Фундаментальным понятием ТС является понятие «система» (гр. systema – это составленное из частей, соединение).
Система - совокупность (множество) элементов, между которыми имеются связи (отношения, взаимодействие). Таким образом, под системой понимается не любая совокупность, а упорядоченная (за счёт наличия отношений).
Термины «отношение » и «взаимодействие » используются в самом широком смысле, включая весь набор родственных понятий таких как ограничение, структура, организационная связь, соединение, зависимость и т.д.
Система S представляет собой упорядоченную пару S=(A, R), где A - множество элементов; R - множество отношений между A.
Система - это полный, целостный набор элементов (компонентов), взаимосвязанных и взаимодействующих между собой так, чтобы могла реализоваться функция системы.
Система - это объективная часть мироздания, включающая схожие и совместимые элементы, образующие особое целое, которое взаимодействует с внешней средой. Допустимы и многие другие определения. Общим в них является то, что система есть некоторое правильное сочетание наиболее важных, существенных свойств изучаемого объекта.
Если собрать вместе (объединить) одно- или разнородные элементы (понятия, предметы, людей), то это не будет системой, а лишь более или менее случайным смешением. Считать ту или иную совокупность элементов системой или нет, зависит также во многом от целей исследования и точности анализа, определяемой возможностью наблюдать (описывать) систему.
Понятие «система» возникает там и тогда, где и когда мы материально или умозрительно проводим замкнутую границу между неограниченным или некоторым ограниченным множеством элементов. Те элементы с их соответствующей взаимной обусловленностью, которые попадают внутрь, - образуют систему.
Те элементы, которые остались за пределами границы, образуют множество, называемое в теории систем «системным окружением» или просто «окружением», или «внешней средой».
Из этих рассуждений вытекает, что нельзя рассматривать систему без ее внешней среды. Система формирует и проявляет свои свойства в процессе взаимодействия с окружением, являясь при этом ведущим компонентом этого воздействия.
Любая деятельность человека носит целенаправленный характер. Наиболее четко это прослеживается на примере трудовой деятельности. Цели, которые ставит перед собой человек, редко достижимы только за счет его собственных возможностей или внешних средств, имеющихся у него в данный момент. Такое стечение обстоятельств называется «проблемной ситуацией». Проблемность существующего положения осознается в несколько «стадий»: от смутного ощущения что «что-то не так», к осознанию потребности, затем к выявлению проблемы и, наконец, к формулировке цели.
Цель - это субъективный образ (абстрактная модель) несуществующего, но желаемого состояния среды, которое решило бы возникшую проблему. Вся последующая деятельность, способствующая решению этой проблемы, направлена на достижение поставленной цели, т.е. как работа по созданию системы. Другими словами: система есть средство достижения цели .
Приведем несколько упрощенных примеров систем, предназначенных для реализации определенных целей.
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ.
В современной научно-технической литературе дается множество определений понятию «система». Наиболее полное определение звучит следующим образом:
Система – совокупность элементов, связанных между собой и с внешней средой упорядоченным образом, выбранных с определенной целью и выполняющих заданную функцию, направленную на получение конкретного полезного результата. Это определение требует дополнительного пояснения:
… совокупность элементов … - понимается в прямом смысле, т.е. различные элементы сведены вместе, чтобы сформировать систему;
… связанных между собой … - предполагает, что элементы имеют некоторое влияние друг на друга, проистекающее из принадлежности к системе;
… с внешней средой … - предполагается наличие границ в системе, устанавливающих деление на внешнюю и внутреннюю среду;
…упорядоченным образом … - подразумевает, что взаимодействия между элементами не случайные, а подчиняются некоторым правилам, которые можно познать;
…выбранных с определенной целью … - сосредотачивает внимание на роли наблюдателя, который определил систему, установив границу так, что какие-то элементы входят в систему, а какие-то относятся к внешней среде, при этом границы устанавливаются на основе какой-то идеи;
…выполняющих заданную функцию … - системы не существуют просто так, они обычно имеют свое предназначение (функции);
… направленную на получение конкретного полезного результата … - любая система любого масштаба функционирует с целью получения заданного результата.
В соответствии с этим определением практически каждый экономический объект можно рассматривать как систему, стремящуюся в своем функционировании к достижению определенной цели. В качестве примера можно назвать систему образования, энергетическую, транспортную, производственную систему и т.д.
Для системы характерны следующие основные свойства :
· сложность;
· делимость;
· целостность;
· многообразие элементов;
· структурированность.
Сложность системы зависит от множества входящих в нее компонентов, их взаимодействия, а также от сложности внешних и внутренних связей.
