Из чего состоит система

Что такое система в инженерном смысле?

О чём: об определении слова система.
Для кого: junior разработчиков, аналитиков и продактов.

Одна из основных задач системного аналитика это формализация и описание тех или иных понятий. И вот уже проработав системным аналитиком в течении 5-ти лет и встречаясь со словом система десятки раз за день я поймал себя на мысли, что не могу дать определение тому, что является системой и возможно даже не понимаю, что является системой на самом деле. При появление этой простой мысли сразу же возникло небольшое возмущение. Ну как, вот мы разрабатываем систему, это и есть система, разве не так? Значит всё, что мы разрабатываем является системой? Но мы можем разрабатывать, что угодно! Итак, я решил провести небольшое исследование и найти подходящее определение понятия системы или сформулировать своё собственное с точки зрения инженерных дисциплин и системного анализа. Если заглянуть в википедию, то там можно увидеть следующее.

Система (др.-греч. σύστημα «целое, составленное из частей; соединение») — множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую целостность, единство.

Под такое определение попадает практически всё. Например, системой можно считать карандаш, т.к. он состоит из множества элементов: деревянного корпуса, графитного стержня, стирательной резинки и её крепления. Или более сложная система, например человек, состоящий из множества органов и частей тела. В действительности получается, что слово система используется повсеместно и в самых разных областях и самых разных значениях. Под системой может пониматься классификация, метод, теория, совокупность любых объектов, закономерность и т.д. Далее мы будем рассматривать определение слова система только с точки зрения инженерных дисциплин.

В рамках курса МФТИ «Методы и инструменты системного проектирования» Кондратьева В.В. даётся следующее определение системы.

В рамках данного определения система рассматривается ни просто как совокупность элементов. Помимо самих элементов система включает в себя процесс, осуществляя который достигается заданная цель системы. Другими словами, например стиральная машина, которая стоит в гараже не является системой, т.к. она не осуществляет процесс стирки одежды и по сути в данном контексте является просто металлоломом. Похожее определение системы только относительно программы даётся в рамках курса «Системное мышление» Левенчука А. И.

Из определения следует, что программа является системой только тогда, когда она выполняет своё назначение и реально работает. Например, программный код, который лежит в репозитории не является программой, а является описанием программы, и такое описание в свою очередь не может являться системой или частью системы. В рамках курса лекций «Бизнес и системный анализ для архитекторов» Безуглого Дмитрия приводится более академическое определение понятия системы академика В. А. Анохина.

Данное определение подчёркивает, что в систему попадают не все элементы, а только те, которые мы осознанно туда помещаем и которые в свою очередь имеют влияние на системно образующий фактор. Например, если принять за ожидаемый результат «поиграть в теннис», то мобильный телефон, который находится у нас в кармане при игре в теннис не будет являться частью инфраструктуры(системы) для игры в теннис в отличии от теннисной ракетки.

Итак, получается инженерной системой можно называть то, что удовлетворяет следующим критериям:

Состоит из множества элементов.

Обладает свойством эмерджентности (наличие у системы свойств не присущих по отдельности её элементам).

Является рукотворным объектом.

Существует в 4D пространстве (физическом мире).

Включает в себя процесс, который обеспечивает достижение определённой цели.

Переформулируем в определение.

Система – это совокупность физических элементов, обладающих свойством эмерджентности и вовлечённых в общий процесс, который обеспечивает достижение системно образующей цели.

UPD: Сменил Хаб на более подходящий и указал целевую аудиторию статьи.

Из чего состоит система

Внутреннее устройство системы представляет собой единство состава, организации и структуры системы. Состав системы сводится к полному перечню ее элементов, т. е. это совокупность всех элементов, из которых состоит система. Состав характеризует богатство, многообразие системы, ее сложность.

Природа системы во многом зависит от ее состава, изменение которого приводит к изменению свойств системы. Например, меняя состав стали при добавке в нее компонента, можно получить сталь с заданными свойствами. Состав как определенный набор частей, компонентов элементов составляет субстанцию системы.

Заметим, что состав — необходимая характеристика системы, но, отнюдь, не достаточная. Системы, имеющие одинаковый состав, нередко обладают разными свойствами, поскольку элементы систем: во-первых, имеют различную внутреннюю организацию, а во-вторых, по-разному взаимосвязаны. Поэтому в теории систем есть две дополнительные характеристики: организация системы и структура системы. Нередко их отождествляют.

Элементы представляют собой кирпичики, из которых строится система. Они существенно влияют на свойства системы, в значительной степени определяют ее природу. Но свойства системы не сводятся к свойствам элементов.

Элемент — это далее не разложимая единица при данном способе расчленения, входящая в состав системы. Наличие связей между элементами ведет к появлению в целостной системе новых свойств (эмерджентность), не присущих элементам в отдельности. В силу этого подмножества элементов системы могут рассматриваться как подсистемы (компоненты), что зависит от целей исследования. Следует подчеркнуть, что понятие «элемент» опирается на понятие «простота», под которой подразумевается свойство множества, выступающего в другом множестве как элемент. Однако отождествлять простоту и элементарность неправомерно. Развитие науки доказывает, что попытки сведения всех систем к элементарным образованиям носят временный характер. Всякий раз через некоторый период времени установленное и, казалось бы, незыблемое, элементарное оказывалось состоящим из более элементарного. Элементарность очень тесно связана с принципом неисчерпаемости материи — одним из фундаментальных принципов мироустройства. Для элементов системы характерны некоторые свойства.

Свойство — это вхождение вещи, элемента в некоторый класс вещей, когда не образуется новый предмет; характеристика, присущая вещам и явлениям, позволяющая отличать или отождествлять их.

Все элементы обладают двумя видами свойств: первое — это эле-ментальность при данном способе расчленения; второе, точнее группа свойств, — это свойства природы элементов. Речь идет о том, что для химических элементов свойственны валентность, атомные веса, для живых организмов — место в иерархии видов, активность, для человека — система ролей, статусов, ценностей, интересов и т.п.

