สถานะของระบบนั้นมีลักษณะเฉพาะ บรรยาย

ทฤษฎีระบบและการวิเคราะห์ระบบหัวข้อที่ 6 สถานะและการทำงานของระบบ Karasev E. M. , 2014

โครงร่างการบรรยาย 1. 2. 3. 4. 5. สถานะของระบบ คุณสมบัติคงที่และไดนามิกของระบบไดนามิก พื้นที่สถานะ ความเสถียรของระบบไดนามิก ข้อสรุป Karasev E. M. , 2014

1. สถานะของระบบ ระบบถูกสร้างขึ้นเพื่อให้ได้ค่า (สถานะ) ที่ต้องการของเอาต์พุตเป้าหมาย สถานะของเอาต์พุตของระบบขึ้นอยู่กับ: o ค่า (สถานะ) ของตัวแปรอินพุต; o สถานะเริ่มต้นของระบบ o ฟังก์ชั่นของระบบ งานหลักประการหนึ่งของการวิเคราะห์ระบบคือการสร้างความสัมพันธ์ระหว่างเหตุและผลระหว่างเอาท์พุตของระบบกับอินพุตและสถานะของระบบ Karasev E. M. , 2014

1. สถานะของระบบ การประเมินสถานะ สถานะของระบบ ณ จุดเวลาหนึ่งคือชุดของคุณสมบัติที่สำคัญของระบบ ณ จุดเวลานั้น เมื่ออธิบายสถานะของระบบ คุณต้องพูดถึง: o สถานะของอินพุต; o สถานะภายใน o สถานะของเอาท์พุตของระบบ Karasev E. M. , 2014

1. สถานะของระบบ การประเมินสถานะ สถานะของอินพุตระบบแสดงด้วยเวกเตอร์ของค่าพารามิเตอร์อินพุต: X=(x 1, x 2, ..., xn) และจริงๆ แล้วเป็นการสะท้อนสถานะของสภาพแวดล้อม สถานะภายในของระบบแสดงด้วยเวกเตอร์ของค่าของพารามิเตอร์ภายใน (พารามิเตอร์สถานะ): Z = (z 1, z 2, ..., zv) และขึ้นอยู่กับสถานะของอินพุต X และ สถานะเริ่มต้นของระบบ Z 0: Z = F (Z 0, X) Karasev E. M. , 2014

1. สถานะของระบบ การประเมินสถานะ สถานะภายในนั้นไม่สามารถสังเกตได้จริง แต่สามารถประมาณได้จากสถานะของเอาต์พุต (ค่าของตัวแปรเอาต์พุต) ของระบบ Y = (y 1, y 2, ..., ym) เนื่องจาก การพึ่งพา Y = F 2(Z) ในกรณีนี้ เราควรพูดถึงตัวแปรเอาท์พุตในแง่กว้าง: ไม่เพียงแต่ตัวแปรเอาท์พุตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงลักษณะของการเปลี่ยนแปลงที่สามารถทำหน้าที่เป็นพิกัดที่สะท้อนสถานะของระบบ: ความเร็ว ความเร่ง ฯลฯ Karasev E. M., 2014

1. สถานะของระบบ การประเมินสถานะ ดังนั้นสถานะภายในของระบบ S ณ เวลา t สามารถกำหนดลักษณะด้วยชุดของค่าของพิกัดเอาต์พุตและอนุพันธ์ของมันในเวลานี้: St=(Yt, Y’t, …) อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่าตัวแปรเอาท์พุตไม่ได้สะท้อนสถานะของระบบอย่างสมบูรณ์ ไม่ชัดเจน และไม่เหมาะสม Karasev E. M. , 2014

1. สถานะของระบบ กระบวนการ หากระบบมีความสามารถในการเปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง (เช่น S 1 -> S 2 -> S 3> ... ) แสดงว่ามีระบบพฤติกรรมและมีกระบวนการเกิดขึ้นในนั้น กระบวนการคือการเปลี่ยนแปลงสถานะตามลำดับ ในกรณีที่มีการเปลี่ยนแปลงสถานะอย่างต่อเนื่อง เรามี: P=S(t) และในกรณีที่แยกกัน: P=(St 1, St 2, …, ) Karasev E. M. , 2014

1. สถานะของระบบ กระบวนการ ที่เกี่ยวข้องกับระบบ สามารถพิจารณากระบวนการได้สองประเภท: o กระบวนการภายนอก - การเปลี่ยนแปลงตามลำดับของอิทธิพลต่อระบบ เช่น การเปลี่ยนแปลงลำดับของสถานะสิ่งแวดล้อม; กระบวนการภายในคือการเปลี่ยนแปลงตามลำดับในสถานะของระบบ ซึ่งสังเกตได้ว่าเป็นกระบวนการที่เอาต์พุตของระบบ Karasev E. M. , 2014

1. สถานะของระบบ ระบบคงที่และไดนามิก ระบบคงที่คือระบบที่สถานะไม่เปลี่ยนแปลงในช่วงระยะเวลาหนึ่งของการดำรงอยู่ ระบบไดนามิกคือระบบที่เปลี่ยนแปลงสถานะเมื่อเวลาผ่านไป คำจำกัดความที่ชัดเจน: ระบบที่การเปลี่ยนจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่งไม่ได้เกิดขึ้นทันที แต่เป็นผลมาจากกระบวนการบางอย่างเรียกว่าไดนามิก Karasev E. M. , 2014

1. สถานะของระบบ ฟังก์ชั่นของระบบ คุณสมบัติของระบบไม่เพียงแสดงโดยค่าของตัวแปรเอาต์พุตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงฟังก์ชันด้วย ดังนั้นการกำหนดฟังก์ชันของระบบจึงเป็นหนึ่งในงานหลักของการวิเคราะห์และการออกแบบ แนวคิดของฟังก์ชันมีคำจำกัดความที่แตกต่างกัน ตั้งแต่ปรัชญาทั่วไปไปจนถึงคณิตศาสตร์ Karasev E. M. , 2014

1. สถานะของระบบ ฟังก์ชั่นระบบ แนวคิดปรัชญาทั่วไป ฟังก์ชั่นคือการสำแดงคุณสมบัติของวัตถุภายนอก ระบบอาจเป็นแบบเดี่ยวหรือแบบมัลติฟังก์ชั่นก็ได้ ขึ้นอยู่กับระดับของผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมภายนอกและลักษณะของปฏิสัมพันธ์กับระบบอื่น ๆ ฟังก์ชั่นสามารถกระจายไปยังอันดับที่เพิ่มขึ้น: 1. การดำรงอยู่แบบพาสซีฟ, วัสดุสำหรับระบบอื่น; 2. การดูแลรักษาระบบคำสั่งที่สูงขึ้น 3. การต่อต้านระบบอื่นสิ่งแวดล้อม; 4. การดูดซับ (การขยายตัว) ของระบบและสภาพแวดล้อมอื่น ๆ 5. การเปลี่ยนแปลงของระบบและสภาพแวดล้อมอื่นๆ Karasev E. M. , 2014

1. สถานะของระบบ ฟังก์ชันระบบ แนวคิดทางคณิตศาสตร์ องค์ประกอบของเซต Ey ที่มีลักษณะไม่แน่นอน เรียกว่าฟังก์ชันขององค์ประกอบ x ที่กำหนดบนเซต Ex ที่มีลักษณะไม่แน่นอน ถ้าแต่ละองค์ประกอบ x จากเซต Ex สอดคล้องกับองค์ประกอบเดียว y จาก Ey Karasev E. M. , 2014

