Mi a rendszer állapota. A modellezés szisztematikus megközelítése. Rendszerállapot, standard állapot

Biomedikai relevancia témákat

A termodinamika a fizikai kémia egyik ága, amely minden makroszkopikus rendszert tanulmányoz, amelyek állapotváltozásai összefüggnek az energia hő- és munka formájában történő átadásával.

A kémiai termodinamika az elméleti alapja bioenergia - az élő szervezetekben zajló energiaátalakulások tudománya és bizonyos energiafajták mássá történő átalakításának sajátosságai az élet folyamatában. Az élő szervezetben szoros kapcsolat van az anyagcsere és az energiafolyamatok között. Az anyagcsere minden életfolyamat energiaforrása. Végrehajtása bármely élettani funkciók(mozgás, az állandó testhőmérséklet fenntartása, emésztőnedvek szekréciója, szintézise a különböző szervezetekben összetett anyagok egyszerűbb stb.) energiát igényel. A szervezet mindenféle energiaforrása a tápanyagok (fehérjék, zsírok, szénhidrátok), amelyek potenciális kémiai energiája az anyagcsere folyamatában más típusú energiákká alakul. A szervezet létfontosságú tevékenységének fenntartásához és a fiziológiai funkciók megvalósításához szükséges kémiai energia felszabadításának fő módja az oxidatív folyamatok.

A kémiai termodinamika lehetővé teszi az energiaköltségek közötti kapcsolat felállítását, amikor egy személy bizonyos munkát végez, és a kalóriatartalmat. tápanyagok, lehetővé teszi a tápanyagok oxidációja során felszabaduló energia miatt bekövetkező bioszintetikus folyamatok energetikai lényegének megértését.

A viszonylag kis számú vegyület standard termodinamikai értékeinek ismerete lehetővé teszi a különböző biokémiai folyamatok energiajellemzésére termokémiai számítások elvégzését.

A termodinamikai módszerek alkalmazása lehetővé teszi a fehérjék szerkezeti átalakulásának energiájának számszerűsítését, nukleinsavak, lipidek és biológiai membránok.

V gyakorlati tevékenységek orvos termodinamikai módszerek legszélesebb körben használják a bazális anyagcsere intenzitásának meghatározására a test különböző élettani és kóros állapotaiban, valamint az élelmiszer kalóriatartalmának meghatározására.

Kémiai termodinamikai problémák

1. A kémiai és fizikai -kémiai folyamatok energiahatásának meghatározása.

2. Kritériumok megállapítása spontán áramlás kémiai és fizikai -kémiai folyamatok.

3. A termodinamikai rendszerek egyensúlyi állapotára vonatkozó kritériumok megállapítása.

Alapfogalmak és definíciók

Termodinamikai rendszer

Termodinamikai rendszernek nevezzük azt a testet vagy testcsoportot, amelyet a környezetből valós vagy képzelt határfelület választ el.

A rendszer kommunikációs képességétől függően környezet Az energia és az anyag megkülönbözteti az izolált, zárt és nyitott rendszereket.

Izolált A rendszer olyan rendszer, amely sem anyagot, sem energiát nem cserél a környezettel.

Olyan rendszert neveznek, amely energiát cserél a környezettel, és nem cserél anyagot zárva.

A nyílt rendszert olyan rendszernek nevezzük, amely anyagot és energiát cserél a környezettel.

Rendszerállapot, standard állapot

A rendszer állapotát összessége határozza meg fizikai és kémiai tulajdonságok... A rendszer minden állapotát ezen tulajdonságok bizonyos értékei jellemzik. Ha ezek a tulajdonságok megváltoznak, akkor a rendszer állapota is megváltozik, ha a rendszer tulajdonságai nem változnak az idő múlásával, akkor a rendszer egyensúlyi állapotban van.

A termodinamikai rendszerek tulajdonságainak összehasonlításához pontosan meg kell adni azok állapotát. Ebből a célból vezetik be a koncepciót - a standard állapotot, amelyre az egyes folyadékok ill szilárd fizikai állapotot feltételezünk, amelyben 1 atm (101315 Pa) nyomáson és adott hőmérsékleten léteznek.

Gázok és gőzök esetében a standard állapot egy hipotetikus állapotnak felel meg, amelyben az 1 atm nyomáson lévő gáz engedelmeskedik az ideális gázok törvényeinek adott hőmérsékleten.

A standard állapotra utaló értékeket az "o" alszámmal írjuk, és az alsó index a hőmérsékletet jelzi, leggyakrabban 298K.

Állapot -egyenlet

Azt az egyenletet, amely a rendszer állapotát meghatározó tulajdonságok értékei között létrehozza a funkcionális kapcsolatot, állapotegyenletnek nevezzük.

Ha egy rendszer állapotegyenlete ismert, akkor annak leírásához nem szükséges a rendszer összes tulajdonságának számértékeinek ismerete. Például a Clapeyron - Mendelejev egyenlet egy ideális gáz állapotegyenlete:

ahol P a nyomás, V a térfogat, n az ideális gáz mólszáma, T az abszolút hőmérséklete és R az univerzális gázállandó.

Az egyenletből az következik, hogy az ideális gáz állapotának meghatározásához elegendő a négy P, V, n, T mennyiség közül bármelyik három számértékét ismerni.

Állami funkciók

Azokat a tulajdonságokat, amelyek értékei a rendszer egyik állapotból a másikba való átmenete során, csak a rendszer kezdeti és végső állapotától függenek, és nem függnek az átmenet útjától, állapotfüggvényeknek nevezzük. Ide tartoznak például a nyomás, a térfogat, a rendszer hőmérséklete.

Folyamatok

A rendszer egyik állapotból a másikba történő átmenetét folyamatnak nevezzük. Az áramlási körülményektől függően a következő típusú folyamatokat különböztetjük meg.

Körkörös vagy ciklikus- folyamat, amelynek eredményeként a rendszer visszatér eredeti állapotába. A körkörös folyamat végén a rendszer állapotának bármely funkciójában bekövetkező változások nullával egyenlők.

Izotermikus- folyamat, amely állandó hőmérsékleten megy végbe.

Izobárikus- folyamat, amely állandó nyomáson megy végbe.

Isochoric- olyan folyamat, amelyben a rendszer térfogata állandó marad.

Adiabatikus- olyan folyamat, amely a környezettel való hőcsere nélkül megy végbe.