Многое в системе зависит от типов элементов. Поэтому в теории систем значительную методологическую роль играет построение классификации элементов. Заметим, что этой проблеме в теории систем уделяется мало внимания: идея целостности, доминирующая в системном подходе, что называется «застилает глаза» и мешает видеть влияния природы элементов на природу системы. Поэтому вто-ричность элементов по сравнению с целым оказывается слабо исследованной. Интересную классификацию элементов дает В. А. Карташов [16, с. 313-315], которая представлена табл. 8.

Название	Характеристика	Изображение
Упругий	Противостоит внешним воздействиям, однозначно передает воздействие по связи
Рефлексивный	Обладает внутренним движением и осуществляет внутреннее преобразование по какому-либо алгоритму
Потребитель	Воспринимает воздействие без образования направленного эффекта
Источник	Образует направленный эффект в присутствии понуждающего внешнего воздействия
Полирецепторный	Рефлексивный элемент, воздействует по нескольким направлениям
Полиэффекторный	Рефлексивный элемент, образующий воздействия по нескольким направлениям при восприятии одного понуждающего воздействия
Полиэлемент	Рефлексивный элемент, образующий воздействия по нескольким направлениям при условии восприятия нескольких внешних воздействий
Полиисточник	Источник, образующий в данных неизменных условиях воздействия по нескольким направлениям
Полипотребитель	Потребитель, воспринимающий воздействия по нескольким внешним связям

Таблица 8 — Разновидности элементов по В. А. Карташову

По нашему мнению, элементы системы могут быть классифицированы по более многообразным основаниям: по степени родства — гомогенный и гетерогенный; по степени самостоятельности — программный, адаптивный, инициативный; по времени существования — постоянный, временный; по роли в системе — основной, неосновной; по активности в системе — активный, пассивный (табл. 9).

Таблица 9 — Классификация элементов системы

По характеру воздействия на систему: определенные или предсказуемые и неопределенные или непредсказуемые; по характеру восприятия сигнала — на отторгающие сигнал, преобразующие сигнал и передающие сигнал; по количеству входов-выходов — на элементы с одним входом без выхода, с одним выходом без входа, с одним входом и одним выходом, элементы с несколькими входами и одним выходом, с одним входом и несколькими выходами, элементы с несколькими входами и несколькими выходами.

Элементы в системе находятся не сами по себе, а связаны один с другим. Под связью понимается любого рода взаимоотношения между частями системы. Она выступает в виде качества, которое присуще материи и заключается в том, что все предметы, явления объективной действительности находятся в бесконечно многообразной зависимости и в многообразных отношениях [18, с. 524].

Связь — взаимное ограничение объектов, создающее ограничение на их поведение, зависимость между ними, обмен между элементами веществом, энергией, информацией. Связи играют исключительно важную роль в системе. На них ложится значительная смысловая нагрузка в понимании природы систем. Без них принципиально невозможна система. Это подметил А. И. Уемов: « Поскольку связь выступает в виде системообразующего отношения, то можно утверждать, что если предметы не существуют вне связи друг с другом, то они не существуют и вне соответствующей системы» [44, с. 133]. Связи выполняют в системе несколько функций, наиболее важные из них:

системообразующая — связи выступают основой архитектоники системы, обеспечивают взаимодействие элементов, их взаимное влияние, участие в общесистемных процессах;
специфицирующая — связи задают конкретные свойства системы, ее специфику. Определенный набор, характер, направленность и другие характеристики связей системы предопределяют ее свойства, функциональные возможности и развитие;
витальная — связи обеспечивают жизнедеятельность системы, они поддерживают обмен системы с окружающей средой, изменения в связях предопределяет характеристики различных этапов развития системы.

Проблема связей, как и проблема элементов, относится к числу недостаточно исследованных. Можно согласиться со В. Н. Спицна-делем в том, что предпринятые в литературе попытки прямо и сразу построить концепцию связи обнаружили относительно невысокую эффективность такого способа решения проблемы [39].

Классификация связей, предложенная И. В. Блаубергом, В. Н. Садовским, Э. Г. Юдиным, которые выделяют связи взаимодействия, порождения, преобразования, строения, функционирования, развития, управления, является слишком обобщенной. Это приводит к тому, что связь заслоняется более сложными явлениями (взаимодействие, строение, функционирование и т. п.).

В. В. Дружинин и Д. С. Конторов [10, с. 84-99] делят связи на прямые и обратные. При этом прямые связи бывают усиливающие (ослабляющие) сигнал, ограничивающие, запаздывающие и селектирующие (осуществляющие отбор), а обратные делятся: на положительные (усиливающие исходный процесс) и отрицательные (ослабляющие исходный сигнал); на гладкие (действуют во всем диапазоне изменений выходного процесса) и пороговые (действуют, когда процесс превышает некоторое значение, называемое нижним порогом и не превышает некоторое значение, выступающее как верхний порог); на двусторонние, реагирующие на увеличение и на уменьшение; связи первого, второго и старшего порядка; на связи мгновенные, запаздывающие и опережающие.

Связи представляют собой довольно сложное явление, они столь многоплановы, что требует осмысления с позиции нескольких подходов. По нашему мнению, связи между элементами системы нужно рассматривать с точки зрения четырех подходов:

формального — фиксирует наличие и направленность связи;
функционального — фиксирует наличие или отсутствие функциональности в связях;
логического — дается объяснение природы связей;
содержательного — анализируются содержание, природа связей.

Каждый из этих подходов сам по себе имеет ограниченные возможности для объяснения связей. Здесь требуется использование их в единстве как взаимодополняющих подходов (табл. 10).

Таблица 10 — Разновидности связей в системах (формальный подход)

При формальном подходе связи делятся на такие разновидности, как ненаправленные, направленные, прерывистые, односторонние, двусторонние, равноправные и неравноправные, внутренние и внешние. Кроме того, они различаются продолжительностью (долговременные и кратковременные), а также частотой (частые и редкие).

