Москва -2012

Для интерактивных форм обучения по дисциплине

МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

«Системный анализ»

Составитель: Кусакина Ю.Н.

Занятие №1 «Понятие системы. Признаки системы. Свойства систем.»

Основные понятия и примеры:

Система – совокупность элементов, объединенных общей функциональной средой и целью функционирования.

Функциональная среда системы – характерная для системы совокупность законов, алгоритмов и параметров, по которым осуществляется взаимодействие (обмен) между элементами системы и функционирование (развитие) системы в целом.

Элемент системы – условно неделимая, самостоятельно функционирующая часть системы.

Компонент системы – множество относительно однородных элементов, объединенных общими функциями при обеспечении выполнения общих целей развития системы.

Структура системы – совокупность связей, по которым обеспечивается энерго-, массо- и информационный обмен между элементами системы, определяющая функционирование системы в целом и способы ее взаимодействия с внешней средой.

Пример:

Сложная система – живой организм.

Основная цель функционирования организма – выживание и обеспечение размножения (также способствующего выживанию, но не индивидуальному, а групповому).

Функциональную среду организма составляет совокупность законов физиологии. Эти законы ограничивают возможную динамику взаимосвязей между элементами организма некоторыми правилами, не позволяющими данным элементам развиваться во вред целому – организму. Нарушение функциональной среды вызывает болезнь организма.

Элементами системы в данном примере являются клетки различных органов и тканей организма.

Компоненты системы – различные органы, состоящие из клеток, основу которых составляют специализированные клетки, обеспечивающие функционирование данных органов.

Структура рассматриваемой системы – живого организма, есть совокупность связей между органами и тканями. Осуществляются эти связи в процессе функционирования дыхательной, кровеносной, нервной, выделительной и других систем организма.

Задания:

1) рассмотрите организм не как систему, имеющую целью выживание, а как источник пищи для другого организма. Особое внимание уделите описанию функциональной среды.

2) приведите примеры других систем и рассмотрите их как это было сделано в примере с живым организмом.

Занятие №2 «Понятие системы. Признаки системы. Свойства систем. Гомогенные (корпускулярные) и гетерогенные системы»

Исследователи сложных систем обратили внимание на существование двух принципиально разных видов систем – гомогенных (корпускулярных) и гетерогенных.

Гомогенные системы состоят из достаточно однородных относительно слабо связанных между собой элементов. В таких системах элементы практически являются и компонентами. Подобных элементов-компонентов относительно много. Целостность данных систем обеспечивается однотипностью реакций элементов системы на те или иные воздействия, элементы при этом активно взаимодействуют друг с другом.

Особенности гомогенных систем:

1. Их границы в пространстве размыты и определяются они в большей степени внешними факторами, нежели внутренними закономерностями подобных систем.

2. Структура гомогенных систем, как правило, аморфная. Потоки массо-энергообмена между элементами-компонентами носят всеобщий, диффузный характер и не закреплены за определенными каналами, локализованными в пространстве.

3. Прибавление или изъятие из данной системы нескольких элементов-компонентов не может (за исключением некоторых критических случаев) существенно повлиять на ее свойства.

4. Реакция подобных систем на внешние воздействия зачастую (хотя и не всегда) не является строго детерминированной и носит существенно вероятностный характер.

Задание 1: Рассмотрите в качестве примера гомогенной системы популяцию некоторого вида животных. Опишите на данном примере все четыре особенности гомогенных систем.

Гетерогенные системы состоят из существенно различных компонентов. Компонентов гетерогенных системах, как правило, меньше, чем элементов-компонентов в гомогенных системах. Взаимодействие компонентов осуществляется в виде контакта между некоторыми более простыми элементами (например, кровь взаимодействует с другими органами и тканями посредством их контакта с кровяными тельцами).

Особенности гетерогенных систем:

1. Их границы в пространстве, как правило, четко очерчены и в значительной степени определяются внутренними закономерностями развития самой системы.

2. Структура гетерогенных систем, как правило, имеет четкую морфологию. Основные потоки массо-энергообмена между компонентами осуществляются по определенным коаналам, локализованным в пространстве. Более того, сами эти каналы часто являются одними из важнейших компонентов гетерогенных систем.

3. Изъятие из этой системы хотя бы одного компонента ведет к разрушению (гибели) системы или ее кризису. Прибавление еще одного компонента к системе зачастую невозможно, а если и возможно, то ведет к существенным изменениям ее свойств.

4. Реакция подобных систем на внешние воздействия достаточно часто (но не всегда) является строго детерминированной, поэтому эти систем иногда называют детерминированными. Однако, строго говоря, гетерогенная система не обязательно имеет ярко выраженную детерминированность поведения.

Задание 2: Рассмотрите в качестве примера гетерогенной системы живой многоклеточный организм. Опишите на данном примере все четыре особенности гетерогенных систем.

Задание 3: Объясните выбор типа систем (гетерогенная или гомогенная) при повышении уровня иерархии биологических систем, рис.2.1.

Рис.2.1. Чередование гетерогенных и гомогенных систем при повышении уровня иерархи и систем на примере биологических систем.

Занятие №3 «Методология системного анализа. Системные исследования при изучении объектов живой и неживой природы»

Задание 1.

Ознакомьтесь с такими понятиями системного анализа как прямые и обратные связи, функционирование системы, целевая функция, подсистема. Приведите пример функционирования конкретной системы, см. рис 3.2.

Дата добавления: 2014-12-29