مشاركة عدة أشخاص التخصصات العلميةوالنظريات والنماذج، وكذلك مع مراعاة عدم اليقين.

النموذج هو وصف معين (رياضي، لفظي، إلخ) لنظام أو نظام فرعي، يعكس المجموعة وخصائصها.

يُطلق على النظام اسم معقد إذا ظهرت في الواقع علامات التعقيد التالية بشكل ملحوظ:

التعقيد الهيكلي

المفاهيم الأساسية للاتصالات:

الهيكلي

الهرمية

وظيفي

السببية (السبب والنتيجة)

معلومة

الزمانية المكانية

صعوبة في الأداء (السلوك)

تعقيد اختيار السلوك: في المواقف متعددة البدائل، يتم تحديد اختيار السلوك حسب هدف النظام.

تعقيد التنمية.

تحددها خصائص العمليات التطورية أو العشوائية.

وينبغي النظر في هذه العلامات جنبا إلى جنب. تتميز الأنظمة المعقدة بضعف القدرة على التنبؤ والسرية ومجموعة متنوعة من الحالات المحتملة.

نظام كبيريسمى النظام الذي لا يمكن ملاحظته في وقت واحد من موقع مراقب واحد في الزمان والمكان. أي أن العامل المكاني مهم بالنسبة له. عدد أنظمتها الفرعية كبير جدًا، وتكوينها غير متجانس. عند تحليل وتوليف الأنظمة الكبيرة والمعقدة، تعتبر إجراءات التحلل والتجميع أساسية.

ل أنظمة متخصصةتتميز لغرض واحد والتخصص الضيق لموظفي الخدمة.في عالمي الأنظمة، يتم أيضًا تنفيذ العديد من الإجراءات على هيكل واحد، ومع ذلك، فإن تكوين الوظائف في نوعها وعددها أقل تجانسًا.

تلقائي - يتفاعل بشكل فريد مع مجموعة محدودة من التفاعلات الخارجية. التنظيم الداخلي لديه العديد من حالات التوازن.

حاسم - أن يكون لها معايير ثابتة لتمييز المؤثرات الخارجية وردود الفعل المستمرة عليها.

التنظيم الذاتي- أن يتمتعوا بمعايير تمييز مرنة وردود أفعال مرنة تجاه المؤثرات الخارجية. يمكن أن تتكيف مع التأثيرات. لديهم خصائص الأنظمة المنتشرة والسلوك العشوائي وعدم استقرار المعلمات والعمليات. قادرة على تغيير الهيكل قليلا. على سبيل المثال: التنظيمات البيولوجية، والسلوك الجماعي للناس، وما إلى ذلك. وإذا كان ثباتها يتجاوز المؤثرات الخارجية، فعندئذهذه هي الأنظمة التنبؤية. أي أنهم يستطيعون التنبؤ بالمسار المستقبلي للأحداث.

تحويل الأنظمة- أنظمة معقدة خيالية على أعلى مستوى من التعقيد، وغير مقيدة بثبات الوسائط الموجودة. يمكنهم تغيير الوسائط المادية وبنيتها مع الحفاظ على الفردية.

يطلق عليهم حتميةالأنظمة التي يتم تحديد حالتها بشكل فريد من خلال اللحظة الأولية ويمكن التنبؤ بها لأي لحظة لاحقة من الزمن.الأنظمة العشوائية- الأنظمة التي تكون التغييرات فيها عشوائية. في هذه الحالة، البيانات الأولية للتنبؤ ليست كافية.

يُسمى النظام مركزيًا إذا كان أحد أجزائه يلعب دورًا مهيمنًا (مركزيًا) يحدد عمله.

لامركزيةالأنظمة هي تلك الأنظمة التي تكون فيها المكونات ذات أهمية متساوية.

في إنتاج تنفذ الأنظمة عمليات الحصول على المنتجات أو الخدمات. وتنقسم هذه الأنظمة إلى أنظمة الطاقة المادية والمعلومات.

أنظمة التحكم- يشاركون في تنظيم وإدارة عمليات المواد والطاقة والمعلومات.

أنظمة الخدمة- دعم أداء أنظمة الإنتاج والتحكم.

6. تسمية أنماط التفاعل بين الجزء والكل (2). إعطاء وصف موجز لكل نمط.

يتجلى نمط التكامل/النشوء في النظام بظهور خصائص جديدة غائبة في العناصر. من أجل فهم أفضل لنمط النزاهة، فمن الضروري، أولاً، أن نأخذ بعين الاعتبار جانبيه:

خصائص النظام (الكامل) Qs ليست مجموعًا بسيطًا لخصائص العناصر المكونة له (الأجزاء):

سؤال ≠ ∑Qi

تعتمد خصائص النظام (الكل) على خصائص العناصر المكونة له (الأجزاء):

س = و(تشي)

بالإضافة إلى هذين الجانبين الرئيسيين، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن العناصر المدمجة في النظام، كقاعدة عامة، تفقد بعض خصائصها الكامنة خارج النظام، أي. يبدو أن النظام يقمع عددًا من خصائص العناصر. ولكن، من ناحية أخرى، يمكن للعناصر، بمجرد دخولها إلى النظام، أن تكتسب خصائص جديدة.

دعونا ننتقل إلى النموذج المزدوج بالنسبة لنموذج التكامل. ويسمى الجمع الجسدي، والاستقلال، والجمع، والعزلة. تتجلى خاصية الإضافة الفيزيائية في النظام الذي يبدو أنه قد انقسم إلى عناصر مستقلة؛ ثم يصبح عادلا

س = ∑Qi

في هذه الحالة القصوى، لم يعد من الممكن الحديث عن النظام.

دعونا نفكر في الخيارات الوسيطة - نمطان مترافقان يمكن تسميتهما بالتحليل التقدمي - رغبة النظام في دولة بها المزيد والمزيد من العناصر المستقلة، والتنظيم التدريجي - رغبة النظام في تقليل استقلال العناصر، أي إلى قدر أكبر نزاهة.

التكاملية - غالبًا ما يستخدم هذا المصطلح كمرادف للنزاهة. ومع ذلك، فإن بعض الباحثين يسلطون الضوء على هذا النمط باعتباره مستقلا، محاولين التأكيد على الاهتمام ليس بالعوامل الخارجية لمظاهر النزاهة، ولكن بالأسباب الأعمق التي تحدد ظهور هذه الخاصية، في العوامل التي تضمن الحفاظ على النزاهة.

التكاملية هي عوامل تشكيل النظام والحفاظ عليه، ومن بينها دور مهم يلعبه عدم تجانس العناصر وعدم تناسقها (التي يدرسها معظم الفلاسفة)، من ناحية، ورغبتهم في الانضمام إلى التحالفات، من ناحية أخرى.

7. تسمية أنماط الترتيب الهرمي (2). إعطاء وصف موجز لكل نمط.

تميز هذه المجموعة من القوانين أيضًا تفاعل النظام مع بيئته - مع البيئة (الهامة أو الأساسية للنظام)، والنظام الفائق، والأنظمة التابعة.

مهارات التواصل- يشكل هذا النمط الأساس لتعريف النظام، حيث لا يكون النظام معزولاً عن الأنظمة الأخرى، فهو مرتبط عن طريق اتصالات متعددة مع البيئة، والتي بدورها عبارة عن تكوين معقد وغير متجانس يحتوي على نظام فائق (نظام ميتا - نظام ذو ترتيب أعلى يحدد متطلبات وقيود النظام قيد الدراسة)، والأنظمة الفرعية (الأنظمة السفلية والأنظمة الثانوية)، والأنظمة من نفس مستوى النظام قيد الدراسة.

تسمى هذه الوحدة المعقدة مع البيئة بنمط الاتصال، والذي بدوره يساعد بسهولة على الانتقال إلى التسلسل الهرمي كنمط لبناء العالم بأكمله وأي نظام معزول عنه.

تَسَلسُل - كانت قوانين التسلسل الهرمي أو الترتيب الهرمي من بين القوانين الأولى لنظرية النظم التي حددها L. von ودرسها. بيرتالانفي. من الضروري أن نأخذ في الاعتبار ليس فقط الجانب الهيكلي الخارجي للتسلسل الهرمي، ولكن أيضًا العلاقات الوظيفية بين المستويات. على سبيل المثال، في المنظمات البيولوجية، يكون للمستوى الهرمي الأعلى تأثير مباشر على المستوى الأدنى التابع له، ويتجلى هذا التأثير في حقيقة أن الأعضاء المرؤوسين في التسلسل الهرمي يكتسبون خصائص جديدة لم تكن لديهم في حالة معزولة ( تأكيد الموقف حول تأثير الكل على العناصر المذكورة أعلاه)، ونتيجة لظهور هذه الخصائص الجديدة، يتم تشكيل "نظرة كاملة" جديدة ومختلفة (تأثير خصائص العناصر على العموم). يكتسب الكل الجديد الذي ينشأ بهذه الطريقة القدرة على أداء وظائف جديدة، وهو الغرض من تكوين التسلسلات الهرمية.

الملامح الرئيسية للترتيب الهرمي هي:

التفاعل المباشر للنظام مع المستويات العليا والدنيا. وفي هذه الحالة يظهر مفهوم النظام الفائق والنظام الفرعي، هدف للمستوى العام (للمستويات العليا)، وهدف فرعي (للمستويات المنخفضة والمتوسطة)، ووسيلة (للمستويات الدنيا).

يتجلى نمط النزاهة والنشوء في كل مستوى من مستويات التسلسل الهرمي.

8. تسمية قوانين جدوى الأنظمة. إعطاء وصف موجز لكل نمط.

مشكلة جدوى النظام هي الأقل استكشافًا. دعونا نفكر في بعض الأنماط التي تساعد على فهم هذه المشكلة وأخذها بعين الاعتبار عند تحديد مبادئ تصميم وتنظيم عمل أنظمة التحكم.

تكافؤ- يميز هذا النمط الإمكانات القصوى للنظام. عرّف ل. فون بيرتالانفي، الذي اقترح هذا المصطلح، التكافؤ بأنه "القدرة، على النقيض من حالة التوازن في الأنظمة المغلقة التي تحددها الظروف الأولية، ... على تحقيق حالة مستقلة عن الزمن لا تعتمد على ظروفها. الشروط الأولية ويتم تحديدها حصريًا من خلال معلمات النظام " ووفقاً لهذا النمط، يستطيع النظام تحقيق الحالة النهائية المطلوبة، بشكل مستقل عن الزمن، ومحدد حصرياً من خلال خصائص النظام الخاصة في ظل ظروف أولية مختلفة وبطرق مختلفة. وهذا شكل من أشكال الاستقرار فيما يتعلق بالشروط الأولية والحدودية.

قانون "التنوع الضروري" -لأول مرة في نظرية النظم، لفت يو آر الانتباه إلى الحاجة إلى مراعاة الجدوى النهائية للنظام عند إنشائه. اشبي. لقد صاغ نمطًا يُعرف بقانون "التنوع الضروري". بالنسبة لمشكلات اتخاذ القرار فإن الأهم هو أحد نتائج هذا النمط والتي يمكن تبسيطها من خلال المثال التالي.

عندما يواجه الباحث (DM - صانع القرار والمراقب) N مشكلة D، وحلها غير واضح بالنسبة له، فهناك مجموعة معينة من الحلول الممكنة Vd. وهذا التنوع يعارضه تنوع أفكار الباحث (المراقب) فن. مهمة الباحث هي تقليل التنوع Vd - Vn إلى الحد الأدنى، ومن الناحية المثالية إلى 0.

أثبت آشبي نظرية تم على أساسها صياغة الاستنتاج التالي: "إذا تم إعطاء Vd قيمة ثابتة، فلا يمكن تخفيض Vd - Vn إلا عن طريق الزيادة المقابلة في Vn. فقط التنوع في N يمكنه تقليل التنوع الناتج في D؛ التنوع وحده هو الذي يمكنه تدمير التنوع."

فيما يتعلق بأنظمة التحكم، يمكن صياغة قانون "التنوع المطلوب" على النحو التالي: يجب أن يكون تنوع نظام التحكم (نظام التحكم) Vsu أكبر (أو على الأقل مساويًا) لتنوع الكائن المتحكم فيه Vou:

فسو> فو.

من الممكن استخدام الطرق التالية لتحسين الإدارة عندما تصبح عمليات الإنتاج أكثر تعقيدًا:

زيادة في VSU، والتي يمكن تحقيقها من خلال زيادة عدد موظفي الإدارة، وتحسين مؤهلاتهم، وميكنة وأتمتة العمل الإداري؛

تقليل Vou، بسبب إنشاء قواعد أكثر وضوحًا وتحديدًا لسلوك مكونات النظام: التوحيد، والتوحيد القياسي، والتصنيف، وإدخال الإنتاج المستمر، وتقليل نطاق الأجزاء، والتجمعات، والمعدات التكنولوجية، وما إلى ذلك؛

تقليل مستوى متطلبات الإدارة، أي. تقليل عدد المعلمات التي يتم مراقبتها وتعديلها باستمرار للنظام المُدار؛

التنظيم الذاتي لكائنات التحكم عن طريق الحد من المعلمات الخاضعة للرقابة من خلال إنشاء وحدات ذاتية التنظيم (المتاجر والمناطق ذات دورة الإنتاج المغلقة، مع الاستقلال النسبي والحد من تدخل هيئات إدارة المشاريع المركزية، وما إلى ذلك).