При функциональном подходе связи рассматриваются с точки зрения выполняемой ими функции. При этом выделим два вида: нейтральные, при которых действие и противодействие равны по величине, изменений не происходит (поэтому эти связи называют нейтральными или статическими [16, с. 303]); функциональные, характеризующиеся тем, что действие и противодействие не совпадают, и элемент начинает реализовывать в системе некоторую функцию.

В свою очередь функциональные можно представить как связи:

порождения, или причинно-следственные связи;
преобразования — реализуются путем непосредственного взаимодействия двух объектов с переходом их в новое состояние;
строения, или структурные, — обеспечивают строение системы;
функциональные (в узком смысле слова) — обеспечивают функционирование системы;
развития — смена состояний отличается качественными изменениями;
управления — обеспечивают процесс управления системой [34, с. 135-138].

Кроме того, под функциональный подход подпадают прямые и обратные связи, каждая из которых выполняет свое назначение. Обратная связь информирует вход системы о состоянии ее выхода, а прямая — связывает один элемент с другим. Обратным связям принадлежит исключительно важная роль в управлении, поскольку они несут для субъекта управления необходимую ему информацию об объекте управления.

При логическом подходе связи делятся в соответствии с основными типами детерминации: причинно-следственные — одно явление порождает другое. Причинная связь выступает как необходимая связь между явлениями А и В, где А — причина, а В — следствие (при этом под причиной чаще всего понимается совокупность необходимых и достаточных условий осуществления события); корреляционные — изменение одного явления приводит к изменению другого, а это другое меняет, приводит к изменению первого; состояний — из одного состояния системы вытекает другое, а отношение порождения отсутствует.

При содержательном подходе связи подразделяются на: энергетические — процессы передачи энергии между элементами системы; материально-вещественные — характеризуются материально-вещественными преобразованиями; информационные — представляют собой информационные потоки.

Связи выступают важнейшей системной характеристикой. Можно с уверенностью утверждать, чем большим числом связей характеризуется система, тем она сложнее, тем больше возможностей для ее высокой организации.

Максимальное количество связей в системе определяется числом возможных сочетаний между элементами и может быть найдено по формуле

где n — количество элементов, входящих в систему; C — количество связей между ними.

Если система состоит из пяти элементов, то максимальное количество связей для нее равно 20. Эта формула верна только для тех систем, у которых между двумя элементами допустима одна связь.

Понятие структуры системы

Структура системы (лат. structura — строение, порядок связи) — это совокупность устойчивых связей между элементами системы, которые обеспечивают целостность системы и тождественность самой себе. Структура оказывается намного богаче состава, ибо состав отвечает на вопрос «Из чего состоит система?», а структура обеспечивает ответ на более сложный вопрос: «Как устроена система?». Один из основоположников исследования структур В. И. Свидерский писал: «Под понятием структуры мы будем понимать принцип, способ, закон связи элементов целого, систему отношений элементов в рамках данного целого» [38, с. 135], т.е. термин «структура» является более богатым по сравнению с термином «состав». Он обладает способностью не только фиксировать свойства системы, но и объяснять их определенным строением системы. Система становится системой только тогда, когда ее элементы, имеющие определенную пространственную, временную и целевую организацию, определенным образом взаимосвязываются один с другим.

Структура системы объясняет процессы, которые представляют собой развертывание элементов системы во времени. Кроме того, временная структура позволяет понять процессы развития системы, ее движение от прошлого к настоящему и к будущему.

Хотя время однонаправленно от прошлого к будущему, соотношение элементов прошлого, настоящего и будущего в системах одной и той же природы может быть различным. В силу действия разных причин (факторов, условий и т.д.) одни элементы системы могут как бы задерживаться в прошлом, другие — элементы настоящего, а третьи символизируют будущее.

Структуры можно классифицировать по разным основаниям (табл. 11): сферам существования — материальные и мысленные; выполняемой роли — нормативная, идеальная, целевая, реальная; размещению — внутренняя и внешняя; направленности — субстанциальные и функциональные; разнообразию — простые и сложные; характеру связи — порядковые, композиционные, топологические; типу связей — прямые, обратные, смешанные; устойчивости структуры — детерминированные, вероятностные, хаотические; композиции структуры — координационные, иерархические, смешанные; степени равноправия элементов — структуры с равноправными элементами и структуры с неравноправными элементами; степени открытости — открытие и закрытые; временной детерминации — прошлые, настоящие, будущие; степени изменчивости — статические и динамические.

Основание классификации	Структура
Основание классификации	Вид	Характеристика
Сферы существования	Материальная	Представляет собой материальное образование
Сферы существования	Мысленная	Выступает как мысленное образование
Выполняемая роль	Нормативная	Выступает в виде норматива
	Идеальная (оптимальная)	Выступает в виде (оптимума) идеала
	Целевая	Представляется целью деятельности
	Реальная	Та, которая есть на самом деле
Размещение	Внутренняя	Образуется внутренними связями системы
Размещение	Внешняя	Образуется внешними связями системы
Направленность	Субстанциональная	Совокупность связей, определяющих внутреннее единство системы
Направленность	Функциональная	Совокупность взаимоотношений, определяющих функционирование элементов
Разнообразие	Простая	Отличается небольшим числом связей
Разнообразие	Сложная	Характеризуется большим числом связей
Вид связей	Порядковая	Определяет порядок элементов
	Композиционная	Определяет взаимодействие элементов
	Топологическая	Определяет размещение элементов
Характер связей	С прямыми связями	Воздействие одного элемента на другой
	С обратными связями	Обратные воздействия элементов
	Со смешанными связями	Смешанные связи
Устойчивость структуры	Детерминированная	Устойчивая структура
	Вероятностная	Устойчивая с определенным уровнем вероятности
	Хаотическая (диссипативная)	Неустойчивая структура
Композиция структуры	Координационная	Связи равноправных партнеров
	Иерархическая	Связи соподчиненных элементов
	Смешанная	Наличие тех и других связей
Равноправие элементов	С равноправными элементами	Элементы равноправны, обладают одинаковым статусом
Равноправие элементов	С неравноправными элементами	Элементы неравноправны, обладают различным статусом
Открытость	Открытая	Элементы имеют внешние к системе связи
Открытость	Закрытая	Элементы связаны только один с другим
Временная детерминация	Прошлая	Связи и элементы из прошлого
	Настоящая	Связи и элементы настоящего
	Будущая	Элементы и связи будущего
Степень изменчивости	Статическая	Постоянная структура
Степень изменчивости	Динамическая	Переменная структура

Таблица 11 — Классификация структур систем

Любая структура описывается следующими основными характеристиками:

общим числом связей, характеризующих сложность системы; общим числом взаимодействий, которые определяют устойчивость системы;
частотой связей, т. е. количеством связей, приходящихся на один элемент, определяющих интенсивность взаимодействия элементов;
числом внутренних связей, которые определяют внутреннее устройство системы;
числом внешних связей, характеризующих взаимодействие системы со средой, ее открытость.