1. สถานะของระบบ ฟังก์ชั่นระบบ แนวคิดไซเบอร์เนติกส์ ฟังก์ชั่นระบบคือวิธีการ (กฎ, อัลกอริธึม) สำหรับการแปลงข้อมูลอินพุตให้เป็นเอาต์พุต ฟังก์ชั่นของระบบไดนามิกสามารถแสดงได้ด้วยแบบจำลองเชิงตรรกะ-คณิตศาสตร์ที่เชื่อมต่อพิกัดอินพุต (X) และเอาต์พุต (Y) ของระบบ ซึ่งเป็นแบบจำลอง "อินพุต-เอาต์พุต": Y=F(X) โดยที่ F คือ ตัวดำเนินการเรียกว่าอัลกอริทึมปฏิบัติการ Karasev E. M. , 2014

1. สถานะของระบบ ฟังก์ชั่นระบบ ในไซเบอร์เนติกส์แนวคิดของ "กล่องดำ" ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย - แบบจำลองไซเบอร์เนติกส์ที่ไม่พิจารณาโครงสร้างภายในของวัตถุ (หรือไม่มีใครรู้เรื่องนี้เลย) ในกรณีนี้ คุณสมบัติของวัตถุจะถูกตัดสินตามการวิเคราะห์อินพุตและเอาต์พุตเท่านั้น บางครั้งแนวคิดของ "กล่องสีเทา" จะใช้เมื่อบางสิ่งยังคงทราบเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของวัตถุ งานวิเคราะห์ระบบคือการ "ทำให้กล่องสว่างขึ้น" อย่างแม่นยำ - เปลี่ยนสีดำเป็นสีเทาและสีเทาเป็นสีขาว Karasev E. M. , 2014

1. สถานะของระบบ การทำงานของระบบ การทำงานถือเป็นกระบวนการของระบบที่ทำให้เกิดการทำงานของระบบ จากมุมมองไซเบอร์เนติกส์: การทำงานของระบบคือกระบวนการประมวลผลข้อมูลอินพุตเป็นเอาต์พุต ในทางคณิตศาสตร์ การทำงานของระบบสามารถเขียนได้ดังนี้: Y(t) = F(X(t)) เช่น การทำงานของระบบอธิบายว่าสถานะของระบบเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อสถานะของอินพุตเปลี่ยนแปลงไป Karasev E. M. , 2014

1. สถานะของระบบ สถานะของฟังก์ชันระบบ ฟังก์ชันของระบบคือคุณสมบัติของระบบ ดังนั้น เราสามารถพูดถึงสถานะของระบบ ณ เวลาที่กำหนด เพื่อระบุฟังก์ชันของระบบซึ่งใช้ได้ ณ เวลานั้น ดังนั้น สถานะของระบบสามารถพิจารณาได้เป็นสองด้าน: o สถานะของพารามิเตอร์ และ o สถานะของฟังก์ชัน ซึ่งจะขึ้นอยู่กับสถานะของโครงสร้างและพารามิเตอร์: St=(At, Ft) =( ที่ (Stt, At)) Karasev E.M. , 2014

1. สถานะของระบบ สถานะของฟังก์ชันระบบ ระบบจะถูกเรียกว่าหยุดนิ่งหากฟังก์ชันของระบบไม่เปลี่ยนแปลงในช่วงระยะเวลาหนึ่งของการดำรงอยู่ สำหรับระบบที่อยู่นิ่ง การตอบสนองต่อแรงกระแทกเดียวกันนั้นไม่ได้ขึ้นอยู่กับช่วงเวลาของการกระแทกนี้ ระบบจะถือว่าไม่อยู่กับที่หากหน้าที่ของมันเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา ความไม่คงที่ของระบบแสดงออกมาได้จากปฏิกิริยาที่แตกต่างกันของมันต่อการรบกวนแบบเดียวกันที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่ต่างกัน สาเหตุของลักษณะที่ไม่คงที่ของระบบนั้นอยู่ภายในและประกอบด้วยการเปลี่ยนแปลงในการทำงานของระบบ: โครงสร้าง (St) และ/หรือพารามิเตอร์ (A) Karasev E. M. , 2014

1. สถานะของระบบ สถานะของฟังก์ชันระบบ ความคงที่ของระบบในแง่แคบ: ระบบจะถูกเรียกว่านิ่งถ้าพารามิเตอร์ภายในทั้งหมดไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป ระบบที่ไม่อยู่กับที่คือระบบที่มีพารามิเตอร์ภายในที่แปรผันได้ Karasev E. M. , 2014

1. สถานะของระบบ โหมดของระบบไดนามิก โหมดสมดุล (สถานะสมดุล สถานะสมดุล) คือสถานะของระบบไดนามิกซึ่งสามารถคงอยู่ได้นานเท่าที่ต้องการ โดยไม่มีอิทธิพลรบกวนจากภายนอกหรืออยู่ภายใต้อิทธิพลคงที่ หมายเหตุ: สำหรับระบบเศรษฐกิจและองค์กร แนวคิดเรื่อง "ดุลยภาพ" ค่อนข้างจะมีผลบังคับใช้ตามเงื่อนไข Karasev E. M. , 2014

1. สถานะของระบบ โหมดของระบบไดนามิก ระบอบการเปลี่ยนแปลง (กระบวนการ) เข้าใจว่าเป็นกระบวนการเคลื่อนที่ของระบบไดนามิกจากสถานะเริ่มต้นบางอย่างไปสู่โหมดคงที่ใด ๆ - สมดุลหรือเป็นระยะ ระบอบการปกครองเป็นระยะคือระบอบการปกครองที่ระบบไปถึงสภาวะเดียวกันในช่วงเวลาสม่ำเสมอ Karasev E. M. , 2014

2. คุณสมบัติคงที่และไดนามิกของระบบไดนามิก ขึ้นอยู่กับการพึ่งพาของวัตถุการสร้างแบบจำลองตรงเวลาลักษณะคงที่และไดนามิกของระบบจะแตกต่างกันซึ่งสะท้อนให้เห็นในแบบจำลองที่เกี่ยวข้อง แบบจำลองคงที่ (แบบจำลองคงที่) สะท้อนถึงการทำงานของระบบ - สถานะเฉพาะของระบบจริงหรือที่ออกแบบหรือความสัมพันธ์ของพารามิเตอร์ที่ไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป Karasev E. M. , 2014

2. คุณสมบัติคงที่และไดนามิกของระบบไดนามิก โมเดลไดนามิก (โมเดลไดนามิก) สะท้อนถึงการทำงานของระบบ - กระบวนการเปลี่ยนสถานะของระบบจริงหรือที่ออกแบบ โดยแสดงให้เห็นความแตกต่างระหว่างรัฐ ลำดับของการเปลี่ยนแปลงในรัฐ และพัฒนาการของเหตุการณ์เมื่อเวลาผ่านไป ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแบบจำลองคงที่และไดนามิกคือการพิจารณาเวลา: ในสถิติศาสตร์ดูเหมือนว่าจะไม่มีอยู่จริง แต่ในไดนามิกมันเป็นองค์ประกอบหลัก Karasev E. M. , 2014

2. 1 คุณลักษณะคงที่ของระบบ ในความหมายแคบ คุณลักษณะคงที่ของระบบอาจรวมถึงโครงสร้างของระบบด้วย อย่างไรก็ตาม บ่อยครั้งที่พวกเขาสนใจในคุณสมบัติของระบบในการแปลงอินพุตเป็นเอาต์พุตในสถานะคงที่ เมื่อไม่มีการเปลี่ยนแปลงในตัวแปรทั้งอินพุตและเอาต์พุต คุณสมบัติดังกล่าวถูกกำหนดให้เป็นลักษณะคงที่ คุณลักษณะคงที่คือความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณอินพุตและเอาต์พุตในสภาวะคงที่ คุณลักษณะคงที่สามารถแสดงได้ด้วยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์หรือกราฟิก Karasev E. M. , 2014

2. 2 คุณลักษณะไดนามิกของระบบ คุณลักษณะไดนามิกคือการตอบสนองของระบบต่อการรบกวน (ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงในตัวแปรเอาต์พุตของตัวแปรอินพุตและเวลา) ลักษณะไดนามิกสามารถแสดงได้โดย: o แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในรูปแบบของสมการเชิงอนุพันธ์ (หรือระบบสมการ) ในรูปแบบ: Karasev E. M., 2014

2. ลักษณะไดนามิกของระบบโดยใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในรูปแบบของการแก้สมการเชิงอนุพันธ์: แบบจำลองกราฟิกประกอบด้วยสองกราฟ: กราฟของการเปลี่ยนแปลงของการรบกวนในช่วงเวลาหนึ่งและกราฟของปฏิกิริยาของวัตถุต่อการรบกวนนี้ - แบบกราฟิก การพึ่งพาการเปลี่ยนแปลงของเอาต์พุตเมื่อเวลาผ่านไป Karasev E. M. , 2014

2. 3 ลิงก์ไดนามิกเบื้องต้น เพื่ออำนวยความสะดวกในการศึกษาระบบไดนามิกที่ซับซ้อน มันถูกแบ่งออกเป็นองค์ประกอบเดี่ยว ๆ และรวบรวมสมการเชิงอนุพันธ์สำหรับแต่ละองค์ประกอบ ในการแสดงคุณสมบัติไดนามิกขององค์ประกอบระบบ โดยไม่คำนึงถึงลักษณะทางกายภาพ แนวคิดของลิงก์ไดนามิกจะถูกใช้ ลิงค์แบบไดนามิกเป็นส่วนหนึ่งของระบบหรือองค์ประกอบที่อธิบายโดยสมการเชิงอนุพันธ์บางสมการ ลิงก์แบบไดนามิกสามารถแสดงด้วยองค์ประกอบ ชุดขององค์ประกอบ หรือระบบอัตโนมัติโดยรวม Karasev E. M. , 2014

2. 3 ลิงก์ไดนามิกเบื้องต้น ระบบไดนามิกใด ๆ สามารถแบ่งย่อยตามเงื่อนไขเป็นอะตอมไดนามิก - ลิงก์ไดนามิกระดับประถมศึกษา พูดง่ายๆ ก็คือ ลิงก์ไดนามิกเบื้องต้นถือได้ว่าเป็นลิงก์ที่มีอินพุตและเอาต์พุตเดียว ลิงก์ระดับประถมศึกษาจะต้องเป็นลิงก์ที่มีทิศทาง: ลิงก์จะส่งอิทธิพลไปในทิศทางเดียวเท่านั้น - จากอินพุตไปยังเอาต์พุต ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงสถานะของลิงก์จะไม่ส่งผลกระทบต่อสถานะของลิงก์ก่อนหน้าที่ทำงานที่อินพุต ดังนั้น เมื่อแบ่งระบบออกเป็นลิงก์ของการดำเนินการโดยตรง สามารถรวบรวมคำอธิบายทางคณิตศาสตร์ของแต่ละลิงก์ได้โดยไม่ต้องคำนึงถึงการเชื่อมต่อกับลิงก์อื่น Karasev E. M. , 2014

2. 3 ลิงก์ไดนามิกเบื้องต้น ลิงก์ทั้งหมดมีความแตกต่างกันตามประเภทของสมการที่กำหนดลักษณะของกระบวนการชั่วคราวที่เกิดขึ้นในลิงก์เหล่านั้นภายใต้เงื่อนไขเริ่มต้นเดียวกันและการรบกวนประเภทเดียวกัน เพื่อประเมินพฤติกรรมของลิงก์เบื้องต้น สัญญาณทดสอบของรูปร่างบางอย่างมักจะถูกส่งไปยังอินพุต สัญญาณรบกวนประเภทต่อไปนี้มักใช้บ่อยที่สุด: o o เอฟเฟกต์ขั้น; ผลกระทบจากแรงกระตุ้น สัญญาณเป็นระยะ Karasev E. M. , 2014

2. 3 ลิงก์ไดนามิกเบื้องต้น ผลกระทบแบบขั้นบันได: กรณีพิเศษของผลกระทบแบบขั้นตอนคือผลกระทบเดี่ยว ซึ่งอธิบายโดยสิ่งที่เรียกว่าฟังก์ชันหน่วย x(t) = 1(t): Karasev E. M., 2014

2. 3 ลิงก์ไดนามิกเบื้องต้น การกระทำของแรงกระตุ้น (หน่วยพัลส์หรือฟังก์ชันเดลต้า) x(t) = δ(t): ควรสังเกตว่า: สัญญาณที่เป็นคาบ: ไม่ว่าจะอยู่ในรูปของคลื่นไซน์หรือในรูปของคลื่นสี่เหลี่ยม . Karasev E. M. , 2014

2. 4 ประเภทของลิงก์ทั่วไปและฟังก์ชันการเปลี่ยนผ่าน ผลกระทบต่ออินพุตของระบบทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในเอาต์พุต y(t) - กระบวนการชั่วคราวที่เรียกว่าฟังก์ชันการเปลี่ยนผ่าน ฟังก์ชันการเปลี่ยนแปลง (ชั่วคราว) คือปฏิกิริยาของตัวแปรเอาต์พุตของลิงก์ต่อการเปลี่ยนแปลงอินพุต ในอนาคตเราจะพิจารณาลิงก์ทั่วไปภายใต้การก่อกวนขั้นตอนเดียว Karasev E. M. , 2014

2. 4 ประเภทของลิงก์ทั่วไปและฟังก์ชันการเปลี่ยนผ่าน สมการจะอธิบายลิงก์ที่ไม่มีความเฉื่อย (การเสริมแรง การเก็บประจุ การปรับขนาด หรือสัดส่วน) โดยที่ k คือสัดส่วนหรือค่าสัมประสิทธิ์การรับ Karasev E. M. , 2014

2. 4 ประเภทของลิงค์ทั่วไปและฟังก์ชันการเปลี่ยนผ่าน ลิงค์เฉื่อย (aperidic, capacitive, การผ่อนคลาย) อธิบายโดยสมการเชิงอนุพันธ์: กระบวนการเปลี่ยนผ่านอธิบายโดยสมการ: โดยที่ T คือค่าคงที่เวลา Karasev E. M. , 2014

2. 4 ประเภทของลิงก์ทั่วไปและฟังก์ชันการเปลี่ยนผ่าน ลิงก์ที่สร้างความแตกต่างในอุดมคติ (ไม่มีความเฉื่อย) อธิบายโดยสมการเชิงอนุพันธ์: ที่ทุกจุดยกเว้นศูนย์ ค่าของ y จะเท่ากับศูนย์ ที่จุดศูนย์ y สามารถเพิ่มเป็นอนันต์ในเวลาอันสั้นและกลับสู่ศูนย์ Karasev E. M. , 2014

2. 4 ประเภทของลิงก์ทั่วไปและฟังก์ชันการเปลี่ยนแปลง ลิงก์ที่สร้างความแตกต่างที่แท้จริงนั้นอธิบายโดยสมการเชิงอนุพันธ์ ซึ่งต่างจากลิงก์ในอุดมคติ คำเฉื่อยจะปรากฏขึ้นเพิ่มเติม: เมื่อลิงก์ถูกรบกวนโดยการกระทำแบบขั้นตอนเดียว กระบวนการเปลี่ยน ในลิงค์อธิบายโดยสมการ: Karasev E. M. , 2014

2. 4 ประเภทของลิงก์ทั่วไปและฟังก์ชันการเปลี่ยนผ่าน ลิงก์ที่สร้างความแตกต่างที่แท้จริงไม่ใช่แบบพื้นฐาน - สามารถแทนที่ได้ด้วยการเชื่อมต่อของสองลิงก์: การสร้างความแตกต่างในอุดมคติและแรงเฉื่อย: Karasev E. M., 2014

2. 4 ประเภทของลิงก์ทั่วไปและฟังก์ชันการเปลี่ยนผ่าน ลิงก์รวม (astatic, neutral) อธิบายโดยสมการเชิงอนุพันธ์: กระบวนการเปลี่ยนผ่านในลิงก์อธิบายได้โดยการแก้สมการนี้: Karasev E. M., 2014

