Цель, задача, структура, система, системность

ОСНОВЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

Введение

Предмет системного анализа

Можно, видимо, говорить о наступлении этапа научного, системно - междисциплинарного подхода к проблемам науки, образования, техники и технологии, этапа, концентрирующего внимание не только на вещественно- энергетических, но и на информационно-логических, системно-междисциплинарных аспектах, построения и исследования системно-информационной картины мира.

Системный анализ - система понятий, методов (среди которых должен быть метод декомпозиции) и технологий для изучения, описания, реализации систем различной природы и характера, междисциплинарных проблем; это система общих законов, методов, приемов исследования таких систем.

Любую предметную область также можно определить как системную.

Предметная область - раздел науки, изучающий предметные аспекты системных процессов и системные аспекты предметных процессов и явлений. Это определение можно считать системным определением предметной области.

Пример. Информатика - наука, изучающая информационные аспекты системных процессов и системные аспекты информационных процессов. Это определение можно считать системным определением информатики.

Системный анализ тесно связан с синергетикой.

Синергетика - междисциплинарная наука, изучающая общие идеи, методы и закономерности организации (изменения структуры, ее пространственно-временного усложнения) различных объектов и процессов, инварианты этих процессов. "Синергетика" в переводе - совместный, согласованно действующий.

Системный анализ тесно связан и с философией. Философия дает общие методы содержательного анализа, а системный анализ даёт общие методы формального, межпредметного анализа предметных областей, выявления и описания, изучения их системных инвариантов.

Можно дать и философское определение системного анализа: системный анализ - это прикладная диалектика.

Системный анализ предоставляет к использованию в различных науках, системах следующие методы и процедуры:

• абстрагирование Рё конкретизация;
• анализ Рё синтез;
• индукция Рё дедукция;
• формализация;
• структурирование;
• макетирование;
• алгоритмизация;
• моделирование;
• программное управление;
• распознавание, классификация Рё идентификация образов;
• экспертное оценивание Рё тестирование Рё РґСЂСѓРіРёРµ методы Рё процедуры.

1.2. Системные ресурсы общества

Имеются следующие основные типы ресурсов в природе и в обществе.

1. Вещество - наиболее хорошо изученный ресурс, который в основном, представлен таблицей Д. И. Менделеева достаточно полно и пополняется не так часто. Вещество выступает как отражение постоянства материи в природе, как мера однородности материи.
2. Энергия - не полностью изученный тип ресурсов, например, мы не владеем управляемой термоядерной реакцией. Энергия выступает как отражение изменчивости материи, переходов из одного вида в другой, как мера необратимости материи.
3. Информация - мало изученный тип ресурсов. Информация выступает как отражение порядка, структурированности материи, как мера порядка, самоорганизации материи (и социума). Сейчас это понятие мы будем понимать как некоторые сообщения; ниже этому понятию мы посвятим более детальное обсуждение.
4. Человек - выступает как носитель интеллекта высшего уровня и является в экономическом, социальном, гуманитарном смысле важнейшим и уникальным ресурсом общества, выступает как мера разума, интеллекта и целенаправленного действия, мера социального начала, высшей формы отражения материи (сознания).
5. Организация (или организованность) выступает как форма ресурсов в социуме, группе которая определяет его структуру, включая институты человеческого общества и его надстройки, выступает как мера упорядоченности ресурсов. Организация системы связана с наличием некоторых причинно-следственных связей в этой системе. Организация системы может иметь различные формы, например, биологическую, информационную, экологическую, экономическую, социальную, временную, пространственную и она определяется причинно-следственными связями в материи и социуме.
6. Пространство - мера протяженности материи (события), распределения её (его) в окружающей среде.
7. Время - мера обратимости (необратимости) материи, событий. Время неразрывно связано с изменениями действительности.

Можно говорить о различных полях, в которые "помещен" любой человек: материальном, энергетическом, информационном, социальном, их пространственных и временных характеристиках.