Делимость системы означает, что в зависимости от точки зрения на нее она может быть разделена на подсистемы, каждая из которых выполняет свою функцию.
Целостность системы означает, что множество подсистем функционирует с единой общей целью.
Многообразие элементов означает, что в систему могут быть объединены элементы различной природы. Например, производственная система может состоять из таких элементов, как сырье, готовая продукция, средства производства, финансовые, трудовые ресурсы и т.д.
Структурированность системы означает наличие определенных связей между элементами, распределение элементов по уровням иерархии.
Для того чтобы система выполняла заданную функцию и при этом достигала требуемого результата, необходимо ею управлять. Для управления сложными системами существуют системы управления. Важнейшими функциями этих систем являются:
· прогнозирование;
· планирование;
· анализ;
· контроль;
· регулирование.
Рисунок. – Схема системы управления с обратной связью.
Управление связано с обменом информацией между компонентами системы, а также системы с внешней средой. В процессе управления получают сведения о состоянии системы в каждый момент времени, о достижении (или не достижении) заданной цели с тем, чтобы воздействовать на систему и обеспечить выполнение управленческих решений.
Таким образом, любой системе управления экономическим объектом соответствует своя информационная система, называемая экономической информационной системой .
Экономический объект– это объект управления, представляющий собой совокупность взаимодействующих, относительно автономных систем, выполняющих множество преобразований экономической информации.
Экономическая информация – совокупность сведений экономического характера, которые можно подвергать обработке в процессах планирования, учета, анализа, контроля на всех уровнях управления экономическим объектом.
Экономическая информация обладает рядом особенностей по сравнению с общей массой информации:
1. в основной своей массе она имеет дискретную форму представления; выражается в цифровом или алфавитно-цифровом виде;
2. отражается на материальных носителях (документах, магнитных лентах и дисках);
3. ее большие объемы обрабатываются в установленных временных пределах, зависящих от конкретных функций, чаще всего циклическая регулярная обработка;
4. исходная информация, возникающая в одном месте, находит свое отражение в различных функциях управления и в связи с этим подвергается различной обработке несколько раз, что требует многократной перегруппировки данных;
5. объемы исходной информации достигают больших размеров при относительно малом числе операций ее обработки;
6. исходные данные и результаты расчета, а иногда и промежуточные результаты подлежат длительному хранению.
Исходя из особенностей экономической информации она характеризуется следующими свойствами:
· достоверность,
· полнота,
· ценность,
· актуальность,
· однозначность.
Таким образом, можно дать следующее определение экономической информационной системы.
ЭИС – совокупность внутренних и внешних информационных потоков экономического объекта, методов, средств, специалистов, участвующих в процессах обработки экономической информации и принятия управленческих решений.
Информационная система является системой информационного обслуживания работников управленческих служб и выполняет технологические функции по накоплению, хранению, передаче и обработке информации. Она формируется в соответствии с регламентом, принятым на конкретном экономическом объекте, оказывает помощь в реализации целей и задач, стоящих перед ним.
Для повышения эффективности систем управления экономическими объектами используются новейшие технические, технологические и программные средства. Следует заметить, что ЭИС можно реализовать и без использования вышеупомянутых средств, но отдача от такой системы будет значительно ниже. Если же применять такие средства, то следует говорить об автоматизированной экономической информационной системе (АЭИС).
АЭИС – совокупность информации, экономико-математических методов и моделей, технических, технологических и программных средств и специалистов, предназначенная для обработки экономической информации и принятия управленческих решений.
Создание АЭИС способствует повышению эффективности экономического объекта и обеспечивает повышение качества управления.
Системы обладают рядом свойств, которые необходимо учитывать в процессе управления. Особенно их роль возрастает, когда рассматриваются организационные или социальные системы, то есть куда входит человек как наиболее сложный элемент системы.
Рассмотрим некоторые из этих свойств.
Целостность. Свойство целостности означает, что организационная система существует как образование, в котором каждый элемент выполняет определенные функции. Целостность конкретизируется и осуществляется через связи.
Обособленность – одно из свойств, которое характеризует относительную изолированность, автономность тех или иных организационных систем. Определяет границы изучения системы.
Адаптивность – свойство, означающее способность приспосабливаться к изменению внутренних и внешних условий таким образом, чтобы эффективность и стабильность (устойчивость) системы не ухудшались.
Синергетичность – свойство появления новых, дополнительных качеств и свойств в системе при возрастании упорядоченности (самоорганизации) между элементами системы (подсистемы). Синергия (синергетичность) – однонаправленность действий в системе, которая приводит к усилению (умножению) конечного результата. Состоит из двух слов: «син» – «объединяющий» и «эргос» – «усилие» (эргономика). Аналогично слову «синхронизация» – «син» (объединяющий) и «хронос» – время, – «объединяющий во времени».