2. 4 ประเภทของตัวต่อทั่วไปและฟังก์ชันการเปลี่ยนผ่าน โดยทั่วไปตัวต่อแบบออสซิลโลสโคปจะอธิบายได้ด้วยสมการต่อไปนี้: จะได้ตัวต่อแบบออสซิลโลสโคปหากมีองค์ประกอบตัวเก็บประจุสองตัวที่สามารถเก็บพลังงานได้สองประเภทและแลกเปลี่ยนพลังงานสำรองเหล่านี้ร่วมกัน หากในระหว่างกระบวนการออสซิลเลชัน พลังงานสำรองที่ได้รับจากลิงก์ที่จุดเริ่มต้นของการรบกวนลดลง การออสซิลเลชันก็จะหมดไป ในเวลาเดียวกัน: Karasev E. M. , 2014

2. 4 ประเภทของลิงค์ทั่วไปและฟังก์ชันการเปลี่ยนผ่าน ลิงค์ออสซิลเลเตอร์โดยทั่วไปอธิบายไว้ในสมการต่อไปนี้: หากได้รับลิงค์แบบอะคาไรด์ของลำดับที่สองแทนลิงค์ออสซิลเลเตอร์ Karasev E. M. , 2014

2. 4 ประเภทของลิงค์ทั่วไปและฟังก์ชันการเปลี่ยนผ่าน ลิงค์ออสซิลเลเตอร์ในรูปแบบทั่วไปอธิบายได้ด้วยสมการต่อไปนี้: เมื่อเราได้รับลิงค์อนุรักษ์ที่มีการออสซิลเลชั่นแบบไม่มีแดมป์ Karasev E. M. , 2014

2. 4 ประเภทของลิงค์ทั่วไปและฟังก์ชันการเปลี่ยนผ่าน ลิงค์ดีเลย์ (การขนส่ง) บริสุทธิ์จะทำซ้ำรูปร่างของสัญญาณอินพุต แต่มีการหน่วงเวลา: โดยที่ τ คือเวลาหน่วง Karasev E. M. , 2014

3. พื้นที่สถานะ เนื่องจากคุณสมบัติของระบบแสดงด้วยค่าของเอาต์พุตจึงสามารถกำหนดสถานะของระบบเป็นเวกเตอร์ของค่าของตัวแปรเอาต์พุต Y = (y 1, ..., ym ). ดังนั้นพฤติกรรมของระบบ (กระบวนการ) จึงสามารถแสดงเป็นกราฟในระบบพิกัดมิติ m ได้ ชุดของสถานะที่เป็นไปได้ของระบบ Y ถือเป็นพื้นที่สถานะ (หรือพื้นที่เฟส) ของระบบ และพิกัดของพื้นที่นี้เรียกว่าพิกัดเฟส Karasev E. M. , 2014

3. พื้นที่สถานะ จุดที่สอดคล้องกับสถานะปัจจุบันของระบบเรียกว่าเฟสหรือจุดแทน วิถีเฟสคือเส้นโค้งที่จุดเฟสอธิบายเมื่อสถานะของระบบที่ไม่ถูกรบกวนเปลี่ยนแปลง (โดยมีอิทธิพลภายนอกคงที่) ชุดของวิถีเฟสที่สอดคล้องกับเงื่อนไขเริ่มต้นที่เป็นไปได้ทั้งหมดเรียกว่าภาพเหมือนของเฟส Karasev E. M. , 2014

3. พื้นที่สถานะ ระนาบเฟสเป็นระนาบพิกัดซึ่งมีตัวแปรสองตัวใดๆ (พิกัดเฟส) ที่กำหนดสถานะของระบบโดยไม่ซ้ำกันถูกพล็อตไปตามแกนพิกัด คงที่ (พิเศษหรือคงที่) คือจุดที่ตำแหน่งในแนวตั้งของเฟสไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป จุดเอกพจน์สะท้อนถึงตำแหน่งที่สมดุล Karasev E. M. , 2014

3. พื้นที่สถานะ เราจะถือว่าค่าของพิกัดเอาต์พุตถูกพล็อตบนแกน abscissa ของระนาบเฟสและอัตราการเปลี่ยนแปลงจะถูกพล็อตบนแกนกำหนด Karasev E. M. , 2014

3. พื้นที่สถานะ สำหรับวิถีเฟสของระบบที่ไม่ถูกรบกวน คุณสมบัติต่อไปนี้ใช้ได้: o วิถีวิถีเดียวเท่านั้นที่ผ่านจุดหนึ่งของระนาบเฟส; o ในระนาบครึ่งบน จุดแสดงจะเคลื่อนที่จากซ้ายไปขวา ในระนาบครึ่งล่าง - ในทางกลับกัน o บนแกน x อนุพันธ์ของ dy 2/dy 1=∞ ทุกที่ ยกเว้นจุดสมดุล ดังนั้น วิถีเฟสจะตัดกับแกน x (ที่จุดที่ไม่ใช่เอกพจน์) ที่มุมฉาก Karasev E. M. , 2014

4. ความเสถียรของระบบไดนามิก ความเสถียรเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นคุณสมบัติของระบบที่จะกลับสู่สภาวะสมดุลหรือโหมดวงจรหลังจากกำจัดการรบกวนที่ทำให้เกิดการหยุดชะงักของสถานะหลัง สถานะของเสถียรภาพ (สถานะคงที่) คือสถานะสมดุลของระบบที่จะกลับมาหลังจากกำจัดอิทธิพลที่รบกวนออกไปแล้ว Karasev E. M. , 2014

4. ความเสถียรของระบบไดนามิก Alexander Mikhailovich Lyapunov: จุดคงที่ของระบบ a เรียกว่าเสถียร (หรือตัวดึงดูด) ถ้าย่าน N ใดๆ ของจุด a มีย่านใกล้เคียงที่เล็กกว่าของจุดนี้ N' ในลักษณะที่วิถีโคจรใดๆ ที่ผ่าน N ' ยังคงอยู่ใน N เพื่อเพิ่ม t Karasev E. M. , 2014

4. ความเสถียรของระบบไดนามิก ตัวดึงดูด - (จากภาษาละติน attraho - ฉันดึงดูดตัวเอง) - ขอบเขตของความมั่นคงที่วิถีโคจรในพื้นที่เฟสมีแนวโน้ม จุดคงที่ของระบบ a เรียกว่าเสถียรเชิงเส้นกำกับถ้ามันเสถียร และนอกจากนี้ ยังมีย่านใกล้เคียง N ของจุดนี้ โดยที่วิถีโคจรใดๆ ที่ผ่าน N มีแนวโน้มไปที่ a ขณะที่ t มีแนวโน้มที่จะไม่มีที่สิ้นสุด Karasev E. M. , 2014

4. ความเสถียรของระบบไดนามิก จุดคงที่ของระบบที่เสถียร แต่ไม่เสถียรเชิงแสดงสัญญาณ เรียกว่า เสถียรเป็นกลาง จุดคงที่ของระบบที่ไม่เสถียรเรียกว่าไม่เสถียร (หรือรีเพลลเลอร์) Repeller (จากภาษาละติน repello - I push away, drive away) เป็นขอบเขตในปริภูมิเฟสที่วิถีแม้จะเริ่มต้นใกล้กับจุดเอกพจน์มากก็ถูกผลักไส Karasev E. M. , 2014

เราจะเรียกระบบของวัตถุหรือเรียกง่ายๆ ว่าจำนวนรวมของวัตถุที่อยู่ระหว่างการพิจารณา ตัวอย่างของระบบคือของเหลวและไออยู่ในภาวะสมดุลด้วย โดยเฉพาะระบบสามารถประกอบด้วยตัวเครื่องเดียวได้

ระบบใดๆ สามารถอยู่ในสถานะที่แตกต่างกัน อุณหภูมิ ความดัน ปริมาตร ฯลฯ ต่างกัน ปริมาณดังกล่าวที่ระบุลักษณะของระบบเรียกว่าพารามิเตอร์สถานะ