Пример. Рассмотрим простую задачу - пойти утром на занятия в вуз. Эта часто решаемая студентом задача имеет все аспекты:

1. материальный, физический аспект - студенту необходимо переместить некоторую массу, например, учебников и тетрадей на нужное расстояние;
2. энергетический аспект - студенту необходимо иметь и затратить нужное количество энергии на перемещение;
3. информационный аспект - необходима информация о маршруте движения и месторасположении вуза и нужно обрабатывать по пути своего движения информацию;
4. человеческий аспект - перемещение, в частности, переезд на автобусе невозможен без человека, например, без водителя автобуса;
5. организационный аспект - необходимы подходящие транспортные сети и маршруты, остановки и т.д.;
6. пространственный аспект - перемещение на определённое расстояние;
7. временной аспект - на данное перемещение будет затрачено время (за которое произойдут соответствующие необратимые изменения в среде, в отношениях, в связях).

Все типы ресурсов тесно связаны и сплетены. Более того, они невозможны друг без друга, актуализация одного из них ведет к актуализации другого.

Пример. При сжигании дров в печке выделяется тепловая энергия, тепловая энергия используется для приготовления пищи, пища используется для получения биологической энергии организма, биологическая энергия используется для получения информации (например, решения некоторой задачи), перемещения во времени и в пространстве. Человек и во время сна расходует свою биологическую энергию на поддержание информационных процессов в организме; более того, сон - продукт таких процессов.

Социальная организация и активность людей совершенствуют информационные ресурсы, процессы в обществе, последние, в свою очередь, совершенствуют производственные отношения.

Если классическое естествознание объясняет мир исходя из движения, взаимопревращений вещества и энергии, то сейчас реальный мир, объективная реальность могут быть объяснены лишь с учётом сопутствующих системных, особенно, системно-информационных процессов.

Система и системность: основные понятия

Информация и система

Информация и самоорганизация

Любая открытая информационная система эволюционирует так, что начиная с состояния наибольшей энтропии (неопределённости) стремится спиралеобразно к актуализации новых связей и отношений, к организованности и порядку в системе в процессе взаимоотношений со средой и перестройки структуры с целью уменьшения энтропии.

Пример. На телевизионной игре “Что? Где? Когда?” обсуждение вопроса часто начинается хаотично, спонтанно, независимо и в конце обсуждения может организоваться в единодушное принятие правильного решения.

Самоорганизация может наблюдаться и в неживых системах.

Пример. История развития Р­Р’Рњ - пример самоорганизации: РѕС‚ 1-РіРѕ поколения Р­Р’Рњ (40-50-ые РіРѕРґС‹ 19 века) СЃ электронными лампами Рё быстродействием РїРѕСЂСЏРґРєР° 10⁴ операций РІ сек. РґРѕ 1-РіРѕ поколения оптических Р’Рњ (конец 90-ых РіРѕРґРѕРІ) СЃ голографической памятью, СЃ логикой РЅР° потоках фотонов, нейроподобных архитектурах Рё быстродействием РїРѕСЂСЏРґРєР° 10¹² операций РІ сек.

Пример. Человеческое общество развивается спиралевидно, циклически: циклически повторяются катастрофы, законы, неурожаи и т.п.

Любая деятельность вопреки эволюционным процессам в системе, вопреки принципам самоорганизации - вредна и противосистемна.

Пример. Любые экономические решения противоречащие основному регулятору рынка, основному механизму её организации - соотношению “спрос-предложение” приводят к вредным последствиям для системы, её самоорганизации, например, выпуск товаров в объёме, превышающем спрос на рынке может привести к снижению спроса.

Сформулируем основные аксиомы теории информационных динамических процессов (информационной синергетики).

РђРєСЃРёРѕРјР° 1
Развитие (эволюция) системы определяется некоторой целью и информационными ресурсами системы, её информационной открытостью.

РђРєСЃРёРѕРјР° 2
При стремлении к цели система воспринимает входную информацию, которая используется и для изменения внутренней структуры самой системы, внутрисистемной информации.

РђРєСЃРёРѕРјР° 3
Изменение внутрисистемной информации происходит таким образом, чтобы увеличивалась негэнтропия системы, уменьшалась энтропия (мера беспорядка) в системе.

РђРєСЃРёРѕРјР° 4
Любое изменение внутренней структуры системы или внутрисистемной информации оказывает воздействие на выходную информацию системы (т.е. на окружающую среду системы); внутренняя энтропия изменяет внешнюю энтропию системы.

Пример. Сформулируем, опираясь на эти аксиомы основные законы информационных динамических процессов в социально-экономических системах. Социально-экономические процессы при этом труднее поддаются математизации, информатизации из-за сложности, плохой формализуемости и плохой структурируемости этих систем (процессов).

