Результаты работы --> Статьи --> Изложение теории систем
О системном подходе к изложению теории систем
О системном подходе к изложению теории систем
Кудрявцев Н.Г.
Когда описывают современный технический объект, рассказывают о событиях из об-щественной жизни, проводят исследования на экономические темы, касаются вопросов жи-вой природы, то всюду используют термины "система", "системный подход", "системное решение вопроса". Так что же такое система и существует ли теория, которая позволяет кон-струировать новые системы, изучать системы уже существующие, предсказывать их поведе-ние, рождение, развитие, распад?
К сожалению, трудно дать однозначный ответ на данный вопрос. По большому счету, все объекты окружающего мира, как материальные, так и идеальные (математические, мета-физические), в силу своей сложности являют собой системы. Поэтому, какое бы мы ни взяли научное направление, объектом его исследований, в конце концов, будет система. Однако большинство научных дисциплин изучает свойства и закономерности окружающего мира, описывая исследуемые объекты как самостоятельные единицы, абстрагируясь от их внутренних и внешних связей. И только в 20-х годах двадцатого столетия стали появляться первые теории, а затем и целые научные направления, предметом изучения которых стали не изолированные объекты, а совокупности взаимодействующих объектов. При этом выяснилось, что объекты могут взаимодействовать таким образом, что в результате возникают свойства, которые не были присущи ранее ни одному из участников взаимодействия и даже не могли прогнозироваться, исходя их свойств этих отдельных объектов.
Так, набор одних и тех же радиодеталей (различающихся только номиналами) - транзисторов, сопротивлений, конденсаторов, кусков медной проволоки, источников пита-ния - может служить для создания различных по своему функциональному назначению устройств: усилителей, генераторов, передатчиков, приемников. Тех, кто занимается радио-электроникой, такое "чудо" нисколько не удивит, так как они знают, что существует множе-ство типовых схем и давно разработаны теории, которые однозначно определяют что и к чему надо припаять, чтобы в результате схема (набор деталей) стала усилителем, генерато-ром или чем-либо еще. Самое же интересное заключается в том, что точно так же, как и набор деталей, соединенных в правильную схему, приобретает новые свойства, начинают на порядок эффективнее трудиться люди, удачно подобранные для работы в одном коллективе, - причем в одном случае получается коллектив изобретателей и разработчиков, способный стать основой целого конструкторского бюро или мощного, процветающего предприятия, в другом случае может образоваться банда дерзких, неуловимых налетчиков, терроризирующая население огромного города. И точно так же приобретают незапланированные свойства десятки, а затем и сотни тысяч компьютеров, объединенные в глобальную сеть, когда они взаимодействуют по удачно разработанному протоколу.
За счет чего же появляются новые свойства у некоторых "удачно" взаимодействую-щих групп объектов? Почему одни совокупности объектов становятся неработоспособными, распадаются сразу же после соединения, другие же не только живут длительное время, но и развиваются, а энергетика их развития заставляет развиваться окружающий мир? Какие объ-екты нужно подобрать и как их соединить между собой, чтобы получились заранее прогно-зируемые свойства?
Одна из гипотез, родившихся в рамках соционики - теории об интертипных отношениях в человеческих коллективах [5,6], предлагает объяснять возникновение устойчивых совокупностей (коллективов) наличием функциональной асимметрии у взаимодействующих объектов. В соционике каждый объект (человек) описывается определенным типом информационного метаболизма (ТИМом), характеризующимся различной степенью развитости у человека экстраверсии - интроверсии, рациональности - иррациональности, логики - этики, интуиции - сенсорики, при помощи которых человек воспринимает мир вокруг себя и воздействует на этот окружающий мир. Практический опыт показывает, что наиболее устойчивыми являются отношения (взаимодействия), при которых объекты (люди) взаимно дополняют друг друга, дают другому то, чего ему не хватает, и прикрывают своими сильными качествами слабые стороны партнера.
Исходя из принципа функциональной асимметрии, можно сказать, что наиболее ус-тойчивыми являются те взаимодействия, при которых происходит взаимное дополнение взаимодействующих объектов в разрезе некоторого набора параметров, другими словами, когда имеется развитость некоторого свойства у одного объекта и необходимость этого свойства другому объекту. Например, развитая интуиция одного человека помогает опреде-лить верное направление движения другому человеку, у которого есть масса энергии, реши-тельность, целеустремленность, но он не видит цели и не знает куда двигаться. В свою оче-редь, своей решительностью энергичный человек питает человека, знающего куда идти.
