Systém: Porovnání verzí
Smazaný obsah Přidaný obsah
m Už to není {{Pahýl}}, zřejmě zapomenuté, odstranil jsem. |
překlepy, typografie, nevhodné použití nadpisů, nicméně článek má další vady, viz diskuze k článku značka: editor wikitextu 2017 |
||
Řádek 1:
{{Různé významy}}
'''Systémem''' se v [[exaktní]] [[věda|vědě]], technice, a v systémovém pojetí rozumí kognitivní (znalostní) model dané části reálného světa (existující či projektované), reprezentovaný nástroji exaktního světa ([[matematika]], [[matematická logika|formální logika]], programovací [[jazyk (lingvistika)|jazyky]], jazyky blokových schémat). Tedy [[model]] matematický či počítačový, který je oproti matematickému pojetí obohacen o další (systémové) pojmy označující typy [[veličina|veličin]] (vstupní, stavové, výstupní), pojmy struktury<ref>R. E.Kalman, P. L. Falb, M. A. Arbib: Topics in mathematical system theory. New York, McGraw-Hill,1969</ref>
== Historie pojmu systém: Inspirační oblasti ==
=== Exaktní věda ===
Původní oblastí byly principy rozpoznané v teorii elektrických obvodů, přenesené i do mechanických soustav
Během 2. světové války a po ní, se objevily dvě další oblasti, téměř současně.
Řádek 18 ⟶ 16:
=== Systémová věda ===
Další oblast vyžadující ambiciózní pojetí, byla vytyčena nápadem vyjít sice z principů rozpoznaných v teorii elektrických obvodů a v automatickém řízení, v rodící se informatice, vznikajících počítačích, ale zahrnout i zájmy biologů (např. Ludwig von Bertalanffy), psychologů a dalších. Pro vysvětlení této pohnutky je třeba uvést, že v gigantických a komplexních válečných projektech byly zúčastněny i tyto obory sdružené v komplexních týmech vědců. Hledali společnou řeč. Tak se začalo uvažovat o hledání systému jako vědy nad vědami, a dostalo se jí označení ''General systems'', v češtině pak ''Systémová věda''. Na této úrovni je systém chápán jako [[metodologie]] hledání jednotících principů v různých vědních oborech. Cílem je hledat jednotu vědy zlepšováním komunikace mezi specialisty vědních oborů za pomoci přenositelných teoretických modelů a vědních metod
== Historie pojmu systém: Cesta za různými cíli ==
V 60. letech 20. století začíná doba blouznění, kdy se badatelé na mezinárodních konferencích předhánějí, kdo z nich předloží obecnější pojetí systému. Původní záměr, najít dosti obecný nástroj popisu reálného světa se vytrácí, nový záměr je nelézt co nejobecnější vyjádření pojmu systém, jehož vztah k realitě není určen, ale bude pokud možno všeobjímající. Naštěstí na oněch konferencích vystupovali i osvícenější badatelé, kteří si uvědomovali, že obecnost „jejich“ systému musí mít nějaké racionální hranice. Je zřejmé, že na konferencích se svými referáty přispívaly dvě skupiny vědců, které se postupně svými vizemi vzdalovaly, jen si to nebyly schopny vzájemně sdělit. Soutěž na mezinárodních konferencích přerostla v iracionální fantazie. Na příklad náhlý objev Newtonem dávno objeveného (zákon akce a reakce), modelujícího působení interakcí v reálném světě. Co uvádějí tehdejší systémoví badatelé jako převratný objev ještě v r. 1972, je ve sborníku mezinárodní konference nazvané TRENDS IN GENERAL SYSTEMS TREORY, edited by George J. Klír. V úvodní části sborníku napsané zmíněným editorem na str. 1: <q>... ''A need for a better understanding of biological, psychological, and social phenomena initiated an interest in the study of systems with strong (non-negligible) interactions between their components, as well as between each system and its environment. This new area of study contrasted with the "classical" ('''Newtonian''') method in science, which regarded an object of scientific investigation as a collection of isolated parts and tried to derive the properties of the whole object directly from the properties of its parts without considering possible interactions between the parts.''</q> Tedy místo toho, aby si oni badatelé přečetli to, co již dávno objevil a formuloval Newton (1643–1727), ohlašují objev nutnosti, respektovat vliv interakcí v popisu procesů probíhajících reálném světě. Na těch je však postavená newtonovská fyzika. I kdyby Newton byl velmi schovívavý člověk, nemohl by jim uznat maturitu. Je to ukázka, jak i vzdělaní lidé mohou selhat v extrémním tlaku mezinárodní soutěže slávy. Je to velice podobný obraz blouznění, jaký od svého počátku prodělal obor umělé inteligence, a dosud ho nedokončil.
Oba zbývající stupně obecnosti chápání systému se nakonec oddělily, včetně skupin zainteresovaných badatelů, když se ukázalo, že zobecňování poznatků z teorie obvodů a automatického řízení nemůže opustit hranice exaktního světa, zatímco nadhled, který vyžaduje budování obecné metodologie systémové vědy, ho opustit musí, neboť zde se jedná o metaúroveň idejí nad vědami a mezi vědami, sahající do filozofie vědy. V prosinci 1954 byla založena ''Society for the Advancement of General Systems Theory'' (later called the ''Society for General Systems Research''), česky ''Společnost pro výzkum obecných systémů. ''
== Historie pojmu systém: Vystřízlivění ==
Pro člověka, jehož ambicí není členství v ''Society for General Systems Research'', je vhodné všimnout si té nižší úrovně zobecnění, která se nakonec ujala. Nejracionálnější z dosud publikovaných definic systému ho prezentují jako podmnožinu (relaci na množině) nějaké bazální množiny – univerza. Z nich je neznámější a nejvíce citovaná definice matematika M. D. Mesaroviče
== Systém a reálný svět ==
Systém je jistý typ kognitivního modelu (soubor znalostí – [[informace]]), tak je třeba zdůraznit, že cesta od dané části reálného světa k odpovídajícímu systému je zprostředkována aktem [[poznání]], viz též [[věda]]. V reálném světě, až na výjimky (viz dále), působí [[interakce]] (vzájemné působení entit reálného světa).
Od dob I. Newtona je známo, že uchopit reálný svět nástroji exaktního světa ([[matematika]], [[matematická logika|formální logiky]], programovací [[Jazyk (lingvistika)|jazyky]], jazyky blokových schémat) je možné pouze tak, že pro danou část reálného světa se zavedou [[veličina|veličiny]] a rozpoznané přírodní zákony platící mezi veličinami se popíší vhodným formálním (některým shora uvedených) jazykem. Někdy se tomuto kroku říká definování či zavedení systému na vytčené části reality (existující nebo projektované), kdy se o této části reality řekne, kterými veličinami, parametry a vztahy mezi nimi (jejich jmény) bude zastupována.<ref> Černý P., Kotva M.: Dohoda o obsahu pojmu „simulace systémů“. Automatizace, 1978, č. 4, str. 86 – 87</ref>
K výše uvedené výjimce z interakcí v reálném světě poznamenejme, že v soustavách (tvořených vhodně propojenými moduly) pro zpracování a přenos informace (elektrické, optické a další soustavy pro přenos a zpracování informace, neuronové sítě mozku živočichů, počítače, soustavy automatického řízení atp.) je díky jejich specifickým vlastnostem (konstrukci) zajištěno, že se (v jisté, avšak funkční idealizaci) chovají tak, že jsou v nich potlačeny interakce (jsou z hlediska funkce zanedbatelné) mezi moduly. Působení je pak pouze jednostranné
Vytvoření unilaterálních modulů je způsob, jak v jisté idealizaci realizovat svět, který je vyjmut z působnosti zákonů reálného světa. V realizaci digitálních obvodů a z nich počítačů, je tato myšlenka dotažena k dokonalosti, kdy působení zákonů reálného světa na jejich činnost, je vyloučené zcela viz [[exaktní]], tam exaktní stroje. Takovéto, v reálném světě výjimečné, případy někdy klamou do té míry, že někteří lidé se domnívají, že toto platí v reálném světě obecně. Mají pak za to, že reálný svět sestává z unilaterálních částí, které lze přímo (bez aktu poznání) zapisovat do blokového schématu, či přímo tvořit matematický popis. Je to velký omyl. Matematický popis, či blokové schéma lze přímo (bez aktu poznání) tvořit pouze pro soustavu unilaterálních modulů.
== Systém zavedený na soustavě ==
V některých případech je vhodné rozlišovat, že jisté části matematického modelu (systému), tedy jisté skupiny veličin, parametrů a matematicky formulovaných přírodních zákonů platných mezi nimi, patří jistým entitám reálného světa.<ref> Křemen, J.: ''Modely a systémy'', [[Academia|ACADEMIA]], Praha 2007 </ref>
V některých oborech (např. v automatickém řízení) jsou v oblibě simulační programy, které svými prostředky podporují vytvářet modulární strukturalizaci celkového modelu. Někdy se ji říká blokově orientované.
== Dynamický systém ==
Dynamickým systémem se rozumí matematický (počítačový) popis (model) chování (pohybu odehrávajícího se obecně v prostoru a v čase), v němž je uvažován vliv setrvačnosti nebo tzv. dopravního zpoždění (např. čas, po který sledovaný výrobek stráví v kalící peci, než je připraven k další technologické operaci, nebo čas strávený ve frontě jistou částí počítačového programu, než je mu operačním systémem přidělen určitý kontingent času procesoru apod.).
Setrvačnost i dopravní zpoždění je v obecném pojetí pamětí toho, jak působí vnější podnět: I po odeznění podnětu se ještě po nějakou dobu projevuje jeho účinek, a veličina, která svojí hodnotou vyjadřuje stav oné paměti je nazývána stavová. Z tohoto hlediska jsou dynamické systémy popisy chování (pohybů, procesů), v nichž se uplatňuje (není zanedbána) paměť.
Řádek 59 ⟶ 54:
== Stav systému ==
Hodnoty stavových veličin se mění v plynoucím čase i měnících se souřadnicích prostoru, a tyto hodnoty vytváří množinu funkčních hodnot funkce, které se říká stavová. Množina hodnot času i množina hodnot prostoru, a taktéž množina hodnot stavové funkce se z různých důvodů uvažují jako spojité či jako diskrétní. Tak vzniká řada možných kombinací. Všechny až na jednu lze uchopit matematickými nástroji.<ref>R. E.Kalman, P. L. Falb, M. A. Arbib: Topics in mathematical system theory. New York, McGraw-Hill, 1969</ref>
Je vhodné vysvětlit, jak se takové systémy vyvinuly, jejich existence je poměrně nová, a jsou aplikovatelné až s rozšířením počítačů. Vyjděme z předpokladu, že v pozorovaném časovém intervalu se stále něco zajímavého děje. Pak množina stavů i množina časových okamžiků je spojitá. V tom případě matematika nabídne popis diferenciální rovnicí. Pak se zjistí, že v rámci pozorovaného časového intervalu existují jisté časové úseky, kdy se děje něco, co lze z hlediska řešené úlohy oželet (třeba, zda pasažér ve výtahu přešlapuje nebo klidně stojí, a čte si, nebo jaká je dynamika jízdy výtahu), a že je vlastně zajímavé jen to, jak to začalo (jaká byla hodnota stavové funkce) a jak to skončilo, tedy opět, jaká byla hodnota stavové funkce (třeba z kterého podlaží pasažér vyjel a ve kterém vystoupil, a jak dlouho to trvalo). Tedy nějaká nepodstatná [[informace]] se pustí ze zřetele. Stavová funkce má tak jen dvě hodnoty, skokem mění svou hodnotu z té počáteční na tu koncovou, co se děje mezi nimi bylo vypuštěno. Ušetří se tedy na složitosti modelu, lze ho zjednodušit. Pokud se zjistí, že vlastně takových případů je tolik, že vyplňují celý pozorovací časový interval, nastane velké zjednodušení úlohy, stavová funkce má jen diskrétní hodnoty. Samozřejmě se může objevit situace, kdy na některých úsecích pozorovacího časového intervalu je možno takovéto zjednodušení provést, v jiných nikoli, a tam je nutno zachovat modelování dotyčného jevu na celém časovém úseku (třeba je v úloze zajímavá dynamika jízdy výtahu). Pak se na takovém časovém úseku uvažuje spojitý čas a spojitá stavová funkce, při počítačovém modelování ovšem vhodně aproximovaná diskrétními kroky veličin.<ref> Zítek P.: Simulace dynamických systémů. SNTL Praha 1990</ref>
== Rozdělení systémů ==
|