9. تسمية أنماط تطور الأنظمة (2). إعطاء وصف موجز لكل نمط.

في مؤخراالحاجة إلى مراعاة مبادئ تغيراتها بمرور الوقت عندما تصبح أنظمة النمذجة محققة بشكل متزايد، والتي يمكن أن تساعد الأنماط التي تمت مناقشتها أدناه في فهمها.

التاريخية - على الرغم من أنه قد يبدو من الواضح أن أي نظام لا يمكن أن يبقى دون تغيير، فإنه لا ينشأ ويعمل ويتطور فحسب، بل يموت أيضًا، ويمكن للجميع بسهولة تقديم أمثلة على التكوين والازدهار والانحدار (الشيخوخة) وحتى الموت (الموت) البيولوجي و النظم الاجتماعية، ولكن بالنسبة لحالات محددة من تطوير النظم التنظيمية والمجمعات التقنية المعقدة، فمن الصعب تحديد هذه الفترات. لا يأخذ مديرو المنظمات ومصممو الأنظمة التقنية دائمًا في الاعتبار أن الوقت هو خاصية لا غنى عنها للنظام، وأن كل نظام يخضع لنمط التاريخية، وأن هذا النمط موضوعي مثل النزاهة والترتيب الهرمي وما إلى ذلك. في الوقت نفسه، يمكن أخذ نمط التاريخية في الاعتبار ليس فقط بشكل سلبي، وتسجيل الشيخوخة، ولكن أيضًا استخدامه لمنع "موت" النظام، وتطوير "آليات" لإعادة الإعمار، وإعادة تنظيم النظام للحفاظ عليه في إطار زمني محدد. جودة جديدة.

نمط التنظيم الذاتي هومن بين السمات الرئيسية للأنظمة ذاتية التنظيم مع العناصر النشطة هي القدرة على مقاومة الانتروبيا (الانتروبيا في هذه الحالة هي درجة عدم اليقين، وعدم القدرة على التنبؤ بحالة النظام والبيئة الخارجية)، والقدرة على التكيف مع الظروف المتغيرة ، تحويل هيكلها إذا لزم الأمر، الخ. تعتمد هذه القدرات الظاهرة خارجيًا على نمط أعمق، يعتمد على الجمع بين اتجاهين متناقضين في أي نظام نامي حقيقي: من ناحية، بالنسبة لجميع الظواهر، بما في ذلك الأنظمة النامية والمفتوحة، فإن القانون الثاني للديناميكا الحرارية ("القانون الثاني" ) صالح. الرغبة في زيادة الإنتروبيا. ومن ناحية أخرى، لوحظت الميول السلبية (المعاكسة للانتروبيا) الكامنة وراء التطور.

تم الحصول على نتائج مهمة في فهم قوانين التنظيم الذاتي في الدراسات التي تنتمي إلى العلم النامي المسمى بالتآزر.

10. ما هو التآزر؟ ما هو استخدامه ل؟ قدم وصفًا موجزًا ​​للمبادئ التسعة الرئيسية للنهج التآزري.

يسمى التآزر متعدد التخصصات الاتجاه العلميودراسة الأنماط العالمية لعمليات التنظيم الذاتي والتطور والتعاون. هدفها هو البناء النظرية العامةأنظمة معقدة ذات خصائص خاصة. على عكس الأنظمة البسيطة، تتميز الأنظمة المعقدة بالخصائص الرئيسية التالية:

العديد من المكونات غير المتجانسة.

نشاط (هدف) المكونات ؛

والعديد من العلاقات المختلفة والمتوازية بين المكونات؛

الطبيعة السيميائية (ضعيفة الشكل) للعلاقات؛

السلوك التعاوني للمكونات؛

الانفتاح؛

توزيع؛

الديناميكية والقدرة على التعلم والإمكانات التطورية.

عدم اليقين من المعلمات البيئية.

تحتل قضايا التكوين التلقائي للهياكل المنظمة مكانًا خاصًا في التآزر ذات طبيعة مختلفةفي عمليات التفاعل عندما تكون الأنظمة الأصلية في حالات غير مستقرة. بعد العالم I. Prigogine، يمكن وصفه لفترة وجيزة بأنه "مجمع العلوم حول الأنظمة الناشئة".

وفقا للنماذج التآزرية، يتم تقليل تطور النظام إلى سلسلة من التحولات الطورية غير المتوازنة. تمت صياغة مبدأ التطوير على أنه مرور متسلسل للمناطق الحرجة (نقاط التشعب (التشعب، المتفرعة)). بالقرب من نقاط التشعب، لوحظت زيادة حادة في التقلبات (من التقلب اللاتيني - التقلب، الانحراف). يتم تحديد اختيار التطوير بعد التشعب في لحظة عدم الاستقرار. لذلك، تتميز منطقة التشعب بعدم القدرة على التنبؤ بشكل أساسي - ومن غير المعروف ما إذا كانت ستصبح كذلك مزيد من التطويرسيصبح النظام فوضويًا أو سيولد هيكل جديد أكثر تنظيمًا. وهنا يتزايد دور عدم اليقين بشكل حاد: فالعشوائية عند المدخلات في حالة عدم التوازن يمكن أن تؤدي إلى عواقب كارثية عند المخرجات. في الوقت نفسه، فإن إمكانية ظهور النظام التلقائي من الفوضى هي اللحظة الأكثر أهمية في عملية التنظيم الذاتي في نظام معقد.

المبادئ الرئيسية للنهج التآزري في العلوم الحديثة هي كما يلي:

مبدأ التكامل لـ N. Bohr.في الأنظمة المعقدة، هناك حاجة إلى الجمع بين النماذج وطرق الوصف المختلفة التي بدت في السابق غير متوافقة، ولكنها الآن تكمل بعضها البعض.

مبدأ الظهور التلقائي بقلم بريجوجين. في الأنظمة المعقدة، تكون الحالات الحرجة الخاصة ممكنة، عندما تؤدي أدنى التقلبات فجأة إلى ظهور هياكل جديدة تختلف تمامًا عن الهياكل المعتادة (على وجه الخصوص، يمكن أن يؤدي ذلك إلى عواقب كارثية - "كرة الثلج" أو التأثيرات الوبائية).

مبدأ عدم التوافق لام زاده. مع زيادة تعقيد النظام، تقل إمكانية وصفه الدقيق حتى عتبة معينة، وبعدها تصبح دقة المعلومات وأهميتها (التماسك الدلالي) غير متوافقة، وخصائص حصرية متبادلة.

مبدأ إدارة عدم اليقين.تتطلب الأنظمة المعقدة الانتقال من التعامل مع عدم اليقين إلى إدارة عدم اليقين. يجب إدخال أنواع مختلفة من عدم اليقين بشكل متعمد في نموذج النظام قيد الدراسة، لأنها تعمل كعامل مفضل للابتكار (طفرات النظام).

مبدأ الجهل. المعرفة حول الأنظمة المعقدة غير مكتملة وغير دقيقة ومتناقضة في الأساس: فهي لا تتشكل عادة على أساس مفاهيم وأحكام صارمة منطقيا، ولكن على أساس الآراء الفردية والأفكار الجماعية. لذلك، في مثل هذه الأنظمة، تلعب نمذجة المعرفة الجزئية والجهل دورًا مهمًا.

مبدأ المراسلات. اللغة المستخدمة لوصف نظام معقد يجب أن تتوافق مع طبيعة المعلومات المتوفرة عنه (مستوى المعرفة أو عدم اليقين). إن النماذج المنطقية والرياضية والنحوية الدقيقة ليست لغة عالمية، كما أن النماذج السيميائية الفضفاضة والتقريبية والأساليب غير الرسمية مهمة أيضًا. يمكن وصف نفس الكائن من خلال عائلة من اللغات متفاوتة الصلابة.

مبدأ تنوع مسارات التنمية. إن تطوير نظام معقد هو متعدد المتغيرات وبديل، وهناك "طيف" من المسارات لتطوره. ترتبط نقطة التحول الحاسمة لعدم اليقين بشأن التطور المستقبلي لنظام معقد بوجود مناطق متشعبة - "متفرعة" للمسارات المحتملة لتطور النظام.

مبدأ الوحدة والتحولات المتبادلة للنظام والفوضى. إن تطور النظام المعقد يمر بعدم الاستقرار؛ فالفوضى ليست مدمرة فحسب، بل بناءة أيضا. يفترض التطوير التنظيمي للأنظمة المعقدة نوعًا من الاقتران بين النظام والفوضى.

مبدأ التذبذب(النبض) التطور. إن عملية تطور نظام معقد ليست تقدمية، ولكنها دورية أو موجية بطبيعتها: فهي تجمع بين الاتجاهات المتباينة (تزايد التنوع) والمتقاربة (انهيار التنوع)، ومراحل ظهور النظام والحفاظ على النظام. تنبض الأنظمة المعقدة المفتوحة: يتم استبدال التمايز بالتكامل، ويتم استبدال التباعد بالتقارب، ويتم استبدال ضعف الروابط بتعزيزها، وما إلى ذلك.

من السهل أن نفهم أن المبادئ المدرجة للمنهجية التآزرية يمكن تقسيمها إلى ثلاث مجموعات: مبادئ التعقيد (1-3)، مبادئ عدم اليقين (3-6) ومبادئ التطور (7-9).

11. تسمية أنماط ظهور الأهداف وصياغتها (4). إعطاء وصف موجز لكل نمط.

إن تعميم نتائج دراسات عمليات تكوين الأهداف التي أجراها الفلاسفة وعلماء النفس وعلماء التحكم الآلي ومراقبة عمليات تبرير وهيكلة الأهداف في ظروف محددة جعل من الممكن صياغة بعض المبادئ العامةوالأنماط التي من المفيد استخدامها في الممارسة العملية.

اعتماد فكرة الهدف وصياغة الهدف على مرحلة إدراك الشيء (العملية) وفي الوقت المحدد -يتيح لنا تحليل تعريفات مفهوم "الهدف" أن نستنتج أنه عند صياغة الهدف، يجب على المرء أن يسعى جاهداً ليعكس في صياغة الهدف أو طريقة تقديمه التناقض الرئيسي: دوره النشط في الإدراك والإدارة وفي وفي الوقت نفسه الحاجة إلى جعلها واقعية، وتوجيهها بمساعدتها، إلى الأنشطة للحصول على نتيجة مفيدة معينة. وفي الوقت نفسه فإن صياغة الهدف وفكرة الهدف تعتمد على مرحلة إدراك الكائن، ومع تطور الفكرة عنه يمكن إعادة صياغة الهدف.

اعتماد الهدف على العوامل الخارجية والداخلية- عند تحليل أسباب ظهور الأهداف وصياغتها لا بد من الأخذ في الاعتبار أن الهدف يتأثر بكل من العوامل الخارجية للنظام (المتطلبات الخارجية، الاحتياجات، الدوافع، البرامج) والعوامل الداخلية (الاحتياجات، الدوافع، برامج النظام نفسه وعناصره وأهداف فناني الأداء)؛ علاوة على ذلك، فإن الأخيرة هي نفس العوامل التي تؤثر بشكل موضوعي على عملية تحديد الأهداف مثل العوامل الخارجية (خاصة عند استخدام مفهوم الأهداف في أنظمة الإدارة كوسيلة للحث على العمل).

تجلي نمط النزاهة في بنية الأهداف -في البنية الهرمية، يظهر نمط التكامل (النشوء) على أي مستوى من التسلسل الهرمي. وفيما يتعلق ببنية الأهداف، فهذا يعني أنه من ناحية، لا يمكن ضمان تحقيق هدف أعلى مستوى بشكل كامل من خلال تحقيق الأهداف الفرعية التابعة له، على الرغم من أنها تعتمد عليها، ومن ناحية أخرى يجب دراسة الاحتياجات والبرامج (الخارجية والداخلية) على كل مستوى من مستويات الهيكلة، وقد يتبين أن تقسيمات الأهداف الفرعية التي حصل عليها صناع القرار المختلفون بسبب الإفصاحات المختلفة عن عدم اليقين مختلفة، أي. قد يقترح صناع القرار المختلفون هياكل هرمية مختلفة للأهداف والوظائف، حتى عند استخدام نفس مبادئ وتقنيات الهيكلة.