พารามิเตอร์บางตัวอาจไม่มีค่าเฉพาะเสมอไป ตัวอย่างเช่น หากอุณหภูมิ ณ จุดต่างๆ ของร่างกายไม่เท่ากัน ก็จะไม่สามารถกำหนดค่าพารามิเตอร์ T ให้กับร่างกายได้ ในกรณีนี้ สถานะจะเรียกว่าไม่มีสมดุล หากวัตถุดังกล่าวถูกแยกออกจากวัตถุอื่นและปล่อยทิ้งไว้ อุณหภูมิจะเท่ากันและใช้ค่า T เท่ากันทุกจุด - ร่างกายจะเข้าสู่สภาวะสมดุล ค่า T นี้จะไม่เปลี่ยนแปลงจนกว่าวัตถุจะถูกลบออกจากสภาวะสมดุลโดยอิทธิพลภายนอก

เช่นเดียวกันกับพารามิเตอร์อื่นๆ เช่น ความดัน หากคุณนำก๊าซที่บรรจุอยู่ในถังทรงกระบอกปิดด้วยลูกสูบที่แน่นหนาและเริ่มขยับลูกสูบอย่างรวดเร็วจากนั้นเบาะแก๊สจะก่อตัวอยู่ใต้นั้นความดันที่จะมากกว่าในปริมาตรก๊าซที่เหลือ . ด้วยเหตุนี้ ก๊าซในกรณีนี้จึงไม่สามารถกำหนดลักษณะเฉพาะด้วยค่าความดันที่แน่นอนได้ และสถานะของก๊าซจะไม่สมดุล อย่างไรก็ตาม หากคุณหยุดเคลื่อนที่ลูกสูบ ความดันที่จุดต่างๆ ในปริมาตรจะเท่ากัน และก๊าซจะเข้าสู่สถานะสมดุล

กระบวนการเปลี่ยนผ่านของระบบจากสภาวะที่ไม่สมดุลไปสู่สภาวะสมดุลเรียกว่ากระบวนการผ่อนคลายหรือการผ่อนคลายเพียงอย่างเดียว เวลาที่ใช้ในการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวเรียกว่าเวลาผ่อนคลาย เวลาผ่อนคลายถือเป็นช่วงเวลาที่ค่าเบี่ยงเบนเริ่มต้นของค่าใดๆ จากค่าสมดุลลดลงตามปัจจัย พารามิเตอร์ของระบบแต่ละตัวมีเวลาผ่อนคลายของตัวเอง เวลาที่ยาวที่สุดจะมีบทบาทเป็นช่วงเวลาผ่อนคลายของระบบ

ดังนั้นสถานะสมดุลของระบบคือสถานะที่พารามิเตอร์ทั้งหมดของระบบมีค่าที่แน่นอนซึ่งคงที่ภายใต้สภาวะภายนอกคงที่เป็นเวลานานโดยพลการ

หากเราพล็อตค่าของพารามิเตอร์สองตัวใด ๆ ตามแกนพิกัดสถานะสมดุลใด ๆ ของระบบสามารถแสดงได้ด้วยจุดบนระนาบพิกัด (ดูตัวอย่างจุดที่ 1 ในรูปที่ 81.1) สถานะที่ไม่สมดุลไม่สามารถอธิบายได้ด้วยวิธีนี้ เนื่องจากพารามิเตอร์อย่างน้อยหนึ่งตัวจะไม่มีค่าที่แน่นอนในสถานะที่ไม่สมดุล

กระบวนการใด ๆ เช่น การเปลี่ยนระบบจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง เกี่ยวข้องกับการละเมิดความสมดุลของระบบ ดังนั้น เมื่อกระบวนการใดๆ เกิดขึ้นในระบบ กระบวนการนั้นจะผ่านลำดับของสถานะที่ไม่สมดุล จากกระบวนการอัดแก๊สที่พิจารณาแล้วในภาชนะที่ปิดด้วยลูกสูบ เราสามารถสรุปได้ว่าความไม่สมดุลเมื่อเคลื่อนที่ลูกสูบมีความสำคัญมากขึ้น ยิ่งก๊าซถูกบีบอัดเร็วขึ้นเท่านั้น หากคุณเคลื่อนที่ลูกสูบช้ามาก สมดุลจะถูกรบกวนเล็กน้อย และความดันที่จุดต่างๆ จะแตกต่างเล็กน้อยจากค่าเฉลี่ยบางส่วน ในขีดจำกัด ถ้าการบีบอัดก๊าซเกิดขึ้นอย่างช้าๆ ไม่มีที่สิ้นสุด ก๊าซในแต่ละช่วงเวลาจะมีค่าความดันที่แน่นอน ดังนั้น ในกรณีนี้ สถานะของก๊าซในแต่ละช่วงเวลาจึงมีความสมดุล และกระบวนการที่ช้าอย่างไม่มีที่สิ้นสุดจะประกอบด้วยลำดับของสถานะสมดุล

กระบวนการที่ประกอบด้วยลำดับต่อเนื่องของสถานะสมดุลเรียกว่าสมดุลหรือกึ่งคงที่ จากที่กล่าวมาข้างต้น มีเพียงกระบวนการที่ช้าอย่างไม่สิ้นสุดเท่านั้นที่จะสมดุลได้

หากเกิดขึ้นช้าพอ กระบวนการจริงจะเข้าสู่สมดุลได้ใกล้เคียงที่สุดตามที่ต้องการ

กระบวนการสมดุลสามารถดำเนินการในทิศทางตรงกันข้าม และระบบจะผ่านสถานะเดียวกันกับในระหว่างกระบวนการไปข้างหน้า แต่อยู่ในลำดับที่กลับกัน ดังนั้นกระบวนการสมดุลจึงเรียกว่าย้อนกลับได้

กระบวนการที่สามารถย้อนกลับได้ (เช่น สมดุล) สามารถแสดงได้บนระนาบพิกัดของเส้นโค้งที่สอดคล้องกัน (ดูรูปที่ 81.1) เราจะพรรณนาถึงกระบวนการที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ (เช่น ไม่มีความสมดุล) ตามอัตภาพด้วยเส้นโค้งประ

กระบวนการที่ระบบกลับคืนสู่สถานะเดิมหลังจากการเปลี่ยนแปลงหลายครั้ง เรียกว่ากระบวนการแบบวงกลมหรือวัฏจักร ในรูปแบบกราฟิก วงจรจะแสดงด้วยเส้นโค้งปิด

แนวคิดเกี่ยวกับสถานะสมดุลและกระบวนการที่ผันกลับได้มีบทบาทสำคัญในอุณหพลศาสตร์ ข้อสรุปเชิงปริมาณทั้งหมดของอุณหพลศาสตร์มีผลบังคับใช้อย่างเคร่งครัดเฉพาะกับสภาวะสมดุลและกระบวนการที่ผันกลับได้เท่านั้น

ชื่อพารามิเตอร์	ความหมาย
หัวข้อบทความ:	สถานะของระบบ
รูบริก (หมวดหมู่เฉพาะเรื่อง)	การศึกษา

คำจำกัดความ 1.6 สถานะของระบบเรียกชุดพารามิเตอร์ที่ในแต่ละช่วงเวลาที่พิจารณาจะสะท้อนถึงลักษณะที่สำคัญที่สุดของพฤติกรรมของระบบและการทำงานของระบบจากมุมมองที่แน่นอน

คำจำกัดความนั้นกว้างมาก โดยเน้นว่าการเลือกลักษณะเฉพาะของรัฐขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการศึกษา ในกรณีที่ง่ายที่สุด สถานะสามารถประเมินได้ด้วยพารามิเตอร์ตัวเดียวที่สามารถรับค่าได้ 2 ค่า (เปิดหรือปิด 0 หรือ 1) ในการศึกษาที่ซับซ้อนมากขึ้น จำเป็นต้องคำนึงถึงพารามิเตอร์หลายตัวที่สามารถรับค่าจำนวนมากได้

