Що таке система – інформатика
Системологія – наука про системи. У чому полягає зміст цієї науки і яке відношення вона має до інформатики, вам належить дізнатися з даної глави.
Наш світ наповнений різноманіттям різних об’єктів. Нерідко ми вживаємо поняття “простий об’єкт”, “складний об’єкт”. А міркували ви про те, в чому різниця між простим і складним? На перший погляд, виникає такий очевидний відповідь: складний об’єкт складається з безлічі простих. І чим більше в ньому таких “деталей”, тим предмет складніше. Наприклад, цегла – простий об’єкт, а будівля, побудована з цегли, – складний об’єкт. Або ще: болт, колесо, кермо і інші деталі автомобіля – прості об’єкти, а сам автомобіль, зібраний з цих деталей, – складний пристрій. Але чи тільки в кількості деталей полягає відмінність між простим і складним?
Сформулюємо визначення головного поняття системологии – поняття системи:
Система – це складний об’єкт, що складається з взаємопов’язаних частин (елементів) і існуючий як єдине ціле. Всяка система має певне призначення (функцію, мета).
Розглянемо купу цегли і будинок, побудований з цих цегл. Як би багато не було цеглин у купі, її не можна назвати системою, тому що в ній немає єдності, немає доцільності. А житловий будинок має цілком конкретне призначення – в ньому можна жити. У кладці будинку цеглини певним чином взаємопов’язані, відповідно до конструкції. Звичайно, в конструкції будинку крім цегли є багато інших деталей (дошки, балки, вікна та ін.), Всі вони потрібним чином з’єднані і утворюють єдине ціле – будинок.
Ось інший приклад: безліч велосипедних деталей і зібраний з них велосипед. Велосипед – це система. Його призначення – бути транспортним засобом для людини.
Перше головне властивість системи – доцільність. Це призначення системи, головна функція, яку вона виконує.
Структура системи
Всяка система визначається не тільки складом своїх частин, але також порядком і способом об’єднання цих частин в єдине ціле. Всі частини (елементи) системи знаходяться в певних відносинах або зв’язках один з одним. Тут ми виходимо на наступне найважливіше поняття систе-Молога – поняття структури.
Структура – це порядок зв’язків між елементами системи.
Можна ще сказати так: структура – це внутрішня організація системи. З тих же самих цегл і інших деталей крім житлового будинку можна побудувати гараж, паркан, вежу. Всі ці споруди будуються з одних і тих же елементів, але мають різну конструкцію відповідно до призначення споруди. Застосовуючи мову системологии, можна сказати, що вони розрізняються структурою.
Хто з вас не захоплювався дитячими конструкторами: будівельними, електричними, радіотехнічними та іншими? Всі дитячі конструктори влаштовані за одним принципом: є безліч типових деталей, з яких можна збирати різні вироби. Ці вироби відрізняються порядком з’єднання деталей, т. Е. Структурою.
З усього сказаного можна зробити висновок: всяка система володіє певним елементним складом і структурою. Властивості системи залежать і від того, і від іншого. Навіть при однаковому складі системи з різною структурою володіють різними властивостями, можуть мати різне призначення.
Друге головна властивість системи – цілісність. Порушення елементного складу або структури веде до часткової або повної втрати доцільності системи.
З залежністю властивостей різних систем від їх структури вам доводилося і ще належить зустрітися в різних шкільних дисциплінах. Наприклад, відомо, що графіт і алмаз складаються з молекул одного і того ж хімічної речовини – вуглецю. Але в алмазі молекули вуглецю утворюють кристалічну структуру, а у графіту структура зовсім інша – шарувата. У результаті алмаз – найтвердіша в природі речовина, а графіт м’який, з нього роблять грифелі для олівців.
Приклад з фізики: всі радіосистеми складаються з однакових деталей (резисторів, конденсаторів, транзисторів, трансформаторів та ін.), Але різні за призначенням радіотехнічні пристрої мають різну структуру.
Розглянемо приклад суспільної системи. Суспільними системами називають різні об’єднання (колективи) людей: сім’ю, виробничий колектив, колектив школи, бригаду, військову частину і ін. Зв’язки в таких системах – це відносини між людьми, наприклад відносини підлеглості. Безліч таких зв’язків утворюють структуру суспільної системи.
Ось простий приклад. Є дві будівельні бригади, що складаються кожна з семи чоловік. У першій бригаді одна бригадир, два його заступники і по два робочих в підпорядкуванні у кожного заступника. У другій бригаді – один бригадир і шестеро робітників, які підпорядковуються безпосередньо бригадиру.
Саме поверхневе опис ПК таке: це система, елементами якої є системний блок, клавіатура, монітор, принтер, миша. Чи можна назвати їх простими елементами? Звичайно, ні. Кожна з цих частин – це теж система, що складається з безлічі взаємозалежних елементів. Наприклад, з базового курсу інформатики вам відомо, що до складу системного блоку входять: центральний процесор, оперативна пам’ять, накопичувачі на жорстких і гнучких магнітних дисках, CD-ROM, контролери зовнішніх пристроїв та ін. У свою чергу, кожне з цих пристроїв – складна система. Наприклад, центральний процесор складається з арифметико-логічного пристрою, пристрої керування, регістрів. Так можна продовжувати і далі, все більш заглиблюючись у подробиці пристрою комп’ютера.