أنماط تشكيل الهياكل الهرمية للأهداف -بالنظر إلى أن الطريقة الأكثر شيوعًا لتمثيل الأهداف في أنظمة الإدارة التنظيمية هي الهياكل الهرمية الشبيهة بالأشجار ("أشجار الأهداف")، فلننظر في التوصيات الرئيسية لتشكيلها:

يمكن اختزال التقنيات المستخدمة في تكوين تسلسلات هرمية تشبه الشجرة للأهداف إلى نهجين: أ) تشكيل الهياكل "من أعلى" - طرق الهيكلة أو التحلل أو النهج المستهدف أو الموجه نحو الهدف، ب) تشكيل الهدف الهياكل "من الأسفل" - المورفولوجية واللغوية والمعجم والمقاربة النهائية ؛ ومن الناحية العملية، عادة ما يتم الجمع بين هذه الأساليب؛

يمكن اعتبار أهداف المستوى الأدنى من التسلسل الهرمي وسيلة لتحقيق أهداف المستوى الأعلى، في حين أنها أيضًا أهداف للمستوى الأدنى منها؛

في الهيكل الهرمي، عندما ننتقل من المستوى الأعلى إلى الأسفل، هناك تحول في "النطاق" الذي تمت مناقشته أعلاه من اتجاه الهدف (الهدف المثالي، الهدف الحلم) إلى أهداف ووظائف محددة، والتي في يمكن التعبير عن المستويات الدنيا من الهيكل في شكل نتائج متوقعة لعمل محدد تشير إلى معايير تقييم تنفيذه، بينما في المستويات العليا من التسلسل الهرمي، يمكن التعبير عن إشارة المعايير إما في المتطلبات العامة(على سبيل المثال، "زيادة الكفاءة")، أو لم يتم تضمينها في بيان الهدف على الإطلاق؛

لكي يكون هيكل الأهداف مناسبًا للتحليل وتنظيم الإدارة، يوصى بفرض متطلبات معينة عليه - يجب أن يكون عدد مستويات التسلسل الهرمي وعدد المكونات في كل عقدة (بسبب فرضية ميلر أو كولموجوروف العدد) K = 5 ± 2 (حد الإدراك البشري) .

وبعض القوانين الأكثر أهمية.

قانون بساطة الأنظمة المعقدة- يتم تنفيذه واستمراريته واختيار إصدار النظام المعقد الأقل تعقيدًا. يتم تطبيق قانون بساطة الأنظمة المعقدة بطبيعته في عدد من المبادئ البناءة:

أوكام،

البناء المعياري الهرمي للأنظمة المعقدة،

تناظر،

التماثل (القوة المتساوية والتجانس) ،

التفاعل الميداني (التفاعل من خلال الناقل)،

عدم اليقين الشديد (وظائف توزيع الخصائص والمعلمات التي لها قيم غير مؤكدة لديها عدم يقين شديد).

قانون السرعة المحدودة لانتشار التفاعل- جميع أنواع التفاعل بين الأنظمة وأجزائها وعناصرها لها سرعة انتشار محدودة. معدل التغير في حالات عناصر النظام محدود أيضًا. مؤلف القانون هو أ. أينشتاين.

نظرية عدم الاكتمال لجودل- في النظريات الغنية بما فيه الكفاية (بما في ذلك الرياضيات) هناك دائمًا تعبيرات صحيحة غير قابلة للإثبات. نظرًا لأن الأنظمة المعقدة تشتمل على (تنفيذ) عمليات حسابية أولية، فقد تحدث حالات توقف تام (تجميد) عند إجراء العمليات الحسابية.

قانون تكافؤ الخيارات لبناء أنظمة معقدة- مع زيادة تعقيد النظام، تزداد حصة خيارات بنائه القريبة من الخيار الأمثل.

قانون أونساجر تعظيم الانخفاض في الإنتروبيا - إذا لم يكن عدد جميع الأشكال الممكنة لتنفيذ العملية، المتوافقة مع قوانين الفيزياء، فريدًا، فسيتم تحقيق الشكل الذي تنمو فيه إنتروبيا النظام بشكل أبطأ. وبعبارة أخرى، يتم تحقيق النموذج الذي يتم فيه تعظيم الانخفاض في الإنتروبيا أو الزيادة في المعلومات الموجودة في النظام.

12. ما المقصود بالوصف الوظيفي للأنظمة؟ لماذا وكيف يتم ذلك؟ يشرح صيغة عامةالوصف الوظيفي لأي نظام ديناميكي.

تتضمن دراسة أي نظام إنشاء نموذج للنظام يسمح لك بتحليل سلوكه والتنبؤ به في نطاق معين من الظروف، وحل مشكلات تحليل وتوليف النظام الحقيقي. اعتمادًا على أهداف وغايات النمذجة، يمكن تنفيذها على مستويات مختلفة من التجريد.

النموذج هو وصف لنظام يعكس مجموعة معينة من خصائصه.

من المستحسن أن يبدأ وصف النظام من ثلاث وجهات نظر: الوظيفية والمورفولوجية والإعلامية.

ويتميز كل كائن بنتائج وجوده، والمكانة التي يشغلها بين الأشياء الأخرى، والدور الذي يلعبه في البيئة. يعد الوصف الوظيفي ضروريًا لفهم أهمية النظام وتحديد مكانه وتقييم العلاقات مع الأنظمة الأخرى.

يجب أن يخلق الوصف الوظيفي (النموذج الوظيفي) التوجه الصحيح فيما يتعلق بالاتصالات الخارجية للنظام واتصالاته بالعالم الخارجي واتجاهات التغيير المحتمل له.

ينطلق الوصف الوظيفي من حقيقة أن كل نظام يؤدي وظائف معينة: فهو ببساطة موجود بشكل سلبي، ويعمل كمنطقة موطن للأنظمة الأخرى، ويخدم أنظمة ذات ترتيب أعلى، ويعمل كوسيلة لإنشاء أنظمة أكثر تقدمًا.

كما نعلم بالفعل، يمكن أن يكون النظام أحادي الوظيفة ومتعدد الوظائف.

في كثير من النواحي، يعتمد تقييم وظائف النظام (بالمعنى المطلق) على وجهة نظر من يقيمه (أو النظام الذي يقيمه).

يمكن وصف عمل النظام من خلال دالة رقمية اعتمادًا على الوظائف الموصوفة العمليات الداخليةالنظام، أو الوظيفة النوعية (الترتيب من حيث "أفضل"، "أسوأ"، "أكثر"، "أقل"، وما إلى ذلك)

تسمى الوظيفة التي تصف نشاط النظام كميًا أو نوعيًا وظيفة الكفاءة.

يمكن وصف التنظيم الوظيفي:

خوارزميًا،

تحليليا،

بيانيا،

مجدول،

من خلال الرسوم البيانية وقت التشغيل،

لفظيا (لفظيا).

يجب أن يتوافق الوصف مع مفهوم تطوير أنظمة فئة معينة ويلبي متطلبات معينة:

يجب أن تكون مفتوحة وتسمح بإمكانية توسيع (تضييق) نطاق الوظائف التي ينفذها النظام؛

توفر إمكانية الانتقال من مستوى اعتبار إلى آخر، أي. ضمان بناء نماذج افتراضية للأنظمة على أي مستوى.

عند وصف النظام، سنعتبره هيكلًا يتم إدخال شيء ما (المادة، الطاقة، المعلومات) إليه في لحظات معينة من الزمن، ويتم سحب شيء منه في لحظات معينة من الزمن.

في الشكل الأكثر عمومية، يتم تمثيل الوصف الوظيفي للنظام في أي نظام ديناميكي بسبعة:

Sf = (T، x، C، Q، y، φ، η)،

حيث T هي مجموعة اللحظات الزمنية، x هي مجموعة القيم اللحظية لتأثيرات الإدخال، C = (c: T → x) هي مجموعة تأثيرات الإدخال المسموح بها؛ س - مجموعة الحالات؛ y - مجموعة قيم الإخراج؛ Y = (u: T → y) - مجموعة كميات الإخراج؛ φ = (T×T×T×c → Q) - وظيفة الحالة الانتقالية؛ η:T×Q → y - تعيين الإخراج؛ ج - جزء من تأثير المدخلات؛ u هو جزء من قيمة الإخراج.

يغطي هذا الوصف للنظام مجموعة واسعة من الخصائص.

عيب هذا الوصف هو أنه غير بناء: فمن الصعب تفسيره وتفسيره تطبيق عملي. يجب أن يعكس الوصف الوظيفي خصائص الأنظمة المعقدة وغير المفهومة مثل المعلمات والعمليات والتسلسل الهرمي.

لنفترض أن النظام S يؤدي وظائف N ψ1، ψ2، ...، ψs، ...، ψN، اعتمادًا على العمليات n F1، F2، ...، Fi، ...، Fn. كفاءة التنفيذ قالمهام

Es = Es(ψs) = E(F1, F2, ..., Fi, ..., Fn) = Es((Fi)), i = 1...n, s = 1...N.

الكفاءة الإجمالية للنظام هي المتجه الوظيفي E = (Es). تعتمد كفاءة النظام على كمية ضخمةالعوامل الداخلية والخارجية. ومن الصعب للغاية تقديم هذا الاعتماد بشكل صريح، والقيمة العملية لمثل هذا التمثيل غير ذات أهمية بسبب تعدد أبعاده وتعدده. تتمثل الطريقة العقلانية لتكوين وصف وظيفي في استخدام تسلسل هرمي متعدد المستويات للأوصاف، حيث يعتمد وصف المستوى الأعلى على المتغيرات المعممة والعوامل ذات المستوى الأدنى.

يتم إنشاء التسلسل الهرمي عن طريق تحليل مستوى العمليات (Fi) باستخدام المعلمات المعممة (Qi)، وهي وظائف (Fi). من المفترض أن عدد المعلمات أقل بكثير من عدد المتغيرات التي تعتمد عليها العمليات. تتيح طريقة الوصف هذه بناء جسر بين خصائص العناصر المتفاعلة مع البيئة (الأنظمة الفرعية ذات المستوى الأدنى) وكفاءة النظام.

يمكن العثور على العمليات (Fi(1)) عند مخرجات النظام. هذه هي عمليات التفاعل مع البيئة. سوف نسميها عمليات المستوى الأول ونفترض أنها محددة:

معلمات نظام المستوى الأول - Q1(1)، Q2(1)، ...، Qj(1)، ...، Qm(1)؛

المعلمات البيئية المضادة النشطة الموجهة مباشرة ضد النظام لتقليل كفاءته - b1، b2، ...، bk، ...، bK؛

محايد (معلمات بيئية عشوائية) c1، c2، ...، cl، ...، cL؛

المعلمات البيئية المواتية d1، d2، ...، dp، ...، dP.

تتمتع البيئة باتصال مباشر مع الأنظمة الفرعية ذات المستويات الأدنى، وتؤثر من خلالها على الأنظمة الفرعية ذات المستويات الأعلى من التسلسل الهرمي، لذلك Fi* = Fi*((bk), (cl), (dp)). من خلال بناء تسلسل هرمي (معلمات المستوى β-th - عمليات المستوى (β-1) - معلمات المستوى (β-1))، يمكن ربط خصائص البيئة بكفاءة النظام .

يمكن أن تتغير معلمات النظام (Qj) عندما تتغير البيئة؛ فهي تعتمد على العمليات في النظام ويتم كتابتها في شكل وظائف الحالة Qj1(t).

المساحة الوظيفية المناسبة للنظام W هي المساحة التي تكون نقاطها جميع الحالات المحتملة للنظام، والتي يتم تحديدها من خلال مجموعة من المعلمات حتى المستوى b:

س = (س(1)، س(2)، ... س(β)).

يمكن أن تظل الحالة ثابتة لفترة زمنية معينة T.

لا يمكن اكتشاف العمليات (Fi(2)) عند مخرج النظام. هذه هي عمليات المستوى الثاني التي تعتمد على المعلمات Q(2) للأنظمة الفرعية للنظام (معلمات المستوى الثاني). وما إلى ذلك وهلم جرا.

يتم تشكيل التسلسل الهرمي الوصفي التالي: الكفاءة (مجموعة محدودة من الوظائف) - عمليات المستوى الأول (الوظائف) - معلمات المستوى الأول (الوظائف) - عمليات المستوى الثاني (الوظائف) - معلمات المستوى الثاني (الوظائف) )، إلخ. عند مستوى ما، يتم استنفاد معرفتنا بالخصائص الوظيفية للنظام، وينهار التسلسل الهرمي. يمكن أن يحدث انقطاع على مستويات مختلفة لمعلمات (عمليات) مختلفة، سواء على العملية أو على المعلمة.

يتم تحديد الخصائص الخارجية للنظام من خلال المستوى الأعلى للتسلسل الهرمي، لذلك غالبًا ما يكون من الممكن أن نقتصر على وصف النموذج ((Ei)، (ψS)، (Fi(1))، (Qj(1) )))، (بك)، (cl)، (dp)). يعتمد عدد مستويات التسلسل الهرمي على الدقة المطلوبة لتمثيل عمليات الإدخال.

13. الأساليب الرسوميةالوصف الوظيفي للأنظمة. شجرة وظائف النظام.

تمت مناقشة طريقة الوصف الوظيفي التحليلي المعمم للأنظمة أعلاه. في كثير من الأحيان، عند تحليل وتوليف الأنظمة، يتم استخدام وصف رسومي، وأصنافها هي:

شجرة وظائف النظام,

معيار النمذجة الوظيفية IDEF0.

يمكن تقسيم جميع الوظائف التي ينفذها نظام معقد إلى ثلاث مجموعات:

وظيفة الهدف

الوظائف الأساسية للنظام؛

وظائف النظام الإضافية.