ระบบที่สถานะเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลาภายใต้อิทธิพลของความสัมพันธ์ระหว่างเหตุและผลบางอย่างมักเรียกว่าระบบ พลวัตระบบ ตรงกันข้ามกับระบบคงที่ซึ่งสถานะไม่เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา

บรรลุหรือรักษาสถานะที่ต้องการของระบบได้โดยการดำเนินการควบคุมที่เหมาะสม

ควบคุม

ในไซเบอร์เนติกส์ การควบคุมถูกมองว่าเป็นกระบวนการของการเปลี่ยนแปลงสถานะของระบบโดยเจตนา บางครั้งการควบคุมคือกระบวนการประมวลผลข้อมูลที่รับรู้ให้เป็นสัญญาณที่ควบคุมกิจกรรมของเครื่องจักรและสิ่งมีชีวิต และกระบวนการรับรู้ข้อมูล การจัดเก็บ การส่งผ่านและการทำซ้ำนั้นอยู่ในด้านการสื่อสาร นอกจากนี้ยังมีการตีความแนวคิดการจัดการที่กว้างขึ้นซึ่งรวมถึงองค์ประกอบทั้งหมดของกิจกรรมการจัดการซึ่งรวมกันเป็นเอกภาพในวัตถุประสงค์และความเหมือนกันของงานที่ต้องแก้ไข

คำจำกัดความ 1.7 การจัดการเป็นเรื่องปกติที่จะเรียกกระบวนการข้อมูลในการเตรียมและรักษาผลกระทบที่มีจุดมุ่งหมายต่อวัตถุและกระบวนการในโลกแห่งความเป็นจริง

การตีความนี้ครอบคลุมประเด็นทั้งหมดที่หน่วยงานกำกับดูแลต้องแก้ไข ตั้งแต่การรวบรวมข้อมูล การวิเคราะห์ระบบ การตัดสินใจ การวางแผนมาตรการเพื่อดำเนินการตัดสินใจ ไปจนถึงการสร้างสัญญาณควบคุมและการสื่อสารกับหน่วยงานบริหาร

สถานะของระบบ – แนวคิดและประเภท การจำแนกประเภทและคุณสมบัติของหมวดหมู่ “สถานะระบบ” 2017, 2018

- สถานะของระบบ

แนวคิดเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมภายนอก ระบบมีอยู่ท่ามกลางวัตถุวัตถุอื่น ๆ ที่ไม่รวมอยู่ในนั้น พวกเขารวมกันเป็นหนึ่งเดียวโดยแนวคิดของ "สภาพแวดล้อมภายนอก" - วัตถุของสภาพแวดล้อมภายนอก สภาพแวดล้อมภายนอกคือชุดของวัตถุ (ระบบ) ที่มีอยู่ในอวกาศและเวลาซึ่ง... [อ่านเพิ่มเติม] .

คำอธิบายสถานะของวัตถุและคำอธิบายการเปลี่ยนแปลงสถานะของวัตถุโดยใช้แบบจำลองข้อมูลคงที่และไดนามิก ยกตัวอย่างจากสาขาวิชาต่างๆ

ระบบประกอบด้วยวัตถุที่เรียกว่าองค์ประกอบของระบบ มีการเชื่อมต่อและความสัมพันธ์ที่หลากหลายระหว่างองค์ประกอบของระบบ ตัวอย่างเช่น คอมพิวเตอร์เป็นระบบที่ประกอบด้วยอุปกรณ์ต่างๆ และอุปกรณ์ต่างๆ เชื่อมต่อกันทั้งฮาร์ดแวร์ (เชื่อมต่อกันทางกายภาพ) และตามการใช้งาน (มีการแลกเปลี่ยนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์)

คุณลักษณะที่สำคัญของระบบคือการทำงานแบบองค์รวม คอมพิวเตอร์ทำงานได้ตามปกติตราบใดที่อุปกรณ์หลัก (โปรเซสเซอร์ หน่วยความจำ เมนบอร์ด ฯลฯ) ยังทำงานได้ดี หากคุณลบหนึ่งในนั้น เช่น โปรเซสเซอร์ คอมพิวเตอร์จะล้มเหลวนั่นคือคอมพิวเตอร์จะหยุดอยู่ในระบบ

ระบบใดๆ ก็ตั้งอยู่ในอวกาศและเวลา สถานะของระบบในแต่ละช่วงเวลานั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยโครงสร้างของมัน เช่น องค์ประกอบ คุณสมบัติขององค์ประกอบ ความสัมพันธ์ และความเชื่อมโยงระหว่างกัน ดังนั้น โครงสร้างของระบบสุริยะจึงมีลักษณะเฉพาะด้วยองค์ประกอบของวัตถุที่อยู่ในนั้น (ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ ฯลฯ) คุณสมบัติ (เช่น ขนาด) และปฏิสัมพันธ์ (แรงโน้มถ่วง)

แบบจำลองที่อธิบายสถานะของระบบ ณ จุดใดจุดหนึ่งเรียกว่าแบบจำลองข้อมูลคงที่

ตัวอย่างเช่น ในฟิสิกส์ แบบจำลองข้อมูลคงที่อธิบายกลไกง่ายๆ ในชีววิทยา - การจำแนกประเภทของสัตว์โลก ในวิชาเคมี - โครงสร้างของโมเลกุล ฯลฯ

สถานะของระบบเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา เช่น กระบวนการเปลี่ยนแปลงและการพัฒนาระบบเกิดขึ้น ดังนั้น ดาวเคราะห์จึงเคลื่อนที่ ตำแหน่งของมันสัมพันธ์กับดวงอาทิตย์และกันและกันเปลี่ยนแปลงไป ดวงอาทิตย์ก็เหมือนกับดาวดวงอื่นๆ ที่กำลังพัฒนา องค์ประกอบทางเคมี การแผ่รังสี ฯลฯ เปลี่ยนแปลงไป

แบบจำลองที่อธิบายกระบวนการเปลี่ยนแปลงและการพัฒนาระบบเรียกว่าแบบจำลองข้อมูลแบบไดนามิก

ในวิชาฟิสิกส์ แบบจำลองข้อมูลไดนามิกอธิบายการเคลื่อนไหวของร่างกาย ในชีววิทยา - การพัฒนาของสิ่งมีชีวิตหรือประชากรสัตว์ ในวิชาเคมี - กระบวนการของปฏิกิริยาเคมี ฯลฯ

อาร์เรย์และอัลกอริธึมสำหรับการประมวลผล

หลังจากประกาศอาร์เรย์แล้ว พื้นที่หน่วยความจำจำนวนหนึ่งจะถูกจัดสรรเพื่อจัดเก็บ อย่างไรก็ตามในการเริ่มทำงานกับอาร์เรย์คุณต้องกรอกข้อมูลก่อนนั่นคือกำหนดค่าบางอย่างให้กับองค์ประกอบอาร์เรย์ การกรอกอาร์เรย์ทำได้หลายวิธี

วิธีแรกคือการให้ผู้ใช้ป้อนค่าองค์ประกอบอาร์เรย์โดยใช้ฟังก์ชันอินพุตกล่องอินพุต ตัวอย่างเช่น คุณสามารถเติมอาร์เรย์สตริง stg A (I) ด้วยตัวอักษรของตัวอักษรรัสเซียได้โดยใช้โปรแกรมต่อไปนี้ (ขั้นตอนเหตุการณ์) ใน Visual Basic:

หลังจากเปิดโปรแกรมเพื่อดำเนินการและคลิกที่ปุ่ม Commandl คุณควรวางตัวอักษรบนแผงป้อนข้อมูลที่ปรากฏตามลำดับในช่องข้อความ