Если развитость и потребность интерпретировать как выпуклости и впадины у камней или пазы и шипы у строительных кубиков в детском конструкторе, то взаимное дополнение можно интерпретировать как соответствие выпуклостей впадинам или шипов пазам.
Конструкция из некоторого набора кубиков или камней будет тем устойчивее, чем больше выпуклостей будут соответствовать впадинам или шипов - пазам. В терминах ин-формационных технологий можно назвать это соответствием интерфейсов. Разные конст-рукции из наборов кубиков и камней можно получать как целенаправленным складыванием строительных элементов, так и путем приложения энергии встряхивания к предыдущей конструкции, находящейся в некотором замкнутом пространстве. В последнем случае разнообразие получаемых конструкций зависит от степени разнообразия кубиков, их функциональной асимметричности и энергии встряхивания.
Рассмотрим три различных примера функциональной асимметрии объектов. В каче-стве первого примера можно воспользоваться набором шаров. В этом случае все объекты выпуклы, регулярны и не дополняют друг друга. Небольшой встряски достаточно, чтобы любая трехмерная конструкция из шаров рассыпалась. На противоположный полюс по сте-пени устойчивости можно поместить множество шарообразных объектов, поверхность каж-дого из которых покрыта шипами и зацепами, способными зацепляться за шипы другого объекта. Такую "шипастую" конструкцию, особенно, если каждый объект будет обладать достаточно большой массой, почти невозможно разрушить простым встряхиванием, и нужно затратить достаточно много усилий, чтобы расцепить и освободить объекты. В середину нашей гипотетической шкалы можно поместить набор простых строительных кирпичей. Очевидно, что устойчивость конструкций из кирпичей, не соединенных раствором, будет определяться отношением размера конструкции к размеру одного кирпича и геометрией реализуемого архитектурного решения. Наиболее устойчивым будет куб любых габаритов, а неустойчивость демонстрируется стенкой, толщиной в один кирпич, поставленный на меньшую боковую грань (на попа), и высотой, начиная с полуметра.
Таким образом, можно предположить, что эффективность системы в смысле устойчи-вости и продуктивности в достижении цели определяется степенью функциональной асим-метричности объектов, эту систему составляющих. Надо отметить, что данное предположе-ние не противоречит гипотезе, выдвинутой в работе [2], о том, что симметрия - это один из классов устойчивости. Мы говорим о необходимости функциональной асимметричности между элементами системы, а в работе [2] симметрия рассматривается в качестве некоторого свойства инвариантности системы в целом, позволяющего сохранять свойства этой системы относительно некоторых внешних воздействий.
В данной работе мы хотели бы в качестве примера применимости функционально-асимметричного подхода реализовать изложение фактов, определений и закономерностей из теории систем [1-4] в виде взаимосвязанной последовательности интерфейсно-смысловых групп (блоков).
Под интерфейсно-смысловой группой (блоком) будем понимать законченную повест-вовательную конструкцию, определяемую двумя параметрами: объектом (набором объектов) и качественно-смысловой характеристикой (набором характеристик), - описывающими информационную нагрузку (информацию об объекте), которую несет данный блок. Напри-мер, смысловая группа {система; определения} содержит определения термина "система"; смысловая группа {система; история} содержит факты из истории становления понятия "система".
Очевидно, что текст повествования в научно-популярной статье, если он не оформлен в виде таблиц, может быть представлен только одномерной структурой интерфейсно-смысловых блоков. Степень функциональной асимметричности интерфейсно-смысловых групп может быть определена как степень взаимопроникновения одного блока в другой (либо по тематике излагаемого материала на уровне набора объектов, либо по пересечению характеристик). В числовом выражении показатель функциональной асимметричности будем определять как число, равное отношению наблюдаемых объектных и характеристических пересечений к количеству таких возможных пересечений. Введенный таким способом показатель функциональной асимметричности можно назвать коэффициентом связности последовательно расположенных интерфейсно-смысловых блоков.
Для простоты представления договоримся объединять в одну интерфейсно-смысловую группу несколько групп, имеющих один объект, одинаковую характеристику и расположенных в тексте друг за другом.