Эмерджентность – свойство, означающее, что целевые функции отдельных подсистем не совпадают с целевой функцией самой системы. Например, цель хозяина – прибыль, цель работника – зарплата.
Неаддитивность отношений. По определению, свойства системы не есть простая сумма свойств, входящих в нее элементов. Такие отношения в математике называют неаддитивными:
N > или N = + d n ,
где d n – величина, отражающая степень неаддитивности.
Физическая природа неаддитивности связана с декомпозицией организационной системы. При декомпозиции происходит неизбежный разрыв не только горизонтальных, но и перекрестных связей, характеризующих целостность системы.
Одним из свойств и важнейших характеристик системы является понятие «энтропии», представляющей собой количественную характеристику «беспорядка», «хаоса», «разложения» в системе.
Энтропия характеризует соотношение организованности и дезорганизованности в системе.
Если система развивается, прогрессирует – то энтропия уменьшается. Если в системе преобладают процесса разрушения, деструкции, неупрярядоченности, неопределенности – то энтропия увеличивается.
Одна из трактовок фразы: «Рука дающего – на оскудеет», как раз и предполагает формирование и проявление этих усилий вначале для создания чего-либо, а затем и дальнейшего восстановления и развития системы, используя ресурсы из внешней среды. В этом смысл развития.
Иначе – « …Там царь Кащей над златом чахнет…»
Учет особенностей этих свойств, применительно к социальным системам (аспекты: психологический, нравственный, ценностный) делает их определяющими в процессе управления в целом и при принятии управленческих решений, в частности.
ШП. Свойства организационных систем управления
Организационное управление обладает важнейшими свойствами, которые необходимо учитывать при выработке управленческих решений и организации управления.
К свойствам, влияющим на организацию управления, относят: целостность; обособленность; централизованность; адаптивность;совместимость;эмерджетность;синергетичность;неаддитивность отношений; обратная связь; неопределнность данных; многокритериальность; мультипликативность; стохастичность; порог сложности, редкая повторяемость проблемных ситуаций; фактор времени.
Раскроем сущность названных свойств.
· Целостность. Свойство целостности означает, что организационная система существует как образование, в котором каждый элемент выполняет определенные функции.
Целостность системы может быть определена как свойство, характеризующее устойчивость функционирования организационной системы при ее минимальной структурной сложности и минимально необходимых ресурсах.
Целостность означает отсутствие необходимости добавления или устранения ее отдельных структурных элементов для повышения устойчивости и эффективности функционирования.
Проблема состоит в том, что системы могут функционировать при существенном (и часто неоправданном) усложнении или упрощении управленческой структуры, однако она при этом теряет темп развития и устойчивость .
· Обособленность – одно из свойств, которое характеризует относительную изолированность, автономность тех или иных организационных систем. Это свойство проявляется при разделении полномочий, определении границ хозяйственной самостоятельности предприятий, регионов, отраслей.
· Централизованность – сосредоточение управления в одном центре, в одних руках, в одном месте ; создание иерархической структуры управления, в которой преобладают вертикальные связи, при этом верхние уровни обладают определяющими полномочиями в принятии решений, а сами решения строго обязательны для нижних уровней. Сосредоточение чего-либо в одном месте, в одних руках, в одном центре; условие, при котором право принимать решения остается за высшими уровнями управления.
В организационных системах функции централизованных систем несет руководитель, лидер, менеджер; на фирме – администрация; в стране – государственный аппарат. Социально-экономические проблемы, требующие централизованных усилий: ценообразование, внешнеэкономическая деятельность, социальная защита, экологическая проблематика, образование, наука, пропорции отраслевого и регионального развития.
· Адаптивность – свойство, означающее способность приспосабливаться к изменению внутренних и внешних условий, таким образом, чтобы эффективность и стабильность (устойчивость) системы не ухудшалось. Адаптивность тесно связана со свойствами саморегулирования. В случае, когда организационная система хорошо структурирована, отлажена, обладает высоким уровнем организации и хорошим ресурсным обеспечением, имеет квалифицированные кадры, адаптивные свойства такой системы резко возрастают.
· Совместимость – означает, что все элементы системы должны обладать свойствами «сродства», взаимоприспособляемости, взаимоадаптивности.
Проблемы совместимости должны решаться в следующих направлениях:
Создание эффективных централизованных механизмов, преодолевающих силы отталкивания (которые возникают в организационных системах);
Поиск и формирование эффективных механизмов адаптации, позволяющих не только преодолевать силы отталкивания, но и превращать их в силы сближения, путем формирования новых элементов хозяйственного механизма в условиях его функционирования.
