Теория систем: Методические указания к изучению одноименного курса для студентов специальности САПР, страница 6

Формы связи системы с окружающей ее средой различны. Но их всегда можно разделить на две группы: на так называемые входные  и так называемые выходные  воздействия. Для их обозначения обычно используются обобщенные понятия “входы” и “выходы”. Входы и выходы системы – совокупность воздействий внешней среды на систему и воздействий системы на среду.

Система имеет как минимум,  один вход и один выход. Число входов и выходов может быть любым. Входы и выходы могут иметь различные виды, например, материальные, энергетические, информационные.

Окружающей средой для системы могут быть другие системы. В этом случае их называют надсистемами.

Для наглядной иллюстрации соотношений между системой и внешней средой, а также понятий “вход” и “выход” часто используется простейшая модель системы, получившая название “черный ящик” [9] .

На этой модели, приводимой на рис.1.1, внутренняя часть прямоугольника символизирует систему, контур прямоугольника - границу системы (разделяющую систему и окружающую среду), оставшаяся часть рисунка - окружающую среду, “входящие” в систему стрелки - “входы”, а “выходящие” стрелки - “выходы”.  (При необходимости во внешней среде быть выделены отдельные объекты).

 


Рис. 1.1 – Модель “Черный ящик”

Пример. Система “телевизор”. В качестве входов этой системы могут быть рассмотрены: 1) телевизионный сигнал, принимаемый с помощью антенны, 2) управляющие воздействия человека на органы управления, 3) поток электрической энергии, поступающей в систему через  шнур электропитания.

В качестве выходов системы могут быть рассмотрены: 1) поток визуальной информации, наблюдаемой на экране кинескопа, 2) поток звуковой информации, передаваемой посредством звуковых колебаний, вызываемых работой  динамического громкоговорителя.

Во внешней среде может быть выделены: источник телевизионного сигнала, источник питания, человек, воспринимающий аудио- и визуальную информацию, человек, управляющий работой телевизора (физически это может быть один человек).

Выделение входов и выходов не является однозначным. Это вызвано, в первую очередь, наличием нескольких языков, на которых они могут быть описаны. Второй источник неоднозначности вызван тем, что некоторые из входов или выходов могут быть признаны несущественными при конкретном описании системы. 

Замечание 1.5. В рамках теории систем рассматриваются также системы, не взаимодействующие с внешней средой. Такого рода системы, называемые изолированными или замкнутыми, в природе не встречаются. Они являются идеализированными объектами и используются лишь как научные абстракции. 

1.3. Элемент системы (элемент)

Рассмотрим различные определения этого понятия.

Элемент системы - часть системы, которая рассматривается без дальнейшего членения как единое целое [7].

Элементами называют те объекты, внутренняя организация которых не рассматривается [8].

В качестве элементов выделяют те объекты (материальные или идеальные), внутреннее строение которых не имеет значения для рассматриваемых вопросов [8].

Элемент – часть системы , рассматриваемая как неделимая [9].

Замечание 1.6. Исходя из философского положения о неисчерпаемости материи любой объект, полученный в результате некоторого расчленения системы, в принципе может быть подвергнут дальнейшему членению. Сущность выделения некоторой части объекта в качестве элемента состоит в том, что на определенном уровне детализации объекта дальнейшее членение такой части признается  нецелесообразным.

Важной  особенностью элемента системы является относительность его выделения, зависящая от “точки зрения” человека, анализирующего систему.  В одной и той же системе могут быть выделены различные элементы в зависимости от выбранного уровня ее детализации.

Пример. Для получения самого общего представления о персональном компьютере достаточно выделить в нем в качестве элементов его внешне наблюдаемые компоненты: системный блок, монитор, клавиатуру, принтер, соединительные кабели.