Для обозначения одной интерфейсно-смысловой группы будем пользоваться фигур-ными скобками. Объект и характеристику будем разделять точкой с запятой, а элементы на-бора объектов или набора характеристик - знаком "/". Число от 0 до 1 справа от блока по-сле знака "=" является показателем функциональной асимметричности, или коэффициентом связности. Расчет каждого коэффициента связности приведен в круглых скобках. Первые две цифры в круглых скобках обозначают, было ли пересечение текущей интерфейсно-смысловой группы с последующей. Если было пересечение на уровне набора объектов, то первая цифра будет единицей, если было пересечение на уровне набора характеристик, то вторая цифра будет единицей. В квадратных скобках, находящихся внутри круглых, описы-вается детализация пересечений. Первая цифра в квадратных скобках обозначает количество элементов в наборе объектов в текущей интерфейсно-смысловой группе. Цифра после двое-точия показывает количество элементов в наборе объектов в последующей интерфейсно-смысловой группе. После знака ~ размещается аналогичная информация о количестве эле-ментов в наборе характеристик соответственно текущей и последующей интерфейсно-смысловых групп. Коэффициент связности вычисляется, исходя из использованной суммар-ной возможности пересечений текущей и последующей интерфейсно-смысловых групп на наборе объектов и наборе характеристик. При этом каждому из наборов соответствует коэф-фициент 0.5. Например, для круглых скобок (0,1 [1:3~2:1(1)]) имеем коэффициент связности 0.25, так как пересечение наблюдается только на наборе характеристик (цифры 0,1 в начале круглых скобок), а на наборе характеристик в пересечении может потенциально участвовать только половина характеристик (цифры 2:1 после знака ~). В круглых скобках после группы цифр, разделенных двоеточием, ставится количество реально участвующих в пересечении характеристик или объектов.
Схематично, в нотации интерфейсно-смысловых групп, структура изложения мате-риала о системах и теории систем будет выглядеть следующим образом.
Введение
{наука/повторяющиеся явления; условия познания}(0,0 [2:1~1:2])=0
{система; история/определения}(0,1 [1:3~2:1(1)])=0.25
{теория систем/системотехника/системный подход; история}(0,0 [3:1~1:1])=0
Системный анализ
{системный анализ; определение}(1,0 [1:1(1)~1:1])= 0.5
{системный анализ; история}(1,0 [1:1(1)~1:1])= 0.5
{системный анализ; определения}(1,0 [1:2(1)~1:1]) = 0.25
{системный анализ/специальности; примеры}(0,1 [2:1~1:1(1)])= 0.5
Понятие системы
{система; примеры} (1,1 [1:1(1)~1:2(1)])= 0.75
{система; примеры/определения}
(1,1 [1:2(1)~2:3(1)])= 0.5*0.5+0.5*0.33=0.25+0.17= 0.42
{система/эволюция определений; персоны/история/определения}
(1,1 [2:3(1)~3:2(1)])= 0.34
Свойства систем
{система/среда/модель; определения/описания}(1,1 [3:3(1)~2:1(1)])= 0.42
{система/компоненты/подсистема; определения}(1,1 [3:3(1)~1:1(1)])= 0.67
{система/связи/среда; определения}(0,1 [3:2(1)~1:1(1)])= 0.5
{система/цель; определения}(1,1 [2:2(1)~1:2(1)])= 0.5
{система/структура; определения/описания}(1,1 [2:2(1)~2:2(1)])= 0.5
{система/страты; примеры/определения}(1,2 [2:2(1)~2:2(2)])= 0.75
Закономерности систем
{система/целостность; определения/примеры}(1,0 [2:3(1)~2:1])= 0.17
{система/коммуникативность/иерархичность; описания}(1,1 [3:3(1)~1:1(1)])= 0.67
{система/эквифинальность/потенциальная эффективность; описания}
(1,0[3:2(1)~ 1:1])= 0.17
{система/необходимое разнообразие; закономерности}(1,0 [2:2(1)~1:1])= 0.25
{система/целеобразование; правила}(1,0 [2:5(1)~1:1])= 0.1
Классификация систем
{система/классы/открытость/целеустремленность/управляемость; определения}
(2,1 [5:4(2)~1:1(1)])= 0.6
{система/классы/организованность/сложность; определения/примеры}
(1,1 [4:5(1)~2:2(1)])= 0.35
Моделирование систем
{система/цели/объект/субъект/среда; описание/определения}(1,0 [5:2~2:1])= 0.2
{система/моделирование; алгоритм}
Попробуем изложить информацию о системах и теории систем, придерживаясь пред-ложенной схемы. Судя по приведенным предварительным оценкам, такое изложение мате-риала будет в умеренной степени связным (коэффициент связности >= 0.5 имеют 46% бло-ков). Но о том, что же получилось на самом деле, судить читателю. При наполнении интер-фейсно-смысловых групп реальным содержанием использовались материалы из книги В.Н. Волковой "Искусство формализации" [1].