Закон 1
Развитие любой социально - экономической системы определяется лишь целью и социально - экономико - информационными ресурсами системы.

Закон 2
При стремлении к цели любая социально-экономическая система воспринимает входную информацию, используемую и для изменения внутренней структуры системы, изменения внутрисистемной информации.

Закон 3
Изменение внутрисистемной информации происходит таким образом, чтобы уменьшалась энтропия (мера беспорядка) в социально- экономической системе.

Закон 4
Любое изменение внутренней структуры социально- экономической системы или внутрисистемной информации оказывает воздействие на выходную информацию, на окружающую среду, а система при этом ведёт себя так, чтобы уменьшить негативное влияние этих воздействий.

Историческая справка

Информация (informatio) - разъяснение, осведомленность, изложение.

Исторически первым носителем человеческих информации, знаний была речь, представлявшая изначально кодированные звуки для координации действий в человеческом сообществе. Затем появилось наскальное письмо каменного века, далее пиктограммы (“иконы”) бронзового века, иероглифическое письмо (сохраненное до сих пор, например, в Китае) и письмо “обычное” - конкатенацией букв алфавита в слоги (“слоговое письмо”) и т.д.

Объединение систем, процессов, связанных с понятиями “информация”, “управление” привело к появлению нового предмета “кибернетика (или науки об управлении в живых организмах и автоматах)” (40-ые годы 20-го века), изучающей информационные процессы в живых организмах и машинах (автоматах). Кибернетика явилась одной из важных предпосылок появления и развития информатики. В последнее время, предмет кибернетики понемногу, видимо, “поглощается” предметом информатики. Но при этом информатика не зачеркивает кибернетику, которая теперь может развиваться сильнее, используя результаты, методы и технологии информатики.

Понятие энтропии было введено Р.Клаузиусом в 1852 году в качестве удобного средства описания и анализа работы тепловых двигателей. Затем это понятие Л.Больцманом и другими учеными использовано в качестве универсального средства для описания поведения макроскопических систем. Л.Больцманом также установлена связь между энтропией H и термодинамической вероятностью состояния системы W: W=k lnW.

Связь информации и энтропии замечена Л. Сциллардом в 1929 году. К. Шеннон в 1948 году дал определение информации, основываясь на энтропии сообщений, используя ее как меру вероятности информационных процессов.

Э. Шредингер расширил понятие энтропии - рассмотрел её как меру дезорганизации системы любой природы.

Понятие ноосферы (в эколого-социальной трактовке) впервые ввел В.И. Вернадский.

Основные результаты по теории информации были получены Л. Бриллюэном, Н. Винером, Д. Пирсом, Р. Фано, К. Шенноном, У. Эшби, А. Колмогоровым и др.

Важные результаты в области синергетики получили Г. Хакен, К. Николис, И. Пригожин, И. Стенгерс, С.П. Курдюмов, Г.Г. Малиновский, Ю.М. Романовский и др.

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое информация? Приведите пример некоторой информации.
2. Чем отличается информация от сообщения? Приведите пример информации и сообщения соответствующего этой информации.
3. Что такое информация с мировоззренческой точки зрения? Приведите примеры получения, хранения, передачи, использования информации в быту, науке, производстве, обучении, управлении, планировании.
4. Что означает термин “актуализация информации”? Приведите пример актуализированной и не актуализированной информации.
5. Как и какими единицами измеряют сообщения и информацию?
6. Как зависит управление системой и информация в системе? В чем суть задачи управления системой? Приведите примеры.
7. Изобразите и поясните на примере один виток цикла управления системой.
8. Пояснить смысл информации по Шеннону, энтропии, их связь.

ОСНОВЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

Введение

Предмет системного анализа

Можно, видимо, говорить о наступлении этапа научного, системно - междисциплинарного подхода к проблемам науки, образования, техники и технологии, этапа, концентрирующего внимание не только на вещественно- энергетических, но и на информационно-логических, системно-междисциплинарных аспектах, построения и исследования системно-информационной картины мира.

Системный анализ - система понятий, методов (среди которых должен быть метод декомпозиции) и технологий для изучения, описания, реализации систем различной природы и характера, междисциплинарных проблем; это система общих законов, методов, приемов исследования таких систем.

Любую предметную область также можно определить как системную.

Предметная область - раздел науки, изучающий предметные аспекты системных процессов и системные аспекты предметных процессов и явлений. Это определение можно считать системным определением предметной области.

