Модель структуры системы

Совокупность необходимых и достаточных для достижения цели отношений (связей) между элементами называется структурой системы.

Отношения и структуры. Между реальными элементами системы может быть бесконечное количество отношений. Однако, когда мы рассматриваем некоторую совокупность объектов как систему, то из всех отношений важными, т. е. существенными для достижения цели, являются лишь некоторые. Таким образом, в модель структуры мы включаем только конечное число связей, которые существенны для достижения цели.

Пример. При расчете механизма не учитываются силы взаимного притяжения его деталей.

Пример. Выделение языковых конструкций, выражающих отношения (типа находиться на (под, около), быть причиной, быть подобным, быть одновременно, состоять из, двигаться к (от, вокруг) и т. п.) привело к выводу, что в английском, итальянском и русском языках число выражаемых отношений примерно одинаково и несколько превышает 200.

Второе определение системы. Структурная схема системы

Объединяя все изложенное в предыдущих разделах, можно сформулировать второе определение системы. Система есть совокупность взаимосвязанных элементов, обособленная от среды и взаимодействующая с ней как целое.

Структурная схема как соединение моделей. Это определение охватывает модели «черного ящика», состава и структуры. Все вместе они образуют модель, которая называется структурной схемой системы («белый ящик», «прозрачный ящик»). В структурной схеме указываются все элементы системы, все связи между элементами внутри системы и связи определенных элементов с окружающей средой (входы и выходы системы).

Все структурные элементы имеют нечто общее, и это побудило математиков рассматривать их как объект математических исследований, что привело к созданию теории графов, которая рассматривает только наличие элементов и связей между ними, абстрагируясь от свойств конкретных систем.

Граф состоит из обозначений элементов произвольной природы, называемых вершинами и обозначений связей между ними, называемых ребрами (или дугами). Если связи несимметричны, линию, изображающую ребро, снабжают стрелкой. Если направления связей не обозначаются, граф называется неориентированным, при наличии стрелок — ориентированным. Графы могут изображать любые структуры. Некоторые типы структур имеют особенности важные для практики и они получили специальные названия. Встречаются линейные, древовидные (иерархические) и матричные структуры. Особое место в теории систем занимают структуры с обратными связями.

Одной структурной информации, которая содержится в графах, часто оказывается недостаточно. В таких случаях методы теории графов играют вспомогательную роль, а главным является рассмотрение конкретных функциональных связей между входными, внутренними и выходными параметрами системы.