Введение. 
Роль моделирования при проектировании различных систем

Моделирование в настоящее время привлекает пристальное внимание и получило необычайно широкое применение во многих областях знаний: от философских и других гуманитарных разделов знаний до ядерной физики и других разделов физики, от проблем радиотехники и электротехники до проблем механики и гидромеханики, физиологии и биологии и т. д.

Моделирование стало:

• — общенаучным, в высшей степени эффективным инструментом познания;
• — методом прогнозирования инженерно-конструкторских разработок;
• — методом машинной имитации долгосрочных программ и планов в области экономики, анализа и оценки различных вариантов принимаемых ответственных решений и последствий их реализации.

Понятие системы

Понятие системы широко используется во всех жизненных и научных сферах. Поэтому очень многие авторы анализировали это понятие, развивали определения системы до различной степени формализации. Множественность понятий легко объяснить: определение — это языковая модель системы, и, следовательно, различия целей и требований к модели приводят к разным определениям. Кроме того, разная языковая среда, в силу ингерентности модели, также обусловливает видоизменение определений (уже только поэтому отличаются, например, философское и математическое определения системы).

Для технических дисциплин наиболее общее понятие звучит следующим образом:

Система — это набор взаимосвязанных и взаимозависимых частей, которые образуют определённую целостность, единство.

Основные признаки системы: наличие множества элементов, единая цель всех элементов, наличие связей между ними, целостность, определенная структура и иерархичность, относительная самостоятельность элементов.

В рамках системы можно выделить ряд подсистем. Подсистема — это набор элементов, представляющих относительно автономную область внутри системы. Элементом считается система, которая в рамках рассматриваемого ранга на подсистемы не делится.

Классификации систем:

1. Простые и сложные системы Простые системы, не имеющие цели и внешнего действия (атом, молекула, кристалл, механически соединенные тела, часовой механизм, термостат и т. п.), — это неживые системы.

Сложные системы, имеющие цель и «выполняющие заданную функцию», — это живые системы, или системы, созданные живым: вирус, бактерия, нервная система, многоклеточный организм, сообщество организмов, экологическая система, биосфера, человек и материальные системы, созданные человеком, — механизмы, машины, компьютеры, Интернет, производственные комплексы, хозяйственные системы, глобальная техносфера и, конечно, различные организации.

2. Открытые и закрытые Закрытые системы в чистом виде игнорируют любые внешние эффекты и в идеале не должны ничего получать и ничего отдавать. Для большинства организаций такое существование невозможно.

Открытая система зависит от энергии, информации, материалов, которые поступают из внешней среды.

3. Искусственные и естественные Искусственные системы создаются человеком для выполнения определенных программ или целей (конструкторское бюро, клуб любителей пива, компьютер, спутниковый комплекс).

Естественные системы создаются природой, человеком для реализации целей мирового существования (система мироздания, циклическая система землепользования, муравейник).

4. Детерминированные и стохастические.

Детерминированные (предсказуемые) системы работают по заранее заданным правилам, с заранее известным результатом (обучение студентов в институте, производство стандартизированной продукции).

Стохастические (вероятностные) системы характеризуются тем, что и входные воздействия внешней и (или) внутренней среды и выходные результаты практически нельзя спрогнозировать (исследовательские подразделения, предпринимательские компании, игра в лотерею).

5. Жесткие и мягкие Для мягких систем характерна большая чувствительность к внешним воздействиям и, соответственно, низкая устойчивость (система котировок ценных бумаг, только что появившаяся на рынке организация, человек при отсутствии твердых принципов).

Жесткие системы — авторитарные организации, основанные на высоком профессионализме небольшой группы руководителей. Очень устойчивы к внешним воздействиям и слабо реагируют на небольшие воздействия. (Церковь, авторитарные государственные режимы).

6. Абстрактные и конкретные системы Абстрактные системы — это системы, все элементы которых являются понятиями.

Конкретные системы — это системы, элементы которых являются физическими объектами.

• 7. По происхождению системы делятся на:
  • — естественные (живые и неживые);
  • — искусственные (орудия, механизмы, машины, автоматы);
  • — смешанные (эргатические (человеко-машинные), биотехнические, экологические, экономические, военные, производственные).
• 8. По описанию переменных:
  • — с качественными переменными (формальное описание, содержательное описание);
  • — с количественными переменными (дискретные, непрерывные);
  • — смешанное описание переменных.
• 9. По способу управления:
  • — с внешним управлением (без обратной связи, системы с регулированием, управление на уровне параметров, управление на уровне структуры);
  • — самоуправление (программное управление, автоматическое регулирование, самоорганизация);
  • — с комбинированным управлением (автоматизированные, полуавтоматические, автоматические).
• 10. По типу операторов:
  • — чёрный ящик — оператор не известен;
  • — непараметризованный оператор — оператор известен частично;
  • — параметризованный класс систем — оператор известен до уровня параметров;
  • — белый ящик — оператор известен полностью.

В системах всех типах происходят сбои и неполадки. Поэтому очевидна необходимость построения моделей систем и «проигрывания» на них различных ситуаций. Такой подход позволяет прогнозировать работу системы и находить характеристики, при использовании которых работа системы будет оптимальна.

модель системный процесс явление.