تتوافق الوظيفة المستهدفة للنظام مع غرضه الوظيفي الرئيسي، أي. الوظيفة المستهدفة (الرئيسية) - تعكس غرض النظام وجوهره وسبب وجوده.

تعكس الوظائف الرئيسية اتجاه النظام وتمثل مجموعة من الوظائف الكلية التي ينفذها النظام. تحدد هذه الوظائف وجود نظام من فئة معينة. الوظائف الأساسية – توفير الشروط اللازمة لتحقيق الوظيفة المستهدفة (الاستقبال، الإرسال، الاستحواذ، التخزين، الإصدار).

تعمل الوظائف (الخدمة) الإضافية على توسيع وظائف النظام ونطاق تطبيقها وتساعد على تحسين مؤشرات جودة النظام. وظائف إضافية - توفير الشروط اللازمة لأداء الوظائف الأساسية (الاتصال (التوزيع، التوجيه، الضمان)).

يتم تمثيل وصف كائن في لغة الوظائف كرسم بياني.

يجب أن تتضمن صياغة الدالة داخل القمم كلمتين: فعل واسم "افعل ماذا".

تمثل شجرة وظائف النظام تحليلاً لوظائف النظام ويتم تشكيلها لغرض الدراسة التفصيلية لوظائف النظام وتحليل مجموعة الوظائف المنفذة على مختلف مستويات التسلسل الهرمي للنظام. بناءً على شجرة وظائف النظام، يتم تشكيل هيكل النظام بناءً على الوحدات الوظيفية. وبعد ذلك، يتم تغطية الهيكل القائم على هذه الوحدات بوحدات بناءة (للأنظمة التقنية) أو وحدات تنظيمية (للأنظمة التنظيمية والتقنية). وبالتالي، فإن مرحلة تشكيل شجرة الوظائف هي واحدة من أهم المراحل ليس فقط في التحليل، ولكن أيضًا في تركيب بنية النظام. تؤدي الأخطاء في هذه المرحلة إلى إنشاء "أنظمة معطلة" غير قادرة على التكيف الوظيفي الكامل مع الأنظمة الأخرى والمستخدم والبيئة.

البيانات الأولية لتشكيل شجرة الوظائف هي الوظائف الرئيسية والإضافية للنظام.

يمثل تكوين شجرة الوظائف عملية تحلل الوظيفة المستهدفة ومجموعة من الوظائف الأساسية والإضافية إلى وظائف أكثر أولية، ويتم تنفيذها على مستويات لاحقة من التحلل.

علاوة على ذلك، يمكن اعتبار كل وظيفة من وظائف المستوى i المأخوذة على وجه التحديد بمثابة وظيفة كلية فيما يتعلق بالوظائف التي تنفذها على المستوى (i+1) -th، وباعتبارها وظيفة أوليةفيما يتعلق بالوظيفة المقابلة للمستوى العلوي (i-1).

يعتمد وصف وظائف النظام باستخدام تدوين IDEF0 على نفس مبادئ التحلل، ولكن لا يتم تقديمه كشجرة، ولكن كمجموعة من الرسوم البيانية.

14. الأساليب الرسومية للوصف الوظيفي للأنظمة. منهجية IDEF0. بناء جملة اللغة.

كائنات النمذجة هي الأنظمة.

تم بناء وصف نموذج IDEF0 على شكل هرم هرمي، يعرض في قمته الوصف الأكثر عمومية للنظام، وتمثل القاعدة العديد من الأوصاف الأكثر تفصيلاً.

تعتمد منهجية IDEF0 على المبادئ التالية:

وصف رسومي للعمليات المحاكاة. تعرض اللغة الرسومية لرسومات Block and Arcs IDEF0 Diagrams العمليات أو الوظائف على شكل كتل، والتفاعل بين مدخلات/مخرجات العمليات التي تدخل أو تترك كتلة على شكل أقواس.

الإيجاز. وباستخدام لغة رسومية لوصف العمليات، يتم تحقيق دقة الوصف من ناحية، والإيجاز من ناحية أخرى.

ضرورة الالتزام بالقواعد ودقة نقل المعلومات. عند النمذجة IDEF0، يجب عليك الالتزام بالقواعد التالية:

يجب أن يحتوي المخطط على 3 كتل وظيفية على الأقل ولا يزيد عن 6 كتل وظيفية.

يجب أن تعرض الرسوم البيانية المعلومات ضمن السياق الذي يحدده الغرض ووجهة النظر.

يجب أن تحتوي المخططات على واجهة مرتبطة عندما يكون لأرقام الكتل والأقواس ورموز ICOM بنية واحدة.

تفرد أسماء وظائف الكتلة وأسماء القوس.

تعريف واضح لدور البيانات وفصل المدخلات والضوابط.

يجب أن تكون الملاحظات الخاصة بأسماء وظائف الأقواس والكتلة قصيرة وموجزة.

لكل كتلة وظيفية، يلزم وجود قوس تحكم واحد على الأقل.

يتم بناء النموذج دائمًا لغرض محدد ومن وجهة نظر محددة.

في عملية النمذجة، من المهم جدًا تحديد اتجاه تطور النموذج بوضوح - سياقه ووجهة نظره والغرض منه.

يرسم سياق النموذج حدود النظام الذي تتم نمذجته ويصف علاقاته مع البيئة الخارجية.

ويجب أن نتذكر أن النموذج الواحد يمثل وجهة نظر واحدة. يتم استخدام نماذج متعددة لنمذجة النظام من وجهات نظر متعددة.

الغرض يعكس سبب إنشاء النموذج ويحدد الغرض منه. علاوة على ذلك، يتم النظر في جميع التفاعلات في النموذج بدقة من وجهة نظر تحقيق الهدف المحدد.

ضمن منهجية IDEF0، يتم وصف نموذج النظام باستخدام مخططات IDEF0 الرسومية ويتم تحسينه من خلال استخدام FEO والنص والرسوم البيانية للمسرد. علاوة على ذلك، يتضمن النموذج سلسلة من المخططات المترابطة التي تقسم النظام المعقد إلى الأجزاء المكونة له. الرسوم البيانية ذات المستوى الأعلى (A-0، A0) هي الأكثر وصف عامالأنظمة المقدمة في شكل كتل منفصلة. يتيح لنا تحليل هذه الكتل تحقيق المستوى المطلوب من التفاصيل في وصف النظام.

يبدأ تطوير مخططات IDEF0 ببناء أعلى مستوى من التسلسل الهرمي (A-0) - كتلة واحدة وأقواس واجهة تصف الاتصالات الخارجية للنظام قيد النظر. اسم الوظيفة، المكتوب في الكتلة 0، هو الوظيفة المستهدفة للنظام من وجهة النظر المقبولة والغرض من بناء النموذج.

أثناء المزيد من النمذجة، يتم تقسيم الكتلة 0 إلى الرسم البياني A0، حيث يتم تحسين الوظيفة الهدف باستخدام عدة كتل، ويتم وصف التفاعل بينها باستخدام الأقواس. وفي المقابل، يمكن أيضًا تحليل الكتل الوظيفية في الشكل A0 للحصول على عرض تقديمي أكثر تفصيلاً.

ونتيجة لذلك، فإن أسماء الكتل الوظيفية وأقواس الواجهة، التي تصف تفاعل جميع الكتل المعروضة في المخططات، تشكل نموذجًا هرميًا ومتسقًا بشكل متبادل.

على الرغم من أن الجزء العلوي من النموذج هو مخطط المستوى A-0، إلا أن "قمة العمل أو الهيكل" الحقيقي هو مخطط A0 لأنه تعبير دقيق عن وجهة نظر النموذج. ويوضح محتواه ما سيتم النظر فيه بعد ذلك، مما يحد من المستويات اللاحقة ضمن نطاق هدف المشروع. توضح المستويات السفلية محتوى الكتل الوظيفية، وتفصيلها، ولكن دون توسيع حدود النموذج.

15. منهجية IDEF0. مفهوم دوج. خمسة أنواع من العلاقات بين الكتل. مبدأ تحلل الكتلة.

تمثل الكتل وظائف أو إجراءات النظام. أفعالهم مكتوبة فعل + مفعول به + مفعول به

على سبيل المثال، "وضع جدول عمل".

تمثل الأقواس معلومات أو أشياء مادية ضرورية لأداء وظيفة ما أو تظهر نتيجة للتنفيذ. يمكن أن يكون الكائن: المستندات والمواد المادية والأدوات والآلات والمعلومات والمنظمات وحتى الأنظمة الفرعية. يحدد الموقع الذي يتصل فيه القوس بالكتلة نوع الواجهة. تتم صياغة التعليقات على القوس في شكل عبارة اسمية تجيب على السؤال "ماذا". يتم ترتيب الكتل على الرسم التخطيطي حسب درجة المؤلف، حسب درجة المؤلف. الكتلة المهيمنة هي الكتلة التي يؤثر تنفيذها على التحكم في الحد الأقصى لعدد الكتل. تقع الكتلة المهيمنة في الزاوية اليسرى العليا، والأقل أهمية - في أسفل اليمين.

مهم!

ترتيب الكتل لا يحدد الاعتماد الزمني للعملية!

انظر الشكل. 1

علاقة الإدارة.

علاقة الإدخال (الناقل)

ردود فعل الإدارة. يتحكم مخرج الوظيفة الأولى في مدخل الوظيفة الثانية، مما يؤثر بدوره على تشغيل الوظيفة الأولى.

تعليقات تسجيل الدخول.

العلاقة بين الإخراج والآلية. نوع نادر من الاتصالات يستخدم في العمليات التحضيرية.

مثال: إنشاء نموذج تعريفي لقسم المراقبة لتقييم فعالية إدارة وعمل المكتبة. انظر الشكل 2. الكتلة A0، التي تعكس الوظيفة المستهدفة. ثم، في الشكل 3، تم تحليل المخطط A0. إذا لزم الأمر، يجب أن تتحلل كل من الكتل.

تقسيم - طريقة علمية، والذي يستخدم بنية المشكلة ويسمح لك باستبدال حل مشكلة واحدة كبيرة بحل لسلسلة من المشكلات الصغيرة.

16. الوصف المورفولوجي ونمذجة النظم. وصف هيكل النظام والعلاقات بين العناصر.

يجب أن يعطي الوصف المورفولوجي فكرة عن بنية النظام (المورفولوجيا هو علم الشكل والبنية). عمق الوصف، ومستوى التفاصيل، أي. يتم تحديد مكونات النظام التي سيتم اعتبارها عناصر أولية حسب الغرض من وصف النظام. الوصف المورفولوجي هرمي. يتم توفير تكوين التشكل على العديد من المستويات المطلوبة لإنشاء فكرة عن الخصائص الأساسية للنظام.

الأهداف تحليل هيكلينكون:

تطوير قواعد العرض الرمزي للأنظمة؛

تقييم جودة هيكل النظام؛

دراسة الخصائص الهيكلية للنظام ككل وأنظمته الفرعية؛

وضع استنتاج حول الهيكل الأمثل للنظام والتوصيات لمزيد من التحسين.

في النهج الهيكلي، يمكن التمييز بين مرحلتين: تحديد تكوين النظام، أي. قائمة كاملة بأنظمتها الفرعية وعناصرها وتوضيح الروابط بينها.

تبدأ دراسة مورفولوجية النظام بالتركيب العنصري. يستطيع أن يكون:

متجانسة (عناصر من نفس النوع)؛

غير متجانسة (أنواع مختلفة من العناصر)؛

مختلط.

التشابه لا يعني الهوية الكاملة ويحدد فقط القرب من الخصائص الأساسية.

عادة ما يكون التجانس مصحوبًا بالتكرار ووجود الفرص المخفية (المحتملة) والاحتياطيات الإضافية.

العناصر غير المتجانسة هي عناصر متخصصة، وهي اقتصادية ويمكن أن تكون فعالة في نطاق ضيق من الظروف الخارجية، ولكنها تفقد فعاليتها بسرعة خارج هذا النطاق.

في بعض الأحيان لا يمكن تحديد التركيب العنصري - فهو غير مؤكد.

من السمات المهمة للمورفولوجيا هو الغرض (خصائص) العناصر. وتتميز العناصر:

معلوماتية؛

طاقة؛

حقيقي

يجب أن نتذكر أن هذا التقسيم تعسفي ويعكس فقط الخصائص السائدة للعنصر. في الحالة العامة، لا يمكن نقل المعلومات بدون طاقة، ولا يمكن نقل الطاقة بدون معلومات.

تم تصميم عناصر المعلومات لتلقي المعلومات وتذكرها (تخزينها) وتحويلها ونقلها. قد يتكون التحويل من تغيير نوع الطاقة التي تحمل المعلومات، وتغيير طريقة تشفير المعلومات (تمثيلها في شكل رمزي ما)، وضغط المعلومات عن طريق تقليل التكرار، واتخاذ القرارات، وما إلى ذلك.

هناك تحولات عكسية ولا رجعة فيها للمعلومات.