วิธีที่สองในการเติมอาร์เรย์คือการใช้ตัวดำเนินการกำหนด มาเติมอาร์เรย์ตัวเลข bytA (I) ด้วยจำนวนเต็มสุ่มในช่วงตั้งแต่ 1 ถึง 100 โดยใช้ฟังก์ชันตัวเลขสุ่ม Rnd และฟังก์ชันสำหรับเลือกส่วนจำนวนเต็มของตัวเลข Int ในลูปด้วยตัวนับ:

มาสร้างโปรแกรมเพื่อค้นหาดัชนีขององค์ประกอบอาร์เรย์ที่มีค่าตรงกับค่าที่กำหนด ลองใช้อาร์เรย์อักขระที่มีตัวอักษรและกำหนดจำนวนตัวอักษรที่กำหนดตามลำดับตัวอักษร ในรอบแรกของโปรแกรมเราจะเติมตัวอักษรของตัวอักษรรัสเซียลงในอาร์เรย์สตริง จากนั้นเราจะป้อนตัวอักษรที่ต้องการและในรอบที่สองเราจะเปรียบเทียบกับองค์ประกอบทั้งหมดของอาร์เรย์ หากมีการจับคู่ เราจะกำหนดค่าดัชนีขององค์ประกอบนี้ให้ตัวแปร N มาพิมพ์ผลลัพธ์กัน

งานเพื่อแปลงตัวเลขที่เขียนในระบบเลขฐานสิบให้เป็นระบบเลขฐานสอง ฐานแปด และฐานสิบหก

แปลงเลขทศนิยม 20 เป็นเลขฐานสอง บันทึก. ใช้อัลกอริธึมการแปลโดยอาศัยการหารเลขทศนิยมด้วยฐาน

ตั๋วหมายเลข 14

1. อัลกอริทึม คุณสมบัติของอัลกอริทึม ความเป็นไปได้ของระบบอัตโนมัติ

กิจกรรมของมนุษย์ แสดงพร้อมตัวอย่าง

อัลกอริธึมคือแบบจำลองข้อมูลที่อธิบายกระบวนการแปลงวัตถุจากสถานะเริ่มต้นไปเป็นสถานะสุดท้ายในรูปแบบของลำดับคำสั่งที่นักแสดงเข้าใจได้

ลองพิจารณาแบบจำลองข้อมูลที่อธิบายกระบวนการแก้ไขข้อความ

ขั้นแรก จะต้องกำหนดสถานะเริ่มต้นของวัตถุและสถานะสุดท้าย (เป้าหมายของการเปลี่ยนแปลง) ดังนั้นสำหรับข้อความคุณต้องระบุลำดับเริ่มต้นของอักขระและลำดับสุดท้ายซึ่งจะต้องได้รับหลังจากแก้ไข

ประการที่สองเพื่อเปลี่ยนสถานะของวัตถุ (ค่าของคุณสมบัติ) จะต้องดำเนินการบางอย่าง (การดำเนินการ) กับวัตถุนั้น นักแสดงดำเนินการเหล่านี้ โปรแกรมแก้ไขข้อความอาจเป็นบุคคล คอมพิวเตอร์ ฯลฯ

ประการที่สาม กระบวนการแปลงข้อความจะต้องแบ่งออกเป็นการดำเนินการแยกกัน โดยเขียนเป็นคำสั่งแยกต่างหากให้กับนักแสดง นักแสดงแต่ละคนมีชุดและระบบคำสั่งเฉพาะที่นักแสดงสามารถเข้าใจได้ ในกระบวนการแก้ไขข้อความ การดำเนินการต่างๆ สามารถทำได้: การลบ คัดลอก ย้าย หรือแทนที่แฟรกเมนต์ โปรแกรมแก้ไขข้อความจะต้องสามารถดำเนินการเหล่านี้ได้

การแบ่งกระบวนการข้อมูลในอัลกอริทึมออกเป็นคำสั่งแยกกันถือเป็นคุณสมบัติที่สำคัญของอัลกอริทึมและเรียกว่าความไม่ต่อเนื่อง

เพื่อให้ผู้ดำเนินการทำการแปลงวัตถุตามอัลกอริทึม เขาจะต้องสามารถเข้าใจและดำเนินการแต่ละคำสั่งได้ คุณสมบัติของอัลกอริทึมนี้เรียกว่าความแน่นอน (หรือความแม่นยำ) จำเป็นที่อัลกอริทึมจะทำให้แน่ใจว่าการเปลี่ยนแปลงของวัตถุจากสถานะเริ่มต้นไปเป็นสถานะสุดท้ายในจำนวนขั้นตอนที่จำกัด คุณสมบัติของอัลกอริทึมนี้เรียกว่าความจำกัด (หรือประสิทธิผล)

อัลกอริทึมสามารถแสดงถึงกระบวนการเปลี่ยนแปลงสำหรับออบเจ็กต์ที่หลากหลาย อัลกอริธึมการคำนวณที่อธิบายการเปลี่ยนแปลงข้อมูลตัวเลขแพร่หลายมากขึ้น คำว่าอัลกอริทึมนั้นมาจากอัลกอริธึมซึ่งเป็นรูปแบบภาษาละตินในการเขียนชื่อของนักคณิตศาสตร์ที่โดดเด่นแห่งศตวรรษที่ 9 อัล-คอวาริซมี ผู้กำหนดกฎสำหรับการดำเนินการทางคณิตศาสตร์

อัลกอริทึมช่วยให้คุณจัดการดำเนินการกระบวนการข้อมูลอย่างเป็นทางการ หากนักแสดงเป็นบุคคล เขาก็สามารถดำเนินการอัลกอริทึมอย่างเป็นทางการได้โดยไม่ต้องเจาะลึกเนื้อหาของงาน แต่เพียงปฏิบัติตามลำดับการกระทำที่อัลกอริทึมกำหนดไว้อย่างเคร่งครัดเท่านั้น

ระบบปฏิบัติการคอมพิวเตอร์ (วัตถุประสงค์ องค์ประกอบ การโหลด) อินเตอร์เฟซแบบกราฟิก

ระบบปฏิบัติการรับประกันการทำงานร่วมกันของอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ทั้งหมดและให้ผู้ใช้สามารถเข้าถึงทรัพยากรได้

กระบวนการใช้งานคอมพิวเตอร์ในแง่หนึ่งนั้นมาจากการแลกเปลี่ยนไฟล์ระหว่างอุปกรณ์ ระบบปฏิบัติการประกอบด้วยโมดูลซอฟต์แวร์ที่จัดการระบบไฟล์

ระบบปฏิบัติการประกอบด้วยโปรแกรมพิเศษ - ตัวประมวลผลคำสั่ง - ซึ่งร้องขอคำสั่งจากผู้ใช้และดำเนินการ ผู้ใช้สามารถให้คำสั่งเพื่อดำเนินการบางอย่างกับไฟล์ได้ (การคัดลอก การลบ การเปลี่ยนชื่อ) คำสั่งในการพิมพ์เอกสาร ฯลฯ ระบบปฏิบัติการจะต้องดำเนินการคำสั่งเหล่านี้

อุปกรณ์ต่างๆ เชื่อมต่อกับแกนหลักคอมพิวเตอร์ (ดิสก์ไดรฟ์ จอภาพ แป้นพิมพ์ เมาส์ เครื่องพิมพ์ ฯลฯ) ระบบปฏิบัติการประกอบด้วยไดรเวอร์อุปกรณ์ - โปรแกรมพิเศษที่ควบคุมการทำงานของอุปกรณ์และประสานการแลกเปลี่ยนข้อมูลกับอุปกรณ์อื่น อุปกรณ์แต่ละชิ้นมีไดรเวอร์ของตัวเอง

เพื่อให้การทำงานของผู้ใช้ง่ายขึ้น ระบบปฏิบัติการสมัยใหม่ และโดยเฉพาะ Windows ให้รวมโมดูลซอฟต์แวร์ที่สร้างส่วนต่อประสานกับผู้ใช้แบบกราฟิก ในระบบปฏิบัติการ GUI ผู้ใช้สามารถป้อนคำสั่งโดยใช้เมาส์ ในขณะที่ในโหมดบรรทัดคำสั่ง จะต้องป้อนคำสั่งโดยใช้แป้นพิมพ์