· Эмерджентность (непредсказуемое и не выводимое из наличного)– свойство, означающее, что целевые функции отдельных подсистем, не совпадают с целевой функцией самой системы.
Так, например, целевая функция всего народного хозяйства, может на совпадать с целевой функцией отдельной отрасли; целевая функция отдельного работника, может не совпадать с интересами предприятия, государства и т.д. Использование свойств эмерждентности позволяет правильно относиться к противоречивости целевых функций участников производства в любой системе. Разрешение этих противоречий и образует сам процесс развития и является основным содержанием управления.
· Синергетичность – свойство появления новых, дополнительных качеств и свойств в системе при возрастании упорядоченности (самоорганизации) между элементами системы (подсистемы).
Синергия (синергетичность) - однонаправленность действий в системе, которая приводит к усилению (умножению) конечного результата.
Наука синергетика изучает связи между элементами подсистемы благодаря активному обмену потами энергии, вещества и информации в самом объекте и с окружающей средой. При согласованном поведении подсистем возрастает степень упорядоченности, самоогранизации больших систем.
В управлении организационной системой синергетичность означает сознательную однонаправленную деятельность всех членов коллектива как большой системы(цели и задачи отдельных служб не могут и не должны противоречить целям и задачам организационной системы).
Поиску источников и способов усиления положительной синергии и предотвращению отрицательной (негативной) синергии большинство зарубежных фирм уделяют значительное внимание, затрачивая на них 10-20% средств, идущих на организацию управления.
(прим.А.К. По другим источникам до 30%. Разделяют «Т»- функции» – 70% - собственно деятельность организации и «Ф»-функции» – 30%, затрачиваемые на организацию деятельности («Т»). Необходимо отметить, что снижение затрат на «Ф», ведет к снижению эффективность «Т». Найти оптимальное сочетание для каждой конкретной организации (системы управления: размеры, иерархия, вид производства, культура управления и т.д.)) – задача менеджера.)
Положительная синергия усиливается по мере роста организационной целостности больших систем, негативная синергия усиливается с дезорганизацией больших систем.
Наибольшее влияние на развитие положительной синергии в социально-экономических системах оказывают (5): высокий уровень общей и профессиональной культуры , хорошие знания психологии, этики, физиологии, высокий уровень морально-этических качеств всех членов организации и грамотное использование рычагов и стимулов управления.
При исследовании синергетичности многие вопросы пока остаются неясными. Так, добавление некоторых элементов в организационных системах, наряду с повышением роста эффективности систем, способно подчас резко понижать устойчивость ) большой системы, приводить к нестабильности и даже разрушению. По-видимому, в системах могут быть весьма полезны некоторые подсистемы – «антагонисты», которые хотя и несколько уменьшают эффект целевой функции большой системы, однако в значительно большей степени повышают ее устойчивость и способность темпов развития.
В социально-экономических системах это могут быть, например, органы правопорядка, здравоохранения, окружающей среды и другие.
«Новые системы плодят новые проблемы». Следствие: «Не следует без необходимости плодить новые системы».
«Система не может быть лучше, чем составляющие ее руководители» С.Янг.
«Система не может обучаться и адаптироваться, если этого не может ее руководство». Р.Акофф.
· Неаддитивность отношений. По определению, свойства системы не есть простая сумма свойств, входящих в нее элементов.
Такие отношений в математике называют неаддитивными.
N > E ni или N = E ni + dn
dn – величина, отражающая степень неаддитивности.
План лекции:
1. Понятие системы, свойства системы.
2. Классификация системы.
СИСТЕМА – ЭТО СОВОКУПНОСТЬ ЭЛЕМЕНТОВ, ОБЪЕДИНЁННЫХ ОБЩЕЙ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СРЕДОЙ И ЦЕЛЬЮ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ.
Термин система употребляется очень широко не только в научных исследованиях, но и в любой области практической деятельности и в бытовом разговоре. Повседневно мы употребляем выражения ”солнечная система”, ”система взглядов”, ”система машин”, ”система севооборотов”, ”система земледелия” и т. д. Система – одно из фундаментальных, универсальных понятий современной научной методологии познания. Содержательное определение сущности понятия системы, как научной категории, требует уровня определённых абстракций.
В первом приближении самое простое определение понятия системы следует из его происхождения от греческого слова (system) – нечто целое, составленное из частей. Определение системы, как некоторого целостного множества элементов, предполагает наличие следующих основных признаков:
Наличие множества структурных элементов, образующих систему (рассматривается некоторое множество);
Связность, упорядоченность элементов;
Целенаправленный и целесообразный характер взаимодействия элементов системы, то есть наличие общесистемной цели;
Относительная обособленность системы от внешней среды (то есть, возможность её идентифицировать как единое целое);
Способность реализовать определённые функции (способность достижения цели системы), что обеспечивается информационными процессами управления.
