Kakšno je stanje sistema. Sistematičen pristop k modeliranju. Stanje sistema, standardno stanje

Biomedicinski pomen teme

Termodinamika je razdelek fizikalna kemija, ki preučuje vse makroskopske sisteme, katerih spremembe v stanju so povezane s prenosom energije v obliki toplote in dela.

Kemijska termodinamika je teoretična osnova bioenergetika je veda o pretvorbah energije v živih organizmih in posebnostih pretvorbe enih vrst energije v druge v procesu življenja. V živem organizmu obstaja tesna povezava med procesi metabolizma in energije. Presnova je vir energije za vse življenjske procese. Izvedba katerega koli fiziološke funkcije(gibanje, vzdrževanje stalne telesne temperature, izločanje prebavnih sokov, sinteza raz kompleksne snovi od enostavnejših itd.) zahteva porabo energije. Vir vseh vrst energije v telesu so hranila (beljakovine, maščobe, ogljikovi hidrati), katerih potencialna kemična energija se med presnovnim procesom pretvori v druge vrste energije. Glavni način osvoboditve kemična energija oksidativni procesi, potrebni za vzdrževanje vitalne aktivnosti telesa in izvajanje fizioloških funkcij.

Kemijska termodinamika omogoča vzpostavitev povezave med stroški energije, ko oseba opravlja določeno delo, in vsebnostjo kalorij. hranila, omogoča razumevanje energetskega bistva biosintetskih procesov, ki nastanejo zaradi energije, ki se sprošča med oksidacijo hranil.

Poznavanje standardnih termodinamičnih veličin za razmeroma majhno število spojin omogoča izvajanje termokemijskih izračunov energijskih karakteristik različnih biokemijskih procesov.

Uporaba termodinamičnih metod omogoča kvantificiranje energije strukturnih transformacij proteinov, nukleinske kisline, lipidi in biološke membrane.

IN praktične dejavnosti zdravnik termodinamične metode Najpogosteje se uporabljajo za določanje intenzivnosti bazalnega metabolizma v različnih fizioloških in patoloških stanjih telesa, pa tudi za določanje vsebnosti kalorij v živilih.

Naloge kemijska termodinamika

1. Ugotavljanje energijskih učinkov kemijskih in fizikalno-kemijskih procesov.

2. Vzpostavitev meril spontani pojav kemični in fizikalno-kemijski procesi.

3. Vzpostavitev meril za ravnotežno stanje termodinamičnih sistemov.

Osnovni pojmi in definicije

Termodinamični sistem

Telo ali skupina teles, ločena od okolja z realnim ali namišljenim vmesnikom, se imenuje termodinamični sistem.

Odvisno od sposobnosti sistema za komunikacijo z okolju Energija in snov ločita izolirane, zaprte in odprte sisteme.

Izolirano Sistem je sistem, ki z okoljem ne izmenjuje ne snovi ne energije.

Sistem, ki izmenjuje energijo z okoljem in ne izmenjuje snovi, imenujemo zaprto.

Odprt sistem je sistem, ki z okoljem izmenjuje tako snov kot energijo.

Stanje sistema, standardno stanje

Stanje sistema je določeno s celoto njegovih fizičnih in kemijske lastnosti. Za vsako stanje sistema so značilne določene vrednosti teh lastnosti. Če se te lastnosti spremenijo, se spremeni tudi stanje sistema, če pa se lastnosti sistema s časom ne spremenijo, potem je sistem v stanju ravnovesja.

Za primerjavo lastnosti termodinamičnih sistemov je treba natančno navesti njihovo stanje. V ta namen je uveden koncept standardnega stanja, za katerega se za posamezno tekočino oz trdna agregatno stanje je sprejeto, v katerem obstajajo pri tlaku 1 atm (101315 Pa) in dani temperaturi.

Za pline in pare standardno stanje ustreza hipotetičnemu stanju, v katerem plin pri tlaku 1 atm upošteva zakone idealnih plinov pri določeni temperaturi.

Vrednosti, ki se nanašajo na standardno stanje, so zapisane z indeksom "o", temperatura pa je navedena kot indeks, najpogosteje je 298K.

Enačba stanja

Enačba, ki vzpostavlja funkcionalno razmerje med vrednostmi lastnosti, ki določajo stanje sistema, se imenuje enačba stanja.

Če je znana enačba stanja sistema, potem za opis njegovega stanja ni potrebno poznati številčnih vrednosti vseh lastnosti sistema. Na primer, enačba Clapeyron-Mendeleev je enačba stanja idealnega plina:

kjer je P tlak, V prostornina, n število molov idealnega plina, T njegova absolutna temperatura in R univerzalna plinska konstanta.

Iz enačbe izhaja, da je za določitev stanja idealnega plina dovolj poznati numerične vrednosti poljubnih treh od štirih količin P, V, n, T.

Statusne funkcije

Lastnosti, katerih vrednosti med prehodom sistema iz enega stanja v drugo so odvisne samo od začetnega in končnega stanja sistema in niso odvisne od poti prehoda, se imenujejo funkcije stanja. Ti vključujejo na primer tlak, prostornino, temperaturo sistema.

Procesi

Prehod sistema iz enega stanja v drugo imenujemo proces. Glede na pogoje pojavljanja ločimo naslednje vrste procesov.

Krožno ali ciklično– proces, zaradi katerega se sistem vrne v prvotno stanje. Po zaključku krožnega procesa so spremembe katerekoli funkcije stanja sistema enake nič.

Izotermično– proces, ki poteka pri stalni temperaturi.

Izobarično– proces, ki poteka pri stalnem tlaku.

Izohorično– proces, pri katerem prostornina sistema ostane konstantna.

Adiabatsko– proces, ki poteka brez izmenjave toplote z okoljem.