В практике управления структуры выполняют весьма многообразные роли. Они могут выступать в виде некоторой нормативной системы, которая используется для приведения в соответствие с ними других систем, как некоторый идеал деятельности, а также строиться под поставленные цели и задачи деятельности.

Для практической деятельности особенно важны две проблемы: описание и оптимизация структур. Для описания структур применяется теория графов. Граф — графическая модель структуры, которая состоит из множества вершин и ребер (дуг), символизирующих элементы и их связи. Граф определяется: множеством вершин графа и множеством пар вершин, между которыми существует связь. Теория графов — это область дискретной математики, занимающаяся исследованием и решением разнообразных проблем, связанных с графами. Для графа свойственно то, что число путей, по которым можно пройти от одной вершины к другой, отличается разнообразием. При этом наблюдаются различия в длительности этих путей. На идее сокращения пути прохождения между крайними вершинами графа строится оптимизация структур.

Граф имеет две формы представления: графическую и матричную (рис. 9). При этом матрица графа называется матрицей инциденций.

Граф и матрица инциденций

Рис. 9 — Граф и матрица инциденций

В матрице наличие связи фиксируется единицей, а ее отсутствие — нулем.

Важной структурной характеристикой системы является ее устойчивость. Она сложна и противоречива. С одной стороны, устойчивость определяет способность структуры противостоять внешним воздействиям, т.е. это характеристика жизнеспособности системы. С другой стороны, наиболее устойчивые структуры свойственны для детерминистских систем, которые отличаются примитивностью. Современное представление о структурах широко использует такое понятие, как «хаотические, или диссипативные структуры», позволяющие объяснять переходные состояния системы.

Система

Система — это совокупность элементов произвольной природы, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которая образует определённую целостность. Энергия связей между элементами системы превышает энергию их связей с элементами других систем, тем самым формируя систему в качестве целостного образования. Категория системы задаёт онтологическое ядро системного подхода (см. Системный подход). Формы объективации этой категории в разных вариантах подхода различны и определяются используемыми теоретико-методологическими представлениями и средствами.

Понятие системы

Исключительное многообразие представлений о системе в человеческом познании порождает стремление редуцирования характеристик системы к некоторому минимуму. При всём разнообразии истолкований, понимание системы в самом общем плане традиционно включает в себя представление о единстве и целостности взаимосвязанных между собой её элементов, то есть предполагает рассмотрение системы как объекта, прежде всего, с точки зрения целого. Семантическое поле такого понимания включает термины «элемент», «целое», «единство», «связь», «взаимодействие», а также «структура» — схема связей между элементами системы (см. Структура). Структура системы предполагает упорядоченность, организацию, устройство, обусловленные характером взаимоотношений между элементами и её взаимоотношением со внешней средой, в которых проявляются два противоположных свойства системы: ограниченность (внешнее свойство системы) и целостность (внутреннее свойство системы).

Понятие системы имеет чрезвычайно широкую область применения (практически каждый объект может быть рассмотрен как система), поэтому достаточно полное понимание категории системы предполагает построение семейства соответствующих определений — как содержательных, так и формальных. Лишь в рамках такого семейства определений удаётся выразить основные признаки систем и соответствующие им системные принципы:

Целостность — определённая независимость системы от внешней среды и от других систем; определённая зависимость каждого элемента, свойства и отношения системы от его места, функций и так далее внутри целого.
Связность — наличие связей и отношений, которые позволяют посредством переходов по ним от элемента к элементу соединить два любых элемента системы;
Структурность — возможность описания системы через установление её структуры, то есть схему связей и отношений; обусловленность поведения системы не столько поведением её отдельных элементов, сколько свойствами её структуры.
Иерархичность — каждый компонент системы, в свою очередь, может рассматриваться как система, а исследуемая в таком случае система представляет собой один из компонентов более широкой системы.
Функция — наличие целей (возможностей), при этом не являющихся простой суммой целей (возможностей) элементов, входящих в систему; принципиальная несводимость (степень несводимости) свойств системы к сумме свойств её элементов называется эмерджентностью.
Множественность описания каждой системы — в силу принципиальной сложности каждой системы её адекватное познание требует построения множества различных моделей, каждая из которых описывает лишь определённый аспект системы.

Соответственно указанному подходу, общую схему компонентов системы можно представить следующим образом:

Элемент системы. Неделимая часть системы, характеризующаяся конкретными свойствами, определяющими её в данной системе однозначно. Множество составляющих единство элементов, их связей и взаимодействий между собой и между ними и внешней средой, образуют присущую системе целостность, качественную определённость и целенаправленность (целеустремлённость). Число различных элементов и их взаимосвязей, которые включает в себя система, определяют её сложность.
Связи системы. Совокупность зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы: односторонних; двусторонних, многосторонних. Связи определяют важный для системы порядок обмена между элементами веществом, энергией, информацией. Простейшими связями являются последовательное и параллельное соединения элементов и положительная и отрицательная обратные связи. В сложных системах особое значение имеют информационные связи, однако не менее важны и энергетические и материальные связи. Сложная совокупность связей в подобных системах образует такое свойство как иерархичность, которая присуща не только строению, морфологии системы, но и её поведению: отдельные уровни системы обусловливают определённые аспекты её поведения, а целостное функционирование оказывается результатом взаимодействия всех её сторон и уровней.
Структура системы. Упорядоченность отношений, связывающих элементы системы, определяет структуру системы как множество элементов, функционирующих в соответствии с установившимися между элементами системы связями. Структуру можно представить как схему — статическую модель системы, которая характеризует только строение системы, не учитывая множества свойств и состояний её элементов. Как правило, при введении понятие структуры систему отображают путём разделения на подсистемы, компоненты, элементы с взаимосвязями, которые могут носить различный характер. Одна и та же система может быть представлена разными структурами в зависимости от стадии познания объектов или процессов, от аспекта их рассмотрения, цели создания и так далее. При этом, по мере развития исследований или в ходе проектирования структура системы может изменяться. Структуры могут быть представлены в матричной форме, в форме теоретико-множественных описаний, с помощью языка топологии, алгебры и других средств моделирования систем. Наиболее распространены следующие классы структур:
1. Сетевая структура представляет собой декомпозицию системы во времени. Такие структуры могут отображать порядок действия технической системы (например, телефонная сеть, электрическая сеть и тому подобные), этапы деятельности человека (например, при производстве продукции — сетевой график, при проектировании — сетевая модель, при планировании — сетевой план и тому подобные).
2. Иерархическая структура представляет собой декомпозицию системы в пространстве. Все компоненты и связи существуют в этих структурах одновременно (не разнесены во времени). Такие структуры могут иметь большее число уровней декомпозиции (структуризации). Структуры, в которых каждый элемент нижележащего уровня подчинён одному узлу вышестоящего (и это справедливо для всех уровней иерархии), называют древовидными структурами, или иерархическими структурами с «сильными» связями. Структуры, в которых элемент нижележащего уровня может быть подчинён двум и более узлам вышестоящего, называют иерархическими структурами со «слабыми» связями.
3. Матричная структура представляет собой иерархическую структуру со «слабыми» связями, которая базируется на принципе множественной иерархии. Отношения, имеющие вид «слабых» связей между двумя уровнями, построены по функциональному принципу и подобны отношениям в матрице, образованной из составляющих этих двух уровней.
4. Многоуровневая иерархическая структура представляет собой иерархическую структуру с «сильными» и «слабыми» связями, которая базируется на принципе множественной иерархии. Так, в теории систем М. Месаровича предложены особые классы иерархических структур, отличающиеся различными принципами взаимоотношений элементов в пределах уровня и различным правом вмешательства вышестоящего уровня в организацию взаимоотношений между элементами нижележащего, для названия которых он предложил следующие термины: «страты», «слои», «эшелоны».
5. Смешанная иерархическая структура представляет собой структуру с вертикальными и горизонтальными связями.
6. Структура с произвольными связями может иметь любую форму, объединять принципы разных видов структур и нарушать их.
Свойства системы

Среди множества свойств, присущих системам, выделяются наиболее важные, характеризующие их функционирование:
1. Состояние системы. Набор значений основных параметров системы, определяющий характер её функционирования на определённом временном интервале. Состояние системы можно представить как совокупность состояний её n элементов и связей между ними (двусторонних связей не может быть более чем n(n — 1) в системе с n элементами). Задание конкретной системы сводится к заданию её состояний на всём протяжении её жизненного цикла. Реальная система не может находиться в любом состоянии, так как всегда есть известные ограничения — некоторые внутренние и внешние факторы. Возможные состояния реальной системы образуют в пространстве её состояний некоторое множество допустимых состояний системы. Определяют состояние системы (в случае систем материальной природы) либо через входные воздействия и выходные сигналы (результаты), либо через макропараметры, макросвойства системы.
2. Поведение системы. Если система способна переходить из одного состояния в другое (например, s1 → s2 → s3 → …), то подразумевается, что она обладает поведением. Этим понятием пользуются, когда неизвестны закономерности или правила перехода системы из одного состояния в другое. В таких случаях говорят, что система обладает некоторым поведением и выясняют его характер, алгоритм и другие особенности.
3. Равновесие системы. Способность системы в отсутствии внешних возмущающих воздействий (или при постоянных воздействиях) сохранять своё состояние сколь угодно долго (или на протяжении заданного временного интервала) называют состоянием равновесия.
4. Устойчивость системы. Под устойчивостью понимают способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних (а в системах с активными элементами — внутренних) возмущавших воздействий. Эта способность относительна и обычно присуща системам только тогда, когда отклонения не превышают некоторого предела. Состояние равновесия, в которое система способна возвращаться, называют устойчивым состоянием равновесия. Возврат в это состояние может сопровождаться колебательным процессом. Соответственно, в сложных системах возможны неустойчивые состояния равновесия.
5. Развитие системы. Каждая система в своём развитии проходит ряд основных этапов:
  1. возникновение;
  2. становление;
  3. преобразование.
  Возникновение системы — сложный противоречивый процесс, связанный с понятием «нового». Этот процесс, в свою очередь, можно разделить на два этапа:
  1. скрытый этап — появление новых элементов и новых связей в рамках старого;
  2. явный этап, когда накопившиеся новые факторы приводят к скачку — появлению нового качества.
  Процесс становления системы связан с дальнейшим количественном увеличением качественно тождественных множеств её элементов и с появлением у системы новых качеств.
  
  Противоречие между качественно тождественными элементами является одним из источников развития системы. Следствие этого противоречия — стремление элементов разойтись в пространстве. С другой стороны, существуют системообразующие факторы, которые не дают системе распасться. К тому же существует граница системы, выход за которую может быть губительным для элементов системы и для системы в целом. Кроме того, на каждую систему действуют другие системы, препятствующие расширению системных границ. Всё это определяет целостность как специфическое свойство зрелой системы.
  
  Приобретаемые системой новые функциональные качества включают в себя специфические свойства, приобретённые системой в процессе её общения с внешней средой. Наиболее перспективными оказываются те элементы системы, функции которых соответствуют потребностям существования системы в конкретной внешней среде. Система в целом становится специализированной. Она может успешно функционировать только в той среде, в которой она сформировалась. Всякий переход системы в другую среду неизбежно вызывает её преобразование.
  