Системе любой природы присущи 3 свойства.
1. Важнейшим и определяющим свойством системы является её свойство целостности . Свойство целостности возникает из специфических особенностей взаимодействия структурных элементов для достижения общесистемных целей. Система как целое всегда обладает качественно новыми свойствами, которых не было у первичных элементов системы, и эти новые свойства не являются простой суммой характеристик составляющих частей системы. Появление качественно новых свойств, не присущих отдельным элементам системы, получило название эмерджентности .
Например, биологическая система ”лес” обладает свойствами, которые невозможно получить как сумму свойств и характеристик отдельных деревьев, кустарников, трав, произрастающих в этом лесу, а также животного мира, обитающего здесь же.
2. Свойства организованности системы. Существенное значение в оценке организованности системы имеет характер структуры и сложности взаимосвязей между элементами. Чем более высоко организована система, тем сложнее в ней взаимосвязи. Свойство организованности системы проявляются в изменении соотношения между нарастающей сложностью системы и совершенствованием её структуры. Совершенствование структуры осуществляется путём организации новых форм взаимосвязей и взаимодействий между элементами системы. Управление системой требует её соответствующей организации. Благодаря совершенствованию структуры и организованности системы повышается её управляемость.
3. Каждой системе свойственна определённая степень сложности. Степень сложности определяется числом элементов, составляющих систему, степенью разветвления её внутренней структуры, характером функционирования системы, возможностью описания системы на некотором языке исследования. По степени сложности принято различать системы: простые, сложные, очень сложные.
К основным системным понятиям можно отнести: функциональную среду, элементы системы, компоненты системы, структуру системы.
ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СРЕДА СИСТЕМЫ – ЭТО ХАРАКТЕРНАЯ ДЛЯ СИСТЕМЫ СОВОКУПНОСТЬ ЗАКОНОВ, АЛГОРИТМОВ И ПАРАМЕТРОВ, ПО КОТОРЫМ ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ (ОБМЕН) МЕЖДУ ЭЛЕМЕНТАМИ СИСТЕМЫ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ (РАЗВИТИЕ) СИСТЕМЫ В ЦЕЛОМ.
ЭЛЕМЕНТ СИСТЕМЫ – ЭТО УСЛОВНО НЕДЕЛИМАЯ, САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ ФУНКЦИОНИРУЮЩАЯ ЧАСТЬ СИСТЕМЫ.
КОМПОНЕНТ СИСТЕМЫ – ЭТО МНОЖЕСТВО ОТНОСИТЕЛЬНО ОДНОРОДНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ, ОБЪЕДИНЁННЫХ ОБЩИМИ ФУНКЦИЯМИ ПРИ ОБЕСПЕЧЕНИИ ВЫПОЛНЕНИЯ ОБЩИХ ЦЕЛЕЙ РАЗВИТИЯ СИСТЕМЫ
СТРУКТУРА СИСТЕМЫ – ЭТО СОВОКУПНОСТЬ СВЯЗЕЙ, ПО КОТОРЫМ ОБЕСПЕЧИВАЕТСЯ ЭНЕРГО-, МАССО- И ИНФОРМАЦИОННЫЙ ОБМЕН МЕЖДУ ЭЛЕМЕНТАМИ СИСТЕМЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩАЯ ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ В ЦЕЛОМ И СПОСОБЫ ЕЁ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ С ВНЕШНЕЙ СРЕДОЙ.
Функциональную среду организма составляет совокупность законов физиологии. Эти законы ограничивают возможную динамику взаимосвязей между элементами организма некоторыми правилами, не позволяющими данным элементам развиваться во вред целому – организму. Нарушение функциональной среды вызывает болезнь организма.
Основная цель функционирования любого организма очевидна – выживание и обеспечение размножения (способствующего выживанию, но не индивидуальному, а групповому).
Элементами системы в рассмотренном примере являются клетки различных органов и тканей организма.
Компоненты системы – различные органы, в свою очередь состоящие из клеток, основу которых составляют так называемые специализированные клетки, обеспечивающие функционирование данных органов.
Структуру рассматриваемой системы – организма, составляет совокупность связей между органами и тканями. Осуществляются эти связи в процессе функционирования дыхательной, кровеносной, нервной, выделительной и других систем организма.