Ravnotežje– proces, obravnavan kot neprekinjen niz ravnotežnih stanj sistema.

Neravnovesje– proces, v katerem sistem prehaja skozi neravnovesna stanja.

Reverzibilni termodinamični proces– proces, po katerem se lahko sistem in sistemi v interakciji z njim (okolje) vrnejo v začetno stanje.

Ireverzibilni termodinamični proces– proces, po katerem se sistem in sistemi v interakciji z njim (okolje) ne morejo vrniti v začetno stanje.

Slednji koncepti so podrobneje obravnavani v razdelku "Termodinamika kemijskega ravnovesja".

Preberite tudi: C2 S tremi primeri pokažite obstoj večstrankarskega političnega sistema v sodobni Rusiji. II. Sistemi, katerih razvoj je mogoče predstaviti z univerzalno shemo evolucije III. Kdaj je koristno upoštevati gibanje iz premikajočega se referenčnega okvira (učitelj rešuje dva problema)? III. Zahteve za organizacijo sistema ravnanja z medicinskimi odpadki MES sistemi (Manufacturing Execution System) - sistemi za vodenje proizvodnje (pri nas bolj poznani kot sistemi za nadzor procesov) N za raziskovanje duševnega stanja, ki je optimalno, ko oseba izvaja različne dejavnosti. Značilnosti in težave pri delovanju valutnega sistema Republike Belorusije Sp2-hibridizirano stanje je značilno za atom, če je vsota števila atomov, povezanih z njim, in števila njegovih prostih elektronskih parov enaka 3 (primeri).

Stanje sistema določajo nivoji.

Raven je količina mase, energije, informacije, ki jo vsebuje spremenljivka (blok) ali sistem kot celota. v tem trenutkučas.

Ravni ne ostanejo konstantne, podvržene so določenim spremembam. Hitrost, s katero pride do teh sprememb, se imenuje tempo.

Stopnje določajo aktivnost, intenzivnost in hitrost procesov transformacije, kopičenja, prenosa itd. snov, energija, informacije, ki tečejo znotraj sistema.

Tempo in ravni so med seboj povezani, vendar njihov odnos ni jasen. Po eni strani tečaji ustvarjajo nove ravni, ki posledično vplivajo na tečaje, tj. jih regulirajo.

Na primer, proces difuzije snovi določa prehod sistema z ravni x 1 na raven x 2 ( gonilna sila proces prenosa mase). Hkrati je hitrost tega procesa (stopnja prenosa mase) odvisna od mase navedenih ravni v skladu z izrazom:

kjer je: a koeficient masnega prenosa.

Ena najpomembnejših značilnosti stanja sistema je povratna informacija.

Povratna informacija je lastnost sistema (bloka), da se odzove na spremembo ene ali več spremenljivk, povzročeno z vhodnim vplivom, in sicer tako, da zaradi procesov znotraj sistema ta sprememba ponovno vpliva na isto oz. spremenljivke.

Povratna informacija, odvisno od metode vpliva, je lahko neposredna (ko se povratni vpliv pojavi brez sodelovanja spremenljivk (blokov) - posrednikov) ali konturna (ko se povratni vpliv pojavi s sodelovanjem spremenljivk (blokov) - posrednikov) (slika 3).

riž. 3. Načelo povratne informacije

a – neposredna povratna informacija; b – povratna zanka.

Glede na vpliv na primarne spremembe spremenljivk v sistemu ločimo dve vrsti povratnih informacij:

§ Negativne povratne informacije, tj. ko impulz, prejet od zunaj, tvori zaprt tokokrog in povzroči oslabitev (stabilizacijo) začetnega udara;

§ Pozitivne povratne informacije, tj. ko impulz, prejet od zunaj, tvori zaprt krog in povzroči povečanje začetnega udarca.

Negativne povratne informacije so oblika samoregulacije, ki zagotavlja dinamično ravnotežje v sistemu. Pozitivne povratne informacije se v naravnih sistemih običajno kažejo v obliki relativno kratkotrajnih izbruhov samouničujoče dejavnosti.

Večinoma negativen značaj povratna informacija kaže, da vsaka sprememba okoljskih pogojev povzroči spremembo spremenljivk sistema in povzroči prehod tega sistema v novo ravnotežno stanje, ki se razlikuje od prvotnega. Ta proces samoregulacije se običajno imenuje homeostaza.

Sposobnost sistema, da ponovno vzpostavi ravnotežje, določata še dve značilnosti njegovega stanja:

§ Stabilnost sistema, tj. značilnost, ki kaže, kakšna velikost spremembe zunanjega vpliva (udarnega impulza) ustreza dopustni spremembi sistemskih spremenljivk, pri kateri je mogoče ponovno vzpostaviti ravnotežje;

§ Stabilnost sistema, tj. značilnost, ki določa največjo dovoljeno spremembo sistemskih spremenljivk, pri kateri se lahko ponovno vzpostavi ravnovesje.

Cilj regulacije v sistemu je formuliran v obliki ekstremnega principa (zakon maksimalne potencialne energije): razvoj sistema gre v smeri povečevanja celotnega pretoka energije skozi sistem, v stacionarnem stanju pa njegova največja možna vrednost (največja potencialna energija).

STANJE SISTEMA

v fiziki - je določen z nizom vrednosti, značilnih za dani fizični sistem. količine, imenovane parametri stanja. Na primer, stanje mehanike Sistem v vsakem trenutku je označen z vrednostmi koordinat in momentov vseh materialne točke, oblikovanje tega sistema. Država elektromagnetno polje označen z vrednostmi električne napetosti. in magnetna polja na vseh točkah polja v vsakem trenutku.

Veliki enciklopedični politehnični slovar. 2004 .

