Табиғи және жасанды жүйелер бар. Басқа жүйелерден тұратын жүйе күрделі болып саналады. Бұл, мысалы, алма немесе трактор зауыты, ара ұясы және компьютерлік бағдарлама жазу. Жүйе процесс, объект, құбылыс болуы мүмкін. Ақпарат - жүйелерді сипаттайтын құрал.
Қажетті деректерді тану және олардың сенімділігін бағалау – білім мен дағдылар жүйесі. Түсіну және бағалау – маманның интеллектінің сапасы, оның білімі мен дағдысының тиімділігі.
Көру бұрышы мен қол жеткізілетін мақсатқа байланысты шешімдердің кең ауқымын алуға болады. «Алма мен Ньютон» - қызықты қысқа әңгіме, бірақ тек тартылыс заңдарымен бейнелі түрде байланысты. Планеталар тыныш және көзге көрінетін энергия шығынынсыз ұшады, бірақ адам гравитациялық күштер жүйесін басқаруды әлі үйренген жоқ. Ғылым жасай алатын жалғыз нәрсе - орасан зор энергия ресурстарын пайдалану арқылы ауырлық күштерін жеңу (пайдаланбау).
Қарапайым жәнекүрделі жүйелер
Амеба - ең қарапайым организм. Бірақ мектеп оқулықтарына сену қиын. «Жолдағы тас мүлде жүйе емес» деуге болады. Бірақ микроскоппен қарағанда амеба тіпті мектеп оқушысының да ойын тез өзгертеді. Амебаның өмірі оқиғаларға толы. Жартас жауынгердің қолындағы қару немесе жаңғақтарды жаратын балға болуы мүмкін.
Қазіргі ғылым амеба мен тас тастағы химиялық заттарды, молекулаларды, атомдарды, орбитадағы электрондарды және элементар бөлшектерді оңай анықтауға болады деп мәлімдейді.
Астрономдардың пікірінше, Жер Ғаламдағы жалғыз планета емес және соған ұқсастары үлкен галактикалар жүйесінде бар.
Барлық жүйелер бір деңгейде қарапайым. Зерттеуші бір деңгейден төмен немесе жоғары көтерілген кезде барлық жүйелер күрделі болады.
Олардың кез келгені кеңістік пен уақыт нүктесі. Жасанды немесе табиғи екеніне қарамастан.
Статикалық және динамикалық
Зауыт ғимараты немесе машина төсегі қозғалмайды. Тау етегіндегі мұхитқа қарағанда қозғалғыштығы төмен. Бұл әрқашан күрделі динамикалық жүйелер. Зауыт ғимараты жұмыс күшінің, машиналардың, жабдықтардың қалыпты жұмыс істеуі, материалдар мен дайын өнімді сақтау үшін қажетті функционалдылықты қамтамасыз етеді. Төсек машина механизмдерінің қалыпты жұмысына кепілдік береді. Тау климаттың қалыптасуына қатысады, желдің қозғалысын «басқарады», тірі ағзаларды тамақпен және баспанамен қамтамасыз етеді.
Кез келген жүйеде шешілетін көзқарас пен мәселеге байланыстыстатиканы динамикадан бөледі. Бұл маңызды процедура: күрделі жүйелердің модельдері деректерді жүйелеу процесі болып табылады. Жүйе туралы ақпарат көздерін дұрыс анықтау, олардың сенімділігін бағалау және нақты мағынасын анықтау шешімнің негізінде қалыптасатын модель құру үшін өте маңызды.
Мысалды қарастырайық. Кәсіпорынды басқару жүйесін құру кезінде ғимарат, машиналар мен жабдықтар статикалық болып табылады. Бірақ бұл статикалық динамикалық қызмет көрсетуді қажет етеді. Техникалық құжаттамаға сәйкес кәсіпорынды басқару жүйесінде сервистік ішкі жүйе болуы керек. Осымен қатар бухгалтерлік есеп пен бақылау жүйесі, жоспарлау-экономикалық жүйе әзірленеді. Кәсіпорынның мақсаттары мен міндеттерінің ауқымын анықтау қажет болады: стратегия, даму тұжырымдамасы.
Жүйе құрылымы
Күрделі жүйелердің мақсаты мен құрылымы модельдеудегі негізгі міндет болып табылады. Көптеген жүйелік теориялар бар. Сіз мақсаттардың, сипаттамалардың, талдау әдістерінің ондаған анықтамаларын бере аласыз және олардың әрқайсысының мағынасы болады.
Модельдеу мәселелерін тиімді шешу үшін жүйе теориясы бойынша беделді мамандар жеткілікті, бірақ жүйелердің тұжырымдамалық толық теориясын, олардың құрылымын және объективті және сенімді модельдерді анықтау (әзірлеу) әдістерін ұсыну үшін жеткіліксіз.
Әдетте, сарапшылар терминдерге енгізген мағынаны манипуляциялайды: мақсат, функционалдылық, құрылым, күй кеңістігі, тұтастық, бірегейлік. Модельдерді көрнекі түрде құру үшін графикалық немесе блоктық белгілер қолданылады. Мәтіндік сипаттама негізгі болып табылады.