Систему, що входить до складу якоїсь іншої, більшої систе ми, називають підсистемою.
З даного визначення випливає, що системний блок є підсистемою персонального комп’ютера, а процесор – підсистемою системного блоку.
А чи можна сказати, що якась найпростіша деталь комп’ютера, наприклад гайка, системою не є? Все залежить від точки зору. У пристрої комп’ютера гайка – проста деталь, оскільки на більш дрібні частини вона не розбирається. Але з точки зору будови речовини, з якого зроблена гайка, це не так. Метал складається з молекул, що утворюють кристалічну структуру, молекули – з атомів, атоми – з ядра і електронів. Чим глибше наука проникає в речовину, тим більше переконується, що немає абсолютно простих об’єктів. Навіть частки атома, які називають елементарними, наприклад електрони, теж виявилися непростими.
Будь реальний об’єкт нескінченно складний. Опис його складу і структури завжди носить модельний характер, т. Е. Є наближеним. Ступінь подробиці такого опису залежить від його призначення. Одна і та ж частина системи в одних випадках може розглядатися як її простий елемент, в інших випадках – як підсистема, що має свій склад і структуру.
Про системи в науці і системному підході
Основний сенс дослідної роботи вченого найчастіше полягає в пошуку системи в предметі його дослідження.
Завдання всякої науки – знайти системні закономірності в тих об’єктах і процесах, які вона вивчає.
Давайте згадаємо, де в шкільних предметах вам зустрічалося поняття системи. У XVI столітті Микола Коперник описав пристрій Сонячної системи. Земля й інші планети обертаються навколо Сонця; пов’язані вони в єдине ціле силами тяжіння.
Систематизація знань дуже важлива для біології. У XVIII столітті шведський учений Карл Лінней написав книгу під назвою “Системи природи”. Він зробив першу вдалу спробу класифікувати всі відомі види тварин і рослин, а найголовніше, показав взаємозв’язок, т. Е. Залежність одних видів від інших. Вся жива природа постала
як єдина велика система. Але вона, в свою чергу, складається з системи рослин, системи тварин, т. Е. Підсистем. А серед тварин є птахи, звірі, комахи і т. Д. Все це теж системи.
Російський учений Володимир Іванович Вернадський у 20-х роках XX століття створив вчення про біосферу. Під біосферою він розумів систему, що включає в себе весь рослинний і тваринний світ Землі, людство, а також їх середовище проживання: атмосферу, поверхня Землі, світовий океан, що розробляються людиною надра (все це названо активної оболонкою Землі). Усі підсистеми біосфери пов’язані між собою і залежать один від одного. Вернадському ж належить ідея про залежність стану біосфери від космічних процесів, інакше кажучи, біосфера є підсистемою більш великих, космічних систем.
Якщо людина хоче бути хорошим фахівцем у своїй справі, він обов’язково повинен володіти системним мисленням, до будь-якій роботі проявляти системний підхід.
Сутність системного підходу: необхідно враховувати всі істотні системні зв’язки того об’єкта, з яким працюєш.
Дуже “чутливим” для всіх нас прикладом необхідності системного підходу є робота лікаря. Взявшись лікувати якусь хворобу, якийсь орган, лікар не повинен забувати про взаємозв’язок цього органу з усім організмом людини, щоб не вийшло, як у приказці, “одне лікуємо, інше калічимо”. Людський організм – дуже складна система, тому від лікаря потрібні великі знання і обережність.
Ще один приклад – екологія. Слово “екологія” походить від грецьких слів “екое” – “будинок” і “логос” – “вчення”. Ця наука вчить людей ставитися до навколишнього їх природі як до власного будинку. Найважливішим завданням екології сьогодні став захист природи від руйнівних наслідків людської діяльності (використання природних ресурсів, викидів промислових відходів та ін.). З часом люди все більше втручаються в природні процеси. Деякі втручання безпечні, але є такі, які можуть призвести до катастрофи. Екологія користується поняттям “екологічна система”. Це людина з “плодами” його діяльності (міста, транспорт, заводи та ін.) І природна природа. В ідеалі в цій системі має існувати динамічна рівновага, т. Е. Ті руйнування, які людина неминуче виробляє в природі, повинні встигати компенсуватися природними природними процесами або самою людиною. Наприклад, люди, машини, заводи спалюють кисень, а рослини його виділяють. Для рівноваги треба, щоб виділялося
кисню не менше, аніж його спалюється. І якщо рівновага буде порушено, то в кінці кінців настане катастрофа в масштабах Землі.
У XX столітті екологічна катастрофа сталася з Аральським морем в Середній Азії. Люди бездумно забирали для зрошення полів воду з живлять його річок Амудар’я і Сирдар’я. Кількість випаровується води перевищило приплив, і море стало пересихати. Зараз воно практично загинуло і життя на його колишніх берегах ні для людей, ні для тварин і рослин стала неможливою. Ось вам приклад відсутності системного підходу. Діяльність таких “перетворювачів природи” дуже небезпечна. Останнім часом з’явилося поняття “екологічна грамотність”. Втручаючись у природу, не можна бути вузьким фахівцем: тільки нафтовиком, тільки хіміком і ін.
Займаючись вивченням або перетворенням природи, треба бачити в ній систему і докладати зусиль для того, щоб не порушувати її рівноваги.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)