Системний підхід в моделюванні

Поняття про систему. Навколишній світ складається з безлічі різних об'єктів, кожен з яких має різноманітні властивості, і при цьому об'єкти взаємодіють між собою. Наприклад, такі об'єкти, як планети нашої Сонячної системи, мають різні властивості (масу, геометричні розміри тощо.) І за законом всесвітнього тяжіння взаємодіють з Сонцем і один з одним.

Планети входять до складу більш великого об'єкта - Сонячної системи, а Сонячна система - до складу нашої галактики "Чумацький шлях". З іншого боку, планети складаються з атомів різних хімічних елементів, а атоми - з елементарних частинок. Можна зробити висновок, що практично кожен об'єкт складається з інших об'єктів, тобто являє собою систему.

Важливою ознакою системи є її цілісне функціонування. Система є не набором окремих елементів, а сукупністю взаємопов'язаних елементів. Наприклад, комп'ютер є системою, що складається з різних пристроїв, при цьому пристрої зв'язані між собою і апаратно (фізично підключені один до одного) і функціонально (між пристроями відбувається обмін інформацією).

Система є сукупністю взаємопов'язаних об'єктів, які називаються елементами системи.

Стан системи характеризується її структурою, тобто складом і властивостями елементів, їх відносинами і зв'язками між собою. Система зберігає свою цілісність під впливом різних зовнішніх впливів і внутрішніх змін до тих пір, поки вона зберігає незмінною свою структуру. Якщо структура системи змінюється (наприклад, віддаляється один з елементів), то система може перестати функціонувати як ціле. Так, якщо видалити один з пристроїв комп'ютера (наприклад, процесор), комп'ютер вийде з ладу, тобто припинить своє існування як система.

Статичні інформаційні моделі. Будь-яка система існує в просторі і в часі. У кожен момент часу система знаходиться в певному стані, яке характеризується складом елементів, значеннями їх властивостей, величиною і характером взаємодії між елементами і так далі.

Так, стан Сонячної системи в будь-який момент часу характеризується складом входять до неї об'єктів (Сонце, планети і ін.), Їх властивостями (розмірами, положенням в просторі та ін.), Величиною і характером взаємодії між собою (силами тяжіння, за допомогою електромагнітних хвиль і ін.).

Моделі, що описують стан системи в певний момент часу, називаються статичними інформаційними моделями.

У фізиці прикладом статичних інформаційних моделей є моделі, що описують прості механізми, в біології - моделі будови рослин і тварин, в хімії - моделі будови молекул і кристалічних решіток і так далі.

Динамічні інформаційні моделі. Стан систем змінюється в часі, тобто відбуваються процеси зміни і розвитку систем. Так, планети рухаються, змінюється їх положення щодо Сонця і один одного; Сонце, як і будь-яка інша зірка, розвивається, змінюються її хімічний склад, випромінювання і так далі.

Моделі, що описують процеси зміни і розвитку систем, називаються динамічними інформаційними моделями.

У фізиці динамічні інформаційні моделі описують рух тіл, в біології - розвиток організмів або популяцій тварин, в хімії - процеси проходження хімічних реакцій і так далі.

Питання для роздумів

1. Чи утворюють систему комплектуючі комп'ютера: До збірки? Після складання? Після включення комп'ютера?

2. У чому різниця між статичними і динамічними інформаційними моделями? Наведіть приклади статичних і динамічних інформаційних моделей.