Пример. Информатика - наука, изучающая информационные аспекты системных процессов и системные аспекты информационных процессов. Это определение можно считать системным определением информатики.

Системный анализ тесно связан с синергетикой.

Синергетика - междисциплинарная наука, изучающая общие идеи, методы и закономерности организации (изменения структуры, ее пространственно-временного усложнения) различных объектов и процессов, инварианты этих процессов. "Синергетика" в переводе - совместный, согласованно действующий.

Системный анализ тесно связан и с философией. Философия дает общие методы содержательного анализа, а системный анализ даёт общие методы формального, межпредметного анализа предметных областей, выявления и описания, изучения их системных инвариантов.

Можно дать и философское определение системного анализа: системный анализ - это прикладная диалектика.

Системный анализ предоставляет к использованию в различных науках, системах следующие методы и процедуры:

• абстрагирование Рё конкретизация;
• анализ Рё синтез;
• индукция Рё дедукция;
• формализация;
• структурирование;
• макетирование;
• алгоритмизация;
• моделирование;
• программное управление;
• распознавание, классификация Рё идентификация образов;
• экспертное оценивание Рё тестирование Рё РґСЂСѓРіРёРµ методы Рё процедуры.

1.2. Системные ресурсы общества

Имеются следующие основные типы ресурсов в природе и в обществе.

1. Вещество - наиболее хорошо изученный ресурс, который в основном, представлен таблицей Д. И. Менделеева достаточно полно и пополняется не так часто. Вещество выступает как отражение постоянства материи в природе, как мера однородности материи.
2. Энергия - не полностью изученный тип ресурсов, например, мы не владеем управляемой термоядерной реакцией. Энергия выступает как отражение изменчивости материи, переходов из одного вида в другой, как мера необратимости материи.
3. Информация - мало изученный тип ресурсов. Информация выступает как отражение порядка, структурированности материи, как мера порядка, самоорганизации материи (и социума). Сейчас это понятие мы будем понимать как некоторые сообщения; ниже этому понятию мы посвятим более детальное обсуждение.
4. Человек - выступает как носитель интеллекта высшего уровня и является в экономическом, социальном, гуманитарном смысле важнейшим и уникальным ресурсом общества, выступает как мера разума, интеллекта и целенаправленного действия, мера социального начала, высшей формы отражения материи (сознания).
5. Организация (или организованность) выступает как форма ресурсов в социуме, группе которая определяет его структуру, включая институты человеческого общества и его надстройки, выступает как мера упорядоченности ресурсов. Организация системы связана с наличием некоторых причинно-следственных связей в этой системе. Организация системы может иметь различные формы, например, биологическую, информационную, экологическую, экономическую, социальную, временную, пространственную и она определяется причинно-следственными связями в материи и социуме.
6. Пространство - мера протяженности материи (события), распределения её (его) в окружающей среде.
7. Время - мера обратимости (необратимости) материи, событий. Время неразрывно связано с изменениями действительности.

Можно говорить о различных полях, в которые "помещен" любой человек: материальном, энергетическом, информационном, социальном, их пространственных и временных характеристиках.

Пример. Рассмотрим простую задачу - пойти утром на занятия в вуз. Эта часто решаемая студентом задача имеет все аспекты:

1. материальный, физический аспект - студенту необходимо переместить некоторую массу, например, учебников и тетрадей на нужное расстояние;
2. энергетический аспект - студенту необходимо иметь и затратить нужное количество энергии на перемещение;
3. информационный аспект - необходима информация о маршруте движения и месторасположении вуза и нужно обрабатывать по пути своего движения информацию;
4. человеческий аспект - перемещение, в частности, переезд на автобусе невозможен без человека, например, без водителя автобуса;
5. организационный аспект - необходимы подходящие транспортные сети и маршруты, остановки и т.д.;
6. пространственный аспект - перемещение на определённое расстояние;
7. временной аспект - на данное перемещение будет затрачено время (за которое произойдут соответствующие необратимые изменения в среде, в отношениях, в связях).

Все типы ресурсов тесно связаны и сплетены. Более того, они невозможны друг без друга, актуализация одного из них ведет к актуализации другого.