Введение
{наука/повторяющиеся явления; условия познания}
Уже много столетий наука изучает повторяющиеся явления в окружающем нас мире для того, чтобы эти явления прогнозировать, воспроизводить и управлять ими. Чтобы какое-то явление или объект изучить, должны быть выполнены несколько условий: необходимо дать определение явлению или объекту; привести примеры, попадающие под данное опреде-ление; проследить, как данное явление или объект изучались или использовались в течение некоторого исторического периода; выделить и описать наблюдаемые свойства объекта или явления; выделить закономерности и описать обобщающие понятия, характеризующие объект или явление; классифицировать полученные факты и наблюдения; построить модель явления.
{система; история/определения}
В 30-е годы XX века философия явилась источником возникновения обобщающего направления, названного теорией систем. Теорию систем часто интерпретируют как пони-мание принципов организации управления. Людвиг фон Берталанфи считается основопо-ложником данного направления.
Понятие система возникло в древние времена. Еще Аристотель обратил внимание на то, что целое (то есть система) не сводимо к сумме частей, его образующих. И. Кант писал, что научное знание есть система, в которой целое главенствует над частями. В 30-е годы XX века А.А. Малиновским (псевдоним - Богданов) была предложена обобщающая разные специальности теория, названная всеобщей организационной наукой - тектологией.
{теория систем/системотехника/системный подход; история}
В 60-е годы XX столетия философами были разработаны концептуальные основы теории систем и исследованы закономерности функционирования и развития сложных сис-тем. Для практических приложений был введен термин системный подход - как синоним понятия комплексный подход к принятию решений в сложных системах. Для прикладных технических направлений был введен термин системотехника (1962 г., Ф.Е. Темников, как эквивалент английского "System Ingeneering"). Для других направлений был введен термин системология (1965 г., И.Б. Новик).
Системный анализ
{системный анализ; определение}
Некоторыми специалистами понятие системный анализ интерпретируется как формализованный здравый смысл или методика исследования процессов организации, процессов принятия решений.
{системный анализ; история}.
Этот термин впервые появился в США в работах корпорации RAND в связи с задача-ми военного управления в 1948 г., а в отечественной литературе получил распространение после перевода книги С. Оптнера "Системный анализ для решения деловых и промышлен-ных проблем".
{системный анализ; определения}
Обычно в рамках системного анализа предлагаются методики системного исследова-ния и организации процесса принятия решения. Выбираются подходы к выполнению этапов методики, разрабатываются методы и средства анализа целей (их формулирования, структуризации или декомпозиции). Иногда в определении системного анализа подчеркивается, что это методология исследования целенаправленных систем. В рамках системного анализа рассматриваются проблемы управления сложными системами, организациями, производствами. Основная концепция современного состояния дел в области системного анализа сводится к следующему утверждению: "если мы имеем дело с действительно сложной, практически значимой проблемой, то следует исходить из того, что ни одна теория, взятая в отдельности, не способна обеспечить ее решение, какие бы возможности ни декларировали ее приверженцы. Разрешить системную проблему можно, только если противопоставить ей адекватный по сложности управляемый и координируемый комплекс научных методов и знаний, охватывающий своими познавательными возможностями наиболее существенные стороны явлений, обусловивших возникновение и развитие данной проблемы. Роль такого координатора и выполняет теория системного анализа" [4].
{системный анализ/специальности; примеры}
Распределение специальностей и направлений, связанных с системными исследова-ниями, выглядит следующим образом:
технические специальности - системотехника и кибернетика;
экономические специальности - системный анализ;
гуманитарные специальности - теория систем (философия).
