что называется входами системы и выходами системы
Входы и выходы системы
Обобщенным входом (X) называют некоторое состояние всех r входов системы, которое можно представить в виде вектора:
Выходы системы 
— это различные точки приложения влияния (воздействия) системы на внешнюю среду (рис. 1.2).
Выход системы представляет собой результат преобразования информации, вещества и энергии.
Обратная связь — то, что соединяет выход со входом системы и используется для контроля за изменением выхода (рис. 1.2).
Рис. 1.2. Элементы системы управления
Ограничения системы — то, что определяет условия ее функционирования (реализацию процесса). Ограничения бывают внутренними и внешними. Одним из внешних ограничений является цель функционирования системы. Примером внутренних ограничений могут быть ресурсы, обеспечивающие реализацию того или иного процесса.
ГОСы 2012
ОТС в широком смысле охватывает собой все необходимые и возможные дисциплины, имеющие отношение к анализу и синтезу систем.
ОТС в узком понимании в известной степени обобщает различные подходы к ОТС. Она получила название абстрактной теории систем (АТС).
Входы и выходы системы — совокупность воздействий внешней среды на систему и воздействий системы на среду.
Выход одной системы неминуемо будет входом какой-то другой. Следовательно, входы могут быть двух основных видов: результат предшествующего процесса, последовательно связанного с данным; и результат предшествующего процесса, случайным образом связанного с данным. Кроме того, вход может оказаться результатом функционирования той же системы, который вновь вводится в нее (обратная связь). Процесс функционирования системы иногда называют «преобразованием входа в выход», а правило такого преобразования — оператором.
Среди входных величин в управляемых системах (их называют также сигналами) можно выделить две группы, различные по характеру влияния на выходы: управляющие воздействия и возмущения (возмущающие воздействия). К первым относятся такие величины (управляющие переменные, инструментальные переменные), значения которых можно менять для получения желательного (обычно оптимального) выхода, ко вторым — воздействия на систему, нарушающие ее нормальное функционирование и развитие в желательном направлении.
Свойства системы
Взаимодействие элементов порождает такие свойства системы, которыми не один элемент или множество невзаимосвязанных элементов не обладает, т.е. система – это такой объект, свойства которого не сводятся без остатка к свойствам составляющих его элементов.
Входы и выходы системы. Среда
Каждая система функционирует в среде.
Среда – совокупность объектов, воздействующих на систему, но не подконтрольных ей.
Выделяют внешнюю и внутреннюю среду, и, соответственно, внешние и внутренние связи.
В связи с этим выделяют элементы, функционирование которых состоит в восприятии воздействий среды – входы. Вещество, энергия, информация, поступающие на вход системы –входные воздействия (величины).
Элементы системы, реализующие выходные воздействия – это выходы.
Величины, значения которых в пределах данного исследования остаются неизменными – это параметры системы.
Факторы внешней среды – независимые переменные (x), а реакции – функции (y).
Формализованное представление входы а выхода системы через переменные позволяет математически описать процесс исследования ее поведения, рассматривая входные величины как функции выходных.
Понятие связи. Прямая и обратная связь
Связь – те воздействия элемента друг на друга, которые объединяют элементы в единое целое, а также перемещение, преобразование вещества энергии информации.
Связь – наличие зависимости между элементами.
Существует два основных вида связи:
Различием между ними состоит в том, что прямая обеспечивает передачу воздействия или информации с выхода одного элемента на вход другого, а обратная с выхода некоторого элемента на вход того же элемента.
Классификация связей
Связь – те воздействия элемента друг на друга, которые объединяют элементы в единое целое, а также перемещение, преобразование вещества энергии информации.
Связь – наличие зависимости между элементами.
Классификация связей:
Структура системы — расчленение ее на группы элементов с указанием связей между ними, неизменное на все время рассмотрения и дающее представление о системе в целом.
