Классификация систем, их структура и состав

Единой классификации систем, т.е. многоуровневого деления по каким-либо принципам нет. В качестве признаков классификации чаще всего используются: природа классифицируемых объектов, их состав, сложность, степень взаимодействия с окружающей средой, изменчивость во времени и характер реакции на воздействия или изменчивость. Одна из возможных схем классификаций систем приведена на рис. 1.1.

По первому признаку классификации — природе (происхожде­ние и доступность) — все системы разделены в верхней части ри­сунка на две группы: физические (естественные, материальные) — 1.1 и абстрактные (искусственные, идеальные) — 1.2. Подобное приведено справа и для второго признака — их состава: гомогенные системы, характеризуемые однородностью и слабой связанностью составляющих их частей — 2.1, и гетерогенные, образованные как бы слиянием своих различных элементов — 2.2.

Примерами гомогенных систем могут служить технические (2.1.1) и организационные (2.1.2) системы, а гетерогенных. Открытые сис­темы поделены на равновесные (3.1.2) и диссипативные (3.1.1). Последние так названы потому, что они непрерывно рассеивают часть своей свободной энергии, в том числе и в виде тепла, выделяемого в окружающую среду.

По степени взаимодействия с окружающей средой, т.е. обмену по­токами энергии, вещества и информации, все системы разделены на открытые — 3.1, закрытые — 3.2 и изолированные — 3.3. Открытые системы обмениваются со своим окружением всеми формами материи; закрытые — лишь информацией, а изолированные — ни одной из них.

По четвертому признаку — сложности системы, разделены на три группы: простые — 4.1, сложные — 4.2 и большие — 4.3. Отличительными свойствами двух последних счи­таются:

- уникальность — аналоги заметно отличаются;

- многоступенчатый состав — имеются иерархические подси­стемы и компоненты;

- случайный характер функционирования и реагирования на
воздействие различных факторов;

- многокритериальность оценки состояния — необходимость
в векторных показателях качества;

- слабая структурированность и разнородность образующих
их частей.

Основным отличительным свойством боль­шой системы служит размерность, не позволяющая провести ее исследование без предварительной декомпозиции, т.е. расчленения на компоненты с последующим агрегированием - укрупнением их элементов. Что касается существенных признаков сложной (в смысле исследования) и, конечно же, большой системы, то к ним относятся многомодельность, т.е. потребность в ансамбле со­ответствующих моделей и методов, а также междисциплинарный ха­рактер их анализа и синтеза.

Пятым признаком служит изменчи­вость системы, т.е. характер ее отклика на воздей­ствия различных факторов. Такие системы делятся на статические (5.1) и динамические (5.2).

Компоненты системы

В некоторых системах, помимо элементов, иногда целесообразно выделять их компоненты (подсистемы), под которыми нужно подразумевать совокупности относительно однородных элементов, объединенных общими функцией и ресурсом. При этом совокупный вклад, сделанный каждым таким объектом, обычно характеризует соот­ветствующий компонент системы в целом, т.е. проявляется как бы интегрально. Поэтому подобные совокупные свойства рас­сматриваемых объектов часто удобно называть интегральными или системообразующими, а их количествен­ные оценки — интегральными характеристиками, т. е. соответству­ющими количественными показателями.

Таким образом отличительные признаки си­стемы определяются прежде всего системообразующими свойства­ми и интегральными характеристиками их компонентов.

Структура системы

Для образования и существования любой системы важное значение имеет характер взаимодействия между подсистема­ми. Поэтому самой важной характе­ристикой системы считается ее структура, т.е. множество тех свя­зей и элементов, которые имеют наиболее существенное значение при обеспечении энерго-, массо- и информационного обмена не только внутри самой системы, но и между нею и окружающей ее сре­дой. При этом в общем виде под структурой подразумевается способ организации целого из частей, т.е. некоторый вид упорядоченности его отдельных элементов и связей.

Поскольку в качестве объекта рассматриваются процессы, происхо­дящие с человекомашинной системой и внутри нее, то в даль­нейшем целесообразно пользоваться как структурой ее отдельных компонентов, так и обобщенной структурой этого сложного объек­та. При этом под обобщенной структурой подразумевается совокупность связей, с помощью которой реализуется энерго-, массо- и информационный обмен между отдельными компонентами системы, а также между нею и ее ближним окружением (рабочей средой).

Отмеченные особенности системного представления всех довольно сложных объектов и процессов позволяют экономно описывать их с помощью введения еще одной важной характеристики, называемой морфологией.