Лекция 6. Основы и принципы системотехники

Системотехника - научное направление, охватывающее изучение процессов:

▪ создания:

▪ испытания:

▪ эксплуатации сложных систем.

Системотехника выявляет устойчивые причинно-следственные связи между объектами, процессами и величинами и устанавливает принципы существования и действия сложных систем.

Концепция системотехники состоит в упрощении сложных систем. Выделяют 3 основных принципа системотехники.

▪ физичности;

▪ моделируемости;

▪ целенаправленности.

Принцип физичности: всякой системе (независимо от ее природы) присущи физические законы (закономерности), возможно, уникальные, определяющие внутренние причинно-следственные связи, существование и функционирование. Никаких других законов (кроме физических) для объяснения действия систем любой природы (в том числе живых) не требуется. Принцип основан на следующих постулатах:

▪ целостности, система - целостный объект, а не множество подсистем, который допускает различные членения на подсистемы.

В основе этого постулата лежит принцип о недопустимости потери понятий ни при композиции (объединении подсистем в систему), ни при декомпозиции (делении системы).

Если сумма частей равна целому, системы называют аддитивными относительно данного членения, если сумма больше целого - супераддитивными, если сумма меньше целого - субаддитивными.

Постулат целостности применяется в раскрытии и накоплении сведений о системных свойствах на всех этапах исследования и в обобщении их в понятия, а затем - в применении этих понятий к подсистемам при исследовании их порознь после декомпозиции. Выявление целостности состоит из изучения:

▪ всех взаимосвязей внутри системы;

▪ взаимосвязей системы со средой;

▪ системного свойства;

▪ его содержания;

▪ механизма образования;

▪ свойств подсистем, подавляемых общесистемным свойством, механизма этого подавления и условий в которых он теряет силу;

▪ автономности: сложные системы имеют автономную пространственно- временную метрику (группу преобразований) и внутрисистемные законы сохранения, определяемые физическим содержанием и устройством системы и не зависящие от внешней среды. Суть этого постулата состоит в том, что каждая система расположена в адекватном ей геометрическом пространстве (реальном, функциональном, мыслимом) и, ограничиваясь метрическими пространствами, каждому классу систем (конкретной системе) можно приписать метрику, определяемую соответствующей группой преобразований. Это - автономная метрика системы, либо автономная группа преобразований.

Введение метрики означает создание модели геометрии системы, чем ближе эта модель к истинной геометрии системы, тем проще представление системы.

Принцип моделируемости: представление сложных систем в виде множества моделей. Модель, ориентированная на определенную группу свойств сложной системы, всегда проще самой системы. Принцип содержит 3 постулата.

▪ дополнительности: сложные системы, находясь в различных средах (ситуациях), могут проявлять различные системные свойства, в том числе альтернативные (т. е. несовместимые ни в одной из ситуаций по отдельности). Например, электрон в одних взаимодействиях проявляет себя как частица, в других - как волна;

▪ действия: реакция системы на внешнее воздействие имеет пороговый характер. Таким образом, для изменения поведения системы требуется прирост воздействия, превосходящего некоторое пороговое значение. Такие изменения могут быть связаны с энергетикой, веществом и информацией, которые, накапливаясь, проявляют свое влияние скачкообразно, путем качественного перехода;

▪ неопределенности: максимальная точность определения (измерения) свойств системы зависит от присущей данной системе области неопределенности, внутри которой повышение точности определения (измерения) одного свойства влечет за собой снижение точности определения другого (других). Существует область неопределенности, в пределах которой свойства могут быть описаны только вероятностными характеристиками.

Принцип целенаправленности: целенаправленность - функциональная тенденция, направленная на достижение системой некоторого состояния либо на усиление (сохранение) некоторого процесса. При этом система оказывается способной противостоять внешнему воздействию, а также использовать среду и случайные события.

Принцип учитывает постулат выбора: сложные системы обладают способностью к выбору поведения и, следовательно, однозначно предсказать способ действия и определить их состояние невозможно ни при каком знании свойств системы и ситуации.

Данный постулат позволяет сложной системе в соответствии с ее целенаправленностью использовать редкие благоприятные события, возникающие во взаимодействии со средой, блокируя остальные (неблагоприятные) события и процессы.

Автор: Шевчук Д.А.

<< Назад: Общая теория систем

>> Вперед: Моделирование как подход к исследованию систем управления

Рекомендуем интересные статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки:

▪ Макроэкономика. Шпаргалка

▪ Специальная психологи. Шпаргалка

▪ Философия. Шпаргалка

Смотрите другие статьи раздела Конспекты лекций, шпаргалки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Последствия взрыва предскажет компьютер 29.02.2012 Специалисты Министерства национальной безопасности США разработали уникальную компьютерную модель, которая позволяет предсказать последствия взрыва бомбы в плотной городской застройке. Программа Urban Blast Tool (UBT) позволяет понять, что будет, если, например, в центре Манхеттена взорвется грузовик, начиненный взрывчаткой. Теперь специалисты в области безопасности могут точно определить последствия взрыва и повреждения, которые получат близлежащие здания и удаленные районы города. На практике это позволит правильно организовать эвакуацию людей из опасного района, построить препятствия для осколков и взрывной волны вблизи охраняемых зданий, а в будущем - спроектировать городскую застройку с точки зрения обеспечения максимальной безопасности граждан в случае теракта. UBT использует точную трехмерную модель города - в настоящий момент смоделирован только Манхеттен, район Нью-Йорка, отличающийся плотной высотной застройкой. В перспективе будут сделаны модели некоторых районов Лос-Анджелеса, Чикаго, Вашингтона и Бостона. Программное обеспечение позволяет настраивать силу виртуального взрыва: от бомбы мощностью с ручную гранату до фургона с тоннами взрывчатки. Сложные алгоритмы рассчитывают движение ударной волны в запутанном лабиринте улиц, углов, перепадов высот и других особенностей городского ландшафта. До сих пор подобные расчеты были чрезвычайно сложной задачей, поскольку ударная волна имеет свойство многократно отражаться и менять свою силу в зависимости от рельефа местности. После уничтожения башен Всемирного торгового центра многие ученые пытались смоделировать поведение ударной волны в конкретной городской застройке. Однако до сих пор надежной методики моделирования последствий взрыва не существовало. Суперкомпьютеры могут рассчитать давление ударной волны на основе вычислительной гидродинамики, но это зачастую занимает несколько недель. При этом эвакуировать людей из района, где была обнаружена бомба, требуется немедленно. При разработке UBT ученые решили предварительно создать базу расчетов вычислительной гидродинамики, что позволило программе подставлять требуемые значения и производить моделирование взрыва за считанные минуты. В результате длительной кропотливой работы была создана компьютерная модель, которая учитывает прочность зданий, переносимость давления взрывной волны людьми, архитектуру квартала и множество других параметров. С помощью UBT можно, например, выяснить, что на расстоянии двух кварталов от места взрыва люди получат контузии, из окон вылетят стекла, а 9-этажное здание, расположенное в 100 м, обрушится.

Другие интересные новости:

▪ Первый в мире киборг

▪ Коллективное туннелирование электронов

▪ Самое маленькое запоминающее устройство

▪ Показана скорость свыше 10 Гбит/с для сети 5G в движении

▪ Беспроводной имплант для дистанционного управления мозгом

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Предварительные усилители. Подборка статей

▪ статья Чем ночь темней, тем ярче звезды. Крылатое выражение

▪ статья Почему мы празднуем Новый год? Подробный ответ

▪ статья Свинорой пальчатый. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Уменьшение влияния электросварочных аппаратов на сеть. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Ложечный звон. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025