Расчленение системы может иметь различную основу:
Группы элементов в структуре обычно выделяются по принципу простых или относительно более слабых связей между элементами разных групп.
Структура системы может быть охарактеризована по имеющимся в ней (или преобладающим) типам связей:
Близким к понятию структуры является понятие декомпозиции.
Декомпозиция — деление системы на части, удобные для каких-либо операций с этой системой. Суть декомпозиции — упрощение системы, слишком сложной для рассмотрения целиком.
Агрегирование — противоположная процедура (процедура синтеза) — объединение частей в целое, установление связей.
Окружение системы. Для того, чтобы дифференцировать, отделить систему от не системы, вводится понятие окружения системы (внешней среды, окружающей среды).
Иерархия — структура с наличием подчиненности, т. е. неравноправных связей между элементами, когда воздействие в одном из направлений оказывают гораздо большее влияние на элемент, чем в другой.
Среда. Вход и выход системы. «Черный ящик».
Всякая система представляет собой некоторый объект, который можно выделить из окружающей среды.
Система взаимодействует с окружающей средой: среда оказывает влияние на систему, а система — на среду. Воздействия среды на систему называютвходами (или входом) системы, а воздействия системы на среду — выходами (или выходом) системы.
Выходы системы yi – это различные точки приложения влияния (воздействия) системы на внешнюю среду. Выход системы представляет собой результат преобразования информации, вещества и энергии.
Здесь «воздействие» понимается в самом широком смысле. Это могут быть материальные объекты, которыми обмениваются среда и система, физическое воздействие, информация.
Например, а) автомат по продаже газет: на входе — монета, на выходе — газета; б) ручная мясорубка: на входе — мясо и вращение ручки, на выходе — фарш; в) сейф с кодовым замком: на входе — набор кода (информация), на выходе — доступ внутрь.
Для всякой системы можно перечислить множество входов и выходов, совсем не обязательно связанных с ее прямым назначением. Например, система «ручные механические часы». Ее входы — это верньер для завода часов и для перевода стрелок; но в то же время и пыль, грязь, вода, тряска, удары. Выходы — циферблат со стрелками, тиканье, вес, способ крепления на руке, способ изображения цифр на циферблате, точность хода и т.д. Для большинства реальных систем список входов/выходов бесконечен.
Мы часто не знаем как данный объект устроен «внутри». Нам важно лишь знать, к каким результатам на выходе приведут определенные воздействия на входе системы. В таких случаях говорят, что система рассматривается как «черный ящик»,т.е. ее представляют такой моделью.
Представить некоторую систему в виде «черного ящика», это значит указать ее «входы» и «выходы». Такое описание позволяет целенаправленноиспользовать данную систему. Например, всякие инструкции для пользователей сложной бытовой техники являются описаниями черного ящика. В них объясняется, что нужно сделать на входе (включить, нажать, повернуть и пр.), чтобы достичь определенного результата на выходе (постирать белье, получить фруктовый сок, выполнить вычисления и пр.). Однако, что при этом происходит «внутри» — не объясняется.
Для описания функционирования системы на формальном языке (математики, информатики) входы и выходы должны характеризоваться какими-то величинами. Чаще всего — это числовые величины, но могут быть и символьные.
Величины, характеризующие входы и выходы системы, называются параметрами. Например, в использованном выше примере с автоматом по продаже газет, в качестве входного параметра можно определить номинал монеты (например, 2 рубля). Но если учесть, что автомат сработает и при опускании в него любой металлической пластинки той же формы, размера и веса, что и двухрублевая монета, то в качестве входных параметров следует принять три числа: диаметр, толщину и вес пластинки.
Если входные и выходные параметры являются числовыми величинами, то на языке математики связь между ними может быть задана в виде функций(формулы). Например, входные параметры: х1, х2; выходной — у. Связь между ними: у = F(x1,x2).
Ниже приведены еще «системные» понятия.
