Предметна форма опису системи

Предметна форма опису системи (морфологічний аналіз) містить:

• – виявлення елементного складу системи (субстратний аналіз);
• – виявлення відношень (зв'язків) між елементами системи (структурний аналіз).

Субстрактний аналіз, тобто виявлення елементного складу системи виконують для того, щоб зрозуміти, з яких елементів складається система, яка її будова, які складові частини. Під час виконання субстратного аналізу виходять з ознаки цілісності системи. Всі складові частини повинні у сукупності створювати систему, поняття цілісності дозволяє зрозуміти необхідність кожного елемента в системі. Під час вивчення елементного складу системи доводиться вирішувати ряд досить складних питань. Такими питаннями є визначення необхідного структурного рівня аналізу, виявлення всіх іманентних (властивих системі) й випадкових елементів. Відповіді на ці питання можна одержати на основі аналізу цілісності системи та умов, необхідних і достатніх для існування системи. Система, як ми це знаємо з попереднього матеріалу, завжди є структурована. Будь-яка система у своєму складі має певні структури, розміщені на різних ієрархічних рівнях. Чим детальніше ми виконуємо аналіз, тим більше структурних рівнів вивчаємо. Під час вивчення складу системи виникає запитання, який рівень вважати рівнем елементарних частинок системи, а який більш високим структурним рівнем, на якому рівні обмежити вивчення системи. Відповіді на ці запитання можна отримати на основі аналізу цілісності системи та умов необхідності й достатності даних структурних елементів у системі. Ці умови завжди пов'язані з цілями і завданнями системного аналізу. Коли глибина аналізу така, що можна одержати відповідь на питання дослідження системи, то вважають, що структурні складові системи є елементарними і подальший аналіз припиняється. Виявлення іманентних та випадкових елементів системи здійснюють на основі необхідності й достатності цих елементів для функціонування системи, для виконання нею своїх цілей. Відповідно до цього правила елемент є іманентним, тобто властивим даній системі, якщо він необхідний для її функціонування. Елемент, який з точки зору функціонування системи не є необхідним, вважається випадковим, не властивим системі. Для завершення аналізу відповіді на запитання, чи всі іманентні елементи системи виявлені, користуються правилом достатності. Відповідно до нього встановлюють, чи виявлена сукупність елементів у їх взае-мозв' язку і достатня для виконання системою усіх її завдань.

Склад системи, як правило, описують такими термінами: система, підсистема, складова частина, елемент. Під час вивчення, наприклад, складу такої системи, як тролейбус, можуть бути виділені підсистеми: ходова частина електрообладнання, кузов, шасі, система керування. Виділені на кожному рівні частини повинні задовольняти умову повноти, тобто в сукупності вони повинні становити всю систему. Кожна з підсистем може бути розділена на певні вузли, або елементи. Так, у підсистемі електрообладнання можна виділити такі вузли, як тяговий двигун, пусковий контролер, система прийому й передачі електроенергії, допоміжні двигуни, компресор, акумулятор тощо. Рівень, на якому складові частини вважаються елементарними, зумовлені цілями дослідження системи. Подальший склад елементарних частин не вивчається.

У процесі вивчення складу організаційних систем, наприклад системи міського електротранспорту, виділяють окремі підрозділи системи, її структурні одиниці. У нашому прикладі це може бути керівництво на чолі з директором, депо, енергослужба, служба руху, служба шляхового господарства тощо. Елементами організаційної системи можуть бути окремий цех, депо, дільниця і т. п. При визначенні елементного складу важливо дотримуватись умови цілісності, умови достатності та необхідності. Всі виділені елементи повинні бути необхідними і достатніми для забезпечення функціонуванкя системи, виконання нею своїх цілей.

Для вирішення проблеми цілісності системи потрібно розглядати систему як частину деякої мстасистсми (великої системи, до складу якої вона входить). Такий розгляд дозволяє зрозуміти призначення даної системи, головну роль, яку вона відіграє у метасистем!, необхідність зовнішніх функцій та внутрішнього складу системи.

Структурний аналіз – це виявлення зв'язків між складовими частинами системи. Якщо субстратний аналіз дозволяє виявити, які частини входять до складу системи, то структурний аналіз встановлює взаємозв'язки між цими складовими частинами. Структурний аналіз вирішує два типи завдань:

• виявлення закономірності зв'язків елементів системи,

* виявлення ступеня складності системи.

Закономірності зв'язків частин системи дозволяють зрозуміти внутрішню будову системи, призначення окремих елементів. Вони визначають, як частини системи взаємодіють між собою, як система працює і здійснює свої функції Виявленню всіх зв'язків допомагає розгляд цілісності системи, аналіз її цілей. Внутрішні зв'язки елементів повинні забезпечувати цілісність і виконання функцій системи. Для перевірки повноти виконаного аналізу потрібно також використовувати принципи необхідності й достатності. Якщо виділені зв'язки забезпечують усі функції системи, то аналіз необхідно вважати виконаним повністю. Аналіз необхідності дозволяє не брати до уваги випадкові зв'язки, що існують між елементами, але не відіграють ролі під час функціонування системи.

Значну допомогу при структурному аналізі має розгляд системи як складової частини метасистеми. Розуміння ролі системи у метасистемі, взаємодії системи з навколишнім середовищем і функцій, які вона відіграє у мета системі, дозволяє проаналізувати, наскільки повно виконано структурний аналіз системи, вивчена взаємодія її частин.

Ступінь складності системи залежить від того, на скількох структурних рівнях розміщені складові частини системи.

Існує ряд підходів до розділення систем за ступенем складності. Зокрема, Р. Н. Поваров залежно від числа елементів, що входять до системи, виділяє чотири класи систем: малі системи (10-103 елементів), складні (104– 107 елементів), ультраскладні (10–1050 елементів) суперсистеми (10 – 10200 елементів). Оскільки поняття "елемент" виникає щодо завдання і мети дослідження системи, то і дане визначення складності є відносним, а не абсолютним.

Англійський кібернетик С. Бір класифікує всі кібернетичні системи на прості й складні залежно від способу опису: детермінованого або теоретико- ймовірнісного. А. І. Берг визначає складну систему як систему, яку можна описати не менше ніж на двох різних математичних мовах (наприклад, за допомогою теорії диференціальних рівнянь та алгебри Буля).

Залежно від складності у системах розрізняють координаційні й субординаційні зв'язки між елементами. Координаційні зв'язки – це зв'язки між частинами систем, що знаходяться на одному структурному, або ієрархічному, рівні. Ці зв'язки полягають у сумісній роботі частин, яка в сукупності забезпечує функціонування системи. Субординаційні зв'язки – це зв'язки, що здійснюються на різних структурних рівнях і мають характер підпорядкованості. При субординаційних зв'язках складова частина системи повністю або частково підпорядкована іншій частині, що знаходиться на більш високому структурному рівні.

Розглянуту предметну форму опису системи ми будемо називати морфологічним описом системи.