3 курс_Лекция_Понятие системы (Лекции)

8

3 курс Понятие системы

1. Понятие системы

Система есть множество предметов вместе со связями между предметами и между их признаками.

Предметы есть просто части или компоненты системы. Эти части могут быть безгранично разнообразны.

Признаки - это свойства предметов.

Связи объединяют предметы в единое целое. Это могут быть причинные, логические, случайные связи. Ни для одного множества предметов нельзя утверждать, что в нем нет связей. Например, в случае физических систем за связи всегда можно принять расстояние между парами предметов. Связи подлежащие рассмотрению в данном множестве, зависят от стоящей перед исследователем задачи: важные включаются в рассмотрение, тривиальные (несущественные) исключаются. Решение о том, какие связи важны и какие тривиальны, возлагается на исследователя.

Понятие системы тесно связано с понятием окружения (среды).

Для данной системы окружение есть множество предметов вне системы: 1) изменение признаков которых влияет на систему; 2) признаки которых изменяются вследствие поведения системы.

Решение задачи отнесения предметов к самой системе или к ее окружению является в значительной мере произвольной и зависит от целей изучения системы. Общая проблема выделения окружения весьма сложна. Для того, чтобы указать окружение полностью, необходимо знать все факторы, воздействующие на систему или испытывающие воздействие с ее стороны. Это задача также сложна, как и указание самой системы.

При определении границ системы и ее окружения часто используют метод абстрагирования или идеализации. При использовании этого метода в систему и ее окружение включают те предметы, которые кажутся наиболее важными, описывают связи между ними возможно точнее и исследуют наиболее интересные признаки, пренебрегая теми, которые не играют существенной роли.

Этот метод широко используется в физических и химических исследованиях. Например, пружины без массы, воздух без трения, идеальные газы и т.п.

При создании технических систем в окружение системы включаются следующие универсальные факторы: - состояние технологии; - естественное окружение; - политика организации; - экономические условия для новых технологий; - человеческий фактор.

Примечание: Можно рассмотреть примеры взаимного влияния системы и окружения. Возникновение информационных технологий и изменение общества, как заказчика и потребителя информационных услуг.

Из определения системы и окружения следует, что всякая система допускает дальнейшее разбиение на подсистемы. Можно сказать, что элементы системы сами являются системами низшего уровня. Предметы принадлежащие к одной подсистеме могут рассматриваться как части окружения другой системы. Переход к подсистеме ведет к новому множеству связей, при этом поведение подсистемы не обязательно подобно исходной системе.

2. Характеристики системы.

Структура системы есть устойчивая упорядоченность в пространстве и во времени ее элементов и связей.

Структура системы отражает порядок вхождения элементов в подсистемы, а затем последовательное объединение подсистем в целостную систему. Эта структура всегда парно-иерархического типа и имеет не менее двух уровней: старший уровень - система; младший уровень - элемент.

Классификация видов структур:

1). В зависимости от характера организации в системе элементов и их связей выделяют три типа структур: сетевую, иерархическую, скелетную.

сетевая структура

скелетная структура

иерархическая структура

комбинированная структура

2). В плане пространственной организации различают структуры: - плоские; - объемные; - рассредоточенные, когда элементы равномерно распределены в пространстве; - локально сосредоточенные.

3). По временному признаку выделяют: - Экстенсивные структуры, в которых с течением времени происходит рост числа элементов; - интенсивные структуры, в которых происходит рост числа связей и их мощи при неизменном числе элементов; - редуцирующие, противоположные экстенсивным; - деградирующие, противоположные интенсивным; - стабильные.

Структура является наиболее консервативной характеристикой системы.

Функция есть действие, поведение, деятельность системы

Функция элемента возникает как реализация его системоопределенных свойств и при формировании элемента и его связей в системе.

Функция системы или набор функций возникает как специфическое для каждой системы порождение всего комплекса функций и дисфункций элементов ее составляющих.