Понятие системы
{система; примеры}
Потребность в термине "система" возникает в тех случаях, когда невозможно что-то продемонстрировать, изобразить, представить математическим выражением (формулой, уравнением и т. п.) и нужно подчеркнуть, что это будет что-то большое, сложное, не полно-стью сразу понятное, но целое, единое. Например, "солнечная система", "система управле-ния станком", система организационного управления предприятием (городом, регионом), "экономическая система", "система кровообращения" и т. д.
{система; примеры/определения}.
В математике термин система используется для отображения совокупности матема-тических выражений или правил - "система счисления", "система мер". Понятие системы подчеркивает упорядоченность, целостность, наличие определенных закономерностей.
Термин система используют в тех случаях, когда хотят охарактеризовать исследуе-мый или проектируемый объект как нечто целое (единое), сложное, о котором невозможно сразу дать представление, показав его, изобразив графически или описав математическим выражением.
{система/эволюция определений; персоны/история/определения}
Существует несколько десятков определений понятия система. Выбор определения отражает принимаемую концепцию исследуемой или создаваемой системы и является фак-тически началом моделирования, то есть помогает исследователю или разработчику начать ее описание.
Первые определения говорили, что система - это элементы (части, компоненты) и связи (отношения) между ними.
Людвиг фон Берталанфи определял систему как "комплекс взаимодействующих ком-понентов" или как "совокупность элементов, находящихся в определенных отношениях друг с другом и со средой".
В БСЭ система определяется прямым переводом с греческого - "состав", то есть со-ставленное, соединенное из частей.
Система - это совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которые образуют определенное целостное единство.
Несколько позже в определениях системы появляется понятие цель.
Ф.Е. Темников: система - организованное множество (в котором цель появляется при раскрытии понятия организованное).
В.Н. Сагатовский: система - конечное множество функциональных элементов и от-ношений между ними, выделенное из среды в соответствии с определенной целью в рамках определенного временного интервала.
Далее в определение системы начинают включать, наряду с элементами, связями и целями, наблюдателя, то есть лицо, представляющее объект или процесс в виде системы при исследовании или принятии решения. Первым обратил внимание на необходимость наблю-дателя У. Росс Эшби. Но первое определение, в которое в явном виде включен наблюдатель, дал Ю.И. Черняк. "Система есть отображение на языке наблюдателя (исследователя, конст-руктора) объектов, отношений и их свойств в решении задачи исследования, познания".
Эволюцию понятия система можно проиллюстрировать следующей цепочкой: эле-менты и связи, затем - цель, затем - наблюдатель.
Более полное определение, включающее и элементы, и связи, и цель, и наблюдателя, а иногда и его "язык" отображения системы, помогает поставить задачу, наметить основные этапы методики системного анализа. Например, в социальных системах, если не определить лицо, уполномоченное принимать решения, то можно и не достичь цели, ради которой соз-дается система.
Свойства систем
{система/среда/модель; определения/описания}.
На первых этапах системного анализа важно уметь отделить (отграничить) систему от среды, с которой взаимодействует система.
Частным случаем выделения системы из среды является определение ее через входы и выходы, посредством которых система общается со средой.
Среда есть совокупность всех объектов, изменение свойств которых влияет на систе-му, а также тех объектов, чьи свойства меняются в результате поведения системы.
Внешние факторы с учетом их природы разделяют на несколько групп: стимулирую-щие, регулирующие, ограничивающие, возмущающие, разрушающие.
В процессе исследования граница между системой и средой может деформироваться. Уточняя модель системы, наблюдатель может выделять в среду некоторые составляющие, которые он первоначально включал в систему. И наоборот, он может посчитать целесооб-разным включить в систему составляющие среды, имеющие сильные связи с элементами системы.
{система/компоненты/подсистема; определения}
Под элементом системы принято понимать простейшую, неделимую часть системы. Однако неделимость может трактоваться неоднозначно. Элементами стола может быть сто-лешница и ножки, а могут быть и молекулы, в зависимости от того, какая задача стоит перед исследователем: изучать конструкцию или химический состав стола.
Элемент - это предел членения системы с точки зрения аспекта рассмотрения, реше-ния конкретной задачи, поставленной цели.
Если система не может быть сразу расчленена на элементы, то используют понятия компоненты и подсистемы.
Понятие подсистема подразумевает, что выделяется относительно независимая часть, обладающая свойствами системы, в частности, имеющая подцель, на достижение которой и ориентирована, а также свойствами целостности, коммуникативности и т. п. Если же части системы не обладают такими свойствами, а представляют собой просто совокупности одно-родных элементов, то такие части принято называть компонентами.
{система/связи/среда; определения}
Понятие связь обеспечивает возникновение и сохранение целостных свойств системы. Это понятие одновременно характеризует и строение (статику), и функционирование (динамику) системы.
Связь определяют как ограничение степени свободы элементов.
Гипотеза В.И. Николаева: для того чтобы система не распалась на части, необходимо обеспечить превышение суммарной силы (модности) связей между элементами системы, то есть внутренних связей, над суммарной мощностью связей между элементами системы и элементами среды, то есть внешних связей.
Связи характеризуются направлением (направленные и ненаправленные), силой (сильные или слабые, иногда вводят шкалу), характером или видом (связи подчинения, связи порождения - генетические, равноправные или безразличные, связи управления).
{система/цель; определения}
Цель (целесообразность, целенаправленность) лежит в основе развития системы. Иде-альное определение: цель - выражение активности сознания, модель желательного будуще-го.
Цель - заранее мыслимый результат сознательной деятельности человека, группы людей.
{система/структура; определения/описания}
Всякая система обладает структурой, то есть определенной моделью своих связей и отношений; иерархичностью, то есть свойством каждого элемента также образовывать из себя систему, так, что внутри целого может оказаться несколько уровней таких подсистем. Кроме того, система как единое целое способна взаимодействовать со своей средой и даже является в этом взаимодействии активной стороной.
Структура (от латинского "structure" - строение, расположение, порядок) отражает определенные взаимосвязи, взаиморасположение составных частей системы, ее устройство (строение).
Структура характеризует организованность системы, устойчивую упорядоченность элементов и связей, без качественного наполнения (субстрата). Структуры, особенно иерар-хические, могут помочь в раскрытии неопределенности сложных систем.
Поскольку знания о системах на данном этапе развития науки весьма ограничены, приходится иметь дело не с системами в целом, а с их структурами.
Если под системой понимается все целое со всеми входящими в него объектами и связями между ними, то под структурой - определенная схема устойчивых элементов этого целого, извлеченная из него. Вся сложность живущих и действующих на данный момент элементов и связей между ними фактически опускается, остается то, что устойчиво сохраня-ется во времени.
Словарь определяет структуру как "совокупность устойчивых связей объекта, обеспе-чивающую его целостность и тождественность самому себе, то есть сохранение основных свойств при различии внешних и внутренних изменений".
Понятие структуры характеризуется не только и не столько устойчивым соотношени-ем элементов целого, но и совокупностью правил, по которым из одного объекта можно по-лучить второй, третий и т. д. путем перестановки элементов и некоторых других симметри-ческих преобразований. И тогда, чтобы получить единую структурную закономерность не-которого множества объектов, достаточно описания их различий как превращающихся друг в друга конкретных вариантов единого абстрактного инварианта. Внимание при этом должно быть перенесено с природных свойств изучаемых объектов на отношения между элементами и зависящие от них реляционные, то есть системно приобретенные свойства. Структуралисты называют этот принцип методологическим приматом отношений над элементами в структуре.
{система/страты; примеры/определения}
Различают сетевые структуры; иерархические структуры (деревья); многоуровневые иерархические структуры типа "страт".
Страты. При отображении сложных систем основная проблема состоит в том, чтобы найти компромисс между простотой описания, позволяющей составить и сохранять целостное представление об исследуемом или проектируемом объекте, и детализацией описания, позволяющей отразить многочисленные особенности конкретного объекта. Один из путей решения проблемы - задание системы семейством моделей, каждая из которых описывает поведение системы с точки зрения соответствующего уровня абстрагирования. Для каждого уровня существуют характерные особенности, законы и принципы, с помощью которых описывается поведение системы на этом уровне. Такое представление названо стратифицированным, а уровни абстрагирования - стратами.
Страта 6: Философское или теоретико-познавательное описание замысла системы
Страта 5: Представление системы на языке выбранной научной теории
Страта 4: Проектное представление системы
Страта 3: Конструкция (конструкторская документация)
Страта 2: Технология (технологическая документация)
Страта 1: Материальное воплощение системы
Закономерности систем
{система/целостность; определения/примеры}
Целостность проявляется в системе как возникновение у нее новых интегративных качеств, не свойственных ее компонентам: поведение популяций, эффект толпы, социальные системы, технические объекты (свойства станка отличаются от свойств деталей, из которых он собран).
