Понятие о системе. Управление системами. PDF

Понятие о системе. Управление системами, или система управления. В переводе с греческого языка слово система означает «целое, составленное из частей». Приведем одно из распространенных определений понятию система – это множество элементов, находящихся в связи друг с другом, образующих определенное ц...

Понятие о системе. Управление системами, или система управления. В переводе с греческого языка слово система означает «целое, составленное из частей». Приведем одно из распространенных определений понятию система – это множество элементов, находящихся в связи друг с другом, образующих определенное целостное единство. Что же мы пониманием под словом система? Вероятно, некую сущность, состоящую из более мелких частей, структур, находящихся в упорядоченной взаимосвязи, способную сохранять себя и достигать определенную цель, т. е. быть результативной. Как вы понимаете, каждый биологический объект, начиная от клеток или даже субклеточных структур, представляет собой сложно организованную систему. Можно утверждать, что не каждая система будет иметь собственную систему управления. А что же такое система управления? Это совокупность управляемого объекта и того устройства управления, которые и будут руководить объектом, с целью улучшения его работы, повышения эффективности и т. д. В идеале в систему управления обязательно входят как минимум три компонента: 1) средство для сбора данных; 2) средства обработки (данных) и передачи информации (команд); 3) структура, формирующая управляющие сигналы или команды (при нормальной работе на основе полученных данных). Биологические объекты как сложные системы. В качестве примера самых микроскопических биологических систем можно рассмотреть функционирование субклеточных объектов. Например, двумембранных органоидов: митохондрий или хлоропластов. Как и любая система, пластиды и митохондрии включают в себя системы более мелкого порядка. Их структура представлена двумя мембрана ми, у каждой из них есть особенности строения (кристы, граны и ламеллы) и биохимические особенности (наличие белков- каналов, встроенные ферменты и пигменты). При этом функционирование органоидов только с участием мембран невозможно. Обязательный компонент этой системы – их внутренняя среда – строма хлоропластов или матрикс митохондрий. Причем в этой жидкости плавают не просто ферменты и другие необходимые вещества, но и собственный генетический аппарат с кольцевой ДНК, всеми видами РНК и мелкими рибосомами. Далее можно рассматривать генетический аппарат (как самостоятельную систему более мелкого порядка) и т. д. Иначе говоря, практически каждый биологический объект представляет собой сложно организованную систему, включающую в себя множество систем более мелкого порядка. Наименьшей структурной и функциональной единицей всего живого является клетка (рис. 15). Именно клетка – это система, которая способна проявлять все свойства живого: метаболизм, рост, размножение, наследственность и изменчивость, саморегуляцию и гомеостаз. Системой, управляющей жизнью эукариотической клетки, является ядро, а точнее, наследственная информация, заключенная в нем. Надклеточными системами являются ткани и органы, которые являются системами более высокого порядка, чем клетка. Они появляются у высших растений и большинства многоклеточных животных. Как вы помните, по выполняемым функциям органы объединяются в системы органов. Например, сердечно-сосудистая, дыхательная, выделительная и другие системы органов у животных или вегетативная и генеративная системы органов у растений. Для человека и высших животных управляющими системами органов являются нервная и эндокринная системы. Следующей по уровню организации биологической системой является целостный организм, или особь, т. е. одно живое существо. И только у одноклеточных (бактерий, простейших, дрожжей, хлореллы и т. д.) клеточный и организменный уровни совпадают.