Теория систем. Основные определения

Система

Система – комплекс взаимосвязанных компонентов (основатель теории систем – Людвиг фон Берталанфи).

Система – совокупность элементов, находящихся в определённых отношениях со средой и друг с другом (Л. фон Берталанфи).

Система – организованное множество (Ф.Е. Темников).

Система – конечное множество функциональных элементов и отношений между ними, выделенных из среды в соответствии с определённой целью в рамках определённого временного интервала (В.Н. Сагатовский).

Система – отражение в сознании субъекта (исследователя, наблюдателя) свойств объектов и их отношений в решении задачи исследования, познания (Ю.И. Черняк).

Система – отображение на языке наблюдателя (исследователя, конструктора) объектов, отношений и их свойств в решении задач исследования, познания (Ю.И. Черняк).

Система и среда

Среда – то, что окружает систему; совокупность всех объектов, изменение свойств которых влияет на систему, а также тех объектов, чьи свойства меняются в результате поведения системы.

Систему выделяет из среды наблюдатель (исследователь), именно он решает, какие элементы включить в исследуемую систему. При этом возможны 3 варианта положения наблюдателя: он может отнести себя к среде, может находиться в системе и исследовать её с учётом влияния системы на свои представления о ней (это характерно для экономических систем), может являться внешним наблюдателем, то есть находиться вне системы и среды. В процессе исследования граница между системой и средой может изменяться.

Элемент. Подсистема

Элемент – простейшая, неделимая часть системы; предел расчленения системы с точки зрения решения конкретной задачи по исследованию системы или с точки зрения достижения поставленной цели.

Систему можно разбить на элементы различными способами в зависимости от формулировки задачи, цели и от их уточнения в процессе проведения системного исследования. Сложные системы принято делить на подсистемы или на компоненты.

Подсистема – относительно независимая часть системы, обладающая свойствами системы, имеющая подцель, на достижение которой ориентирована подсистема, а также другими свойствами, определяемыми закономерностями систем. Если часть системы не обладает такими свойствами, а представляет собой просто совокупность однородных элементов, то такую часть называют компонентом. Разделение системы на подсистемы также зависит от задачи и цели исследования.

Связи

Связи – ограничения степени свободы элементов.

Элементы, вступая во взаимодействие между собой, утрачивают часть своих свойств, которыми они обладали в свободном состоянии. Иногда используется термин «отношение» в качестве синонима связи. Связи характеризуются следующими признаками:

1) направленность: направленные и ненаправленные связи

2) сила: сильные и слабые связи (иногда используют шкалу для определения силы связей)

3) характер или вид: связи подчинения, порождения (генетические), управления, равноправные (безразличные).

Связи в конкретных системах могут иметь сразу несколько признаков.

Схема обратной связи:

Здесь – управляющее воздействие; – требуемое значение выходного сигнала; – отклонение сигнала от требуемого; – изменение величины управляющего воздействия; – фактический результат.

Понятие обратной связи трудно проиллюстрировать на примере организационных систем. Обратная связь может быть положительной и отрицательной. Положительная сохраняет тенденции измерения того или иного выходного параметра, в то время как отрицательная направлена на противодействие таким изменениям, то есть на сохранение, стабилизацию требуемого значения выходного параметра. Обратная связь является основой саморегулирования, развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования.

Цель

Понятие цели, а также связанные с ним понятия целесообразности, целенаправленности лежат в основе развития систем. В зависимости от степени познания конкретного объекта, системы в понятие «цель» вкладывают разный смысл: от идеальных устремлений (возможно, принципиально недостижимых, но являющихся ориентиром) до конкретных целей – конечных результатов, достижимых в пределах некоторого интервала времени. Иногда такие цели формулируются в терминах конечного продукта деятельности.

Структура

Модель «черный ящик»:

Система может быть представлена простым перечислением её элементов или моделью «чёрного ящика» (входы/выходы), но зачастую такого представления системы недостаточно; тогда вводят понятие структуры. Структура отражает определённые взаимосвязи, взаимные расположения составных частей системы, её устройство (строение). В сложных системах структура может включать не все элементы и связи между ними, а только наиболее существенные из них, то есть те, которые мало меняются в процессе функционирования системы и обеспечивают существование системы и её основных свойств.

Таким образом, структура характеризует организованность системы, устойчивую порядочность её элементов связи. Структурные связи обладают относительной независимостью от элементов и могут выступать как инвариант при переходе одной системы к другой, перенося закономерности, выявленные и отражённые в структуре одной из систем на другие. При этом системы могут иметь различную физическую природу. Одна и та же система может быть представлена различными структурами в зависимости от стадии познания объектов или процессов, от цели исследования. При этом по мере развития исследований или в ходе проектирования системы её структура может изменяться (детализироваться либо принимать принципиально новую форму). Структуры, особенно иерархические, могут помочь в раскрытии неопределённости сложных систем.