Структуры с произвольными связями
Этот вид структур обычно используется на начальном этапе познания объекта, новой проблемы, когда идет поиск способов установления взаимоотношений между перечисляемыми компонентами, нет ясности в характере связей между элементами, и не могут быть определены не только последовательности их взаимодействия во времени (сетевые модели), но и распределение элементов по уровням иерархии.
При этом важно обратить внимание на достаточно распространенную ошибку при применении произвольных структур. В связи с неясностью взаимодействий между элементами вначале стремятся установить и представить графически все связи (рис. 3.10, а). Однако такое представление не добавляет ничего нового к представлению элементов без связей (рис. 3.10, б), поскольку принятие решений связано всегда с установлением наиболее существенных связей. Представление типа рис. 3.10, а правомерно в тех случаях, когда хотя бы устанавливается сила связей, их направленность.
Рис. 3.10. Подходы к исследованию систем
Следует отметить, что приведенные на рис. 3.10 представления фактически являются различными подходами к исследованию проблемы: можно не имея вначале ни одной связи, искать и оценивать их последовательно, используя, например, один из методов морфологического моделирования – метод систематического покрытая поля (см. гл. 2) или другие методы анализа пространства состояний путем введения мер близости, а можно действовать по принципу Родена, сформулированному в стихотворной форме Н. Доризо: "Взяли камень, убрали из камня все лишнее, и остались прелестные эти черты" [1].
Формируются структуры с произвольными связями путем установления возможных отношений между предварительно выделенными элементами системы, введения ориентировочных оценок силы связей, и, как правило, после предварительного формирования и анализа таких структур связи упорядочивают и получают иерархические или сетевые структуры.
Процессы функционирования и развития, происходящие в сложных системах, как правило, сразу не удается представить в виде математических соотношений или хотя бы алгоритмов. Поэтому для того чтобы хоть как-то охарактеризовать стабильную ситуацию или ее изменения, используют специальные термины, заимствованные теорией систем из теории автоматического регулирования, биологии, философии.
Рассмотрим основные из этих терминов.
Состояние
Понятием "состояние" обычно характеризуют мгновенную фотографию, "срез" системы, остановку в ее развитии. Его определяют либо через входные воздействия и выходные сигналы (результаты), либо через макропараметры, макросвойства системы (давление, скорость, ускорение). Так, говорят о состоянии покоя (стабильные входные воздействия и выходные сигналы), равномерного прямолинейного движения (стабильная скорость) и т.д.
Если рассмотреть элементы а (компоненты, функциональные блоки), учесть, что "входы" можно разделить на управляющие у и возмущающие (неконтролируемые) х и что "выходы" (выходные результаты) зависят от а, у и х, т.е. g=f (а, у, х), то в зависимости от задачи состояние может быть определено как {а, у}, {а, у, g} или {а, у, х, g}.
Поведение. Если система способна переходить из одного состояния в другое (например, s1 → s2 → s3 → ...), то говорят, что она обладает поведением. Этим понятием пользуются, когда неизвестны закономерности (правила) перехода из одного состояния в другое. Тогда говорят, что система обладает каким-то поведением и выясняют его характер, алгоритм.
С учетом введенных обозначений поведение можно представить как функцию:
s(t) = [s(t – 1), y(t), x(t)]. (3.10)