لا ترتبط تلك القابلة للعكس بفقدان (أو إنشاء معلومات جديدة). يكون التراكم (الحفظ) قابلاً للعكس إذا لم يكن هناك فقدان للمعلومات أثناء التخزين.

يتكون تحويل الطاقة من تغيير معلمات تدفق الطاقة. يمكن أن يأتي تدفق الطاقة المدخلة من الخارج أو من عناصر أخرى في النظام. يتم توجيه تدفق الطاقة الناتج إلى أنظمة أخرى أو إلى البيئة. تتطلب عملية تحويل الطاقة معلومات بطبيعة الحال.

يمكن أن تكون عملية تحويل المادة ميكانيكية (على سبيل المثال، الختم)، كيميائية، فيزيائية (على سبيل المثال، القطع)، بيولوجية. في الأنظمة المعقدة، يكون تحول المادة ذا طبيعة مختلطة.

في الحالة العامةيجب أن يؤخذ في الاعتبار أن أي عمليات تؤدي بطريقة أو بأخرى إلى تحول المادة والطاقة والمعلومات.

تعتمد الخصائص المورفولوجية للنظام بشكل كبير على طبيعة الروابط بين العناصر. يتم تضمين مفهوم الاتصال في أي تعريف للنظام. وهو يميز في الوقت نفسه كلاً من بنية (الإحصائيات) وعمل (ديناميكيات) النظام. تضمن الاتصالات ظهور بنية وخصائص النظام والحفاظ عليها. يتم تمييز اتصالات المعلومات والمادة والطاقة، وتعريفها بنفس المعنى الذي تم فيه تعريف العناصر.

يتم تحديد طبيعة الاتصال من خلال الثقل النوعي للمكون المقابل (أو الوظيفة المستهدفة).

ويتميز الاتصال بما يلي:

اتجاه،

بالقوة،

منظر.

بناءً على الخاصيتين الأولين، تنقسم الاتصالات إلى اتصالات موجهة وغير موجهة وقوية وضعيفة، وبطبيعتها - اتصالات تابعة وتوليد (وراثية) ومتساوية وتحكمية.

يمكن تقسيم بعض هذه الروابط بمزيد من التفصيل. على سبيل المثال، روابط التبعية على "الجنس والأنواع"، وصلات "الجزء من الكل"؛ اتصالات الجيل - "السبب والنتيجة".

كما يمكن تقسيمها حسب مكان التطبيق (داخلي - خارجي)، حسب اتجاه العمليات (مباشر، عكسي، محايد).

تهدف الاتصالات المباشرة إلى نقل المادة أو الطاقة أو المعلومات أو مجموعاتها من عنصر إلى آخر وفقًا لتسلسل الوظائف المنجزة.

يتم تحديد جودة الاتصال من خلاله الإنتاجيةوالموثوقية.

يتم لعب دور مهم للغاية، كما نعلم بالفعل، من خلال اتصالات ردود الفعل - فهي أساس التنظيم الذاتي وتطوير الأنظمة، وتكييفها مع ظروف الوجود المتغيرة. إنها تعمل بشكل أساسي على التحكم في العمليات والأكثر شيوعًا هي ردود الفعل على المعلومات.

لا تتعلق الاتصالات المحايدة بالنشاط الوظيفي للنظام، فهي عشوائية ولا يمكن التنبؤ بها. ومع ذلك، يمكن للاتصالات المحايدة أن تلعب دورًا معينًا في تكييف النظام، وتكون بمثابة مورد أولي لتشكيل اتصالات مباشرة وردود الفعل، وتكون بمثابة احتياطي.

قد يتضمن الوصف المورفولوجي مؤشرات على وجود الاتصال ونوعه الخصائص العامةالروابط أو تقييماتها النوعية والكمية.

يتم تحديد الخصائص الهيكلية للأنظمة من خلال طبيعة واستقرار العلاقات بين العناصر. حسب طبيعة العلاقات بين عناصر الهيكل فإنها تنقسم إلى:

ضرب متصل,

الهرمية،

مختلط.

الأكثر استقرارًا هي الهياكل الحتمية التي تكون فيها العلاقات إما ثابتة أو تتغير بمرور الوقت وفقًا للقوانين الحتمية. تتغير الهياكل الاحتمالية بمرور الوقت وفقًا للقوانين الاحتمالية. تتميز الهياكل الفوضوية بغياب القيود، حيث تتلامس العناصر الموجودة فيها وفقًا للخصائص الفردية. يتم التصنيف وفقا للخاصية السائدة.

تلعب البنية دوراً رئيسياً في تكوين خصائص جديدة للنظام تختلف عن خصائص مكوناته، وفي الحفاظ على سلامة وثبات خصائصه فيما يتعلق بالتغيرات التي تطرأ على عناصر النظام ضمن حدود معينة.

مهم مركبات اساسيههي علاقات التنسيق والتبعية.

التنسيق يعبر عن ترتيب عناصر النظام "أفقيا". نحن هنا نتحدث عن تفاعل مكونات مستوى واحد من المنظمة.

التبعية هي ترتيب "عمودي" للتبعية وتبعية المكونات. هنا نحن نتحدث عنحول تفاعل مكونات مستويات مختلفة من التسلسل الهرمي.

التسلسل الهرمي (hiezosazche - القوة المقدسة، اليونانية) هو ترتيب أجزاء الكل بالترتيب من الأعلى إلى الأدنى. يحدد مصطلح "التسلسل الهرمي" (متعدد المراحل) ترتيب مكونات النظام حسب درجة الأهمية. بين مستويات التسلسل الهرمي للبنية قد تكون هناك علاقة خضوع صارم لمكونات المستوى الأساسي لأحد مكونات المستوى الأعلى، أي. علاقات ترتيب الشجرة. تسمى هذه التسلسلات الهرمية بالتسلسلات الهرمية القوية أو من نوع الشجرة.

ومع ذلك، ليس من الضروري بالضرورة وجود علاقات شبيهة بالشجرة بين مستويات البنية الهرمية. يمكن أيضًا إجراء الاتصالات ضمن نفس مستوى التسلسل الهرمي. يمكن أن يخضع المكون الأساسي لعدة مكونات ذات مستوى أعلى - وهي هياكل هرمية ذات اتصالات ضعيفة.

تتميز الهياكل الهرمية بوجود مكونات إدارية وتنفيذية. قد تكون هناك مكونات تحكم وتنفيذية.

هناك هياكل هرمية صارمة وغير صارمة.

يحتوي نظام الهيكل الهرمي الصارم على الميزات التالية:

يحتوي النظام على عنصر تحكم رئيسي واحد، والذي يحتوي على اتصالين على الأقل؛

هناك مكونات تنفيذية، لكل منها اتصال واحد فقط بمكون على مستوى أعلى؛

يوجد الاتصال فقط بين المكونات التي تنتمي إلى مستويين متجاورين، حيث تكون مكونات المستوى الأدنى متصلة فقط بمكون واحد عالي المستوى، وكل مكون ذو مستوى أعلى بمكونين على الأقل من المستوى الأدنى. رسم بياني 1

أرز. 2.

ويبين الشكل 1 رسما بيانيا لهيكل هرمي صارم، ويبين الشكل 2 رسما بيانيا لهيكل هرمي غير صارم. كلا الهيكلين من ثلاثة مستويات.

لذلك في الشكل 1، يمكن أن يمثل عنصر من المستوى الأول من التسلسل الهرمي رئيس الجامعة، وعناصر المستوى الثاني - نواب رئيس الجامعة، والمستوى الثالث - العمداء، والعناصر المتبقية (المستوى الرابع، غير موضحة في الشكل) ) سيمثل رؤساء الأقسام. من الواضح أن جميع عناصر واتصالات الهيكل المقدم ليست متساوية.

كقاعدة عامة، يعد وجود التسلسل الهرمي علامة على مستوى عالٍ من تنظيم الهيكل، على الرغم من احتمال وجود أنظمة غير هرمية عالية التنظيم.

من الناحية الوظيفية، تعتبر الهياكل الهرمية أكثر اقتصادا.

بالنسبة للهياكل غير الهرمية، لا توجد مكونات إدارية فقط أو تنفيذية فقط. يتفاعل أي مكون مع أكثر من مكون واحد.

أرز. 3 - رسم بياني للبنية المتصلة للنظام

أرز. 4- رسم بياني للبنية الخلوية للنظام

الهياكل المختلطة هي مجموعات مختلفة من الهياكل الهرمية وغير الهرمية.

دعونا نقدم مفهوم القيادة.

النظام الفرعي الرائد هو النظام الذي يلبي المتطلبات التالية:

ليس لدى النظام الفرعي تفاعل حتمي مع أي نظام فرعي؛

النظام الفرعي هو نظام التحكم (مع التفاعل المباشر أو غير المباشر) فيما يتعلق بالجزء (أكبر عدد من الأنظمة الفرعية)؛

إما أن النظام الفرعي إما لا يتم التحكم فيه (تابع) أو يتم التحكم فيه بواسطة أصغر عدد من الأنظمة الفرعية (مقارنة بالآخرين).

يمكن أن يكون هناك أكثر من نظام فرعي رائد؛ مع وجود العديد من الأنظمة الفرعية الرائدة، من الممكن وجود نظام فرعي رئيسي رئيسي. يجب أن يكون النظام الفرعي لأعلى مستوى من البنية الهرمية هو النظام الرئيسي الرئيسي في نفس الوقت، وإذا لم يكن الأمر كذلك، فإن البنية الهرمية المفترضة إما غير مستقرة أو لا تتوافق مع البنية الحقيقية للنظام.

الهياكل المختلطة هي مجموعات مختلفة من الهياكل الهرمية وغير الهرمية. يتميز استقرار الهيكل بوقت تغييره. يمكن أن يتغير الهيكل دون تحويل فئة أو عن طريق تحويل فئة إلى أخرى. على وجه الخصوص، يمكن أن يؤدي ظهور قائد في هيكل غير هرمي إلى تحوله إلى هيكل هرمي، ويمكن أن يؤدي ظهور قائد في هيكل هرمي إلى إنشاء علاقة محدودة ثم حتمية بين النظام الفرعي الرائد ونظام فرعي عالي المستوى. ونتيجة لذلك، يتم استبدال النظام الفرعي ذي المستوى الأعلى بالنظام الفرعي الرائد، أو يتم دمجه معه، أو يتم تحويل الهيكل الهرمي إلى نظام غير هرمي (مختلط).

تسمى الهياكل غير الهرمية بدون قادة بالتوازن. في أغلب الأحيان، تكون الهياكل المتصلة المضاعفة في حالة توازن. التوازن لا يعني الهوية الحكيمة لعملية التمثيل الغذائي، نحن نتحدث فقط عن درجة التأثير على عملية صنع القرار.

من سمات الهياكل الهرمية عدم وجود اتصالات أفقية بين العناصر. وبهذا المعنى، فإن هذه الهياكل عبارة عن إنشاءات مجردة، لأنه في الواقع من الصعب العثور على نظام إنتاج أو أي نظام تشغيل آخر به اتصالات أفقية مفقودة.

في الوصف المورفولوجي للنظام، تعتبر خصائصه التركيبية مهمة. يتم تحديد الخصائص التركيبية للأنظمة من خلال الطريقة التي يتم بها دمج العناصر في أنظمة فرعية. سوف نميز الأنظمة الفرعية:

المستجيب (قادر على تحويل التأثير والتأثير على الأنظمة الفرعية والأنظمة الأخرى، بما في ذلك البيئة، بالمادة أو الطاقة)،

المستقبل (قادر على تحويل التأثيرات الخارجية إلى إشارات معلومات، ونقل وحمل المعلومات)

انعكاسية (قادرة على إعادة إنتاج العمليات داخل نفسها على مستوى المعلومات، وتوليد المعلومات).

يُطلق على تكوين الأنظمة التي لا تحتوي على أنظمة فرعية (حتى مستوى العناصر) ذات خصائص واضحة اسم ضعيف. يُطلق على تكوين الأنظمة التي تحتوي على عناصر ذات وظائف واضحة اسم الأنظمة الفرعية المؤثرة أو المستقبلة أو الانعكاسية، على التوالي؛ مجموعات ممكنة. سوف نسمي تكوين الأنظمة التي تتضمن أنظمة فرعية من جميع الأنواع الثلاثة مكتملًا، فعناصر النظام (أي الأنظمة الفرعية التي لا يمتد التحليل المورفولوجي إلى أعماقها) يمكن أن يكون لها خصائص مؤثرة أو مستقبلة أو انعكاسية، بالإضافة إلى مجموعاتها.

في لغة نظرية المجموعة، يكون الوصف المورفولوجي رباعيًا:

SM = (S، V، د، ك)،

حيث S=(Si)i هي مجموعة العناصر وخصائصها (في هذه الحالة، يُفهم العنصر على أنه نظام فرعي لا يخترق عمقه الوصف المورفولوجي)؛ V =(Vj)j - مجموعة الاتصالات؛ δ - الهيكل ك - التكوين.

نحن نعتبر جميع المجموعات محدودة.