Состояние системы (статическая характеристика системы)– это вектор значений параметров, характеризующих систему в данный момент времени. Например:
где P(t1) – это мощность производства;
L (t1) – количество рабочих;
N(t1) – объем выпуска и т.д.
Система может иметь начальное, промежуточное и конечное состояние.
Поведение системы – это совокупность действий, изменений изучаемой системы и ее реакций на внешние воздействия: изменение, развитие, рост.
Учитель информатики
Сайт учителя информатики. Технологические карты уроков, Подготовка к ОГЭ и ЕГЭ, полезный материал и многое другое.
§ 5. Системы объектов
Информатика. 6 класса. Босова Л.Л. Оглавление
Разнообразие систем.
Ключевые слова:
Состояние сложного, составного объекта определяется не только значениями его собственных признаков, но и состояниями объектов-частей. Например, автомобиль переходит в состояние торможения, когда нажата педаль тормоза.
Подход к описанию сложного объекта, при котором не просто называют его составные части, но и рассматривают их взаимодействие и взаимовлияние, принято называть системным подходом. При этом сложный объект называют системой, а его части — компонентами (элементами) системы.
Любой реальный объект достаточно сложен. Поэтому его можно рассматривать как систему.
Различают материальные, нематериальные и смешанные системы. В свою очередь, материальные системы разделяют на природные и технические (рис. 15).
Примеры природных систем вам хорошо известны: Солнечная система, растение, живой организм и прочее.
Технические системы создаются людьми. Примеры технических систем: автомобиль, компьютер, система вентиляции.
Примеры нематериальных систем: разговорный язык, математический язык, нотные записи.
Смешанные системы содержат в себе материальные и нематериальные компоненты. Среди них можно выделить так называемые социальные системы. Социальные системы образуют люди, объединённые одним занятием, интересами, целями, местом проживания и т. д. Примеры социальных систем: оркестр, футбольный клуб, население города.
Состав и структура системы
Любая система определяется не только набором и признаками её элементов, но также взаимосвязями между элементами. Одни и те же элементы, в зависимости от объединяющих их взаимосвязей, могут образовывать различные по своим свойствам системы. Например, из деталей одного и того же конструктора ребёнок собирает разные сооружения.
Из одного и того же набора продуктов (мясо, капуста, картофель, морковь, лук, помидоры) мама может приготовить первое (щи) или второе (рагу) блюдо.
Из молекулы одного и того же химического вещества. (углерода) состоят алмаз и графит. Но алмаз — самое твёрдое вещество в природе, а графит — мягкий, из него делают грифели для карандашей. А всё потому, что в алмазе молекулы углерода образуют кристаллическую структуру, а у графита — слоистую.
Структура — это порядок объединения элементов, составляющих систему.
Состав и структуру системы описывают с помощью схемы состава. В состав системы может входить другая система. Первую называют надсистемой, вторую — подсистемой. Имя надсистемы на схеме состава всегда располагают выше имён всех её подсистем. В этом случае говорят о многоуровневой структуре системы, в которой один и тот же компонент может одновременно быть надсистемой и подсистемой. Например, головной мозг — подсистема нервной системы птицы и надсистема, в состав которой входят передний мозг, средний мозг и т. д. (рис. 16).
Во многих случаях связь между объектами очевидна, но не сразу понятно, в составе какой надсистемы их нужно рассматривать.
Например, дорожное покрытие изнашивается оттого, что по городу ездят автомобили, автобусы, троллейбусы и прочие наземные транспортные средства. Наземные транспортные средства и дороги — составные части транспортной системы города.
Дерево может погибнуть от насекомых-вредителей, если уменьшится численность птиц. Насекомые, птицы, деревья — компоненты системы «Парк» или «Лес» (рис. 17).
Главное свойство любой системы — возникновение системного эффекта. Заключается оно в том, что при объединении элементов в систему у системы появляются новые признаки, которыми не обладал ни один из элементов в отдельности.