Любая система, независимо от её природы, существует в определённой среде – физической, социальной, экономической и т. д., постоянно взаимодействуя с ней. Чтобы исследовать систему, вначале её нужно вычленить из среды. Определение системы означает её распознавание (идентификация), выделение из окружающей среды как целого, относительно обособленного и самостоятельного, способностью достигать заданные цели.
Вычленение системы из окружающей среды равнозначно разбиению явления на две части – систему и внешнюю по отношению к ней среду. Постоянное взаимодействие системы и среды конкретно выражается в обмене веществом, энергией, информацией. Так, засеянное клевером поле севооборота, как система, испытывает влияние таких факторов внешней среды, как солнечная радиация, выпадающие осадки, обработка ядохимикатами и т. д. В свою очередь, совокупность растений данного поля оказывает влияние на среду, поглощая и отражая солнечный свет и т. д. Поскольку взаимодействие системы и среды носит всеобщий универсальный характер, рассмотрим формализованные подходы к анализу и оценки их взаимодействия, введя некоторые общие понятия и методические приёмы.
Среда оказывает вещественные, энергетические и информационные взаимодействия на систему через соответствующие элементы системы, которые будем называть входами системы , а факторы внешней среды, осуществляющие эти взаимодействия, входными величинами, или импульсами. Так, для вегетирующего растения входными величинами (факторами внешней среды) являются солнечная радиация, температура окружающего воздуха, наличие углекислого газа и кислорода, почвенной влаги, растворённых в ней элементов минерального питания, различные механические взаимодействия (ветра, насекомых и т. д.). Эти входные величины оказывают воздействие на систему “растение” через соответствующие элементы системы, образующие вход.
Система в свою очередь оказывает влияние на среду через определённые элементы, образующие выход системы .
Факторы, определяющие воздействие системы на среду, называются выходными величинами или реакциями системы на соответствующие импульсы на входе. Так, выходными величинами системы “растение” являются факторы, определяющие нарастание органической массы, плодоношение, выделение кислорода при фотосинтезе и углекислого газа в процессе дыхания и т. п.
Понятие “вход” и ”выход” системы, “импульс” и “реакция” являются общепринятыми, универсальными для любых систем, независимо от их природы и предметной области исследований.
При исследовании системы входные и выходные величины целесообразно рассматривать как математические переменные, могущие принимать конкретные значения.
Существует по меньшей мере несколько десятков различных определений понятия «система», используемых в зависимости от контекста, области знаний и целей исследования. Основной фактор, влияющий на различие в определениях, состоит в том, что в понятии «система» есть двойственность: с одной стороны, оно используется для обозначения объективно существующих феноменов, а с другой стороны - как метод изучения и представления феноменов, то есть как субъективная модель реальности.
В связи с этой двойственностью авторы определений различают по меньшей мере два аспекта: как отличить системный объект от несистемного и как построить систему путём выделения её из окружающей среды. На основе первого подхода даётся дескриптивное (описательное) определение системы, на основе второго - конструктивное, иногда они сочетаются. Подходы к определению системы также предлагают делить на онтологический (соответствует дескриптивному), гносеологический и методологический (последние два соответствуют конструктивному).
В целом, система - множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую целостность, единство.
Многообразие систем довольно велико, и существенную помощь при их изучении оказывает классификация. Важно понять, что классификация - это только модель реальности, поэтому к ней надо так и относиться, не требуя от нее абсолютной полноты. Еще необходимо подчеркнуть относительность любых классификаций. Сама классификация выступает в качестве инструмента системного анализа. С ее помощью структурируется объект (проблема) исследования, а построенная классификация является моделью этого объекта. Полной классификации систем в настоящее время нет, более того, не выработаны окончательно ее принципы. Разные авторы предлагают разные принципы классификации, а сходным по сути - дают разные названия.
1) В зависимости от происхождения системы делятся на естественные и искусственные (создаваемые, антропогенные).
Естественные системы - это системы, объективно существующие в действительности, в живой и неживой природе и обществе. Эти системы возникли в природе без участия человека.
Искусственные системы - это системы, созданные человеком. Кроме того, можно говорить о третьем классе систем - смешанных системах, куда относятся эргономические (машина - человек-оператор), автоматизированные, биотехнические, организационные и другие системы.
2) Классификация по объективности существования. Все системы можно разбить на две большие группы: реальные (материальные или физические) и абстрактные (символические) системы.
Реальные системы состоят из изделий, оборудования, машин и вообще из естественных и искусственных объектов.
Абстрактные системы по сути являются моделями реальных объектов - это языки, системы счисления, идеи, планы, гипотезы и понятия, алгоритмы и компьютерные программы, математические модели, системы наук.
Иногда выделяют идеальные или концептуальные системы - системы, которые выражают принципиальную идею или образцовую действительность - образцовый вариант имеющейся или проектируемой системы.