  Система в период зрелости внутренне противоречива вследствие двойственности своего существования как системы, завершающей одну форму движения и являющейся носителем более высокой формы движения. Даже при благоприятных внешних условиях внутренние противоречия приводят систему в состояние преобразования — неизбежному этапу её развития.
  
  Внешние причины преобразования системы:
  1. изменения внешней среды;
  2. проникновение в систему чуждых элементов, воздействующих на структуру системы.
  Внутренние причины преобразования системы:
  1. ограниченность пространства развития и обострение противоречий между элементами системы;
  2. накопление ошибок при развитии системы (мутации в живых организмах);
  3. прекращение воспроизводства элементов, составляющих систему.
  Преобразование системы может привести как к гибели системы, так и к возникновению качественно иной системы, причём степень организованности новой системы может быть равной или более высокой, чем степень организованности преобразуемой системы.
  
  Таким образом, при определённых условиях возможен скачкообразный переход системы на новый более высокий (или более низкий) уровень упорядоченности. Причём переход системы к различным свойственным ей состояниям, а также разрушение системы могут быть результатом как достаточно сильных внешних воздействий, так и относительно слабых флюктуаций длительно существующих или усиливающихся за счёт положительных обратных связей. Переход системы на новый уровень организованности в определённых ситуациях представляет собой случайный процесс выбора системой одного из возможных путей эволюции. Здесь вновь следует подчеркнуть слово «возможных», то есть разумно говорить о создании условий перехода системы в одно из возможных, свойственных ей состояний.
  
  Возможны два крайних варианта изменения структуры системы, которые можно условно обозначить как революционный и эволюционный. При революционном преобразовании предполагается, что созданию новой организации системы, новой её структуры должна предшествовать насильственная ломка структуры старой. Обычно после такой насильственной ломки система переходит на более низкий уровень упорядоченности, при этом формирование новой структуры затягивается на длительный, порой неопределённый, срок. При эволюционном преобразовании новые отношения формируются в рамках существующей структуры, возникают новые тенденции развития системы. При накоплении количественных изменений возможен и скачкообразный, и в этом смысле революционный, переход системы в новое равновесное состояние — к новой структуре, к которой система «внутренне» готова. В этом случае суть революционного преобразования сводится к уничтожению элементов, препятствующих становлению новой структуры (например, в социально-экономических системах такими элементами являются органы управления).
  1. входной процесс — множество входных воздействий, которые изменяются с течением времени;
  2. выходной процесс — множество выходных воздействий на внешнюю среду, которые изменяются с течением времени и определяются выходными величинами (реакциями);
  3. переходный процесс — множество преобразований начального состояния и входных воздействий системы в выходные величины, которые изменяются с течением времени по определённым правилам.
  Развитие системных представлений
  
  Природная системность человеческого мышления, деятельности и связанных с ними практик является одним из объективных факторов возникновения и развития системных понятий и теорий. Естественный рост системности человеческой деятельности сопровождается её усовершенствованием на протяжении всей истории развития человека. В современном обществе системные представления уже достигли такого уровня, что мысли о полезности системного подхода применительно к любой деятельности являются привычными и общепринятыми.
  
  Претерпев длительную историческую эволюцию, понятие «система» в XX веке становится одним из ключевых философско-методологических, общенаучных и специально-научных понятий. В современном научном (см. Наука) и техническом (см. Техника) знании разработка проблематики, связанной с исследованием и конструированием систем разного рода, проводится в рамках системного подхода (см. Системный подход), общей теории систем (см. Общая теория систем), различных специальных теорий систем, системном анализе, в кибернетике, системной инженерии (см. Системная инженерия), синергетике (см. Синергетика) и многих других областях.
  
  Первые представления о системе возникли в античной философии, выдвинувшей онтологическое истолкование системы как упорядоченности и целостности бытия (см. Бытие), а также идею системности знания (целостность знания, аксиоматическое построение логики, геометрии). В античной философии и науке понятие системы включается в контекст философских поисков общих принципов организации мышления и знания. Для понимания генезиса понятия системы принципиален момент включения мифологических представлений о Космосе, Мировом порядке, Едином и тому подобных категорий в контекст собственно философско-методологических рассуждений. Например, сформулированный в Античности тезис о том, что целое больше суммы его частей, имел уже не только мистический смысл, но и фиксировал проблему организации мышления. Пифагорейцы и элеаты решали проблему не только объяснения и понимания мира, но и онтологического обоснования используемых ими рациональных процедур. Число и Бытие — начала, не столько объясняющие и описывающие мир, сколько выражающие точку зрения становящегося рационального мышления и требование мыслить единство многого. Платон выражает это требование уже в явном виде: «Существующее единое есть одновременно и единое и многое, и целое и части…» Только единство многого, то есть система, может быть, согласно Платону, предметом познания. Отождествление стоиками системы с Мировым порядком можно осмыслить только с учётом всех этих факторов.
  
  Воспринятые от Античности представления о системности бытия развивались как в системно-онтологических концепциях Б. Спинозы и Г. В. Лейбница, так и в построениях научной систематики веков, стремившейся к естественной (а не телеологической) интерпретации системности мира (например, классификация К. Линнея). В философии и науке Нового времени понятие системы использовалось при исследовании научного знания; при этом спектр предлагаемых решений был очень широк — от отрицания системного характера научно-теоретического знания (Э. Б. де Кондильяк) до первых попыток философского обоснования логико-дедуктивной природы систем знания (И. Г. Ламберт и другие).
  
  Принципы системной природы знания разрабатывались в немецкой классической философии: согласно И. Канту, научное знание есть система, в которой целое главенствует над частями; Ф. Шеллинг и Г. В. Ф. Гегель трактовали системность познания как наиболее важное требование теоретического мышления. В западной философии второй половины XIX — начала XX века содержатся постановки, а в отдельных случаях и решения некоторых проблем системного исследования: специфики теоретического знания как системы (неокантиантво), особенностей целого (холизм, гештальт-психология), методы построения логических и формализованных систем (неопозитивизм). Определённый вклад в разработку философских и методологических оснований исследования систем внесла марксистская философия, основанная на принципах материалистической диалектики (всеобщей связи явлений, развития, противоречия и других).
  