Egyensúlyi- a rendszer egyensúlyi állapotainak folyamatos sorozatának tekintett folyamat.

Kiegyensúlyozatlan- az a folyamat, amellyel a rendszer nem egyensúlyi állapotokon megy keresztül.

Reverzibilis termodinamikai folyamat- az a folyamat, amely után a rendszer és a vele kölcsönhatásban lévő rendszerek (környezet) visszatérhetnek a kezdeti állapotba.

Visszafordíthatatlan termodinamikai folyamat- olyan folyamat, amely után a rendszer és a vele kölcsönhatásban lévő rendszerek (környezet) nem térhetnek vissza kezdeti állapotukba.

Ez utóbbi fogalmakat részletesebben a "Kémiai egyensúly termodinamikája" c.

Olvassa el még: C2 Mutasson három példát a többpárti politikai rendszer létezésére a modern Oroszországban. II. Rendszerek, amelyek fejlesztését az evolúció univerzális rendszerével lehet ábrázolni III. Mikor előnyös figyelembe venni a mozgást egy mozgó referenciakeretből (két probléma megoldása a tanár részéről)? III. Az orvosi hulladékkezelő rendszer megszervezésének követelményei MES -rendszerek (Manufacturing Execution System) - gyártásirányítási rendszerek (ismertebb nevén folyamatirányítási rendszerek) N vizsgálja azt a mentális állapotot, amely akkor optimális, ha egy személy különféle tevékenységeket végez. A Fehérorosz Köztársaság devizarendszerének működésének jellemzői és problémái Az Sp2-hibridizált állapot akkor jellemző az atomra, ha a hozzá tartozó atomok számának és magányos elektronpárjainak összege 3 (példa).

A rendszer állapotát szintek határozzák meg.

A szint a változó (blokk) vagy a rendszer egészében található tömeg, energia, információ mennyisége egy adott időpontban.

A szintek nem maradnak állandóak, bizonyos változásokon mennek keresztül. E változások sebességét ütemnek nevezzük.

Az arányok meghatározzák az átalakulási, felhalmozási, átadási folyamatok aktivitását, intenzitását és sebességét. a rendszerben áramló anyag, energia, információ.

Az arányok és a szintek összefüggnek, de összefüggésük nem egyértelmű. Egyrészt a tempó új szinteket szül, amelyek viszont befolyásolják a tempót, azaz szabályozni őket.

Így például az anyag diffúziós folyamata határozza meg a rendszer átmenetét az x 1 szintről az x 2 szintre (a tömegátadási folyamat hajtóereje). Ugyanakkor ennek a folyamatnak a sebessége (tömegátviteli sebesség) a feltüntetett szintek tömegétől függ a következő kifejezés szerint:

ahol: a - tömegátviteli együttható.

A visszacsatolás a rendszer állapotának egyik legfontosabb jellemzője.

A visszacsatolás egy rendszer (blokk) tulajdonsága, hogy reagáljon egy vagy több változó bemeneti művelet által okozott változására oly módon, hogy a rendszeren belüli folyamatok eredményeként ez a változás ismét ugyanazokat vagy ugyanazokat a változókat érinti .

A visszacsatolás a befolyásolás módjától függően lehet közvetlen (ha a visszacsatolás változók (blokkok) - közvetítők részvétele nélkül jön létre) vagy kontúr (amikor a visszacsatolás változók (blokkok) - közvetítők részvételével történik) (ábra) . 3).

Rizs. 3. Visszajelzés elve

a - közvetlen visszajelzés; b - hurok visszacsatolás.

A rendszer változóinak elsődleges változásaira gyakorolt ​​hatástól függően kétféle visszajelzést különböztetünk meg:

§ Negatív visszajelzés, azaz amikor a kívülről kapott impulzus zárt kört képez, és a kezdeti ütés csillapítását (stabilizációját) okozza;

§ Pozitív visszajelzés, azaz amikor egy kívülről kapott impulzus zárt kört képez, és a kezdeti ütés növekedését okozza.

A negatív visszacsatolás az önszabályozás egyik formája, amely biztosítja dinamikus egyensúly rendszerben. A pozitív visszacsatolás a természetes rendszerekben általában viszonylag rövid távú önpusztító tevékenység formájában jelentkezik.

Többnyire negatív karakter A visszajelzések azt jelzik, hogy a környezeti feltételek bármilyen változása a rendszer változóinak változásához vezet, és ez az oka annak, hogy ez a rendszer a kezdeti állapottól eltérő új egyensúlyi állapotba kerül. Ezt az önszabályozási folyamatot homeosztázisnak nevezik.

A rendszer képességét az egyensúly helyreállítására állapotának további két jellemzője határozza meg:

§ A rendszer stabilitása, azaz egy jellemző, amely azt jelzi, hogy a külső hatás (befolyás impulzus) változásának milyen értékének felel meg a rendszer változóinak megengedett változása, amelynél az egyensúly helyreállítható;

§ Rendszerstabilitás, azaz olyan jellemző, amely meghatározza a rendszerváltozók megengedett legnagyobb változását, amelynél lehetséges az egyensúly helyreállítása.

A rendszerben a szabályozás célja egy extrém elv (a maximális potenciális energia törvénye) formájában van megfogalmazva: a rendszer fejlődése a rendszeren keresztül történő teljes energiaáramlás növekedése felé halad, és álló állapotban eléri a maximális lehetséges értéket (maximális potenciális energia).

A RENDSZER ÁLLAPOTA

a fizikában - egy adott fizikai rendszerre jellemző értékhalmaz határozza meg. mennyiségek, ún. állapotparaméterek. Például a mechanikai állapot rendszert minden egyes pillanatban a koordináták és az impulzusok értékei jellemzik anyagi pontok, kialakítva ezt a rendszert. Állapot elektromágneses mező az elektromos feszültség értékei jellemzik. és mágneses mezők a mező minden pontján az idő minden pillanatában.

Nagy enciklopédikus politechnikai szótár. 2004 .

Nézze meg, mi a "SYSTEM STATE" más szótárakban:

A rendszer állapota- a rendszer jellemzői a működés pillanatában. Mivel a rendszert bizonyos lényeges változók és paraméterek írják le, az SS kifejezése érdekében meg kell határozni a kapott értékeket ... ... Közgazdasági és matematikai szótár

a rendszer állapota- 3.2 rendszerállapot: Az elemállapotok sajátos kombinációja. Megjegyzés Több rendszerállapot egyesíthető egyetlen állapotba. Forrás: GOST R 51901.15 2005: Kockázatkezelés. Markov -módszerek alkalmazása ... ...

a rendszer állapota- A rendszer állapota A rendszer állapota A rendszerre jellemző a működése pillanatában. Mivel a rendszert bizonyos alapvető változók és paraméterek írják le, a rendszer állapotának kifejezése érdekében szüksége van ... ... Magyarázó Angol-orosz szótár a nanotechnológiáról. - M.

a rendszer állapota- sistemos būsena statusas T sritis automatika megfelelmenys: angl. rendszer állapota vok. Systemzustand, m rus. rendszerállapot, n pranc. état du système, m… Automatikos terminų žodynas

a rendszer állapota- rendszerek būsena statusas T sritis chemija apibrėžtis Makroskopinius paramétere jellemzõ rendszerek būsena. megfelelőség: angol. rendszer állapota rus. a rendszer állapota… Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

a rendszer állapota- sistemos būsena statusas T sritis fizika megfelelmenys: angl. rendszer állapota vok. Systemzustand, m rus. rendszerállapot, n pranc. état du système, m ... Fizikos terminų žodynas

A repülőgép -rendszer meghibásodásának állapota- 14 Forrás: GOST 27332 87: A repülőgépek repülési körülményei. Feltételek és definíciók eredeti dokumentum ... Szótár-referenciakönyv a normatív és műszaki dokumentáció feltételeiről

A repülőgép rendszerének állapota- 10. A légijármű -rendszer állapota A rendszer állapota A rendszer helyzete A légijármű -rendszer paraméterei, amelyeket az aktiválás jellege és működési vagy meghibásodási állapota határoz meg, a meghibásodások jelenléte, amikor ... ... Szótár-referenciakönyv a normatív és műszaki dokumentáció feltételeiről

repülőgép rendszer meghibásodása- a rendszer meghibásodási állapota A repülőgép -rendszer működésképtelen állapota, amelyet a rendszer egészének funkciójának megfontolt megsértése jellemez, függetlenül a kiváltó okoktól. [GOST 27332 87] A repülési feltételek a repüléshez ... ... Műszaki fordítói útmutató

A repülőgép rendszer meghibásodási állapota- 14. A repülőgép -rendszer meghibásodási állapota A rendszer meghibásodási állapota Hibahelyzet (cím = Módosítás, IMS 8 88). A repülőgép -rendszer működésképtelen állapota, amelyet a rendszerfunkció megfontolt megsértése jellemez ... Szótár-referenciakönyv a normatív és műszaki dokumentáció feltételeiről

Könyvek

• Rádióvezérlő rendszerek. 1. könyv A rádióvezérlő rendszerek állapota és fejlődési tendenciái A kollektív monográfia szerzői ismert tudósok, vezető fejlesztők és szakemberek a rádióvezérlő rendszerek területén. A könyv a radioelektronika állapotát és fejlődési tendenciáit vizsgálja ... Kategória: Elektronika Sorozat: Tudományos és műszaki sorozat Kiadó: Radio Engineering, Gyártó: Radiotechnics,
• Rádióvezérlő rendszerek. 1. szám: Rádióvezérlő rendszerek állapota és fejlődési irányai, VS Verba , A kollektív monográfia szerzői elismert tudósok, vezető fejlesztők és szakemberek a rádióvezérlő rendszerek területén. A könyv a radioelektronika állapotát és fejlődési tendenciáit vizsgálja ... Kategória: Rádió. Rádiótechnika Sorozat: Kiadó:

Paraméter neve	Jelentése
A cikk témája:	A rendszer állapota
Rubrika (tematikus kategória)	Oktatás

Definíció - 1.6 A rendszer állapota olyan paraméterek halmaza, amelyek minden egyes megfontolt pillanatban tükrözik a rendszer viselkedésének, működésének legjelentősebb aspektusait egy bizonyos nézőpontból.

A meghatározás nagyon általános. Hangsúlyozza, hogy az állapotjellemzők megválasztása a vizsgálat céljától függ. A legegyszerűbb esetekben az állapot egy paraméterrel értékelhető, amely két értéket vehet fel (be vagy ki, 0 vagy 1). Többben komplex kutatás számos olyan paramétert kell figyelembe venni, amelyek nagyszámú értéket vehetnek fel.

Általában azt a rendszert nevezik, amelynek állapota bizonyos ok-okozati összefüggések hatására idővel változik dinamikus rendszer, szemben a statikus rendszerrel, amelynek állapota nem változik az idő múlásával.

A rendszer kívánt állapotát megfelelő vezérlési művelettel érik el vagy tartják fenn.

Ellenőrzés

A kibernetikában a vezérlést a rendszer állapotának célirányos megváltoztatásának folyamataként fogják fel. Néha a vezérlést annak a folyamatnak nevezik, amely az észlelt információkat olyan jelekké dolgozza fel, amelyek a gépek és élőlények tevékenységét irányítják. Az információ észlelésének, tárolásának, továbbításának és reprodukálásának folyamatait pedig a kommunikáció területére utalják. Szintén tágabb értelmezése van a menedzsment fogalmának, amely magában foglalja a vezetői tevékenység minden elemét, amelyeket a cél egysége, a megoldandó feladatok közössége egyesít.

Definíció - 1.7 Menedzsment szokás a valós világ tárgyaira és folyamataira irányuló célzott hatás előkészítésének és támogatásának információs folyamatát nevezni.

Ez az értelmezés kiterjed minden olyan kérdésre, amelyekkel az irányító testületnek foglalkoznia kell, az információgyűjtéstől, a rendszeranalízistől, a döntések meghozatalától, a döntések végrehajtását célzó intézkedések megtervezésétől az ellenőrzési jelek generálásáig és a végrehajtó szervekhez való eljuttatásáig.

Rendszerállapot - fogalom és típusok. A "Rendszerállapot" kategória besorolása és jellemzői 2017, 2018.

- A rendszer állapota

A külső környezet fogalma A rendszer létezik más anyagi tárgyak között, amelyek nem szerepelnek benne. Egyesíti őket a "külső környezet" fogalma - a külső környezet objektumai. A külső környezet térben és időben létező objektumok (rendszerek) halmaza, amely, ... [tovább].

→

2. előadás: A rendszer tulajdonságai. Rendszer besorolása

A rendszer tulajdonságai.

Tehát a rendszer állapota az alapvető tulajdonságok halmaza, amelyekkel a rendszer rendelkezik minden egyes pillanatban.

A tulajdonság alatt az objektumnak azt az oldalát értjük, amely meghatározza annak eltérését más tárgyaktól vagy a velük való hasonlóságot, és akkor nyilvánul meg, amikor más tárgyakkal kölcsönhatásba lép.

A jellemző az, ami a rendszer bizonyos tulajdonságait tükrözi.

A rendszerek milyen tulajdonságai ismertek.

A "rendszer" definíciójából az következik, hogy a rendszer fő tulajdonsága az integritás, az egység, amelyet a rendszer elemeinek bizonyos kölcsönhatásai és kölcsönhatásai révén érnek el, és olyan új tulajdonságok megjelenésében nyilvánulnak meg, amelyek a rendszer elemeivel nem rendelkeznek . Ez a tulajdonság megjelenése(angolból emerge - keletkezni, megjelenni).

1. Felmerülés - a rendszer tulajdonságainak redukálhatatlansága az elemek tulajdonságaival szemben, amelyekből áll.
2. A megjelenés a rendszerek tulajdonsága, amely új tulajdonságok és tulajdonságok megjelenését okozza, amelyek nem rejlenek a rendszert alkotó elemekben.

A felbukkanás a redukcionizmus ellentéte, amely azt állítja, hogy az egészet úgy lehet tanulmányozni, hogy feldaraboljuk részekre, majd meghatározzuk tulajdonságaikat az egész tulajdonságainak meghatározásához.

A megjelenés tulajdonsága közel áll a rendszer integritásának tulajdonságához. Ezeket azonban nem lehet azonosítani.

Sértetlenség rendszer azt jelenti, hogy a rendszer minden eleme hozzájárul a rendszer célfunkciójának megvalósításához.

Az integritás és a megjelenés a rendszer integráló tulajdonságai.

Az integráló tulajdonságok jelenléte a rendszer egyik legfontosabb jellemzője. Az integritás abban nyilvánul meg, hogy a rendszernek megvan a maga funkcionalitásának szabályossága, saját célja.

Szervezet- a rendszerek összetett tulajdonsága, amely szerkezet és működés (viselkedés) jelenlétéből áll. A rendszerek elengedhetetlen tartozéka az alkatrészeik, pontosan azok a szerkezeti formációk, amelyekből az egész áll, és amelyek nélkül ez nem lehetséges.

Funkcionalitás Egy megnyilvánulás bizonyos tulajdonságokat(funkciók), amikor kölcsönhatásba lép a külső környezettel. Itt a célt (a rendszer célját) határozzák meg, mint a kívánt végeredményt.

Strukturális jelleg- ez a rendszer rendezése, az elemek egy bizonyos halmaza és elrendezése a köztük lévő kapcsolatokkal. Kapcsolat van a rendszer funkciója és szerkezete között, mint a tartalom és a forma filozófiai kategóriái között. A tartalom (funkciók) változása magában foglalja a forma (szerkezet) megváltozását, de fordítva is.

A rendszer fontos tulajdonsága a viselkedés jelenléte - cselekvés, változás, működés stb.

Úgy gondolják, hogy a rendszer ezen viselkedése összefügg a környezettel (környezettel), azaz más rendszerekkel, amelyekkel kapcsolatba kerül vagy bizonyos kapcsolatokba lép.

A rendszer állapotának időbeli célirányos megváltoztatásának folyamatát nevezzük viselkedés... A kontrollal ellentétben, amikor a rendszer állapotának megváltozása külső hatások hatására valósul meg, a viselkedést kizárólag maga a rendszer hajtja végre, saját céljai alapján.

Az egyes rendszerek viselkedését az e rendszert alkotó alacsonyabb rendű rendszerek felépítése és az egyensúly jelei (homeosztázis) magyarázzák. Az egyensúly jelének megfelelően a rendszernek van egy bizonyos állapota (állapotai), amelyek számára előnyösek. Ezért a rendszerek viselkedését ezeknek az állapotoknak a helyreállításával írják le, amikor a környezet változásai miatt megzavarják őket.

Egy másik tulajdonság a növekedés (fejlődés) tulajdona. A fejlődés a viselkedés alkotóelemének tekinthető (és a legfontosabbnak).

A rendszerszemlélet egyik elsődleges, és ezért alapvető tulajdonsága, hogy megengedhetetlen a rajta kívüli objektumok figyelembe vétele. fejlődés, amelyet az anyag és a tudat visszafordíthatatlan, irányított, rendszeres változásaként értünk. Ennek eredményeként az objektum új minősége vagy állapota keletkezik. A „fejlődés” és „mozgás” kifejezések azonosítása (talán nem egészen szigorú) lehetővé teszi az ember számára, hogy olyan értelemben fejezze ki, hogy az anyag, jelen esetben egy rendszer létezése a fejlődésen kívül elképzelhetetlen. Naiv elképzelni, hogy a fejlődés spontán módon történik. A folyamatok hatalmas sokaságában, amelyek első pillantásra olyanok, mint a Brown -féle (véletlenszerű, kaotikus) mozgás, nagy odafigyeléssel és tanulmányozással, először a tendenciák körvonalai jelennek meg, majd inkább stabil törvényszerűségek. Ezek a törvények természetüknél fogva objektíven hatnak, azaz nem attól függ, hogy akarjuk -e megnyilvánulásukat vagy sem. A törvények és a fejlődési minták tudatlansága a sötétben vándorol.

Aki nem tudja, melyik kikötőbe hajózik, annak nincs hátszél

A rendszer viselkedését a külső hatásokra adott reakció jellege határozza meg.

A rendszerek alapvető tulajdonsága az szilárdság, azaz a rendszer képes ellenállni a külső zavaroknak. A rendszer élettartama attól függ.

Az egyszerű rendszerek passzív stabilitási formákkal rendelkeznek: erő, egyensúly, állíthatóság, homeosztázis. Az összetett, aktív formák pedig meghatározóak: megbízhatóság, túlélhetőség és alkalmazkodóképesség.

Ha az ellenállás felsorolt ​​formái egyszerű rendszerek(az erősség kivételével) a viselkedésüket érinti, akkor az összetett rendszerek stabilitásának meghatározó formája elsősorban strukturális jellegű.

Megbízhatóság- az a tulajdonsága, hogy megőrzi a rendszerek szerkezetét, annak ellenére, hogy azok egyes elemei elhalnak azok cseréje vagy sokszorosítása révén, és életerő- mint a káros tulajdonságok aktív elnyomása. Így a megbízhatóság passzívabb forma, mint a túlélés.

Alkalmazkodóképesség- az a tulajdonság, amely megváltoztatja a viselkedést vagy szerkezetet a külső környezet változásaival szemben, hogy megőrizze, javítsa vagy új tulajdonságokat szerezzen. Az alkalmazkodás lehetőségének előfeltétele a visszajelzések jelenléte.

Bármilyen valódi rendszer létezik a környezetben. A köztük lévő kapcsolat olyan szoros, hogy nehéz lesz meghatározni a köztük lévő határt. Ezért a rendszer elválasztása a környezettől az idealizáció egyik vagy másik fokához kapcsolódik.

Az interakció két aspektusa különböztethető meg:

• sok esetben a rendszer és a környezet (anyag, energia, információ) közötti csere jellegét veszi fel;
• a környezet rendszerint bizonytalanságforrás a rendszerek számára.

A környezet hatása lehet passzív vagy aktív (antagonista, célirányosan ellenzi a rendszert).

Ezért általános esetben a környezetet nemcsak közömbösnek, hanem antagonisztikusnak is kell tekinteni a vizsgált rendszerrel kapcsolatban.

Rizs. - Rendszer besorolása

Az osztályozás alapja (kritériuma)	Rendszerosztályok
A külső környezettel való kölcsönhatásról	Nyisd ki Zárva Kombinált
Szerkezet szerint	Egyszerű Összetett Nagy
A funkciók jellegétől függően	Specializált Multifunkcionális (univerzális)
A fejlődés természete szerint	Stabil Fejlesztés
A szervezés mértéke szerint	Jól szervezett Rosszul szervezett (diffúz)
A viselkedés összetettsége miatt	Automatikus Döntő Önszerveződő Előrelátás Fejlődő
Az elemek közötti kapcsolat jellege szerint	Meghatározó Sztochasztikus
Az irányítási struktúra jellege szerint	Központosított Decentralizált
Bejelentkezés alapján	Gyártók Menedzserek Szolgáló

Osztályozás a leglényegesebb vonások szerinti osztályokra osztást nevezzük. Az osztály alatt olyan objektumok halmazát értjük, amelyek rendelkeznek bizonyos közös vonásokkal. Az osztályozás alapja (kritériuma) egy tulajdonság (vagy jellemzők halmaza).

A rendszer egy vagy több jellemzővel jellemezhető, és ennek megfelelően helyet kaphat különböző osztályozásokban, amelyek mindegyike hasznos lehet a kutatási módszertan kiválasztásában. Általában az osztályozás célja a rendszerek megjelenítési módszereinek korlátozása, a megfelelő osztálynak megfelelő leírási nyelv kifejlesztése.

A valódi rendszereket természetesekre osztják ( természetes rendszerek) és mesterséges (mesterséges).

Természetes rendszerek: élettelen (fizikai, kémiai) és élő (biológiai) rendszerek.

Mesterséges rendszerek: az emberiség saját szükségleteire hozta létre, vagy céltudatos erőfeszítések eredményeként alakult ki.

A mesterségeseket technikai (műszaki és gazdasági) és társadalmi (nyilvános) csoportokra osztják.

A műszaki rendszert az ember meghatározott célokra tervezte és gyártotta.

NAK NEK társadalmi rendszerek az emberi társadalom különböző rendszerei.

A csak technikai eszközökből álló rendszerek kiválasztása szinte mindig feltételes, mivel nem tudják fejleszteni állapotukat. Ezek a rendszerek nagyobb, beleértve az embereket - szervezeti és technikai rendszerek részeként működnek.

Egy szervezeti rendszert, amelynek hatékony működéséhez elengedhetetlen tényező az emberek műszaki alrendszerrel való interakciójának megszervezése, ember-gép rendszernek nevezzük.

Példák az ember -gép rendszerekre: autó - sofőr; repülőgép - pilóta; Számítógép - felhasználó stb.

Így a technikai rendszereket egymással összekapcsolt és egymással kölcsönhatásban álló objektumok egyetlen konstruktív halmazaként kell értelmezni, amelyek célirányos cselekvésekre szolgálnak azzal a feladattal, hogy elérjenek egy adott eredményt a működési folyamatban.

A műszaki rendszerek megkülönböztető jellemzői az objektumok tetszőleges halmazával vagy az egyes elemekkel összehasonlítva a konstruktivitás (az elemek közötti kapcsolatok gyakorlati megvalósíthatósága), az alkotóelemek orientációja és összekapcsolása, valamint a céltudatosság.

Annak érdekében, hogy a rendszer ellenálljon a külső hatásoknak, stabil szerkezetűnek kell lennie. A szerkezetválasztás gyakorlatilag meghatározza mind a teljes rendszer, mind annak alrendszerei és elemei műszaki megjelenését. Az adott szerkezet használatának célszerűségének kérdését a rendszer konkrét célja alapján kell eldönteni. A szerkezet meghatározza a rendszer azon képességét is, hogy az egyes elemek teljes vagy részleges visszavonása esetén újra el tudja osztani a funkciókat, és következésképpen a rendszer megbízhatóságát és túlélését az elemek adott jellemzőivel.

Az absztrakt rendszerek a valóság (valós rendszerek) emberi agyban való tükröződésének eredményei.

Hangulatuk szükséges lépés a hatékony emberi interakció biztosításához a külvilággal. Az absztrakt (ideális) rendszerek eredetükben objektívek, mivel elsődleges forrásuk az objektíven létező valóság.

Az absztrakt rendszereket közvetlen megjelenítési rendszerekre (a valós rendszerek bizonyos vonatkozásait tükrözi) és általánosító (általánosító) megjelenítési rendszerekre osztják. Az előbbiek matematikai és heurisztikus modelleket tartalmaznak, az utóbbiak pedig fogalmi rendszereket (módszertani felépítéselméleteket) és nyelveket.

A külső környezet fogalma alapján a rendszereket felosztják: nyitott, zárt (zárt, elszigetelt) és kombinált. A rendszerek nyitott és zárt felosztására jellemző jellemzőik társulnak: a tulajdonságok megőrzése külső hatások jelenlétében. Ha a rendszer érzéketlen a külső hatásokra, akkor zártnak tekinthető. Ellenkező esetben nyissa meg.

A nyílt rendszer olyan rendszer, amely kölcsönhatásba lép a környezettel. Minden valódi rendszer nyílt forráskódú. A nyílt rendszer része a többnek közös rendszer vagy több rendszer. Ha elkülönítjük a vizsgált rendszert ettől a formációtól, akkor a többi a környezete.

A nyitott rendszert bizonyos kommunikációk, azaz a rendszer külső kapcsolatainak hálózata köti össze a környezettel. A külső kapcsolatok elosztása és a kölcsönhatás mechanizmusainak leírása "rendszer-környezet" az elmélet központi feladata nyitott rendszerek... A nyílt rendszerek figyelembe vétele lehetővé teszi a rendszer felépítésének koncepciójának kibővítését. Nyílt rendszerek esetén nemcsak az elemek közötti belső kapcsolatokat, hanem a környezettel való külső kapcsolatokat is magában foglalja. A szerkezet leírásakor megpróbálják a külső kommunikációs csatornákat bemenetre (amelyen keresztül a környezet befolyásolja a rendszert) és kimenetre (fordítva) felosztani. Ezeknek a csatornáknak a saját rendszeréhez tartozó elemeinek halmazát a rendszer bemeneti és kimeneti pólusainak nevezzük. Nyílt rendszerekben legalább egy elemnek van kapcsolata a külső környezettel, legalább egy bemeneti pólus és egy kimeneti pólus, amelyekkel a külső környezethez kapcsolódik.

Minden rendszer esetében az összes alárendelt alrendszerrel és az utóbbiak közötti kommunikáció belső, a többi pedig külső. A rendszerek és a külső környezet, valamint a rendszer elemei közötti kapcsolatok rendszerint irányúak.

Fontos hangsúlyozni, hogy bármely valós rendszerben a jelenségek egyetemes kapcsolatára vonatkozó dialektika törvényei miatt az összes összefüggés száma hatalmas, így lehetetlen figyelembe venni és kutatni abszolút minden kapcsolatot, ezért azok számát mesterségesen korlátozott. Ugyanakkor nem praktikus minden lehetséges összefüggést figyelembe venni, mivel ezek között sok jelentéktelen van, amelyek gyakorlatilag nem befolyásolják a rendszer működését és a kapott megoldások számát (a problémák szempontjából megoldva). Ha egy kapcsolat jellemzőinek megváltozása, kizárása (teljes szakadása) a rendszer működésének jelentős romlásához, a hatékonyság csökkenéséhez vezet, akkor az ilyen kapcsolat elengedhetetlen. Az egyik kritikus feladatokat kutató - kiemelni azokat a rendszereket, amelyek elengedhetetlenek a megfontoláshoz a megoldandó probléma körülményei között, és elválasztani őket a jelentéktelenektől. Tekintettel arra, hogy a rendszer bemeneti és kimeneti pólusait nem lehet mindig egyértelműen megkülönböztetni, a cselekvések bizonyos idealizálásához kell folyamodni. A legnagyobb idealizálás zárt rendszer mérlegelésekor történik.

A zárt rendszer olyan rendszer, amely nem lép kölcsönhatásba a környezettel, vagy nem lép kölcsönhatásba a környezettel szigorúan meghatározott módon. Az első esetben azt feltételezzük, hogy a rendszernek nincs bemeneti pólusa, a másodikban pedig azt, hogy vannak bemeneti pólusok, de a környezet hatása változatlan és teljesen (előre) ismert. Nyilvánvaló, hogy az utolsó feltételezés szerint ezek a hatások magának a rendszernek tulajdoníthatók, és zártnak tekinthetők. Zárt rendszer esetén bármely eleme csak a rendszer elemeivel van kapcsolatban.

Természetesen a zárt rendszerek a valós helyzet némi absztrakcióját jelentik, mivel szigorúan véve nem léteznek elszigetelt rendszerek. Nyilvánvaló azonban, hogy a rendszer leírásának egyszerűsítése, amely a külső kapcsolatok elutasításából áll, hasznos eredményekhez vezethet, leegyszerűsítve a rendszer tanulmányozását. Minden valódi rendszer szorosan vagy gyengén kapcsolódik a külső környezethez - nyitott. Ha a jellegzetes külső kapcsolatok ideiglenes megszakadása vagy megváltozása nem okoz eltéréseket a rendszer működésében az előre meghatározott határokon túl, akkor a rendszer gyengén kapcsolódik a külső környezethez. Ellenkező esetben szűk.

A kombinált rendszerek nyitott és zárt alrendszereket tartalmaznak. A kombinált rendszerek jelenléte a nyitott és zárt alrendszerek összetett kombinációját jelzi.

A felépítéstől és a tér-idő tulajdonságaitól függően a rendszereket egyszerűre, összetettre és nagyra osztják.

Egyszerű - rendszerek, amelyek nem rendelkeznek elágazó szerkezetekkel, és amelyek kis számú összekapcsolást és kis számú elemet tartalmaznak. Az ilyen elemek a legegyszerűbb funkciók ellátására szolgálnak, hierarchikus szinteket nem lehet megkülönböztetni bennük. Megkülönböztető jellemző az egyszerű rendszerek a nómenklatúra determinizmusa (egyértelmű határozottsága), az elemek és kapcsolatok száma mind a rendszeren belül, mind a környezettel.

Komplex - jellemzi egy nagy szám elemek és belső kapcsolatok, azok heterogenitása és eltérő minősége, szerkezeti sokfélesége teljesít összetett funkció vagy számos funkció. A komplex rendszerek összetevői alrendszereknek tekinthetők, amelyek mindegyike még egyszerűbb alrendszerekkel is részletezhető stb. amíg a tétel meg nem érkezik.

N1 definíció: a rendszert komplexnek (ismeretelméleti szempontból) nevezzük, ha megismeréséhez sok elméletmodell együttes bevonása szükséges, és bizonyos esetekben sok tudományos diszciplínák, valamint a valószínűségi és valószínűtlen jellegű bizonytalanságok figyelembe vétele. Ennek a definíciónak a legjellemzőbb megnyilvánulása a többmodell.

Modell- valamilyen rendszer, amelynek tanulmányozása eszközként szolgál egy másik rendszerről történő információszerzéshez. Ez a rendszerek leírása (matematikai, verbális stb.), Amelyek tükrözik tulajdonságainak egy bizonyos csoportját.

N2 definíció: a rendszert akkor nevezzük komplexnek, ha a valóságban bonyolultságának jelei egyértelműen (jelentősen) megnyilvánulnak. Ugyanis:

1. strukturális összetettség - a rendszerelemek száma, a köztük lévő kapcsolatok típusának száma és sokfélesége, a hierarchikus szintek száma és A végösszeg a rendszer alrendszerei. A következő típusú kapcsolatokat tekintik a fő típusoknak: strukturális (beleértve a hierarchikus), funkcionális, okozati (ok-okozati), információs, tér-idő;
2. a működés (viselkedés) összetettségét az állapothalmaz jellemzői, az állapotról állapotra való áttérés szabályai, a rendszer környezetre és környezetre gyakorolt ​​hatása a rendszerre, a felsorolt ​​jellemzők bizonytalanságának mértéke határozza meg és szabályok;
3. a viselkedés megválasztásának összetettsége - több alternatív helyzetben, amikor a viselkedés megválasztását a rendszer célja, a korábban ismeretlen környezeti hatásokra adott reakciók rugalmassága határozza meg;
4. a fejlődés összetettsége - az evolúciós vagy szakaszos folyamatok jellemzői határozzák meg.

Természetesen minden jel összefüggésben áll egymással. A hierarchikus felépítés a bonyolult rendszerek jellemző jellemzője, míg a hierarchia szintjei egyaránt lehetnek homogének és heterogének. A komplex rendszereket olyan tényezők jellemzik, mint a viselkedésük megjóslásának képtelensége, vagyis a rosszul kiszámíthatóság, titkosságuk és különböző állapotok.

A komplex rendszereket a következő faktoriális alrendszerekre lehet felosztani:

1. döntő, amely globális döntéseket hoz a külső környezettel való kölcsönhatásban, és elosztja a helyi feladatokat az összes többi alrendszer között;
2. információs, amely biztosítja a globális döntések meghozatalához és a helyi feladatok ellátásához szükséges információk gyűjtését, feldolgozását és továbbítását;
3. ügyvezető igazgató a globális megoldások megvalósításában;
4. homeosztázis, dinamikus egyensúly fenntartása a rendszereken belül, valamint az energia- és anyagáramlás szabályozása az alrendszerekben;
5. adaptív, tapasztalatszerzés a tanulási folyamatban a rendszer felépítésének és funkcióinak javítása érdekében.

A nagy rendszer olyan rendszer, amelyet nem figyelnek meg egyszerre egy megfigyelő időbeli vagy térbeli pozíciójából, és elengedhetetlen a térbeli tényező, amelynek alrendszerei nagyon nagyok, és összetételük heterogén.

A rendszer lehet nagy vagy összetett. A komplex rendszereket a rendszerek kiterjedtebb csoportja egyesíti, azaz nagy - a komplex rendszerek alosztálya.

A bomlási és aggregációs eljárások alapvető fontosságúak a nagy és összetett rendszerek elemzésében és szintézisében.

A bomlás a rendszerek részekre bontása, majd az egyes részek független figyelembe vétele.

Nyilvánvaló, hogy a bontás a modellhez kapcsolódó fogalom, mivel magát a rendszert nem lehet szétbontani tulajdonságainak megsértése nélkül. A modellezés szintjén a különböző kapcsolatokat felváltják az egyenértékűek, vagy a rendszermodell úgy épül fel, hogy annak külön részekre bomlása természetesnek bizonyul.

Nagy és összetett rendszerekre alkalmazva a bontás hatékony kutatási eszköz.

Az aggregáció a bomlás ellentéte. A kutatási folyamat során szükségessé válik a rendszer elemeinek kombinálása annak általánosabb szemszögből történő figyelembevétele érdekében.

A bomlás és az aggregáció két ellentétes oldala a dialektikus egységben használt nagy és összetett rendszerek mérlegelésének.

Azokat a rendszereket, amelyeknél a rendszer állapotát egyedileg határozzák meg a kezdeti értékek, és előre jelezhetők bármely későbbi időpontra, determinisztikusnak nevezzük.

A sztochasztikus rendszerek olyan rendszerek, amelyekben a változások véletlenszerűek. Véletlen hatások esetén a rendszer állapotára vonatkozó adatok nem elegendőek egy későbbi időpont előrejelzésére.

Szervezeti fok szerint: jól szervezett, rosszul szervezett (diffúz).

Az elemzett objektumot vagy folyamatot jól szervezett rendszer formájában ábrázolni azt jelenti, hogy meghatározzuk a rendszer elemeit, azok összekapcsolását, a nagyobb komponensekké való egyesítés szabályait. A problémás helyzet matematikai kifejezés formájában írható le. A probléma megoldása, ha jól szervezett rendszer formájában kerül bemutatásra elemzési módszerek a rendszer formalizált ábrázolása.

Példák a jól szervezett rendszerekre: Naprendszer a Nap körüli bolygómozgás legjelentősebb mintáinak leírása; atom megjelenítése bolygórendszer formájában, amely magból és elektronokból áll; egy komplex elektronikus eszköz működésének leírása egyenletrendszer segítségével, amely figyelembe veszi működési feltételeinek sajátosságait (zaj jelenléte, tápegységek instabilitása stb.).

Az objektum jól szervezett rendszer formájában történő leírását azokban az esetekben használják, amikor lehetőség van determinisztikus leírást nyújtani, és kísérletileg bizonyítani alkalmazásának legitimitását, a modell megfelelőségét a valós folyamathoz. A jól szervezett rendszerek egy osztályának alkalmazására irányuló kísérletek összetett többkomponensű objektumok vagy multikritériumok problémáinak ábrázolására gyengén sikeresek: elfogadhatatlanul sok időt igényelnek, gyakorlatilag megvalósíthatatlanok és nem megfelelőek az alkalmazott modellekhez.

Rosszul szervezett rendszerek. Ha egy objektumot rosszul szervezett vagy diffúz rendszerként ábrázolnak, a feladat nem az, hogy meghatározza az összes figyelembe vett összetevőt, azok tulajdonságait és kapcsolataikat, valamint a rendszer céljait. A rendszert bizonyos makroparaméterek és törvényszerűségek jellemzik, amelyek nem a teljes tárgy vagy jelenségosztály tanulmányozásán, hanem a komponensek kiválasztásán alapulnak, amelyek a vizsgált tárgyat vagy folyamatot jellemzik, néhány szabály segítségével. Egy ilyen mintatanulmány alapján jellemzőket vagy mintákat (statisztikai, gazdasági) nyerünk, és kiterjesztünk az egész rendszer egészére. Ebben az esetben megfelelő fenntartásokat kell tenni. Például statisztikai törvényszerűségek beszerzésekor bizonyos bizalmi szinttel kiterjesztik őket az egész rendszer viselkedésére.

Az objektumok diffúz rendszerek formájában történő megjelenítésének módját széles körben használják: sorban állási rendszerek leírásakor, a vállalatok és intézmények személyzetének számának meghatározásakor, a dokumentációs információáramlás tanulmányozásában a vezérlőrendszerekben stb.

A funkciók jellege szempontjából különleges, többfunkciós és univerzális rendszereket különböztetünk meg.

A speciális rendszereket a cél egyedisége és a kiszolgáló személyzet szűk szakmai specializációja jellemzi (viszonylag egyszerű).

A multifunkcionális rendszerek lehetővé teszik több funkció megvalósítását ugyanazon a szerkezeten. Példa: olyan termelési rendszer, amely egy adott nómenklatúrán belül különféle termékek kibocsátását biztosítja.

Univerzális rendszerek esetében: sok műveletet hajtanak végre ugyanazon a struktúrán, azonban a funkciók összetétele típus és mennyiség tekintetében kevésbé homogén (kevésbé meghatározott). Például egy kombájn.

A rendszerek 2. osztályának fejlődésének jellege szerint: stabil és fejlődő.

Stabil rendszerben a szerkezet és a funkciók gyakorlatilag nem változnak fennállása teljes időtartama alatt, és általában a stabil rendszerek működési minősége csak romlik, amikor elemeik elhasználódnak. A gyógyító beavatkozások általában csak lassítják a romlás mértékét.

A rendszerek fejlesztésének kiváló jellemzője, hogy idővel szerkezetük és funkcióik jelentős változásokon mennek keresztül. A rendszer funkciói tartósabbak, bár gyakran változnak. Csak céljuk gyakorlatilag változatlan. A rendszerek fejlesztése összetettebb.

A viselkedés összetettségének növekvő sorrendjében: automatikus, határozott, önszerveződő, előrejelző, átalakító.

Automatikus: egyértelműen reagálnak a külső hatások korlátozott halmazára, belső szervezetük alkalmazkodik az egyensúlyi állapotba való átmenethez, amikor onnan kivonulnak (homeosztázis).

Döntő: állandó kritériumokkal kell megkülönböztetni a külső hatások széles osztályaira adott állandó válaszukat. Állandóság belső szerkezet a meghibásodott elemek cseréje támogatja.

Önszerveződés: rugalmas kritériumaik vannak a külső hatások megkülönböztetésére és rugalmas reagálására, alkalmazkodva a különböző típusú hatásokhoz. Az ilyen rendszerek magasabb formáinak belső szerkezetének stabilitását az állandó önreprodukció biztosítja.

Az önszerveződő rendszerek a diffúz rendszerek jellemzőivel rendelkeznek: sztochasztikus viselkedés, az egyes paraméterek és folyamatok nem-statisztikussága. Ehhez járulnak olyan jelek, mint a kiszámíthatatlan viselkedés; a változó környezeti feltételekhez való alkalmazkodás képessége, a szerkezet megváltoztatása, amikor a rendszer kölcsönhatásba lép a környezettel, megőrizve az integritás tulajdonságait; a viselkedés lehetséges lehetőségeinek kialakításának képessége és a legjobb kiválasztása stb. Néha ez az osztály alosztályokra oszlik, kiemelve az adaptív vagy önadaptív rendszereket, az öngyógyító, az önreprodukáló és egyéb alosztályokat, amelyek megfelelnek a fejlődő rendszerek különböző tulajdonságainak.

Példák: biológiai szervezetek, az emberek kollektív viselkedése, a menedzsment szervezete egy vállalkozás, iparág, állam egészében, azaz azokban a rendszerekben, ahol szükségszerűen van emberi tényező.

Ha komplexitásában a stabilitás meghaladja a külvilág összetett hatásait, akkor ezek prediktív rendszerek: megjósolhatják a kölcsönhatás további menetét.

Az átalakulók képzeletbeliek komplex rendszerek a legmagasabb összetettségi szinten, nem kapcsolódik a meglévő média fennmaradásához. Meg tudják változtatni az anyagi hordozókat, miközben megtartják egyéniségüket. Az ilyen rendszerekre példákat a tudomány még nem ismer.

A rendszer típusokba sorolható felépítésük szerkezetének jellemzői és az egyes komponensek szerepének fontossága szerint a többi rész szerepéhez képest.

Bizonyos rendszerekben az egyik résznek lehet domináns szerepe (jelentősége >> (a "jelentős fölény" attitűdjének szimbóluma) a többi rész jelentősége). Egy ilyen alkatrész központi elemként fog működni, amely meghatározza az egész rendszer működését. Az ilyen rendszereket centralizáltnak nevezik.

Más rendszerekben minden alkotóelemük megközelítőleg egyformán jelentős. Szerkezetileg nem valamilyen központosított komponens körül helyezkednek el, hanem egymás után vagy párhuzamosan kapcsolódnak egymáshoz, és megközelítőleg azonos értékekkel rendelkeznek a rendszer működéséhez. Ezek decentralizált rendszerek.

A rendszereket funkció szerint lehet osztályozni. A technikai és szervezeti rendszerek között vannak: termelés, menedzsment, kiszolgálás.

A termelési rendszerekben bizonyos termékek vagy szolgáltatások megszerzésének folyamatait hajtják végre. Ezeket viszont anyagi-energiára osztják, amelyekben az átalakítást végzik természetes környezet vagy nyersanyagokat anyagi vagy energetikai jellegű végtermékké alakítani, vagy az ilyen termékek szállítását; és információs - információk gyűjtésére, továbbítására és átalakítására, valamint információs szolgáltatások nyújtására.

A vezérlőrendszerek célja az anyag-energia és információs folyamatok szervezése és irányítása.

A szolgáltatási rendszerek a termelési és vezérlőrendszerek működőképességének meghatározott korlátainak fenntartásával foglalkoznak.