В качестве примера системы рассмотрим самолёт. Главное его свойство — способность к полёту. Ни одна из составляющих его частей в отдельности (крылья, фюзеляж, двигатели и т. д.) этим свойством не обладает, а собранные вместе строго определённым способом, они такую возможность обеспечивают. Вместе с тем, если убрать из системы «самолёт* какой-нибудь элемент (например, крыло), то не только это крыло, но и весь самолёт потеряет способность летать.
Система и окружающая среда
Выделив некоторую систему из окружающей среды, мы как бы проводим вокруг неё замкнутую границу, за пределами которой остаются не вошедшие в систему объекты. Эти объекты оказывают влияние на систему. Сама система также оказывает влияние на окружающую среду. Поэтому говорят, что система и среда взаимодействуют между собой.
Если, например, рассмотреть в качестве системы ученический коллектив одного класса, то весь остальной коллектив школы будет относиться к среде этой системы.
Воздействия среды на систему называют входами системы, а воздействия системы на среду — выходами системы. На рисунке 18 эти связи изображены стрелками.
Например, дерево можно выделить из окружающей среды как систему, состоящую из корня, ствола, веток и листьев. Входы этой системы — вода, солнечный свет, углекислый газ, минеральные вещества и т. д. Выходы — кислород, тень от кроны, древесина, молодые побеги и многое другое (рис. 19).
Для большинства реальных систем список входов и выходов бесконечен.
Система как «чёрный ящик»
Очень часто человек не знает, как «внутри» устроена система, с которой он имеет дело. Человеку куда важнее знать, к каким результатам на выходе приведут определённые воздействия на входе системы. В таких случаях говорят, что система рассматривается как «чёрный ящик».
Представить некоторую систему в виде «чёрного ящика» — это значит указать её входы и выходы, а также зависимость между ними. Такое описание позволяет целенаправленно использовать данную систему. Например, всякие инструкции для пользователей сложной бытовой техники являются описаниями «чёрного ящика». В них объясняется, что нужно сделать на входе (включить, нажать, повернуть и пр.), чтобы достичь определённого результата на выходе (постирать белье, получить фруктовый сок, выполнить вычисления и пр.). Однако, что при этом происходит «внутри», не объясняется.
Самое главное
Система — это целое, состоящее из частей, взаимосвязанных между собой. Части, образующие систему, называются её компонентами.
Структура — это порядок объединения элементов, составляющих систему.
При системном подходе учитывается взаимодействие и взаимовлияние всех компонентов системы.
Всякая система приобретает новые качества, которыми не обладал ни один из её элементов в отдельности (свойство системного эффекта).
Воздействия среды на систему называют входами системы, а воздействия системы на среду — выходами системы.
Входы и выходы системы
Состояние системы
Функционирование системы
Понятия, определяющие
§ входы и выходы системы
§ функционирование (движение) системы
Задание конкретной системы сводится к заданию ее состояний, начиная с зарождения и кончая гибелью или переходом в другую систему.
Реальная система не может находиться в любом состоянии. Всегда есть известные ограничения — некоторые внутренние и внешние факторы (например, человек не может жить 1000 лет).
Входами системы могут быть информация, вещество, энергия, которые подлежат преобразованию.
Обобщенным входом (X) называют некоторое (любое) состояние всех rвходов системы, которое можно представить в виде вектора:
Выходы системы уj — это различные точки приложения влияния (воздействия) системы на внешнюю среду (рис. 1.2).
Выход системы представляет собой результат преобразования информации, вещества и энергии.
Обратная связь — то, что соединяет выход со входом системы и используется для контроля за изменением выхода (рис. 1.2).
Ограничения системы — то, что определяет условия ее функционирования (реализацию процесса). Ограничения бывают внутренними и внешними. Одним из внешних ограничений является цель функционирования системы. Примером внутренних ограничений могут быть ресурсы, обеспечивающие реализацию того или иного процесса.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет