Классификация и свойства систем

Классификация — это не каталог ярлыков. Она подсказывает, какие методы анализа будут уместны.

Классификация

ПризнакВариантыПрактический смысл
связь со средойоткрытая / условно закрытаяучитывать ли внешние потоки и обратную связь
изменение во временистатическая / динамическаядостаточно снимка или нужна траектория
предсказуемостьдетерминированная / стохастическаяодно значение или распределение вероятностей
управлениеуправляемая / саморегулируемая / неуправляемаягде находится контур воздействия
организацияцентрализованная / распределённаяединая точка решения или согласование узлов
сложностьпростая / сложнаяможно ли вывести поведение целого из частей
непрерывностьдискретная / непрерывная / гибриднаясобытия, дифференциальные уравнения или оба подхода

Один объект одновременно относится к нескольким классам. Например, кластер приложений — открытая, динамическая, распределённая и частично стохастическая система.

Основные свойства

Целостность. Систему рассматривают как единицу с собственным результатом.

Структурность. Поведение зависит не только от компонентов, но и от их связей.

Иерархичность. Компонент одной системы может быть самостоятельной системой на другом уровне рассмотрения.

Ограниченность ресурсов. Время процессора, память, пропускная способность и внимание операторов конечны.

Наблюдаемость. По доступным выходам можно восстановить важные состояния.

Управляемость. Допустимыми воздействиями можно перевести систему в требуемое состояние.

Устойчивость. После возмущения система возвращается в допустимую область либо остаётся в ней.

Адаптивность. Система меняет правила поведения при изменении среды.

Эмерджентность. На уровне целого возникают свойства, которых нет у отдельных элементов.

Пример: очередь задач

  • вход — поток задач;
  • элементы — брокер, обработчики, хранилище;
  • состояние — длина очереди и число занятых обработчиков;
  • случайность — время прихода и обработки;
  • управление — масштабирование и ограничение входного потока;
  • устойчивость — способность после всплеска вернуться к нормальной длине очереди.

Классификация сразу направляет к теории массового обслуживания и наблюдению системы во времени.

Самопроверка

  • Почему распределённая система не обязательно сложная, а сложная — не обязательно распределённая?
  • Как проверить наблюдаемость прикладной системы?
  • Что меняется в модели, если процесс признать стохастическим?