Пример. При сжигании дров в печке выделяется тепловая энергия, тепловая энергия используется для приготовления пищи, пища используется для получения биологической энергии организма, биологическая энергия используется для получения информации (например, решения некоторой задачи), перемещения во времени и в пространстве. Человек и во время сна расходует свою биологическую энергию на поддержание информационных процессов в организме; более того, сон - продукт таких процессов.

Социальная организация и активность людей совершенствуют информационные ресурсы, процессы в обществе, последние, в свою очередь, совершенствуют производственные отношения.

Если классическое естествознание объясняет мир исходя из движения, взаимопревращений вещества и энергии, то сейчас реальный мир, объективная реальность могут быть объяснены лишь с учётом сопутствующих системных, особенно, системно-информационных процессов.

Система и системность: основные понятия

Цель, задача, структура, система, системность

Дадим простое интуитивное определение системы и подсистемы (ниже мы дадим более строгое и полное определение).

Система - объект, процесс в котором участвующие элементы связаны некоторыми связями и отношениями.

Подсистема - часть системы с некоторыми связями и отношениями.

Любая система состоит из подсистем, любая подсистемы любой системы может быть рассмотрена сама как система.

Пример. Наука - система, обеспечивающая получение, проверку, фиксацию (хранение), актуализацию знаний общества. Наука имеет подсистемы: математика, информатика, физика, филология и др. Любое знание существует лишь в форме систем (систематизированное знание), а теория - наиболее развитая система их организации в систему позволяющая не только описывать, но и объяснять, прогнозировать события, процессы.

Определим некоторые основные понятия системного анализа, ибо системный стиль мышления, системный подход к рассмотрению проблем являются методологической основой методов многих (если не всех) наук.

Цель - образ несуществующего, но желаемого - с точки зрения задачи или рассматриваемой проблемы - состояния среды, т.е. такого состояния, которое позволяет решать проблему при данных ресурсах. Это - описание, представление некоторого наиболее предпочтительного состояния системы.

Пример. Основные социально-экономические цели общества:

• экономический СЂРѕСЃС‚;
• полная занятость населения;
• экономическая эффективность производства;
• стабильный уровень цен;
• экономическая СЃРІРѕР±РѕРґР° производителей Рё потребителей;
• справедливое распределение ресурсов Рё благ;
• социально-экономическая обеспеченность Рё защищённость;
• торговый баланс РЅР° рынке;
• справедливая налоговая политика.

Понятие цели конкретизируется различными объектами и процессами.

Пример. Цель - функция (найти значение функции). Цель - выражение (найти аргументы, превращающие выражение в тождество). Цель - теорема (сформулировать и/или доказать теорему - т.е. найти условия превращающие сформулированное предложение в истинное высказывание). Цель - алгоритм (найти, построить последовательность действий, продукций обеспечивающих достижения требуемого состояния объекта или процесса перевода его из исходного состояния в финальное).

Целенаправленное поведение системы - поведение системы (т.е. последовательность принимаемых ею состояний), ведущее к цели системы.

Задача - некоторое множество исходных посылок (входных данных к задаче), описание цели, определенной над множеством этих данных и, может быть, описание возможных стратегий достижения этой цели или возможных промежуточных состояний исследуемого объекта.

Пример. Глобальная экономическая задача, с которой сталкивается любое общество - корректное разрешение конфликта между фактически неограниченным человеческим потреблением товаров и услуг и ограниченными ресурсами (материальными, энергетическими, информационными, людскими), которые могут быть актуализированы для удовлетворения этих потребностей. При этом рассматривают следующие основные экономические задачи общества:

1. Что производить (какие товары и услуги)?
2. Как производить (каким образом и где)?
3. Для кого производить (для какого покупателя, рынка)?

Решить задачу - означает определить четко ресурсы и пути достижения указанной цели при исходных посылках.

Решение задачи - описание или представление того состояния задачи, при котором достигается указанная цель; решением задачи называют и сам процесс нахождения, описания этого состояния.

Пример. Рассмотрим следующую “задачу”: решить квадратное уравнение (или составить алгоритм его решения). Такая постановка проблемы неправильна, ибо не поставлена цель, задача, не указано, как решить задачу и что понимать в качестве решения задачи. Например, не указаны общий вид уравнения - приведенное или же не приведенное уравнение (а алгоритмы их решения - различны!). Задача также поставлена не полностью - не указан тип входных данных: вещественные или комплексные коэффициенты уравнения, не определены понятие решения, требования к решению, например, точность корня (если корень получится иррациональным, а нужно было определить его с некоторой точностью, то задача вычисления приближенного значения корня - автономная, не очень простая задача). Кроме того, можно было бы указать возможные стратегии решения - классическое (через дискриминант), по теореме Виета, оптимальным соотношением операндов и операции (см. ниже соответствующий пример в главе посвящённой алгоритмам).