سوف نميز في S:

مُجَمَّع:

متجانس،

غير متجانسة،

مختلط ( عدد كبير منعناصر متجانسة مع كمية معينة من العناصر غير المتجانسة)،

غير مؤكد.

خصائص العنصر:

معلوماتية،

طاقة،

المعلومات والطاقة،

طاقة مادية,

غير مؤكد (محايد).

وسوف نميز في المجموعة الخامسة:

الغرض من الاتصالات:

معلوماتية،

حقيقي،

طاقة.

طبيعة الاتصالات:

مستقيم،

يعكس،

حيادي.

وسوف نميز في د:

استقرار الهيكل:

حتمية,

احتمالية,

فوضوي.

التشكيلات:

الهرمية،

ضرب متصل,

مختلط،

تحويل.

سنميز في المجموعة K:

الأغاني:

ضعيف،

مع الأنظمة الفرعية المؤثرة،

مع أنظمة فرعية للمستقبلات،

مع الأنظمة الفرعية الانعكاسية،

ممتلىء،

غير معرف.

الوصف المورفولوجي، مثل الوصف الوظيفي، مبني على مبدأ هرمي (متعدد المستويات) من خلال التحلل المتسلسل للأنظمة الفرعية. يجب أن تتطابق مستويات تحلل النظام ومستويات التسلسل الهرمي للأوصاف الوظيفية والمورفولوجية. يمكن إجراء الوصف المورفولوجي عن طريق التقسيم المتسلسل للنظام. يعد هذا مناسبًا إذا كانت الاتصالات بين الأنظمة الفرعية من نفس مستوى التسلسل الهرمي ليست معقدة للغاية. الأكثر إنتاجية (للمشاكل العملية) هي الأوصاف التي تحتوي على قسم واحد أو عدد صغير من الأقسام. يمكن، بدوره، وصف كل عنصر من عناصر الهيكل وظيفيًا وإعلاميًا. تتميز الخصائص المورفولوجية للهيكل بالوقت الذي يستغرقه إنشاء الاتصال بين العناصر وقدرة الاتصال. يمكن إثبات أن مجموعة عناصر الهيكل تشكل مساحة مترية عادية. ولذلك يمكن تعريف المقياس (مفهوم المسافة) فيه. لحل بعض المشاكل، من المستحسن إدخال مقياس في الفضاء الهيكلي.

17. طرق وصف الهياكل في الوصف المورفولوجي. الرسوم البيانية الهيكلية.

المخططات الهيكلية- تشكيل الهيكل جزء من حل المشكلة العامة لوصف النظام. يكشف الهيكل عن التكوين العام للنظام بدلاً من تعريف النظام ككل.

إذا قمنا بتصوير النظام على أنه مجموعة من الكتل التي تقوم بتحولات وظيفية معينة واتصالات فيما بينها، فإننا نحصل على رسم تخطيطي للكتل يصف بنية النظام بشكل معمم. عادةً ما تُفهم الكتلة، خاصة في الأنظمة التقنية، على أنها جهاز كامل وظيفيًا مصمم ليكون كلًا منفصلاً. يمكن إجراء التقسيم إلى كتل بناءً على الدرجة المطلوبة من التفاصيل في وصف الهيكل ووضوح العرض فيه لميزات عمليات التشغيل المتأصلة في النظام. بالإضافة إلى المخططات الوظيفية، يمكن أن يشتمل المخطط الهيكلي على كتل منطقية تسمح بتغيير طبيعة التشغيل اعتمادًا على ما إذا تم استيفاء شروط معينة محددة مسبقًا أم لا.

المخططات الهيكلية مرئية وتحتوي على معلومات حول عدد كبير من الخصائص الهيكلية للنظام. يمكن توضيحها وتحديدها بسهولة، حيث لا تكون هناك حاجة لتغيير المخطط بأكمله، بل استبدال عناصره الفردية بمخططات هيكلية لا تتضمن واحدة، كما كان من قبل، ولكن عدة كتل متفاعلة.

ومع ذلك، فإن المخطط الهيكلي ليس بعد نموذجًا للهيكل. من الصعب إضفاء الطابع الرسمي عليه، وهو أقرب إلى جسر طبيعي يسهل الانتقال من وصف ذي معنى للنظام إلى وصف رياضي، وليس أداة حقيقية لتحليل الهياكل وتوليفها. أرز. - مثال على مخطط الكتلة

الرسوم البيانية - يمكن تمثيل العلاقات بين عناصر الهيكل من خلال رسم بياني مطابق، مما يجعل من الممكن إضفاء الطابع الرسمي على عملية دراسة خصائص الأنظمة غير المتغيرة بمرور الوقت واستخدام الجهاز الرياضي المتطور لنظرية الرسم البياني.

تعريف. الرسم البياني هو ثلاثي G = (M، R، P)، حيث M هي مجموعة القمم، R هي مجموعة الحواف (أو أقواس الرسم البياني)، P هي مسند حدوث القمم وحواف الرسم البياني. P(x, y, r) = 1 يعني ذلك القمم س، ص ∈ M هي حادثة (متصلة، مستلقية) على حافة الرسم البياني r∈ ر.
لتسهيل العمل مع الرسم البياني، عادة ما يتم ترقيم رؤوسه. يسمى الرسم البياني ذو القمم المرقمة بعلامة.

تربط كل حافة من الرسم البياني رأسين، يسمى في هذه الحالة رأسين متجاورين. إذا تم تحديد الرسم البياني، فسيتم تحديد الحافة بواسطة الزوج (i,j)، حيث i وj هما أرقام القمم المجاورة. من الواضح أن الحافة (i,j) تصادف القمم i وj، والعكس صحيح.

إذا تم إعطاء جميع حواف الرسم البياني بواسطة أزواج مرتبة (i، j)، حيث يكون ترتيب القمم المتجاورة مهمًا، فإن الرسم البياني يسمى موجهًا. الرسم البياني غير الموجه لا يحتوي على حواف موجهة. في الرسم البياني الموجه جزئيًا، لا يتم توجيه كافة الحواف.

هندسيًا، يتم تصوير الرسوم البيانية في شكل مخططات يتم فيها عرض القمم كنقاط (دوائر، مستطيلات)، وتظهر الحواف كأجزاء تربط القمم المجاورة. يتم تحديد الحافة الموجهة بواسطة مقطع به سهم.

إن استخدام الرسوم البيانية منتشر على نطاق واسع لدرجة أننا عندما نتحدث عن الرسم البياني، فإننا عادة نفكر في رسم تخطيطي للرسم البياني.

إذا كانت حواف الرسم البياني لديها بعض الخصائص العدديةاتصالات، ثم تسمى هذه الرسوم البيانية المرجحة. في هذه الحالة، تحتوي مصفوفة الورود على أوزان الوصلات المتناظرة، والعلامة الموجودة أمام الرقم تحدد اتجاه الحافة.

من الخصائص المهمة للرسم البياني الهيكلي عدد المسارات المحتملة التي يمكن اتخاذها من قمة إلى أخرى. كلما زاد عدد هذه المسارات، كلما كان الهيكل أكثر كمالا، ولكن كلما كان زائدا عن الحاجة. التكرار يضمن موثوقية الهيكل. على سبيل المثال، تدمير 90% من التوصيلات العصبية في الدماغ لا يتم الشعور به ولا يؤثر على السلوك. قد يكون هناك أيضًا تكرار غير ضروري، وهو ما تم توضيحه في الرسم البياني للهيكل على شكل حلقات.

18. هيكل تحليل النظام. دورة الحل الأساسية. شجرة الوظائف.

يمكن تمثيل النهج العام لحل المشكلات كدورة.

في الوقت نفسه، في عملية عمل النظام الحقيقي، يتم تحديد مشكلة الممارسة على أنها تناقض بين الوضع الحالي والحالة المطلوبة. لحل المشكلة، يتم إجراء دراسة منهجية (التحليل والتحليل والتركيب) للنظام، مما يؤدي إلى القضاء على المشكلة. أثناء التوليف، يتم تقييم الأنظمة التي تم تحليلها وتوليفها. تنفيذ النظام المركب بالشكل المقترح النظام المادييسمح لك بتقييم مدى حل مشكلة الممارسة واتخاذ قرار بشأن عمل النظام الحقيقي (الجديد) الحديث.

ومن خلال وجهة النظر هذه، يصبح جانب آخر من تعريف النظام واضحًا: النظام هو وسيلة لحل المشكلات.

يمكن تمثيل المهام الرئيسية لتحليل النظام كشجرة وظائف ثلاثية المستويات.

في مرحلة التحلل والتي تقدم تمثيلاً عاماً للنظام يتم القيام بما يلي:

تعريف وتحلل الهدف العام للدراسة والوظيفة الرئيسية للنظام كحد للمسار في مساحة حالة النظام أو في مجال المواقف المسموح بها. في أغلب الأحيان، يتم التحلل من خلال بناء شجرة الأهداف وشجرة الوظائف.

عزل النظام عن البيئة (التقسيم إلى نظام/لا نظام) وفق معيار مشاركة كل عنصر قيد النظر في العملية مما يؤدي إلى نتيجة تعتمد على اعتبار النظام جزءا لا يتجزأ من النظام الفائق.

وصف العوامل المؤثرة.

وصف اتجاهات التنمية والشكوك بمختلف أنواعها.

وصف النظام بأنه "الصندوق الأسود".

التحلل الوظيفي (حسب الوظائف) والمكون (حسب نوع العناصر) والهيكلي (حسب نوع العلاقات بين العناصر) للنظام.

عمق التحلل محدود. يجب أن يتوقف التحلل إذا كان من الضروري تغيير مستوى التجريد - لتمثيل العنصر كنظام فرعي. إذا تبين أثناء التحلل أن النموذج يبدأ في وصف الخوارزمية الداخلية لعمل العنصر بدلاً من قانون عمله على شكل “صندوق أسود”، ففي هذه الحالة قد حدث تغيير في مستوى التجريد. وهذا يعني تجاوز هدف دراسة النظام وبالتالي إيقاف التحلل.

في الطرق الآلية، يعد تحلل النموذج إلى عمق 5-6 مستويات أمرًا نموذجيًا. عادة ما يتحلل أحد الأنظمة الفرعية إلى هذا العمق. غالبًا ما تكون الميزات التي تتطلب هذا المستوى من التفاصيل مهمة جدًا ويجب أن تكون كذلك وصف تفصيلييعطي المفتاح لأسرار النظام بأكمله.

أثبتت نظرية الأنظمة العامة أن معظم الأنظمة يمكن أن تتحلل إلى تمثيلات أساسية للنظام الفرعي. وتشمل هذه: الاتصال التسلسلي (المتتالي) للعناصر، والاتصال المتوازي للعناصر، والاتصال باستخدام ردود الفعل.
تكمن مشكلة التحلل في أنه في الأنظمة المعقدة لا يوجد توافق واضح بين قانون عمل الأنظمة الفرعية والخوارزمية وتنفيذها. ولذلك، يتم تشكيل عدة خيارات (أو خيار واحد، إذا تم عرض النظام في شكل هيكل هرمي) لتحليل النظام.

دعونا نلقي نظرة على بعض استراتيجيات التحلل الأكثر استخدامًا.

التحلل الوظيفي. يعتمد التحلل على تحليل وظائف النظام. وهذا يثير التساؤل حول ما يفعله النظام، بغض النظر عن كيفية عمله. أساس التقسيم إلى أنظمة فرعية وظيفية هو القواسم المشتركة للوظائف التي تؤديها مجموعات من العناصر.

تحلل دورة الحياة. من علامات تحديد الأنظمة الفرعية التغيير في قانون عمل الأنظمة الفرعية في مراحل مختلفة من دورة حياة النظام "من الولادة إلى الوفاة". يوصى باستخدام هذه الإستراتيجية عندما يكون هدف النظام هو تحسين العمليات وعندما يمكن تحديد المراحل المتعاقبة لتحويل المدخلات إلى مخرجات.

التحلل عن طريق العملية الفيزيائية. علامة تحديد الأنظمة الفرعية هي خطوات تنفيذ الخوارزمية لعمل النظام الفرعي، ومراحل تغير الحالات. على الرغم من أن هذه الاستراتيجية مفيدة في وصف العمليات الحالية، إلا أنها يمكن أن تؤدي في كثير من الأحيان إلى وصف متماسك للغاية للنظام الذي لا يأخذ في الاعتبار بشكل كامل القيود التي تفرضها الوظائف على بعضها البعض. في هذه الحالة، قد يكون تسلسل التحكم مخفيًا. يجب استخدام هذه الإستراتيجية فقط إذا كان الغرض من النموذج هو وصف العملية الفيزيائية نفسها.