ระบบปฏิบัติการยังประกอบด้วยโปรแกรมบริการ ฯลฯ และยูทิลิตี้ต่างๆ โปรแกรมดังกล่าวช่วยให้คุณสามารถดูแลรักษาดิสก์ (ตรวจสอบ บีบอัด จัดเรียงข้อมูล ฯลฯ) ดำเนินการกับไฟล์ (เก็บถาวร ฯลฯ) ทำงานในเครือข่ายคอมพิวเตอร์ ฯลฯ

เพื่อความสะดวกของผู้ใช้ ระบบปฏิบัติการมักจะมีระบบวิธีใช้ ได้รับการออกแบบมาเพื่อรับข้อมูลที่จำเป็นอย่างรวดเร็วเกี่ยวกับการทำงานของทั้งระบบปฏิบัติการโดยรวมและการทำงานของแต่ละโมดูล

ไฟล์ระบบปฏิบัติการจะถูกจัดเก็บไว้ในหน่วยความจำภายนอกระยะยาว (ฮาร์ด ฟล็อปปี้ดิสก์ หรือเลเซอร์ดิสก์) อย่างไรก็ตาม โปรแกรมสามารถทำงานได้เฉพาะในกรณีที่อยู่ใน RAM ดังนั้นจึงต้องโหลดไฟล์ระบบปฏิบัติการลงใน RAM

ดิสก์ (ฮาร์ด ฟล็อปปี้ดิสก์ หรือเลเซอร์) ซึ่งมีไฟล์ระบบปฏิบัติการอยู่และที่โหลดเรียกว่าดิสก์ระบบ

หลังจากเปิดคอมพิวเตอร์ ระบบปฏิบัติการจะถูกโหลดจากดิสก์ระบบไปยัง RAM หากไม่มีดิสก์ระบบในคอมพิวเตอร์ ข้อความ Non system disk จะปรากฏขึ้นบนหน้าจอมอนิเตอร์ และคอมพิวเตอร์ “ค้าง” กล่าวคือ ระบบปฏิบัติการหยุดโหลดและคอมพิวเตอร์ยังคงไม่ทำงาน

หลังจากที่ระบบปฏิบัติการโหลดเสร็จแล้ว การควบคุมจะถูกถ่ายโอนไปยังตัวประมวลผลคำสั่ง หากคุณใช้อินเทอร์เฟซบรรทัดคำสั่ง พรอมต์ของระบบจะปรากฏขึ้นบนหน้าจอ มิฉะนั้นจะโหลดอินเทอร์เฟซแบบกราฟิกของระบบปฏิบัติการ

3. ออกกำลังกายเพื่อพัฒนาโปรแกรมเพื่อนับจำนวนครั้งของอักขระเฉพาะในข้อความที่กำหนด

ปริมาณที่แสดงลักษณะของระบบ เช่นอุณหภูมิ ความดัน ปริมาตร ฯลฯ เราจะเรียก พารามิเตอร์ของรัฐ .

เราจะเรียกสถานะของระบบ ไม่มีความสมดุล , หากไม่สามารถกำหนดค่าเฉพาะให้กับพารามิเตอร์สถานะอย่างน้อยหนึ่งรายการได้ .

หากพารามิเตอร์ทั้งหมดของสถานะระบบมีค่าที่แน่นอนซึ่งคงที่ภายใต้เงื่อนไขภายนอกคงที่เป็นเวลานานตามอำเภอใจ สถานะของระบบจะถูกเรียก สมดุล .

แนวคิด " ค่าบางอย่าง “ก็หมายความว่า. ค่าพารามิเตอร์จะเท่ากันทุกจุดของระบบที่พิจารณา - เช่น อุณหภูมิในห้องเรียน ถ้าพูดกันตรงๆ จะแตกต่างกันตามจุดต่างๆ นั่นก็คือ ไม่มีความหมายเฉพาะเจาะจง - ไม่สามารถยอมรับค่าเฉลี่ยเป็นค่าที่แน่นอนได้ หากห้องถูกแยกออกจากอิทธิพลภายนอกหลังจากนั้นครู่หนึ่งอุณหภูมิที่ทุกจุดจะลดระดับลงจากนั้นจึงจะสามารถพูดคุยเกี่ยวกับค่าอุณหภูมิที่แน่นอนในห้องได้ แนวคิดที่คล้ายกันนี้ใช้กับความดัน ความหนาแน่น และพารามิเตอร์อื่นๆ ของสถานะของระบบ

การเปลี่ยนแปลงระบบจากรัฐหนึ่งไปอีกรัฐหนึ่งเรียกว่า กระบวนการ .

เห็นได้ชัดว่าในระหว่างกระบวนการใดๆ ระบบจะผ่านลำดับของสถานะที่ไม่สมดุล อย่างไรก็ตาม ยิ่งกระบวนการช้าลงเท่าใด สถานะของระบบในระหว่างกระบวนการก็จะยิ่งเข้าใกล้ความสมดุลมากขึ้นเท่านั้น ในขีดจำกัด หากกระบวนการดำเนินไปอย่างช้าๆ อย่างไม่สิ้นสุด นั่นก็คือเป็นเช่นนั้น กึ่งคงที่ เราสามารถสรุปได้ว่า ณ เวลาใดก็ตาม สถานะของระบบจะสมดุล

A-ไพรเออรี่ สมดุล เรียกว่า กระบวนการที่ประกอบด้วยลำดับสภาวะสมดุลอย่างต่อเนื่อง - เห็นได้ชัดว่า มีเพียงกระบวนการเสมือนคงที่เท่านั้นที่สามารถสมดุลได้

คุณลักษณะที่สำคัญของกระบวนการสมดุลคือสามารถดำเนินการได้ ทิศทางย้อนกลับ, เช่น. จากจุดสิ้นสุดสู่จุดเริ่มต้นผ่านลำดับย้อนกลับของสถานะ และเป็นผลมาจากกระบวนการโดยตรงและย้อนกลับ จะไม่มีการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นในระบบและเนื้อหาโดยรอบ ดังนั้นกระบวนการที่มีคุณสมบัตินี้ - และสามารถเป็นกระบวนการที่สมดุลเท่านั้น - จึงถูกเรียกว่า ย้อนกลับได้ .

เงื่อนไข กึ่งคงที่ สมดุล และพลิกกลับได้ ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์ พวกเขาเป็นคำพ้องความหมายโดยพื้นฐาน แต่แต่ละกระบวนการเน้นคุณลักษณะที่สำคัญของตัวเองของกระบวนการที่อธิบายไว้

ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่า ระบบที่แยกได้จากอิทธิพลภายนอกทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงจากสภาวะที่ไม่สมดุลไปสู่สภาวะสมดุล- กระบวนการนี้เรียกว่า ผ่อนคลาย ระบบและระยะเวลาของมันก็คือ เวลาผ่อนคลาย .

แยกแยะ กระบวนการแบบวงกลม หรือ รอบ , ส่งผลให้ระบบกลับคืนสู่สภาพเดิม.

บนกราฟ กระบวนการสมดุลจะแสดงเป็นเส้นโค้ง โดยทั่วไป กระบวนการที่ไม่สมดุลไม่สามารถแสดงด้วยเส้นโค้งได้ เนื่องจากพารามิเตอร์ไม่มีค่าที่แน่นอน

เรายังทราบด้วยว่า อย่างเคร่งครัดพูด ข้อสรุปเชิงปริมาณของอุณหพลศาสตร์ใช้กับสภาวะสมดุลและกระบวนการที่ผันกลับได้เท่านั้น - อย่างไรก็ตาม ในหลายกรณี กระบวนการจริงซึ่งไม่สมดุลเลย ได้รับการอธิบายด้วยความแม่นยำสูงมากตามกฎของอุณหพลศาสตร์