Также можно выделить виртуальные системы - не существующие в действительности модельные или мыслительные представления реальных объектов, явлений, процессов (могут быть как идеальными, так и реальными системами).
3) Действующие системы. Такие системы способны совершать операции, работы, процедуры, обеспечивать заданное течение технологических процессов, действуя по программам, задаваемым человеком. В действующих системах можно выделить следующие системы: технические, эргатические, технологические, экономические, социальные, организационные и системы управления.
Технические системы представляют собой материальные системы, которые решают задачи по программам, составленным человеком; сам человек при этом не начнется элементом таких систем. Если в системе присутствует человек, выполняющий определенные функции субъекта, то говорят об эргатической системе. Частным случаем эргатической системы будет человеко-машинная система - система, в которой человек-оператор или группа операторов взаимодействует с техническим устройством в процессе производства материальных ценностей, управления, обработки информации и т. д.
Технологическая формальная система - это совокупность операций (процессов) в достижении некоторых целей (решений некоторых задач). Структура такой системы определяется набором методов, методик, рецептов, регламентов, правит и норм.
Технологическая материальная система - это совокупность реальных приборов, устройств, инструментов и материалов (техническое, обеспечение системы), реализующих операции (процессное обеспечение системы) и предопределяющих их качество и длительность.
Экономическая система - это система отношений (процессов), складывающихся в экономике, это совокупность экономических отношений, возникающих в процессе производства, распределения, обмена и потребления экономических продуктов и регламентируемых совокупностью соответствующих принципов, правил и законодательных норм.
Социальная система - это совокупность мероприятий, направленных на социальное развитие жизни людей. К таким мероприятиям относятся: улучшение социально-экономических и производственных условий труда, усиление его творческого характера, улучшение жизни работников, улучшение жилищных условий и т. п.
Организационная система - это совокупность элементов, обеспечивающих координацию действий, нормальное функционирование и развитие основных функциональных элементов объекта. Элементы такой системы представляют собой органы управления, обладающие правом принимать управленческие решения - это руководители подразделения или даже отдельные организации.
Систему, в которой реализуется функция управления, называют системой управления. Система управления содержит два главных элемента: управляемую подсистему (объект управления) и управляющую подсистему (осуществляющую функцию управления). Применительно к техническим системам управляющую подсистему называют системой регулирования, а к социально-экономическим - системой организационного управления.
4) Классификация по степени централизованности. Централизованной системой называется система, в которой некоторый элемент играет главную, доминирующую роль в функционировании системы. Такой главный элемент называется ведущей частью системы или ее центром. При этом небольшие изменения ведущей части вызывают значительные изменения всей системы: как желательные, так и нежелательные. К недостаткам централизованной системы можно отнести низкую скорость адаптации (приспособления к изменяющимся условиям окружающей среды), а также сложность управления из-за огромного потока информации, подлежащей переработке в центральной части систем.
Децентрализованная система - это система, в которой нет главного элемента. Важнейшие подсистемы в такой системе имеют приблизительно одинаковую ценность и построены не вокруг центральной подсистемы, а соединены между собой последовательно или параллельно.
5) Классификация по размерности. Система, имеющая один вход и один выход, называется одномерной. Если входов или выходов больше одного - многомерной. Нужно понимать условность одномерности системы - в реальности любой объект имеет бесчисленное число входов и выходов.
6) Классификация по однородности и разнообразию структурных цементов. Системы бывают гомогенные, или однородные, и гетерогенные, или разнородные, а также смешанного типа.
В гомогенных системах структурные элементы системы однородны, то есть обладают одинаковыми свойствами. В связи с этим в гомогенных системах элементы взаимозаменяемы.
Гетерогенные системы состоят из разнородных элементов, не обладающих свойством взаимозаменяемости.
7) Классификации по траектории развития. Система называется линейной, если она описывается линейными уравнениями (алгебраическими, дифференциальными, интегральными и т. п.), в противном случае - нелинейной.
Для линейных систем справедлив принцип суперпозиции: реакция системы на любую комбинацию внешних воздействий равна сумме реакций на каждое из этих воздействий, поданных на систему порознь. В связи с этим для упрощения анализа систем довольно часто применяют процедуру линеаризации, при которой нелинейную систему" описывают приближенно линейными уравнениями в некоторой (рабочей) области изменения входных переменных. Однако не всякую нелинейную систему можно линеаризировать, в частности, нельзя линеаризировать дискретные системы.
Дискретная система - это система, содержащая хотя бы один элемент дискретного действия. Дискретный элемент - это элемент, выходная величина которого изменяется дискретно, то есть скачками, даже при плавном изменении входных величин.