Әрбір жағдайда күрделі жүйенің не екенін түсіну маңызды. Түсіну процесі – маманның (ұжымның) ойлау динамикасы. Сіз жүйенің мақсатын немесе құрылымын мызғымас нәрсе ретінде түзете алмайсыз. Атқарылып жатқан жұмысты түсіну динамикалық болып табылады. Түсінген нәрсенің бәрі статикалық күйде қатып қалады, бірақ қол жеткізілген түсінікті қайта қарау, аралық нәтижелерді түзету ешқашан зиян тигізбейді.
Құрылымның сипатты құрамдас бөлігі деректер ауқымы, олардың тұтастығы, сандық және сапалық сипаттамасы, олар басқаратын күрделі жүйелердің ішкі және сыртқы әдістері:
- кіретін ақпаратты тану үшін;
- өзіндік + сыртқы деректерді талдау және жалпылау;
- шешімдерді қалыптастыру.
Бағдарламалау - жүйе құрылымының жақсы мысалы. Өткен ғасырдың соңы классикалық бағдарламалау концепциясынан объектілі-бағытталған бағдарламалауға көшуімен ерекшеленді.
Объектілер мен нысандар жүйесі
Бағдарламалау – ойлау процестерінің күрделі жүйесі. Бағдарламалау - бұл саналы деңгейде модельдеуге мүмкіндік беретін жоғары біліктілік талабы. Бағдарламашы нақты мәселені шешеді. Оның процессор деңгейінде бағдарлама кодын талдауға уақыты жоқ. Программист есепті шешу алгоритмімен жұмыс істейді – бұл модель құру деңгейі.
Классикалық бағдарламалау – есепті ретімен шешетін алгоритм. Объектіге бағытталған бағдарламалауда тек бір-бірімен әрекеттесу әдістері бар объектілер жәнесыртқы әлем. Әрбір нысанда күрделі деректер құрылымы, өзіндік синтаксисі және семантикасы болуы мүмкін.
Объектілі-бағытталған программалау арқылы мәселені шешуде программист объектілер бойынша ойлайды, ал оның санасындағы күрделі жүйе қарапайымдардың жиынтығы ретінде пайда болады. Кез келген жүйе бір немесе бірнеше объектілерден тұрады. Әрбір нысанның өз деректері мен әдістері бар.
«Объектіге бағытталған» программист жұмысының нәтижесі – объектілер жүйесі және бірізділік алгоритмі жоқ. Объектілік жүйенің өзі объект ретінде қызмет етеді. Оны құрайтын объектілер тек өз мақсатын орындайды. Ешбір сыртқы алгоритм күрделі жүйеге не істеу керектігін айтпайды. Әсіресе оны құрайтын нысандар үшін - өзін қалай ұстау керек.
Нүкте және ұпай жүйесі
Практикалық есептерді шешу барысында маман модельдер құрастырады. Тәжірибе арқылы күрделі жүйелерді кеңістік-уақыттағы нүктелер ретінде көру мүмкіндігі пайда болады. Бұл нүктелер бірегей және ерекше функционалдылықпен толтырылған. Жүйелер кіріс ақпаратты "қабылдайды" және күтілетін нәтиже береді.
Әр ұпай ұпайлар жүйесін қамтиды, оны жүйе ретінде де түсіндіру керек. Шешілетін тапсырма қосалқы тапсырмалар жүйесімен ұсынылған кезде, сондықтан маманға салыстырмалы түрде жүйеленген бөлінген функциялар жинағын жүктейтін кері процедура міндетті түрде шешімдегі сәйкессіздіктерге әкеледі.
Кез келген жүйеде бір ғана бастама бар, тек олшешуді қажет ететін қосалқы тапсырмаларға бөлуге болады. Жүйелерді талдау кезінде барлық сарапшылар терминдерді пайдаланады:
- ерекшелік;
- жүйелі;
- тәуелсіздік;
- "ішкі функционалдық" қатынасы;
- жүйе тұтастығы.
Бірінші және соңғы модельдеу жұмысының кез келген кезеңінде қолдану үшін ең маңызды болып табылады. Кез келген күрделі жүйе ішкі жүйелердің біртұтас бірегей құрамы болып табылады. Жүйеге қандай ішкі жүйелер енгізілгені маңызды емес. Ең бастысы, әрбір деңгейде функционалдылықтың тұтастығы мен бірегейлігі бар. Жүйенің, сондай-ақ оның әрбір ішкі жүйесінің тұтастығы мен бірегейлігіне назар аудара отырып, тапсырманың (жүйенің) объективті моделін құруға болады.
Білім мен дағдылар
«Ешкім де қажет емес» деген жалпы сөз тіркесі үмітсіз ескірген. Тіпті қарапайым жұмысты аз күш жұмсап, уақыт пен ақшаны үнемдей отырып, ақылды түрде жасауға болады.
Зияткерлік мәселелерді модельдеу және шешу - жоғары біліктіліктің сөзсіз талабы. Нақты жүйені модельдеу де, мәселені шешу де маманға байланысты. Әртүрлі мамандар өз жұмыстарын өзінше атқаратын болады. Модельдеу объективті болмаса және мәселені шешу процесі дәл орындалмаса ғана нәтижелер әртүрлі болуы мүмкін.
Байыпты теориялық дайындық, практикалық тәжірибе және жүйелі ойлау қабілеті әрбір мәселені шешудің нәтижесін анықтайды. Объективті көзқараспен олардың әрқайсысы қандай маман жұмыс жасағанына қарамастан нақты нәтиже береді.