Следует иметь в виду, что, объединенные в систему, элементы, как правило, утрачи-вают часть своих свойств, присущих им вне системы, то есть система как бы подавляет ряд свойств элементов. Но, с другой стороны, элементы, попав в систему, могут приобрести но-вые свойства. Так, например, система управления станком собрана из транзисторов, диодов и т. д., свойства которых используются только частично (транзистор может работать как в ключевом, так и в усилительном режиме и т.п.). Другим примером может служить производ-ственная система, которая в рабочее время подавляет у своих элементов-рабочих вокальные, хореографические и некоторые другие способности и использует только те свойства, кото-рые нужны в производстве. Особенно подавляет проявление способностей человека конвей-ер.
Свойство целостности связано с целью, для выполнения которой создается система.
Исследованию причин возникновения целостных свойств в теории систем уделяется большое внимание. Однако в ряде реальных ситуаций не удается выявить причины возник-новения целостности.
Вводят понятие оценки степени целостности.
Каждая система находится между состоянием абсолютной целостности (когда все элементы сливаются воедино и разделение невозможно) и абсолютной аддитивности (когда систему можно рассматривать как набор независимых элементов).
А. Холл ввел две сопряженные закономерности: прогрессирующая факторизация - стремление системы к состоянию со все более независимыми элементами, и прогрессирую-щая систематизация - стремление системы к уменьшению самостоятельности элементов.
{система/коммуникативность/иерархичность; описания}
Система имеет множество связей с внешней средой и внутренних связей, которые по-зволяют ей являться частью системы более высокого уровня и содержать другие подсистемы в качестве составных частей.
Система "двулика" по отношению к верхнему и нижнему уровням системной иерар-хии. По отношению к верхнему уровню система выступает в качестве элемента, по отноше-нию к нижнему уровню - в качестве целой системы.
{система/эквифинальность/потенциальная эффективность; описания}
Эквифинальность (предельные возможности системы) - способность, в отличие от состояния равновесия в закрытых системах с полностью детерминированными начальными условиями, достигать не зависящего от времени состояния, которое определяется исключи-тельно параметрами системы.
Развивая идею В.А. Котельникова о потенциальной помехоустойчивости, Б.С. Флейшман связал сложность структуры системы со сложностью ее поведения. Он предло-жил количественные выражения предельных законов надежности, помехоустойчивости и других качеств системы. Флейшман показал, что на их основе можно получить количествен-ные оценки осуществимости систем с точки зрения того или иного качества - оценки жиз-неспособности и потенциальной эффективности сложных систем.
{система/необходимое разнообразие; закономерности}
Разнообразие (сложность) управляющей системы (системы управления) должно быть больше или, по крайней мере, равно разнообразию управляемого объекта. Для достижения условий соблюдения данной закономерности можно увеличивать разнообразие системы управления путем увеличения численности аппарата управления, повышения его квалификации, механизации и автоматизации управленческих работ. Можно также уменьшать разнообразие управляемого объекта за счет унификации и стандартизации, сокращения номенклатуры деталей, узлов, технической оснастки, снижением числа контролируемых и управляемых параметров, переходом к самоорганизации объектов управления.
{система/целеобразование; правила}
Необходимо выдвигать подцели по мере достижения предыдущей подцели. Формулировка финальной цели, пока не понятны промежуточные, приводит к фиаско.
Умелый руководитель должен почувствовать настроения коллектива и не настаивать сразу на понимании выдвигаемой им цели-требования, а как бы "расщепить" цель во време-ни и добиваться, чтобы подчиненные понимали или даже сами формулировали подцель по мере понимания предыдущей.
Цель может пересматриваться и переформулироваться.
В технических "закрытых" системах цели формулируются извне. В открытых, разви-вающихся системах цели не задаются извне, а формируются внутри системы.
Классификация систем
{система/классы/открытость/целеустремленность/управляемость; определения}
В зависимости от решаемой задачи, можно выбрать разные принципы классификации. Исторически пытались классифицировать системы по разным признакам: по виду отображаемого объекта (технические, биологические, экономические); по виду методов моделирования (математические, физические, химические) и др.