Oglejte si, kaj je "STANJE SISTEMA" v drugih slovarjih:

Stanje sistema- značilnosti sistema v trenutku njegovega delovanja. Ker je sistem opisan z določenim kompleksom bistvenih spremenljivk in parametrov, je za izražanje S.s. potrebno določiti sprejete vrednosti ... ... Ekonomski in matematični slovar

stanje sistema- 3.2 stanje sistema: Posebna kombinacija stanj elementov. Opomba Več stanj sistema je mogoče združiti v eno stanje. Vir: GOST R 51901.15 2005: Obvladovanje tveganja. Uporaba Markovljevih metod ... ...

stanje sistema- Stanje sistema Stanje sistema Značilnosti sistema v trenutku njegovega delovanja. Ker je sistem opisan z določenim naborom bistvenih spremenljivk in parametrov, je za izražanje stanja sistema potrebno... ... Razlagalni Angleško-ruski slovar o nanotehnologiji. - M.

stanje sistema- sistemos būsena statusas T sritis avtomatika atitikmenys: engl. stanje sistema vok. Systemzustand, m rus. stanje sistema, n pranc. état du système, m … Automatikos terminų žodynas

stanje sistema- sistemos būsena statusas T sritis chemija apibrėžtis Makroskopiniais parametrais apibūdinama sistemos būsena. atitikmenys: angl. stanje sistema rus. stanje sistema... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

stanje sistema- sistemos būsena statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. stanje sistema vok. Systemzustand, m rus. stanje sistema, n pranc. état du système, m … Fizikos terminų žodynas

Stanje okvare letalskega sistema- 14 Vir: GOST 27332 87: Pogoji letenja letal. Izrazi in definicije originalni dokument ... Slovar-priročnik izrazov normativne in tehnične dokumentacije

Stanje letalskega sistema- 10. Stanje sistema letalo Stanje sistema Stanje sistema Parametri delovanja sistema zrakoplova, ki jih določa narava njegove aktivacije in stanje delovanja ali odpovedi, prisotnost napak med ... ... Slovar-priročnik izrazov normativne in tehnične dokumentacije

stanje okvare letalskega sistema- stanje odpovedi sistema Nedelujoče stanje sistema zrakoplova, za katerega je značilna obravnavana kršitev delovanja sistema kot celote, ne glede na razloge, ki so jo povzročili. [GOST 27332 87] Teme pogojev letenja letal ... ... Priročnik za tehnične prevajalce

Stanje okvare letalskega sistema- 14. Stanje okvare sistema zrakoplova Stanje okvare sistema Stanje okvare (naslov= Sprememba, IUS 8 88). Nedelujoče stanje sistema zrakoplova, za katerega je značilna obravnavana kršitev funkcije sistema ... Slovar-priročnik izrazov normativne in tehnične dokumentacije

knjige

• Radijski nadzorni sistemi. Knjiga 1. Stanje in trendi razvoja sistemov radijskega vodenja Avtorji kolektivne monografije so znani znanstveniki, vodilni razvijalci in strokovnjaki na področju sistemov radijskega vodenja. Knjiga obravnava stanje in trende razvoja radioelektronske... Kategorija: Radijska elektronika Serija: Znanstvena in tehnična serija Založnik: Radiotehnika, Proizvajalec: Radiotehnika,
• Radijski nadzorni sistemi. Številka 1. Stanje in trendi razvoja sistemov radijskega vodenja, Verba V.S. , Avtorji kolektivne monografije so znani znanstveniki, vodilni razvijalci in strokovnjaki na področju radijskih krmilnih sistemov. Knjiga obravnava stanje in trende razvoja radioelektronske... Kategorija: Radio. Radijska tehnika Serija: Založnik:

Ime parametra	Pomen
Tema članka:	Stanje sistema
Rubrika (tematska kategorija)	izobraževanje

Opredelitev 1.6 Stanje sistema imenujemo niz parametrov, ki v vsakem obravnavanem trenutku odražajo najpomembnejše, z določenega vidika, vidike obnašanja sistema in njegovega delovanja.

Definicija je zelo splošna. Poudarja, da je izbira značilnosti stanja odvisna od ciljev študije. V najpreprostejših primerih je stanje mogoče oceniti z enim parametrom, ki ima lahko dve vrednosti (vklopljeno ali izklopljeno, 0 ali 1). V več kompleksne raziskave je treba upoštevati številne parametre, ki lahko sprejmejo veliko število vrednosti.

Običajno imenujemo sistem, katerega stanje se sčasoma spreminja pod vplivom določenih vzročno-posledičnih razmerij dinamično sistem, za razliko od statičnega sistema, katerega stanje se skozi čas ne spreminja.

Želeno stanje sistema dosežemo ali vzdržujemo z ustreznimi krmilnimi akcijami.

Nadzor

V kibernetiki je nadzor razumljen kot proces namenskega spreminjanja stanja sistema. Včasih je nadzor proces predelave zaznanih informacij v signale, ki usmerjajo dejavnosti strojev in organizmov. In procesi zaznavanja informacij, njihovega shranjevanja, prenosa in reprodukcije spadajo v področje komunikacije. Obstaja tudi širša razlaga pojma managementa, ki vključuje vse elemente upravljavske dejavnosti, ki jih združuje enotnost namena in skupnost nalog, ki jih je treba rešiti.

Opredelitev 1.7 Upravljanje navadno kličejo informacijski proces priprava in podpora ciljnega vpliva na predmete in procese resničnega sveta.

Ta razlaga zajema vsa vprašanja, ki jih mora upravni organ rešiti, od zbiranja informacij, analize sistema, sprejemanja odločitev, načrtovanja ukrepov za izvajanje odločitev, do generiranja kontrolnih signalov in njihovega posredovanja izvršnim organom.

Stanje sistema - pojem in vrste. Klasifikacija in značilnosti kategorije »Stanje sistema« 2017, 2018.