التحلل بواسطة الأنظمة الفرعية (التحلل الهيكلي). علامة تحديد الأنظمة الفرعية هي وجود اتصال قوي بين العناصر وفقًا لأحد أنواع العلاقات (الاتصالات) الموجودة في النظام (معلوماتية، منطقية، هرمية، طاقة، إلخ). قوة الاتصال، على سبيل المثال، بناءً على المعلومات يمكن تقييمها من خلال معامل ترابط المعلومات للأنظمة الفرعية k = N / N0، حيث N هو عدد صفائف المعلومات المستخدمة بشكل متبادل في الأنظمة الفرعية، N0 هو إجمالي عدد المعلومات صفائف. لوصف النظام بأكمله، يجب بناء نموذج مركب يجمع بين جميع النماذج الفردية. يوصى باستخدام تحليل النظام الفرعي فقط عندما لا يتغير هذا التقسيم إلى الأجزاء الرئيسية للنظام. سيؤدي عدم استقرار حدود الأنظمة الفرعية إلى انخفاض قيمة النماذج الفردية ومجموعتها بسرعة.

في مرحلة التحليل والتي تضمن تكوين تمثيل تفصيلي للنظام يتم ما يلي:

التحليل الوظيفي والهيكلي للنظام الحالي، والذي يسمح لنا بصياغة متطلبات النظام الذي يتم إنشاؤه. يتضمن توضيحًا لتكوين وقوانين عمل العناصر، وخوارزميات الأداء والتأثير المتبادل للأنظمة الفرعية، وفصل الخصائص الخاضعة للتحكم والتي لا يمكن التحكم فيها، وتحديد مساحة الحالة Z، والإعداد الفضاء البارامترى T، الذي يحدد سلوك النظام، وتحليل سلامة النظام، وصياغة متطلبات النظام الذي يتم إنشاؤه.

التحليل المورفولوجي - تحليل العلاقة بين المكونات.

التحليل الجيني - تحليل الخلفية وأسباب تطور الوضع والاتجاهات الحالية والتنبؤات.

تحليل نظائرها.

تحليل الكفاءة (من حيث الفعالية وكثافة الموارد والكفاءة). ويتضمن اختيار مقياس القياس، وتكوين مؤشرات الأداء، وتبرير وتشكيل معايير الأداء، والتقييم المباشر وتحليل التقييمات التي تم الحصول عليها.

تشكيل متطلبات النظام الذي يتم إنشاؤه، بما في ذلك اختيار معايير وقيود التقييم.

مرحلة تركيب النظام، حل المشاكل، يتم تقديمه كمخطط وظيفي مبسط في الشكل. يتم في هذه المرحلة ما يلي:

تطوير نموذج للنظام المطلوب (اختيار الأدوات الرياضية، النمذجة، تقييم النموذج وفق معايير الكفاية، البساطة، التطابق بين الدقة والتعقيد، توازن الأخطاء، التطبيقات متعددة المتغيرات، بناء الكتل).

توليف الهياكل البديلة للنظام الذي يحل المشكلة.

توليف معلمات النظام التي تحل المشكلة.

تقييم متغيرات النظام المركب (تبرير مخطط التقييم، تنفيذ النموذج، إجراء تجربة تقييمية، معالجة نتائج التقييم، تحليل النتائج، اختيار الخيار الأفضل).

أرز. - رسم تخطيطي وظيفي مبسط لمرحلة التوليف لنظام حل المشكلة

يتم إجراء تقييم لمدى حل المشكلة عند الانتهاء من تحليل النظام.

أصعب المراحل التي يجب القيام بها هي مراحل التحلل والتحليل. ويرجع ذلك إلى درجة عدم اليقين العالية التي يجب التغلب عليها أثناء الدراسة.

19. 9 مراحل تشكيل نظام التمثيل.

المرحلة 1. تحديد الوظائف الرئيسية (الخصائص والأهداف والغرض) للنظام. تكوين (اختيار) مفاهيم الموضوع الأساسية المستخدمة في النظام. نتحدث في هذه المرحلة عن فهم المخرجات الرئيسية في النظام. هذا هو أفضل مكان لبدء البحث عنه. يجب تحديد نوع المخرجات: مادة، طاقة، معلومات، ويجب أن تكون مرتبطة ببعض المفاهيم الفيزيائية أو غيرها (مخرجات الإنتاج - المنتجات (أي؟)، مخرجات نظام التحكم - معلومات الأمر (لماذا؟ بأي شكل؟) الإخراج الآلي نظام معلومات- معلومات (حول ماذا؟) وما إلى ذلك).

المرحلة 2. تحديد الوظائف والأجزاء الرئيسية (الوحدات) في النظام. فهم وحدة هذه الأجزاء داخل النظام. في هذه المرحلة، يتم التعرف الأول على المحتوى الداخلي للنظام، ويتم الكشف عن الأجزاء الكبيرة التي يتكون منها وما هو الدور الذي يلعبه كل جزء في النظام. هذه هي مرحلة الحصول على المعلومات الأولية حول بنية وطبيعة الاتصالات الرئيسية. يجب تقديم هذه المعلومات ودراستها باستخدام الأساليب الهيكلية أو الموجهة للكائنات لتحليل الأنظمة، حيث، على سبيل المثال، وجود طبيعة متسلسلة أو متوازية في الغالب لربط الأجزاء، أو الاتجاه المتبادل أو السائد للتأثيرات بين الأجزاء، وما إلى ذلك. تم إظهاره. بالفعل في هذه المرحلة يجب عليك الانتباه إلى ما يسمى ب عوامل تشكيل النظام، أي. على تلك الروابط والاعتماد المتبادل الذي يجعل النظام نظامًا.

المرحلة 3. تحديد العمليات الرئيسية في النظام ودورها وشروط تنفيذها؛ تحديد المراحل، والقفزات، والتغيرات في الحالات في الأداء؛ في الأنظمة ذات التحكم - تحديد عوامل التحكم الرئيسية. هنا تتم دراسة ديناميكيات أهم التغييرات في النظام، ومسار الأحداث، وإدخال معلمات الحالة، والعوامل المؤثرة على هذه المعلمات، وضمان تدفق العمليات، وكذلك شروط بداية ونهاية العمليات. . يتم تحديد ما إذا كانت العمليات قابلة للتحكم وما إذا كانت تساهم في تنفيذ النظام لوظائفه الرئيسية. بالنسبة للأنظمة الخاضعة للرقابة، يتم توضيح إجراءات التحكم الرئيسية ونوعها ومصدرها ودرجة تأثيرها على النظام.

المرحلة الرابعة: تحديد العناصر الرئيسية لـ "اللانظام" الذي يرتبط به النظام قيد الدراسة. التعرف على طبيعة هذه الارتباطات. في هذه المرحلة، يتم حل عدد من المشاكل الفردية. تم دراسة التأثيرات الخارجية الرئيسية على النظام (المدخلات). يتم تحديد نوعها (المواد والطاقة والمعلومات)، ودرجة التأثير على النظام، والخصائص الرئيسية. فحدود ما يعتبر نظاما ثابتة، وتحدد عناصر "اللانظام" التي تتجه إليها تأثيرات المخرجات الرئيسية. من المفيد هنا تتبع تطور النظام ومسار تكوينه. غالبًا ما يكون هذا هو ما يؤدي إلى فهم بنية النظام وميزات تشغيله. بشكل عام، تتيح لنا هذه المرحلة فهم الوظائف الرئيسية للنظام بشكل أفضل، واعتماده وضعفه أو استقلاله النسبي في البيئة الخارجية.

المرحلة 5. تحديد حالات عدم اليقين والحوادث في حالة تأثيرها المحدد على النظام (للأنظمة العشوائية).

المرحلة 6. تحديد الهيكل المتفرع والتسلسل الهرمي وتشكيل الأفكار حول النظام كمجموعة من الوحدات المرتبطة بالمدخلات والمخرجات.

تنتهي المرحلة السادسة بتكوين أفكار عامة حول النظام. كقاعدة عامة، هذا يكفي إذا كنا نتحدث عن كائن لن نعمل معه بشكل مباشر. إذا كنا نتحدث عن نظام يحتاج إلى دراسة من أجل دراسته بعمق وتحسينه وإدارته، فسيتعين علينا المضي قدمًا على طول المسار الحلزوني للدراسة المتعمقة للنظام.

تكوين تمثيل تفصيلي للنظام

المرحلة 7. تحديد جميع العناصر والوصلات المهمة لأغراض النظر. تكليفهم بالهيكل الهرمي في النظام. ترتيب العناصر والارتباطات حسب أهميتها.

ترتبط المرحلتان 6 و7 ارتباطًا وثيقًا ببعضهما البعض، لذا من المفيد مناقشتهما معًا. المرحلة السادسة هي حد المعرفة "داخل" نظام معقد بدرجة كافية لشخص يقوم بتشغيله بالكامل. فقط المتخصص المسؤول عن أجزائه الفردية سيكون لديه معرفة أكثر تعمقًا بالنظام (المرحلة 7). بالنسبة لكائن غير معقد للغاية، فإن مستوى المرحلة 7 - معرفة النظام بأكمله - يمكن تحقيقه لشخص واحد. وهكذا، على الرغم من أن جوهر المرحلتين 6 و 7 هو نفسه، إلا أننا في أولهما نقتصر على الكمية المعقولة من المعلومات المتاحة لباحث واحد.

من خلال التفاصيل المتعمقة، من المهم تسليط الضوء على العناصر (الوحدات) والروابط التي تعتبر ضرورية للنظر فيها، والتخلص من كل ما لا يهم لأغراض الدراسة. إن إدراك النظام لا يتضمن دائمًا فصل ما هو أساسي عن غير المهم فحسب، بل يشمل أيضًا التركيز على ما هو أكثر أهمية. يجب أن تؤثر التفاصيل أيضًا على العلاقة بين النظام و"اللانظام"، والتي تمت مناقشتها بالفعل في المرحلة الرابعة. في المرحلة السابعة، تعتبر مجموعة الاتصالات الخارجية واضحة جدًا بحيث يمكننا التحدث عن معرفة شاملة بالنظام.

تلخص المرحلتان 6 و 7 الدراسة الشاملة والشاملة للنظام. مراحل أخرى تنظر فقط في جوانبها الفردية. لذلك، من المهم الانتباه مرة أخرى إلى عوامل تشكيل النظام، ودور كل عنصر وكل اتصال، وفهم سبب كونهم هكذا تمامًا أو يجب أن يكونوا كذلك تمامًا من حيث وحدة الوحدة. النظام.

المرحلة 8. المحاسبة عن التغييرات والشكوك في النظام. نحن هنا ندرس التغيير البطيء وغير المرغوب فيه عادة في خصائص النظام، والذي يطلق عليه عادة "الشيخوخة"، بالإضافة إلى إمكانية استبدال الأجزاء الفردية (الوحدات) بأجزاء جديدة، والتي لا تسمح فقط بمقاومة الشيخوخة، ولكن أيضًا لتحسين جودة النظام مقارنة بحالته الأصلية. عادة ما يسمى هذا التحسين للنظام الاصطناعي بالتنمية. ويتضمن أيضًا تحسين خصائص الوحدات، وربط الوحدات الجديدة، وتجميع المعلومات لاستخدام أفضل، وفي بعض الأحيان إعادة هيكلة هيكل الاتصالات وتسلسلها الهرمي.

تعتبر أوجه عدم اليقين الرئيسية في النظام العشوائي قد تم استكشافها في المرحلة الخامسة. ومع ذلك، فإن عدم الحتمية موجودة دائمًا في نظام ليس المقصود منه العمل في ظل ظروف الطبيعة العشوائية للمدخلات والاتصالات. دعونا نضيف أن مراعاة أوجه عدم اليقين في هذه الحالة عادة ما تتحول إلى دراسة حساسية أهم خصائص (مخرجات) النظام. تشير الحساسية إلى الدرجة التي تؤثر بها التغيرات في المدخلات على التغيرات في المخرجات.

المرحلة 9. دراسة الوظائف والعمليات في النظام من أجل إدارتها. مقدمة عن إجراءات الإدارة واتخاذ القرار. إجراءات التحكم كأنظمة التحكم. بالنسبة للأنظمة الموجهة نحو الأهداف وغيرها من الأنظمة الخاضعة للرقابة، فقد تم تطبيق هذه المرحلة أهمية عظيمة. تم توضيح العوامل المسيطرة الرئيسية عند النظر في المرحلة 3، ولكن الأمر كان ذا طبيعة معلومات عامةحول النظام. يتطلب إدخال الضوابط بشكل فعال أو دراسة آثارها على وظائف وعمليات النظام معرفة متعمقة بالنظام. ولهذا السبب نحن نتحدث عن تحليل الرقابة الآن فقط، بعد مراجعة شاملة للنظام. أذكر أن التحكم يمكن أن يكون متنوعًا للغاية في المحتوى - بدءًا من الأوامر الصادرة عن وحدة تحكم كمبيوتر متخصصة وحتى الأوامر الوزارية.

ومع ذلك، فإن إمكانية النظر بشكل موحد لجميع التدخلات المستهدفة في سلوك النظام تسمح لنا بالحديث ليس عن أعمال الإدارة الفردية، ولكن عن نظام الإدارة المتشابك بشكل وثيق مع النظام الرئيسي، ولكنه يتميز بوضوح من الناحية الوظيفية.