Описание (спецификация) системы - это описание всех её элементов (подсистем), их взаимосвязей, цели, функции при некоторых ресурсах т.е. всех допустимых состояний.

Если входные посылки, цель, условие задачи, решение или, возможно, даже само понятие решения плохо описываемы, формализуемы, то эти задачи называются плохо формализуемыми. Поэтому при решении таких задач приходится рассматривать целый комплекс формализованных задач, с помощью которых можно исследовать эту плохо формализованную задачу. Сложность исследования таких задач - в необходимости учета различных, а часто и противоречивых критериев определения, оценки решения задачи.

Пример. Плохо формализуемыми будут, например, задачи восстановления “размытых” текстов, изображений, составления учебного расписания в любом большом вузе, составления “формулы интеллекта”, описания функционирования мозга, социума, перевода текстов с одного языка на другой с помощью ЭВМ и др.

Структура - это все то, что вносит порядок в множество объектов, т.е. совокупность связей и отношений между частями целого, необходимые для достижения цели.

Далее мы дадим более формальное (математическое) определение структуры. Понятие структуры одно из наиболее важных понятий - как в абстрактном понимании, так и при его конкретизации.

Пример. Примерами структур могут быть структура извилин мозга, структура студентов на курсе, структура государственного устройства, структура кристаллической решетки вещества, структура микросхемы и др. Кристаллическая решетка алмаза - структура неживой природы; пчелиные соты, полосы зебры - структуры живой природы; озеро - структура экологической природы; партия (общественная, политическая) - структура социальной природы; Вселенная - структура как живой и неживой природы.

Структуры систем бывают разного типа, разной топологии (или же пространственной структуры). Рассмотрим основные топологии структур (систем). Соответствующие схемы приведены на рисунках ниже.

Линейные структуры:

Рис. Структура линейного типа.

Иерархические, древовидные структуры:

Рис. Структура иерархического (древовидного) типа.

Часто понятие системы предполагает наличие иерархической структуры, т.е. систему иногда определяют как иерархическую целостность.

Сетевая структура:

Рис. Структура сетевого типа.

Матричная структура:

Рис. Структура матричного типа.

Пример. Примером линейной структуры является структура станций метро на одной (не кольцевой) линии. Примером иерархической структуры является структура управления вузом: “Ректор - Проректора - Деканы - Заведующие кафедрами и подразделениями - Преподаватели кафедр и сотрудники других подразделений”. Пример сетевой структуры - структура организации строительно - монтажных работ при строительстве дома: некоторые работы, например, монтаж стен, благоустройство территории и др. можно выполнять параллельно. Пример матричной структуры - структура работников отдела НИИ выполняющих работы по одной и той же теме.

Кроме указанных основных типов структур используются и другие, образующиеся с помощью их корректных комбинаций - соединений и вложений.

Пример. “Вложение друг в друга” плоскостных матричных структур может привести к более сложной структуре - структуре пространственной матричной (например, вещества кристаллической структуры типа изображённой на рис.). Структура сплава и окружающей среды (макроструктура) могут определять свойства и структуру сплава (микроструктуру):

Рис. Структура типа кристаллической (пространственно-матричной).

Такого вида структуры часто используются в системах с тесно связанными и равноправными (“по вертикали” и “по горизонтали”) структурными связями. В частности, такую структуру могут иметь системы открытого акционерного типа, корпорации на рынке с дистрибьютерной сетью и другие.

Из одинаковых элементов можно получать структуры различного типа.

Пример. Из одних и тех же составляющих рынка (ресурсы, товары, потребители, продавцы) можно образовывать рыночные структуры различного типа: ОАО, ООО, ЗАО и др. При этом структура объединения может определять свойства, характеристики системы.

Структура является связной, если возможен обмен ресурсами между любыми двумя подсистемами системы (предполагается, что если есть обмен i- ой подсистемы с j-ой подсистемой, то есть и обмен j-ой подсистемы с i-ой.

Если структура плохо описываема или определяема, то такое множество объектов называется плохо структурируемым.