- Stanje sistema

Koncept zunanjega okolja Sistem obstaja med drugimi materialnimi objekti, ki vanj niso vključeni. Združuje jih pojem "zunanje okolje" - predmeti zunanjega okolja.

→

Zunanje okolje je skupek predmetov (sistemov), ki obstajajo v prostoru in času, ki ... [preberi več] .

2. predavanje: Lastnosti sistema. Sistemska klasifikacija

Lastnosti sistemov.

Lastnost se razume kot stran predmeta, ki določa njegovo razliko od drugih predmetov ali podobnost z njimi in se manifestira pri interakciji z drugimi predmeti.

Značilnost je nekaj, kar odraža neko lastnost sistema.

Katere lastnosti sistemov so znane.

Iz definicije "sistema" izhaja, da je glavna lastnost sistema celovitost, enotnost, ki se doseže z določenimi odnosi in interakcijami elementov sistema in se kaže v nastanku novih lastnosti, ki jih elementi sistema nimajo. Ta lastnost nastanek(iz angleščine emerge - vstati, pojaviti se).

1. Nastanek je stopnja nezvodljivosti lastnosti sistema na lastnosti elementov, iz katerih je sestavljen.
2. Pojavnost je lastnost sistemov, ki povzroči nastanek novih lastnosti in kvalitet, ki niso lastne elementom, ki sestavljajo sistem.

Nastajanje je nasprotno načelo redukcionizma, ki pravi, da lahko celoto preučujemo tako, da jo razdelimo na dele in nato z določitvijo njihovih lastnosti določimo lastnosti celote.

Lastnost pojavnosti je blizu lastnosti sistemske celovitosti. Vendar jih ni mogoče identificirati.

Integriteta sistem pomeni, da vsak element sistema prispeva k izvajanju ciljne funkcije sistema.

Celovitost in pojavnost sta integrativni lastnosti sistema.

Prisotnost integrativnih lastnosti je ena najpomembnejših lastnosti sistema. Celovitost se kaže v tem, da ima sistem svoj vzorec funkcionalnosti, svoj namen.

Organizacija- kompleksna lastnost sistemov, ki sestoji iz prisotnosti strukture in delovanja (obnašanje). Nepogrešljiv del sistemov so njihove komponente, in sicer tiste strukturne tvorbe, ki sestavljajo celoto in brez katerih ne gre.

Funkcionalnost- to je manifestacija določene lastnosti(funkcije) pri interakciji z zunanjim okoljem. Tu je cilj (namen sistema) opredeljen kot želeni končni rezultat.

Strukturalnost- to je urejenost sistema, določen niz in razporeditev elementov s povezavami med njimi. Obstaja razmerje med funkcijo in strukturo sistema, kot med filozofske kategorije vsebino in obliko. Sprememba vsebine (funkcije) potegne za seboj spremembo oblike (strukture), pa tudi obratno.

Pomembna lastnost sistema je prisotnost vedenja - dejanj, sprememb, delovanja itd.

Menijo, da je takšno obnašanje sistema povezano z okoljem (okolico), tj. z drugimi sistemi, s katerimi prihaja v stik ali v določene odnose.

Postopek namenskega spreminjanja stanja sistema skozi čas imenujemo obnašanje. Za razliko od nadzora, ko spremembo stanja sistema dosežemo z zunanjimi vplivi, vedenje izvaja izključno sistem sam, na podlagi lastnih ciljev.

Obnašanje vsakega sistema je razloženo s strukturo sistemov nižjega reda, ki sestavljajo sistem, in prisotnostjo znakov ravnovesja (homeostaze). V skladu z znakom ravnotežja ima sistem določeno stanje (stanja), ki so zanj prednostna. Zato je vedenje sistemov opisano v smislu ponovne vzpostavitve teh stanj, ko jih motijo ​​okoljske spremembe.

Druga lastnost je lastnost rasti (razvoja). Na razvoj lahko gledamo kot na sestavni del vedenja (in najpomembnejšega).

Ena od glavnih in zato temeljnih lastnosti sistemskega pristopa je nesprejemljivost obravnavanja predmeta zunaj njega. razvoj, ki jo razumemo kot ireverzibilno, usmerjeno, naravno spremembo materije in zavesti. Posledično nastane nova kakovost ali stanje predmeta. Identifikacija (morda ne povsem stroga) pojmov »razvoj« in »gibanje« nam omogoča, da jo izrazimo v takem smislu, da je brez razvoja obstoj materije, v tem primeru sistema, nepredstavljiv. Naivno si je predstavljati, da se razvoj zgodi spontano. V najrazličnejših procesih, ki se na prvi pogled zdijo nekaj podobnega Brownovemu (naključnemu, kaotičnemu) gibanju, se ob natančni pozornosti in študiju najprej pokažejo obrisi tendenc, nato pa precej stabilni vzorci. Ti zakoni po svoji naravi delujejo objektivno, tj. niso odvisne od tega, ali želimo njihovo manifestacijo ali ne. Nepoznavanje zakonov in vzorcev razvoja tava v temi.

Kdor ne ve, v katero pristanišče pluje, nima ugodnega vetra.

Obnašanje sistema je odvisno od narave reakcije na zunanje vplive.

Temeljna lastnost sistemov je trajnost, tj. sposobnost sistema, da prenese zunanje motnje. Od tega je odvisna življenjska doba sistema.

Preprosti sistemi imajo pasivne oblike stabilnosti: moč, ravnotežje, prilagodljivost, homeostazo. In za kompleksne so odločilni dejavniki aktivne oblike: zanesljivost, sposobnost preživetja in prilagodljivost.

Če naštete oblike stabilnosti enostavni sistemi(poleg trdnosti) zadeva njihovo obnašanje, je odločilna oblika stabilnosti kompleksnih sistemov predvsem strukturne narave.

Zanesljivost- lastnost ohranjanja strukture sistemov kljub smrti posameznih elementov z njihovo zamenjavo ali podvajanjem in preživetja- kot aktivno zatiranje škodljivih lastnosti. Tako je zanesljivost bolj pasivna oblika kot sposobnost preživetja.

Prilagodljivost- sposobnost spreminjanja vedenja ali strukture z namenom ohranjanja, izboljšanja ali pridobivanja novih lastnosti v razmerah spreminjajočega se zunanjega okolja. Predpogoj za možnost prilagajanja je prisotnost povratnih povezav.

Vsak realni sistem obstaja v okolju. Povezava med njima je lahko tako tesna, da postane težko določiti mejo med njima. Zato je ločitev sistema od njegovega okolja povezana z eno ali drugo stopnjo idealizacije.

Ločimo lahko dva vidika interakcije:

• v mnogih primerih ima značaj izmenjave med sistemom in okoljem (snov, energija, informacija);
• okolje je običajno vir negotovosti za sisteme.

Vpliv okolja je lahko pasiven ali aktiven (antagonističen, namerno nasproten sistemu).

Zato je treba okolje v splošnem primeru obravnavati ne le kot brezbrižno, ampak tudi antagonistično do preučevanega sistema.

riž. — Sistemska klasifikacija

Osnova (merilo) razvrščanja	Sistemski razredi
Z interakcijo z zunanjim okoljem	Odpri Zaprto Kombinirano
Po zgradbi	Enostavno Kompleksno Velik
Po naravi funkcij	Specializirano Večnamensko (univerzalno)
Po naravi razvoja	Stabilen V razvoju
Po stopnji organiziranosti	Dobro organiziran Slabo organizirano (razpršeno)
Glede na kompleksnost vedenja	Samodejno Odločilno Samoorganiziranje Predviden Preoblikovanje
Po naravi povezave med elementi	Deterministični Stohastično
Po naravi strukture upravljanja	Centralizirano Decentralizirano
Po namenu	Produkcija Vodje Spremljevalci

Razvrstitev imenovana delitev na razrede glede na najbolj bistvene značilnosti. Razred razumemo kot zbirko predmetov, ki imajo določene značilnosti skupnosti. Lastnost (ali skupek lastnosti) je osnova (merilo) razvrščanja.

Sistem lahko označimo z eno ali več značilnostmi in temu primerno najdemo mesto v različnih klasifikacijah, od katerih je vsaka lahko koristna pri izbiri raziskovalne metodologije. Običajno je namen klasifikacije omejiti izbiro pristopov k prikazovanju sistemov in razviti opisni jezik, primeren za ustrezni razred.

Realne sisteme delimo na naravne ( naravni sistemi) in umetne (antropogene).

Naravni sistemi: sistemi nežive (fizikalne, kemične) in žive (biološke) narave.

Umetni sistemi: ki jih je ustvarilo človeštvo za lastne potrebe ali oblikovani kot rezultat namernih prizadevanj.

Umetne delimo na tehnične (tehnične in ekonomske) in družbene (javne).

Tehnični sistem oblikuje in izdela oseba za določen namen.

TO družbenih sistemov vključiti različne sistemečloveška družba.

Identifikacija sistemov, sestavljenih samo iz tehničnih naprav, je skoraj vedno pogojna, saj niso sposobne generirati lastnega stanja. Ti sistemi delujejo kot deli večjih organizacijskih in tehničnih sistemov, ki vključujejo ljudi.

Organizacijski sistem, za učinkovito delovanje katerega je pomemben dejavnik način organizacije interakcije ljudi s tehničnim podsistemom, se imenuje sistem človek-stroj.

Primeri sistemov človek-stroj: avto - voznik; letalo - pilot; Računalnik – uporabnik itd.

Tako se tehnični sistemi razumejo kot en konstruktiven niz medsebojno povezanih in medsebojno delujočih predmetov, namenjenih namenskim dejanjem z nalogo doseganja določenega rezultata v procesu delovanja.

Posebnosti tehničnih sistemov v primerjavi s poljubno množico predmetov ali v primerjavi s posameznimi elementi so konstruktivnost (praktična izvedljivost odnosov med elementi), usmerjenost in medsebojna povezanost sestavnih elementov ter namenskost.

Da je sistem odporen na zunanje vplive, mora imeti stabilno strukturo. Izbira strukture praktično določa tehnični izgled tako celotnega sistema kot njegovih podsistemov in elementov. Vprašanje primernosti uporabe določene strukture je treba odločiti na podlagi posebnega namena sistema. Od strukture je odvisna tudi sposobnost sistema za prerazporeditev funkcij v primeru popolnega ali delnega umika. posamezne elemente, in posledično zanesljivost in sposobnost preživetja sistema za dane značilnosti njegovih elementov.

Abstraktni sistemi so rezultat refleksije realnosti (realnih sistemov) v človeških možganih.

Njihovo razpoloženje je nujen korak pri zagotavljanju učinkovite človeške interakcije z zunanjim svetom. Abstraktni (idealni) sistemi so objektivni v izvoru, saj je njihov primarni izvor objektivno obstoječa realnost.

Abstraktne sisteme delimo na sisteme neposrednega preslikave (ki odražajo določene vidike realnih sistemov) in generalizirajoče (generalizirajoče) preslikavne sisteme. Prva vključuje matematične in hevristične modele, druga pa konceptualne sisteme (teorije metodološke konstrukcije) in jezike.

Glede na koncept zunanjega okolja sisteme delimo na: odprte, zaprte (zaprte, izolirane) in kombinirane. Delitev sistemov na odprte in zaprte je povezana z njihovimi značilnostmi: zmožnostjo ohranjanja lastnosti ob zunanjih vplivih. Če je sistem neobčutljiv na zunanje vplive, ga lahko štejemo za zaprtega. V nasprotnem primeru - odprto.

