Системы и закономерности их функционирования

Зміст

Вступ________________________________________________________________________ 1

1. Системи та закономірності їх функціонування_____________________ 2

1.1. Кібернетика та біологія_____________________________________________________ 2

1.2. Поняття системи__________________________________________________________ 15

1.2.1. Визначення системи_______________________________________________________ 15

1.2.2. Основні характеристики системи___________________________________________ 15

1.2.3. Елемент як системне поняття_______________________________________________ 17

1.2.4. Цілеспрямованість системного елемента_____________________________________ 18

1.2.5. Цілісність системного елемента_____________________________________________ 18

1.2.6. математичне моделювання системних елементів______________________________ 19

1.2.7. Компоненти та підсистеми_________________________________________________ 22

1.2.8. Відношення та зв’язки_____________________________________________________ 22

1.2.9. Зворотні зв’язки___________________________________________________________ 23

1.3. Структури та їх представлення______________________________________________ 26

Література_________________________________________________________________ 26

Вступ

У сучасних наукових дослідженнях питома вага біологічних робіт складає одну третину, тобто більше за одну третину наукових працівників світу зайнято аналізом біологічних систем і рішенням прикладних задач біології і медицини. Такий розподіл наукових досліджень пояснюється складністю біологічних систем, біологічних і медичних задач, а також життєвою необхідністю рішення цих задач для людства. Останнім часом результати біологічних досліджень все частіше стають основою для рішення задач в традиційно технічних наукових напрямах: автоматизації, розвитку обчислювальної техніки, конструюванні інтелектуальних роботів.

Рішення цих задач передбачає інтегрування експериментальних і теоретичних досліджень біологічних і медичних систем і все більш широке впровадження в практику цих досліджень математичних методів. Математика є універсальною мовою для опису будь-якого процесу або явища. Внаслідок своєї абстрактності одні й ті ж математичні методи виявляються придатними для вивчення процесів, що мають різну фізико-хімічну природу.

Було б помилкою вважати, що математика тільки в останні п'ятнадцять двадцять років стала використовуватися для опису роботи біологічних систем: вона застосовувалася вже на ранніх етапах дослідження живих організмів (досить згадати математичне дослідження Л. Ейлера системи кровообігу, проведене ще в XVIII в.).

Застосування тих або інших математичних методів для аналізу біологічних систем залежить від експериментальних даних, що має в своєму розпорядженні дослідник, і від задач, які він перед собою ставить. Це, в свою чергу, пов'язано з рівнем знань, досягнутим при вивченні біосистеми, з можливостями і засобами експериментального вивчення біосистеми, зі знанням математики і засобів математичного рішення задач. Математичний опис біологічних систем і процесів удосконалюється по мірі підвищення рівня знань в біології. Процес цей непростий, математичний опис може ускладнюватися на певних етапах дослідження, а потім спрощуватися.

На ранніх етапах застосування математичних методів до опису біологічних систем будь-яка математична формула внаслідок лаконічності набувала значущість біологічного закону. У цей час положення в області застосування математичних методів до аналізу біосистеми змінилося. Дослідники при побудові математичного опису якої-небудь конкретної біосистеми починають усвідомлювати, що вони не охоплюють всієї сукупності властивостей біосистеми і зовнішніх умов. Тому тепер кажуть не про математичні закони, а про математичні моделі біосистеми. Дослідник всякий раз вказує на ті властивості біосистеми, які він відображає в математичній моделі, і вказує те коло задач, для рішення яких призначається модель. Ця обставина пов'язана з поглибленням наших знань про функціонування біосистеми, із збільшенням можливостей експериментального вивчення їх і більш детальними задачами, які ставляться при експериментальному дослідженні.

Прогрес в біології донедавна був пов'язаний в основному із застосуванням методів хімії і фізики при аналізі біосистеми, але основна ідея даного посібника пов’язана з обгрунтуванням можливості використання в біології принципів і законів, характерних для фізичних систем.

Сама поява кібернетики зобов'язана поглибленню досліджень технічних і біологічних систем з точки зору загальних процесів управління, процесів перетворення інформації, вивчення складності і організації. Становлення кібернетики як науки пов'язане з іменами багатьох радянських вчених, серед яких особливе місце займає А. Н. Колмогоров. Розвиток кібернетики в СРСР з виділенням різних прикладних напрямів зобов'язаний зусиллям А. І. Берга, В. М. Глушкова, Н. М. Амосова, А. А. Ляпунова, П. К. Анохіна, В. В. Паріна.

В 30-ті роки 20-го сторіччя філософія стала джерелом появи узагальнюючого напрямку – теорія систем. Основоположником даної теорії вважається Л. фон Берталанфі, біолог, який зробив перший доклад щодо нової концепції на філософському семінарі, користуючись в якості базових понять термінологію філософії.