Все остальные системы относятся к системам непрерывного действия. Система непрерывного действия (непрерывная система) состоит только из элементов непрерывного действия, то есть элементов, выходы которых изменяются плавно при плавном изменении входных величин.
8) В зависимости от способности системы ставить себе цель различают каузальные и целенаправленные (целеустремленные, активные) системы.
Каузальные системы - это системы, которым цель внутренне не присуща. Если такая система и имеет целевую функцию (например, автопилот), то эта функция задана извне пользователем.
Целенаправленные системы - это системы, способные к выбору своего поведения в зависимости от внутренне присущей цели. В целенаправленных системах цель формируется внутри системы.
Элемент целенаправленности всегда присутствует в системе, включающей в себя людей (или еще шире живые существа). Вопрос чаще всего состоит в степени влияния этой целенаправленности на функционирование объекта. Если мы имеем дело с ручным производством, то влияние так называемого человеческого фактора очень большое. Отдельный человек, группа людей или весь коллектив способны поставить цель своей деятельности, отличную от цели компании.
9) Классификация систем по сложности. Существует ряд подходов к разделению систем по сложности, и, к сожалению, нет единого определения этому понятию, нет и четкой границы, отделяющей простые системы от сложных. Разными авторами предлагались различные классификации сложных систем. Например, признаком простой системы считают сравнительно небольшой объем информации, требуемый для ее успешного управления. Системы, в которых не хватает информации для эффективного управления, считают сложными.
Условно можно выделить два вида сложности: структурную и функциональную.
Структурная сложность. Ст. Вир предлагает делить системы на простые, сложные и очень сложные. Простые - это наименее сложные системы. Сложные - это системы, отличающиеся разветвленной структурой и большим разнообразием, внутренних связей.
Очень сложная система - это сложная система, которую подробно описать нельзя. Несомненно, что эти деления довольно условны и между ними трудно провести границу.
Функциональная сложность. Дня количественной оценки функциональной сложности можно использовать алгоритмический подход, например количество арифметико-логических операций, требуемых для реализации функции системы преобразования входных значений в выходные, или объем ресурсов (время счета или используемая память), используемых в системе при решении некоторого класса задач.
Кроме того, выделяют такой тип сложности, как динамическая сложность. Она возникает тогда, когда меняются связи между элементами. Попытку дать исчерпывающее описание таким системам можно сравнить с поиском выхода из лабиринта, который полностью изменяет свою конфигурацию, как только вы меняете направление движения.
10) Классификация по степени детерминированности. Если входы объекта однозначно определяют его выходы, то есть его поведение можно однозначно предсказать (с вероятностью 1), то объект является детерминированным, в противном случае - недетерминированным (стохастическим). Детерминированность характерна для менее сложных систем; стохастические системы сложнее детерминированных, поскольку их более сложно описывать и исследовать.
11) Классификация систем по степени организованности. Если исследователю удается определить элементы системы и их взаимосвязи между собой и с целями системы и вид детерминированных (аналитических или графических) зависимостей, то возможно представление объекта в виде хорошо организованной системы.
Если не ставится задача определить все учитываемые компоненты и их связи с целями системы, то объект представляется в виде плохо организованной (или диффузной) системы. Ял я описания свойств таких систем можно рассматривать два подхода: выборочный и макро- параметрический.
Класс самоорганизующихся, или развивающихся, систем характеризуется рядом признаков, особенностей, которые, как правило, обусловлены наличием в системе активных элементов, делающих систему целенаправленной.
12) Классификация систем по степени открытости. Открытые системы постоянно обмениваются веществом, энергией или информацией со средой. Система закрыта (замкнута), если в неё не поступают и из неё не выделяются вещество, энергия или информация.
К основным свойствам систем относятся:
1. Целостность, то есть система существует как целое, которое затем можно разбить на части или элементы.
2. Структурность - описание системы через постановленные её структуры. Структура - это совокупность элементов и связи между ними определяющих внутреннее строение объекта, как целостной системы.
3. Взаимосвязь элементов, то есть элементы структуры находятся в составе системы непроизвольно.
4. Бесконечность - свойство системы, под которой понимается невозможность его полного познания и представление конечным способом описания.
5. Иерархичность, то есть элементы системы сами могут являться сложной системой.
6. Множественность описания - одна и та же система может быть рассмотрена с различных позиций способов и методов её описания.
7. Синергичность, эмерджентность, системный эффект - появление у системы свойств, не присущих элементам системы; принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих её компонентов (неаддитивность). Возможности системы превосходят сумму возможностей составляющих её частей; общая производительность или функциональность системы лучше, чем у простой суммы элементов.