Odprt sistem je sistem, ki je v interakciji s svojim okoljem. Vsi realni sistemi so odprti. Odprti sistem je del več skupni sistem ali več sistemov. Če obravnavani sistem izoliramo od te formacije, potem je preostali del njegovo okolje.

Odprt sistem je z okoljem povezan z določenimi komunikacijami, to je mrežo zunanjih povezav sistema. Identifikacija zunanjih povezav in opis mehanizmov interakcije "sistem-okolje" je osrednja naloga teorije. odprti sistemi. Upoštevanje odprtih sistemov nam omogoča razširitev koncepta strukture sistema. Pri odprtih sistemih ne vključuje le notranjih povezav med elementi, temveč tudi zunanje povezave z okoljem. Pri opisu strukture poskušajo zunanje komunikacijske kanale razdeliti na vhodne (prek katerih okolje vpliva na sistem) in izhodne (obratno). Skupek elementov teh kanalov, ki pripadajo lastnemu sistemu, imenujemo vhodni in izhodni pol sistema. V odprtih sistemih ima vsaj en element povezavo z zunanjim okoljem, vsaj en vhodni pol in en izhodni pol, s katerima je povezan z zunanjim okoljem.

Za vsak sistem so povezave z vsemi njemu podrejenimi podsistemi in med slednjimi notranje, vse druge pa zunanje. Povezave med sistemi in zunanjim okoljem ter med elementi sistema so praviloma usmerjene narave.

Pomembno je poudariti, da je v vsakem realnem sistemu, zaradi zakonov dialektike o univerzalni povezanosti pojavov, število vseh medsebojnih odnosov ogromno, zato je nemogoče upoštevati in preučiti čisto vse povezave, zato je njihovo število umetno omejena. Hkrati pa je nepraktično upoštevati vse možne povezave, saj je med njimi veliko nepomembnih, ki praktično ne vplivajo na delovanje sistema in število dobljenih rešitev (z vidika problemov, ki se pojavljajo). rešeno). Če sprememba značilnosti povezave, njena izključitev (popolna prekinitev) povzroči znatno poslabšanje delovanja sistema, zmanjšanje učinkovitosti, potem je takšna povezava pomembna. Eden od najpomembnejše naloge raziskovalec - prepoznati sisteme, ki so bistveni za obravnavo v pogojih rešenega komunikacijskega problema, in jih ločiti od nebistvenih. Ker vhodnega in izhodnega pola sistema ni mogoče vedno jasno identificirati, se je treba zateči k določeni idealizaciji dejanj. Največja idealizacija se pojavi pri obravnavi zaprtega sistema.

Zaprt sistem je sistem, ki nima interakcije z okoljem oziroma deluje z okoljem na strogo določen način. V prvem primeru se predpostavlja, da sistem nima vhodnih polov, v drugem pa, da vhodni poli so, vendar je vpliv okolja stalen in popolnoma (vnaprej) znan. Očitno lahko ob zadnji predpostavki navedene vplive pripišemo samemu sistemu in ga lahko štejemo za zaprtega. Za zaprt sistem ima vsak njegov element povezave le z elementi samega sistema.

seveda zaprti sistemi predstavljajo neko abstrakcijo realnega stanja, saj strogo gledano izolirani sistemi ne obstajajo. Vendar pa je očitno, da lahko poenostavitev opisa sistema z odpravo zunanjih povezav vodi do koristnih rezultatov in poenostavi preučevanje sistema. Vsi realni sistemi so tesno ali šibko povezani z zunanjim okoljem – odprti. Če začasen prekinitev ali sprememba značilnih zunanjih povezav ne povzroči odstopanj v delovanju sistema preko vnaprej določenih meja, potem je sistem šibko povezan z zunanjim okoljem. Sicer je utesnjeno.

Kombinirani sistemi vsebujejo odprte in zaprte podsisteme. Prisotnost kombiniranih sistemov kaže na kompleksno kombinacijo odprtih in zaprtih podsistemov.

Glede na strukturo in prostorsko-časovne lastnosti sisteme delimo na enostavne, kompleksne in velike.

Enostavni - sistemi, ki nimajo razvejanih struktur, sestavljeni iz majhnega števila odnosov in majhnega števila elementov. Takšni elementi služijo opravljanju najpreprostejših funkcij, v njih ni mogoče ločiti hierarhičnih ravni. Posebnost enostavnih sistemov je determinizem (jasna opredelitev) nomenklature, števila elementov in povezav tako znotraj sistema kot z okoljem.

Kompleks - značilen po veliko število elementov in notranjih povezav, njihova heterogenost in različna kakovost, strukturna raznolikost, izved kompleksna funkcija ali več funkcij. Sestavne dele kompleksnih sistemov lahko obravnavamo kot podsisteme, od katerih je vsak lahko podrobneje opisan s še enostavnejšimi podsistemi itd. dokler element ni prejet.

Definicija N1: sistem imenujemo kompleksen (z epistemološkega vidika), če njegovo spoznanje zahteva skupno vključevanje številnih modelov teorij in v nekaterih primerih več znanstvenih disciplin, kot tudi ob upoštevanju negotovosti verjetnostne in neverjetnostne narave. Najbolj značilna manifestacija te definicije je večmodelnost.

Model- določen sistem, katerega preučevanje služi kot sredstvo za pridobivanje informacij o drugem sistemu. To je opis sistemov (matematičnih, verbalnih itd.), Ki odražajo določeno skupino njegovih lastnosti.

Definicija N2: sistem imenujemo kompleksen, če se v resnici jasno (pomembno) kažejo znaki njegove kompleksnosti. namreč:

1. strukturna kompleksnost - določena s številom elementov sistema, številom in raznolikostjo vrst povezav med njimi, številom hierarhičnih ravni in skupno število sistemski podsistemi. Naslednje vrste povezav veljajo za glavne vrste: strukturne (vključno s hierarhično), funkcionalne, vzročne (vzrok in posledica), informacijske, prostorsko-časovne;
2. kompleksnost delovanja (vedenje) - določajo značilnosti nabora stanj, pravila prehoda iz stanja v stanje, vpliv sistema na okolje in okolja na sistem, stopnja negotovosti naštetih značilnosti in pravila;
3. kompleksnost izbire vedenja - v več alternativnih situacijah, ko je izbira vedenja določena z namenom sistema, fleksibilnost reakcij na prej neznane vplive okolja;
4. kompleksnost razvoja - določena z značilnostmi evolucijskih ali diskontinuiranih procesov.

Seveda se vsa znamenja obravnavajo v medsebojni povezavi. Hierarhična struktura - značilna lastnost kompleksne sisteme, hierarhične ravni pa so lahko tako homogene kot heterogene. Za kompleksne sisteme so značilni dejavniki, kot so nezmožnost napovedovanja njihovega vedenja, to je slaba predvidljivost, njihova tajnost in različna stanja.

Kompleksne sisteme lahko razdelimo na naslednje faktorske podsisteme:

1. odločilni, ki v interakciji z zunanjim okoljem sprejema globalne odločitve in lokalne naloge razporeja med vse ostale podsisteme;
2. informacij, ki zagotavlja zbiranje, obdelavo in posredovanje informacij, potrebnih za sprejemanje globalnih odločitev in opravljanje lokalnih nalog;
3. vodja za implementacijo globalnih odločitev;
4. homeostazo, vzdrževanje dinamičnega ravnovesja znotraj sistemov in uravnavanje pretoka energije in snovi v podsistemih;
5. prilagodljivo, nabiranje izkušenj v učnem procesu za izboljšanje strukture in funkcij sistema.

Velik sistem je sistem, ki ga ni mogoče hkrati opazovati s položaja enega opazovalca v času ali prostoru, za katerega je pomemben prostorski dejavnik, katerega število podsistemov je zelo veliko, sestava pa je heterogena.

Sistem je lahko velik in kompleksen. Kompleksni sistemi združujejo večjo skupino sistemov, to so veliki sistemi - podrazred kompleksnih sistemov.

Temeljni za analizo in sintezo velikih in kompleksnih sistemov sta postopka razgradnje in združevanja.

Dekompozicija je delitev sistemov na dele, ki ji sledi samostojna obravnava posameznih delov.

Očitno je, da je dekompozicija koncept, povezan z modelom, saj samega sistema ni mogoče razkosati brez kršitve lastnosti. Na ravni modeliranja bodo različne povezave zamenjane z enakovrednimi ali pa bo sistemski model zgrajen tako, da se bo njegova razgradnja na ločene dele izkazala za naravno.

Ko se uporablja za velike in kompleksne sisteme, je razgradnja močno raziskovalno orodje.

Združevanje je nasprotni koncept razgradnje. V procesu raziskovanja se pojavi potreba po združevanju elementov sistema, da bi ga obravnavali s splošnejše perspektive.

Dekompozicija in agregacija predstavljata dva nasprotujoča si pristopa k obravnavanju velikih in kompleksnih sistemov, ki se uporabljata v dialektični enotnosti.

Sistemi, pri katerih je stanje sistema enolično določeno z začetnimi vrednostmi in ga je mogoče predvideti za kateri koli nadaljnji čas, se imenujejo deterministični.

Stohastični sistemi so sistemi, v katerih so spremembe naključne. Pri naključnih vplivih podatki o stanju sistema niso dovolj za napoved v kasnejši točki.

Po stopnji organiziranosti: dobro organizirani, slabo organizirani (difuzni).

Predstaviti analizirani predmet ali proces v obliki dobro organiziranega sistema pomeni določiti elemente sistema, njihove odnose in pravila združevanja v večje komponente. Problemsko situacijo lahko opišemo v obliki matematičnega izraza. Rešitev problema, če je predstavljena v obliki dobro organiziranega sistema, je izvedena analitične metode formalizirana predstavitev sistema.

Primeri dobro organiziranih sistemov: sončni sistem, ki opisuje najpomembnejše vzorce gibanja planetov okoli Sonca; prikaz atoma kot planetarnega sistema, sestavljenega iz jedra in elektronov; opis delovanja kompleksne elektronske naprave s sistemom enačb, ki upošteva posebnosti pogojev njenega delovanja (prisotnost šuma, nestabilnost napajalnikov itd.).

Opis objekta v obliki dobro organiziranega sistema se uporablja v primerih, ko je mogoče ponuditi determinističen opis in eksperimentalno dokazati upravičenost njegove uporabe in ustreznost modela realnemu procesu. Poskusi uporabe razreda dobro organiziranih sistemov za predstavitev kompleksnih večkomponentnih objektov ali večkriterskih problemov niso uspešni: zahtevajo nesprejemljivo veliko časa, jih je praktično nemogoče implementirati in so neustrezni uporabljenim modelom.

Slabo organizirani sistemi. Pri predstavitvi objekta v obliki slabo organiziranega ali razpršenega sistema naloga ni določiti vseh upoštevanih komponent, njihovih lastnosti in povezav med njimi in cilji sistema. Za sistem je značilen določen nabor makroparametrov in vzorcev, ki jih najdemo na podlagi študije ne celotnega predmeta ali razreda pojavov, temveč na podlagi izbora komponent, določenih z uporabo določenih pravil, ki označujejo predmet ali proces. v študiji. Na podlagi takšne vzorčne študije se pridobijo značilnosti oziroma vzorci (statistični, ekonomski) in se porazdelijo na celoten sistem kot celoto. V tem primeru se naredijo ustrezni pridržki. Na primer, ko so pridobljeni statistični vzorci, se razširijo na vedenje celotnega sistema z določeno verjetnostjo zaupanja.