  Для начавшегося со второй половины XIX века проникновения понятия системы в различные области конкретно-научного знания важное значение имело создание эволюционной теории Ч. Дарвина, теории относительности, квантовой физики, позднее — структурной лингвистики. Возникла задача построения строгого определения понятия системы и разработки оперативных методов анализа систем. Приоритет в этом отношении принадлежит разработанной А. А. Богдановым в начале XX века концепции всеобщей организационной науки — тектологии. Эта теория в своё время не получила достойного признания и только во второй половине XX века значение тектологии Богданова было адекватно оценено.
  
  Ряд конкретно-научных концепций систем и принципов их анализа был сформулирован в 1930– годах в работах В. И. Вернадского, Т. Котарбиньского, Л. фон Берталанфи. Предложенная в конце годов Берталанфи программа построения общей теории систем явилась одной из попыток обобщённого анализа системной проблематики. Именно эта программа системных исследований получила наибольшую известность в мировом научном сообществе второй половины XX века и с её развитием и модификацией во многом связано возникшее в это время системное движение в науке и технических дисциплинах. Дополнительно к этой программе в годах был выдвинут ряд общесистемных концепций и определений понятия системы — в рамках кибернетики, системного подхода, системного анализа, системотехники, теории необратимых процессов и других направлений исследований.
  
  Повсеместное распространение идей системных исследований и системного подхода является одной из характерных особенностей научного и технического знания XX века. Развитие инженерного подхода и технологий в XX веке открывает эру искусственно-технического освоения систем. Теперь системы не только исследуются, но проектируются и конструируются. Одновременно оформляется и организационно-управленческая установка: объекты управления также начинают рассматриваться как системы. Это приводит к выделению всё новых и новых классов систем: целенаправленных, самоорганизующихся, рефлексивных и других. Сам термин «система» входит в лексикон практически всех профессиональных сфер. Начиная с середины XX века широко разворачиваются исследования по общей теории систем и разработки в области системного подхода, складывается межпрофессиональное и междисциплинарное системное движение.
  
  В настоящее время основная задача специализированных теорий систем заключается в построении конкретно-научного знания о разных типах и разных аспектах систем, в то время как главные проблемы общей теории систем концентрируются вокруг логико-методологических принципов анализа систем, построения метатеории системных исследований. В рамках этой проблематики особое значение имеет установление методологических условий и ограничений применения системных методов. К числу таких ограничений относятся, в частности, так называемые системные парадоксы, например парадокс иерархичности (решение задачи описания любой данной системы возможно лишь при условии решения задачи описания данной системы как элемента более широкой системы, а решение последней задачи возможно лишь при условии решения задачи описания данной системы как системы). Выход из этого и аналогичных парадоксов состоит в использовании метода последовательных приближений, позволяющего путём оперирования неполными и заведомо ограниченными представлениями о системе постепенно добиваться более адекватного знания об исследуемой системе. Анализ методологических условий применения системных методов показывает как принципиальную относительность любого, имеющегося в данный момент времени описания той или иной системы, так и необходимость использования при анализе любой системы всего арсенала содержательных и формальных средств системного исследования.
  
  Вместе с тем, несмотря на широкое распространение системных исследований, категориальный и онтологический статус «системы как таковой» остаётся во многом неопределённым. Это вызвано, с одной стороны, принципиальными различиями в профессиональных установках сторонников системного подхода, с другой стороны, попытками распространить это понятие на чрезвычайно широкий круг явлений, и наконец, процедурной ограниченностью традиционного понятия системы.
  
  Во всём многообразии трактовок систем продолжают сохраняться два подхода. С точки зрения первого из них (его можно назвать онтологическим или, более жёстко, натуралистическим), системность интерпретируется как фундаментальное свойство объектов познания. Тогда задачей системного исследования становится изучение специфически системных свойств объекта: выделение в нём элементов, связей и структур, зависимостей между связями и тому подобных категорий. Причём элементы, связи, структуры и зависимости трактуются как «натуральные», присущие «природе» самих объектов и в этом смысле объективные. Система в таком подходе полагается как объект, обладающий собственными законами жизни. Другой подход (его можно назвать эпистемолого-методологическим) заключается в том, что система рассматривается как эпистемологический конструкт, не имеющий естественной природы, и задающий специфический способ организации знаний и мышления. Тогда системность определяется не свойствами самих объектов, но целенаправленностью деятельности и организацией мышления. Различие в целях, средствах и методах деятельности неизбежно производит множественность описаний одного и того же объекта, что порождает в свою очередь установку на их синтез и конфигурирование.
  
  Классификация систем
  
  Существенным аспектом раскрытия содержания трактовок систем является выделение различных типов систем, при этом разные типы и аспекты систем — законы их строения, поведения, функционирования, развития и так далее — описываются в соответствующих специализированных теориях систем. Для выделения классов систем могут использоваться различные классификационные признаки. Основными из них считаются: природа элементов системы, происхождение, длительность существования, изменчивость свойств, степень сложности, отношение к среде, реакция на возмущающие воздействия, характер поведения и степень участия людей в реализации управляющих воздействий. К настоящему времени сформировался ряд классификаций систем, использующих указанные основания.
  
  Простая классификация систем.
  
  В наиболее общем плане системы можно разделить по природе их элементов на материальные (реальные) и идеальные (абстрактные). Деление систем на материальные и абстрактные позволяет различать реальные системы (объекты, явления, процессы) и системы, являющиеся определёнными отображениями (моделями) реальных объектов или чистыми абстракциями.
  