في هذه المرحلة، يصبح من الواضح أين ومتى وكيف (في أي نقاط من النظام، في أي لحظات، في أي عمليات، قفزات، اختيارات من السكان، التحولات المنطقية، وما إلى ذلك) يؤثر نظام التحكم على النظام الرئيسي، وكيف فعالة ومقبولة وقابلة للتنفيذ بسهولة. عند إدخال عناصر التحكم في النظام، يجب استكشاف خيارات تحويل المدخلات والمعلمات الثابتة إلى عناصر خاضعة للرقابة، ويجب تحديد حدود التحكم المقبولة وطرق تنفيذها.

بعد الانتهاء من المراحل 6-9، تستمر دراسة الأنظمة عند مستوى جديد نوعيًا - وتتبع ذلك مرحلة نمذجة محددة. لا يمكننا التحدث عن إنشاء نموذج إلا بعد دراسة كاملة للنظام.

هدف

أساسي الوظيفة 2

أساسي الوظيفة 1

فسب. وظيفة 2

فسب. وظيفة 1

فسب. وظيفة 3

فسب. وظيفة 1

فسب. وظيفة 2

طرق وإجراءات النظام ما هي أنواع النماذج الرياضية حسب طريقة البناء ...

لقد تم بالفعل تحقيق الترتيب الهرمي للعالم اليونان القديمة. ويلاحظ هذا النظام في أي مستوى من تطور الكون: الكيميائي والفيزيائي والبيولوجي والاجتماعي.

التسلسل الهرمي هو التبعية، أي ترتيب للأشياء يتم الاتفاق عليه عن طريق التبعية.

نشأ المصطلح في الأصل كاسم "السلم الوظيفي" في الدين، ثم بدأ استخدامه على نطاق واسع لوصف العلاقات في أجهزة الحكومة والجيش وما إلى ذلك. حاليًا، عند الحديث عن التسلسل الهرمي، نعني أي ترتيب للأشياء يتم الاتفاق عليه عن طريق التبعية، وترتيب التبعية للأشخاص ذوي المناصب الأدنى والرتبة لمن هم أعلى المنظمات الاجتماعية، عند إدارة مؤسسة أو منطقة أو ولاية وما إلى ذلك.

نمط الترتيب الهرمي للأنظمة (التسلسل الهرمي) يعني أن أي نظام يتكون من أنظمة أخرى ومن الناحية النظرية يمكن دائمًا العثور على نظام ذو مستوى أعلى، والذي يحتوي على أنظمة ذات مستويات أقل (L. von Bertalanffy).

يصف فان جيه التسلسل الهرمي بالخصائص التالية:

• - يتكون النظام دائمًا من أنظمة أخرى؛
• - بالنسبة لأي نظام محدد، يمكن العثور على نظام يغطيه؛
• - ومن بين هذين النظامين يسمى النظام الذي يتضمن الآخر نظام المستوى الأعلى؛
• - النظام ذو المستوى الأدنى، بدوره، يتكون من أنظمة أخرى، وفي هذا الصدد يمكن اعتباره نظامًا ذو مستوى أعلى؛
• - التسلسل الهرمي للأنظمة موجود لأن الأنظمة أكثر مستوى منخفضنكون عناصرأنظمة المستوى الأعلى.

كانت قوانين التسلسل الهرمي أو الترتيب الهرمي من بين القوانين الأولى لنظرية النظم التي حددها ودرسها إل فون بيرتالانفي.

ويعني نمط التواصل أن أي نظام يرتبط باتصالات متعددة مع البيئة، والتي بدورها عبارة عن تكوين معقد وغير متجانس يحتوي على نظام فائق (نظام ذو ترتيب أعلى يحدد متطلبات وقيود النظام قيد الدراسة)، وأنظمة فرعية (الأنظمة ذات الترتيب الأدنى) والأنظمة على نفس مستوى النظام قيد النظر.

وهكذا، فإن مجموعة الأنماط تشمل الاتصال والتسلسل الهرمي.

مهارات التواصل.

إن أي نظام ليس منعزلاً عن الأنظمة الأخرى، بل يرتبط بالعديد من الاتصالات مع البيئة، وهي عبارة عن تكوين معقد وغير متجانس يحتوي على:

• Ш النظام الفائق (نظام ذو ترتيب أعلى يحدد متطلبات وقيود النظام قيد النظر)؛
• Ш العناصر أو الأنظمة الفرعية (الأنظمة الأساسية والتابعة) ؛
• Ш أنظمة من نفس مستوى النظام قيد النظر.

تسمى هذه الوحدة المعقدة للنظام مع البيئة بنمط الاتصال.

نظرًا لقوانين الاتصال، فإن كل مستوى من الترتيب الهرمي له علاقات معقدة مع المستويات الأعلى والأدنى. ويترتب على ذلك أن كل مستوى من التسلسل الهرمي يبدو أنه يمتلك خاصية "يانوس ذو الوجهين":

• "الوجه"، الموجه نحو المستوى الأساسي، له طابع الكل المستقل - النظام؛
• يُظهر الوجه الموجه نحو مستوى أعلى خصائص الجزء التابع - عنصر النظام الأعلى.

تَسَلسُل

مبدأ التسلسل الهرمي هو أنه يمكن تمثيل أي نظام كتشكيل هرمي. وفي الوقت نفسه، يعمل نمط النزاهة على جميع مستويات التسلسل الهرمي. يوحد المستوى الهرمي الأعلى عناصر المستوى الأدنى ويكون له تأثير توجيهي عليها. ونتيجة لذلك، يكتسب الأعضاء المرؤوسون في التسلسل الهرمي خصائص جديدة لم تكن لديهم في حالة معزولة. والكل الجديد الذي نشأ نتيجة اتحاد العناصر السفلية يكتسب القدرة على القيام بوظائف جديدة (يظهر نمط الظهور)، وهو الغرض من تكوين التسلسلات الهرمية. يتم ملاحظة هذه السمات للأنظمة الهرمية على المستوى البيولوجي لتطور الكون، وفي المنظمات الاجتماعية، عند إدارة مؤسسة أو جمعية أو دولة، وكذلك عند تقديم تصميم المشاريع للمجمعات التقنية المعقدة، وما إلى ذلك.

تبين أن استخدام التمثيلات الهرمية مفيد في حالة دراسة الأنظمة وحالات المشكلات التي تتسم بقدر كبير من عدم اليقين. في هذه الحالة، يبدو الأمر كما لو أن حالة عدم اليقين "الكبيرة" مقسمة إلى حالات أصغر تكون أكثر قابلية للبحث. حتى لو لم يكن من الممكن الكشف عن هذه الشكوك الصغيرة وتفسيرها بشكل كامل، فإن الترتيب الهرمي لا يزال يزيل جزئيًا عدم اليقين العام ويوفر على الأقل حل تحكم أكثر فعالية.

مثال. تم تكليف أحد المتخصصين بمهمة تقدير الطلب على أجهزة الكمبيوتر في العام المقبل في المدينة "ن". للوهلة الأولى، تبدو المهمة صعبة للغاية - فهناك الكثير من الشكوك. ومع ذلك، دعونا نقسم المهمة إلى مهام فرعية: تقييم الحاجة إلى أجهزة الكمبيوتر في مختلف قطاعات المستهلكين (المنظمات التجارية، والوكالات الحكومية، والطلاب، وأطفال المدارس، وغيرهم من الأفراد). فيما يتعلق بكل قطاع من القطاعات، لم تعد المهمة ميؤوس منها - حتى بدون معلومات كاملة، من الممكن تقييم الحاجة إلى أجهزة الكمبيوتر. علاوة على ذلك، يمكن تقسيم كل قطاع إلى قطاعات فرعية، وما إلى ذلك.

نزاهة. غالبًا ما يستخدم هذا المصطلح كمرادف للنزاهة. ومع ذلك، فإنهم يؤكدون اهتمامهم ليس بالعوامل الخارجية لمظهر النزاهة، ولكن بالأسباب الأعمق لتشكيل هذه الخاصية، والأهم من ذلك، الحفاظ عليها. تسمى عوامل تشكيل النظام وحماية النظام بالتكامل، ومن أهمها عدم التجانس وعدم تناسق عناصره.

مهارات التواصل

مهارات التواصل. يشكل هذا النمط الأساس لتعريف النظام الذي اقترحه V. N. Sadovsky و E. G. Yudin في كتاب "البحث في النظرية العامة للأنظمة".

أي نظام ليس معزولاً عن الأنظمة الأخرى ويرتبط بالعديد من الاتصالات مع البيئة، وهو عبارة عن تكوين معقد وغير متجانس يحتوي (الشكل 4.1):

النظام الفائق(نظام ذو ترتيب أعلى يحدد متطلبات وقيود النظام قيد النظر)؛

العناصر أو الأنظمة الفرعية(الأنظمة الأساسية والتابعة) ؛

أنظمة من نفس مستوى النظام قيد النظر؛

أرز. 4.1. الاتصالات بين النظام والنظام الفائق والأنظمة الفرعية والأنظمة

مستويات مختلفة

تَسَلسُل

دعونا ننظر إلى التسلسل الهرمي كنمط في بناء العالم بأكمله وأي نظام معزول عنه. يتخلل النظام الهرمي كل شيء، من المستوى الذري الجزيئي إلى المجتمع البشري. التسلسل الهرمي كنمط يكمن في حقيقة أن نمط النزاهة يظهر نفسه في كل مستوى من مستويات التسلسل الهرمي. وبفضل هذا، تنشأ خصائص جديدة عند كل مستوى لا يمكن استخلاصها كمجموع خصائص العناصر. ومن المهم ألا يؤدي اتحاد العناصر في كل عقدة فقط إلى ظهور خصائص جديدة لم تكن تمتلكها وفقدان بعض خصائص العناصر، ولكن أيضًا أن يكتسب كل عضو في التسلسل الهرمي خصائص جديدة لم تكن لديه يكون في حالة معزولة.

وبالتالي، تحدث تغييرات نوعية معقدة على كل مستوى من مستويات التسلسل الهرمي، والتي لا يمكن تمثيلها وتفسيرها دائمًا. ولكن بفضل هذه الميزة بالتحديد يؤدي النمط قيد النظر إلى عواقب مثيرة للاهتمام. أولاًيمكن استخدام التمثيلات الهرمية لعرض الأنظمة غير المؤكدة.

ثانيًا، يعتمد بناء الهيكل الهرمي على الغرض: في المواقف متعددة الأغراض، يمكن بناء عدة هياكل هرمية تتوافق مع ظروف مختلفة، ويمكن أن تشارك نفس المكونات في هياكل مختلفة. ثالث، حتى مع نفس الهدف، إذا عهدت بتكوين هيكل هرمي إلى باحثين مختلفين، فاعتمادًا على خبرتهم السابقة ومؤهلاتهم ومعرفتهم بالنظام، يمكنهم الحصول على هياكل هرمية مختلفة، أي حل التغييرات النوعية بشكل مختلف على كل مستوى من التسلسل الهرمي.

تكافؤ

هذا هو واحد من الأنماط الأقل دراسة. إنه يميز القدرات القصوى للأنظمة ذات فئة تعقيد معينة. يعرّف ل. فون بيرتالانفي، الذي اقترح هذا المصطلح، تكافؤ النهاية فيما يتعلق بنظام "مفتوح" على أنه قدرة الأنظمة (على عكس حالات التوازن في الأنظمة المغلقة) التي تحددها بالكامل الشروط الأولية على تحقيق حالة مستقلة عن الزمن (والتي لا لا تعتمد على شروطها الأولية ويتم تحديدها فقط من خلال معلمات النظام). وتنشأ الحاجة إلى إدخال هذا المفهوم انطلاقا من مستوى معين من التعقيد، على سبيل المثال النظم البيولوجية.

في الوقت الحاضر، لم تتم دراسة عدد من الأسئلة حول هذا النمط: ما هي المعلمات في أنظمة معينة تضمن خاصية التكافؤ؟ كيف يتم تحقيق هذه الخاصية؟ كيف يظهر نمط التكافؤ في الأنظمة التنظيمية؟

التاريخية

الوقت هو خاصية لا غنى عنها للنظام، وبالتالي فإن كل نظام تاريخي، وهذا هو نفس نمط التكامل والتكامل وما إلى ذلك. ومن السهل إعطاء أمثلة على تكوين وازدهار وانحطاط وحتى موت النظم البيولوجية والاجتماعية، لكن بالنسبة للأنظمة الفنية والتنظيمية فيكفي تحديد فترات التطوير الصعبة.

أساس النمط التاريخي هو التناقضات الداخلية بين مكونات النظام. ولكن كيفية إدارة التطوير أو على الأقل فهم نهج الفترة المقابلة من تطوير النظام - لم تتم دراسة هذه الأسئلة بشكل كافٍ بعد.

في الآونة الأخيرة، تم إيلاء المزيد من الاهتمام للحاجة إلى مراعاة قوانين التاريخية. على وجه الخصوص، في هندسة النظم، عند إنشاء مجمعات تقنية معقدة، من الضروري النظر في مرحلة تصميم النظام ليس فقط قضايا تطوير النظام وضمان تطويره، ولكن أيضًا مسألة كيف ومتى يجب تدميره . على سبيل المثال، وقف تشغيل المعدات، وخاصة الطائرات المعقدة، و"دفن" المنشآت النووية، وما إلى ذلك.