Pristop k prikazovanju objektov v obliki razpršenih sistemov se pogosto uporablja pri: opisovanju čakalnih sistemov, določanju števila zaposlenih v podjetjih in ustanovah, preučevanju dokumentarnih informacijskih tokov v sistemih upravljanja itd.

Z vidika narave funkcij ločimo posebne, večnamenske in univerzalne sisteme.

Za posebne sisteme je značilen edinstven namen in ozka strokovna specializacija servisnega osebja (relativno nezapleteno).

Večnamenski sistemi vam omogočajo izvajanje več funkcij na isti strukturi. Primer: proizvodni sistem, ki zagotavlja proizvodnjo različnih izdelkov v določenem obsegu.

Za univerzalne sisteme: na isti strukturi je implementiranih veliko dejanj, vendar je sestava funkcij manj homogena (manj definirana) po vrsti in količini. Na primer kombajn.

Glede na naravo razvoja obstajata 2 razreda sistemov: stabilni in razvijajoči se.

V stabilnem sistemu se struktura in funkcije praktično ne spremenijo v celotnem obdobju njegovega obstoja in praviloma se kakovost delovanja stabilnih sistemov poslabša le, ko se njihovi elementi obrabijo. Sanacijski ukrepi lahko običajno le zmanjšajo stopnjo poslabšanja.

Odlična značilnost razvijajočih se sistemov je, da se sčasoma njihova struktura in funkcije bistveno spremenijo. Funkcije sistema so bolj konstantne, čeprav se pogosto spreminjajo. Skoraj nespremenjen ostaja le njihov namen. Razvijajoči se sistemi imajo večjo kompleksnost.

Po naraščajoči kompleksnosti vedenja: samodejno, odločno, samoorganizirajoče, predvidevajoče, transformativno.

Avtomatski: nedvoumno se odzivajo na omejen nabor zunanjih vplivov, njihova notranja organizacija je prilagojena prehodu v ravnotežno stanje, ko se iz njega umaknejo (homeostaza).

Odločilno: imajo stalna merila za razlikovanje njihovega stalnega odziva na široke razrede zunanjih vplivov. Konstantnost notranja struktura podprto z zamenjavo okvarjenih elementov.

Samoorganiziranje: imajo fleksibilna merila ločevanja in prilagodljive odzive na zunanje vplive, prilagajanje različnim vrstam vplivov. Stabilnost notranje strukture višjih oblik takšnih sistemov zagotavlja stalna samoreprodukcija.

Samoorganizirajoči se sistemi imajo značilnosti difuznih sistemov: stohastično obnašanje, nestacionarnost posameznih parametrov in procesov. Temu so dodani znaki, kot so nepredvidljivost vedenja; sposobnost prilagajanja spreminjajočim se okoljskim razmeram, spreminjanje strukture, ko sistem komunicira z okoljem, ob ohranjanju lastnosti celovitosti; sposobnost oblikovanja možnih možnosti vedenja in izbire najboljšega izmed njih, itd. Včasih je ta razred razdeljen na podrazrede, ki poudarjajo prilagodljive ali samoprilagodljive sisteme, samozdravilne, samoreprodukcijske in druge podrazrede, ki ustrezajo različnim lastnostim razvijajočih se sistemov .

Primeri: biološke organizacije, kolektivno vedenje ljudi, organizacija upravljanja na ravni podjetja, industrije, države kot celote, tj. v tistih sistemih, kjer je nujno prisoten človeški dejavnik.

Če stabilnost v svoji kompleksnosti začne presegati kompleksne vplive zunanjega sveta, so to anticipacijski sistemi: lahko predvidi nadaljnji potek interakcije.

Transformatorji so namišljeni kompleksni sistemi na najvišja raven težave, ki niso povezane s trajnostjo obstoječih medijev. Lahko spreminjajo materialne medije in hkrati ohranjajo svojo individualnost. Primeri takih sistemov znanosti še niso znani.

Sistem lahko razdelimo na vrste glede na strukturo njihove konstrukcije in pomen vloge, ki jo imajo v njem posamezne komponente v primerjavi z vlogami drugih delov.

V nekaterih sistemih lahko eden od delov igra prevladujočo vlogo (njegov pomen >> (simbol razmerja "pomembne superiornosti") pomen drugih delov). Takšna komponenta bo delovala kot osrednja, ki bo določala delovanje celotnega sistema. Takšni sistemi se imenujejo centralizirani.

V drugih sistemih so vse komponente, ki jih sestavljajo, približno enako pomembne. Strukturno se ne nahajajo okoli neke centralizirane komponente, temveč so med seboj povezane zaporedno ali vzporedno in imajo približno enak pomen za delovanje sistema. To so decentralizirani sistemi.

Sisteme lahko razvrstimo po namenu. Med tehničnimi in organizacijskimi sistemi so: proizvodni, upravljalni, servisni.

V proizvodnih sistemih se izvajajo procesi za pridobivanje določenih izdelkov ali storitev. Ti pa se delijo na materialno-energijske, v katerih poteka preoblikovanje naravno okolje ali surovin v končni izdelek materialne ali energetske narave ali prevoz takih izdelkov; in informacije - za zbiranje, posredovanje in pretvorbo informacij ter zagotavljanje informacijskih storitev.

Namen nadzornih sistemov je organizacija in upravljanje materialnih, energetskih in informacijskih procesov.

Servisni sistemi se ukvarjajo z vzdrževanjem določenih meja delovanja proizvodnih in nadzornih sistemov.