Любой элемент обладает огромным количеством свойств. Одни из этих свойств при формировании связей подавляются, другие приобретают ярко выраженных характер. Однако степень подавления системонезначащих свойств элементов, как правило, не бывает полной. В связи с этим при формировании системы возникают не только «полезные функции», обеспечивающие сохранение системой ее качественной особенности, но и дисфункции, негативно влияющие на функционирование системы.

Основными системными характеристиками функций являются: - совместимость на элементном уровне; - изменчивость (лабильность); - возможность активизации на свойствах элементов; - интенсивность ( выраженность); - степень детерминированности.

1. Макроскопические свойства системы

Целостность и независимость. Если каждая часть системы связана таким образом с другой частью, что изменение одной части вызывает изменение во всех остальных частях и во всей системе, то говорят, что система ведет себя когерентно или как целое.

Другую крайность составляет множество частей, совершенно не связанных между собой, так что изменение в каждой части зависит исключительно от этой части. Вариация во всем множестве есть физическая сумма вариаций частей. Такое поведение называется независимостью или физической аддитивностью.

Целостность и независимость - это не два отдельных свойства, а крайности одного и того же свойства.

Примеры:

целостность - социальная группа

независимость - факторизуемые системы или «куча».

Прогрессивная факторизация. Большенство физических систем изменяется со временем. Если изменения ведут к постепенному переходу от целостности к независимости, то говорят, что система испытывает прогрессивную факторизацию.

Можно различать два рода прогрессивной факторизации:

• распад - разрушение технической системы вследствие длительной эксплуатации.

• рост - система изменяется в направлении все большего разделения на подсистемы в направлении дифференциации функций. Например, создание новой системы, когда после появления общего замысла или определения потребности система делится на подсистемы, которые затем проектируются почти независимо.

Прогрессивная систематизация. Процесс изменения системы в сторону целостности. Он может состоять в усилении ранее существующих отношений между частями, в развитии отношений между частями, до того не связанными, в постепенном прибавлении частей и отношений к системе и т.п. Например, развитие сети телефонной связи.

Централизация. Под централизованной системой понимается такая, где одна подсистема играет главную, доминирующую роль в работе системы. Это подсистему можно назвать ведущей частью или центром системы. Малое изменение в ведущей части будет отражаться на всей системе. Примером может служить государственная система.

1. Классификация систем.

1. По субстанциональному признаку:

• естественные системы - системы существующие в объективной действительности (атом, молекула, популяция, общество);

• концептуальные или идеальные системы - системы, отражающие реальную действительность, объективный мир (обычное восприятие, совокупность тех или иных представлений, выраженные в музыкальном или литературном произведении, научные теории);

• искусственные системы - системы созданные человеком : - организационные; - технические;

1. По признаку организованности:

• казуальные системы, для которых формирование организации есть результат причинно-следственных связей. Отличительной особенностью этих систем является отсутствие цели функционирования системы: - вероятностные; - детерминированные; которые могут статическими или динамическими;

• целенаправленные системы, в которых основой формирования организации являются факторы целесообразности и целеполагания. Эти системы способны к выбору своего поведения в зависимости от внутренне присущей цели. Например, человек: - программные, -самовосстанавливающиеся, - адаптивные, - самовоспроизводящиеся, - самосохраняющиеся, - предвидящие, - социальные (системы перечислены в порядке возрастания организации) ;

1. По характеру взаимодействия с внешней средой:

• активные, для которых характерно использование окружения для обеспечения эффективности функционирования системы;

• пассивные, для которых обмен с окружающей средой ведет к снижению эффективности функционирования;

1. По характеру стабильности:

• статические;

• динамические;

1. По признаку сложности:

• простая, с небольшим числом элементов и связей, имеющая определенное динамическое поведение;

• сложная, имеет развитую структуру с большим разнообразием связей и поддающаяся описанию;

• очень сложная - не поддаются точному описанию.

8