Пример. Плохо структурируемы будут проблемы описания многих исторических эпох, проблем микромира, общественных и экономических явлений, например, динамики курса валют на рынке, поведения толпы и др.

Плохо формализуемые и плохо структурируемые проблемы (системы) наиболее часто возникают на стыке различных наук, при исследовании синергетических процессов и систем.

Способность к нахождению решений в плохо формализуемых, плохо структурируемых средах - наиболее важная отличительная черта интеллектуальности (наличия интеллекта).

По отношению к людям - это способность к абстракции, по отношению к машинам или автоматам - способность к адекватной имитации каких-либо сторон интеллекта и интеллектуального поведения человека.

Интеллектуальными системами называют такие человеко-машинные системы, которые обладают способностью выполнять (или имитировать) какие-либо интеллектуальные процедуры, например, автоматически классифицировать, распознавать объекты или образы, обеспечивать естественный интерфейс, накапливать и обрабатывать знания, делать логические выводы. Используют и другой, более старый термин - “система искусственного интеллекта”. В информатике актуальна задача повышения интеллектуальности компьютерных и программных систем, технологий и обеспечения интеллектуального интерфейса с ними. В то же время интеллектуальные системы базируются на неполных и не полностью формализуемых знаниях о предметной области, правилах вывода новых знаний, поэтому должны динамически уточняться и расширяться (в отличие от, например, формализуемых и полных математических знаний).

Понятие “система” в переводе с греческого означает “целое, составленное из частей”. Это одна из абстракций информатики и системного анализа, которую можно конкретизировать, выразить в конкретных формах.

Пример. Система теоретических принципов, положений, система государственного устройства, нервная система, производственная система. Можно дать и следующее, более полное определение системы.

Система - это средство достижения цели или все то, что необходимо для достижения цели (элементы, отношения, структура, работа, ресурсы) в некотором заданном множестве объектов (операционной среде).

Дадим теперь более строгое определение системы.

Система - множество связанных друг с другом элементов некоторого вполне определенного множества (некоторых определенных множеств), образующих целостный объект при условии задания для этих объектов и отношений между ними некоторой цели и некоторых ресурсов для достижения этой цели.

Цель, элементы, отношения или ресурсы подсистем при этом будут уже другими, отличными от указанных для всей системы.

Любая система имеет внутренние состояния, внутренний механизм преобразования входных сигналов, данных в выходные (внутреннее описание) и внешние проявления (внешнее описание). Внутреннее описание даёт информацию о поведении системы, о соответствии (несоответствии) внутренней структуры системы целям, подсистемам (элементам) и ресурсам в системе, внешнее описание - о взаимоотношениях с другими системами, с целями и ресурсами других систем.

Внутреннее описание системы определяет внешнее описание.

Пример. Банк образует систему. Внешняя среда банка - система инвестиций, финансирования, трудовых ресурсов, нормативов и т.д. Входные воздействия - характеристики (параметры) этой системы. Внутренние состояния системы - характеристики финансового состояния. Выходные воздействия - потоки кредитов, услуг, вложений и т.д. Функции этой системы - банковские операции, например, кредитование. Функции системы также зависят от характера взаимодействий системы и внешней среды. Множество выполняемых банком (системой) функций зависят от внешних и внутренних функций, которые могут быть описаны (представлены) некоторыми числовыми и/или нечисловыми, например, качественными, характеристиками или характеристиками смешанного, качественно - количественного характера.

Морфологическое описание системы - описание строения или структуры системы: описание совокупности А элементов этой системы и необходимого для достижения цели набора отношений R между ними.

Морфологическое описание задается упорядоченной последовательностью конечного числа элементов:

S={A,B,R,V,Q}

где А - множество элементов и их свойств, В - множество отношений с окружающей средой, R - множество связей в А, V - структура системы, тип этой структуры, Q - описание, представление системы на каком-либо языке. Из морфологического описания системы получают функциональное описание системы (т.е. описание законов функционирования, эволюции системы), а из нее - информационное описание системы (описание информационных связей как системы с окружающей средой, так и подсистем системы) или же так называемую информационную систему, а также информационно-логическое (инфологическое) описание системы.

Две системы назовём эквивалентными, если они имеют одинаковые цель, составляющие элементы, структуру. Между такими системами можно установить связь (связи) некотором конструктивным образом.

Можно также говорить об эквивалентности по цели (по элементам, по структуре)