Открытые и закрытые системы
Открытые системы - системы, способные обмениваться со средой массой, энергией и информацией. В открытых системах "проявляются термодинамические закономерности, которые противоречат второму началу термодинамики". Второй закон термодинамики (вто-рое начало), сформулированный для закрытых систем, характеризует систему ростом энтро-пии, стремлением к неупорядоченности, разрушению. В открытых системах наблюдаются элементы самоорганизации.
Целенаправленные, целеустремленные системы
Различают системы, в которых цели задаются извне, и системы, в которых цели фор-мируются внутри (характерно для открытых самоорганизующихся систем).
Управляемые и неуправляемые системы
Управление подразумевает организацию различных процессов для достижения наме-ченной цели. Управляемая система обеспечивает целенаправленное функционирование при изменяющихся внутренних или внешних параметрах. Неуправляемая система не обеспечивает целенаправленного функционирования. В большинстве технических управляемых систем управление сводится к поддержанию нужных значений выходных параметров при отклонении внешних или внутренних параметров от расчетных.
{система/классы/организованность/сложность; определения/примеры}
Хорошо организованные системы - такие системы, для которых исследователю уда-ется определить все элементы, взаимосвязи и цели системы в виде аналитических (графиче-ских) зависимостей. К таким системам относится большинство моделей физических процес-сов и технических систем. Проблемная ситуация для таких систем может быть описана в ви-де выражений, связывающих цель со средствами.
Сложные системы описываются в виде плохо организованных или диффузных сис-тем. Для таких систем не ставится задача определить все учитываемые компоненты и их свя-зи с целями системы. Система характеризуется некоторым наборов макропараметров и зако-номерностями. Пример диффузной системы - отображение газа. При использовании газа не используют поведение каждой молекулы, а характеризуют газ макропараметрами - давлением, относительной проницаемостью, постоянной Больцмана и т. д.
Моделирование систем
{система/цели/объект/субъект/среда; описание/определения}
Для выделения системы требуется наличие:
цели, для реализации которой формируется система; цель функционирования систе-мы определяет системные признаки, с помощью которых описываются элементы системы;
объекта исследования, состоящего из множества элементов, связанных в единое це-лое системными признаками (с точки зрения цели);
субъекта исследования, формирующего систему (наблюдателя);
характеристик внешней среды по отношению к системе и отражения ее взаимосвязей с системой.
{система/моделирование; алгоритм}
Для моделирования системы выполняются следующие действия.
Выбирается знаковая система.
С помощью знаковой системы фиксируются известные на данный момент компонен-ты и связи между ними.
Вводятся и принимаются правила преобразования полученного отображения (струк-туризации или декомпозиции, композиции, поиска мер близости на исследуемом простран-стве состояний элементов).
Путем преобразования полученного отображения с помощью правил получаются но-вые компоненты и взаимоотношения.
Полученные новые результаты включаются в ранее построенную модель системы, и процедура повторяется до тех пор, пока не будет найдено удовлетворительное решение.
* * *
Итак, мы вкратце рассмотрели, что такое система, какими системы бывают, познако-мились с подходами к изучению и исследованию систем, отметили закономерности, которые помогают при работе с системами как живой, так и неживой природы. Надеемся, что представленная информация поможет читателям не только в дальнейшем изучении теории систем, но и будет полезна в процессе познании окружающего мира.
Литература
1. Волкова В.Н. Искусство формализации: от математики - к теории систем и от теории систем - к математике. / В.Н. Волкова. - Изд. 2-е. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2004. 199 с.
2. Артюхов В.В. Общая теория систем: Самоорганизация, устойчивость, разнообра-зие, кризисы. / В.В. Артюхов. - М.: Книжный дом "ЛИБРОКОМ", 2009. - 224 с.
3. Теория систем и системный анализ в управлении организациями: Справочник: Учеб. Пособие / Под ред. В.Н. Волковой и А.А. Емельянова. - М.: Финансы и статистика, 2006. - 848 с.: ил.
4. Теоретические основы системного анализа / Новосельцев В.И. [и. др.]; под ред. В.И. Новосельцева. - М.: Майор, 2006. - 592 с.: ил.
5. Филатова Е.С. Соционика для Вас. / Е.С. Филатова. - Новосибирск: "Сибирский хронограф", 1993 - СПб.: "Питер", 1994.
6. Филатова Е.С. Краткий конспект лекций по соционике [Электронный ресурс] / Е.С. Филатова. - Режим доступа: http://www.typelab.ru/ru/articles/filat-konspekt.html