  Материальные системы представляют собой целостные совокупности объектов различных областей действительности и, в свою очередь, делятся на системы, состоящие из элементов неорганичной природы (физические, геологические, химические и другие) и живые системы, куда входят как простейшие биологические системы, так и очень сложные биологические объекты типа организма, вида, экосистемы. Материальные системы бывают относительно простыми и относительно сложными. Более простые системы состоят из относительно однородных непосредственно взаимодействующих элементов. В более сложных системах элементы группируются в подсистемы, вступающие во взаимоотношения как некоторые целостности. Особый класс материальных живых систем образуют социальные системы, многообразные по типам и формам (от простейших социальных объединений до социально-экономической структуры общества).
  
  Идеальные (абстрактные) системы представляют собой продукты человеческого мышления, элементы которых не имеют прямых аналогов в реальном мире и представляют собой идеальные объекты — понятия или идеи, связанные определёнными взаимоотношениями. Они создаются путём мысленного отвлечения от тех или иных сторон, свойств и/или связей предметов и образуются в результате творческой деятельности человека. Они также могут быть разделены на множество различных типов (особые системы представляют собой научные понятия, гипотезы, теории, системы уравнений и тому подобные). Абстрактной системой является, например, система понятий той или иной науки. К числу абстрактных систем относятся и научные знания о системах разного типа, как они формулируются в общей теории систем, специальных теориях систем и других областях. В современной науке большое внимание уделяется исследованию языка как [семиотической] системы; в результате обобщения этих исследований возникла общая теория знаков — семиотика (см. Семиотика).
  
  Задачи обоснования математики и логики (см. Логика) вызвали интенсивную разработку принципов построения формализованных логических систем. Результаты этих исследований широко применяются во всех областях науки и техники. В целом, формализованные логические системы подразделяются на три основных класса:
  1. статические математические системы или модели, которые описывают объект в какой-либо момент времени;
  2. динамические математические системы или модели отражают поведение объекта во времени;
  3. находящиеся в неустойчивом положении между статикой и динамикой, которые при одних воздействиях ведут себя как статические, а при других воздействиях — как динамические.
  В зависимости от происхождения систем, выделяют естественные и искусственные системы. Естественные системы, будучи продуктом развития природы, возникли без вмешательства человека. Искусственные системы представляют собой результат созидательной деятельности человека, причём со временем их количество постоянно увеличивается.
  
  По длительности существования системы подразделяются на постоянные и временные. К постоянным обычно относятся естественные системы, хотя с точки зрения диалектики все существующие системы — временные. К постоянным принято относить и искусственные системы, которые в процессе заданного времени функционирования сохраняют существенные свойства, определяемые предназначением этих систем.
  
  В зависимости от степени изменчивости свойств систем, выделяются статичные и динамичные системы. Для статичной системы характерно, что её состояние с течением времени остаётся постоянным (например, газ в ограниченном объёме — в состоянии равновесия). Динамичная система изменяет своё состояние во времени (например, живой организм). Если знание значений переменных системы в данный момент времени позволяет установить состояние системы в любой последующий или любой предшествующий моменты времени, то такая система является однозначно детерминированной. Для вероятностной (стохастической) системы знание значений переменных в данный момент времени позволяет предсказать вероятность распределения значений этих переменных в последующие моменты времени. Поведение указанных классов систем описывается с помощью дифференциальных уравнений, задача построения которых решается в математической теории систем.
  
  По характеру взаимоотношений систем с внешней средой, выделяют закрытые и открытые системы.
  
  Закрытые (изолированные) системы физически изолированы от внешней среды. Все статические системы являются закрытыми, что, однако, не исключает присутствия динамических процессов в закрытых системах. В соответствии со вторым законом термодинамики, способность изолированных физических систем поддерживать постоянный обмен веществ и энергии со временем ослабевает, в результате чего система расходует запас энергии, вследствие чего энтропия такой системы стремится к своему максимуму. В таких системах нивелируются различия, а процессы самоорганизации в них невозможны. Второе начало термодинамики предсказывает довольно пессимистический прогноз однородного будущего изолированных систем. Изолированных и закрытых систем в природе фактически не существует. Если проанализировать пример любой из таких систем, то можно убедиться, что не существует абсолютных «изолирующих экранов» сразу от всех форм материи или энергии, что любая система быстрее или медленнее развивается или деградирует. В вечности понятия «быстро» и «медленно» смысла не имеют, поэтому, строго говоря, существуют только открытые системы, близкие к равновесию, условно названные открытыми равновесными системами. С этой точки зрения изолированные и закрытые системы — заведомо упрощённые схемы открытых систем, полезные при приближённом решении частных задач.
  
  Открытые системы характеризуются постоянным обменом вещества и энергии с внешней средой. Так, в биологических организмах доминирует подвижное равновесие при постоянном обмене вещества и энергии со средой. Такие открытые системы избегают энтропии через метаболизм и постоянное поступление информации из внешней среды. Все открытые системы характеризуются самостабилизацией и саморегуляцией. Эти системы оказываются способными на поддержание наличного состояния в результате включения процессов контроля. Негативные обратные сигналы противодействуют поступающей информации из среды, элиминируют возмущения и, таким образом, реставрируют желаемое состояние системы. В открытых органических системах способность на динамическую самостабилизацию желаемого состояния называется гомеостазом. Такие системы характеризует плавное равновесие, поскольку абсорбирование возмущений среды приводит не к первоначальному состоянию, а к новому равновесному состоянию. Самоорганизация и морфогенез представляют наиболее общие процессы системных изменений в эволюции открытых систем. В то время как самостабилизация достигается посредством негативных обратных связей, самоорганизация достигается посредством позитивных обратных связей. Развитие системы (морфогенез) предполагает адаптацию первоначального равновесного состояния внешним возмущениям и, соответственно, достижение нового этапа развития. Возмущения среды вызывают усиление механизмов самостабилизации.
  
  Новая трактовка второго начала термодинамики была предложена И. Р. Пригожиным. По мысли Пригожина, энтропия — это не просто безостановочное соскальзывание системы к состоянию, лишённому какой бы то ни было организации. Необратимые процессы являются источником порядка. В сильно неравновесных условиях может совершаться переход от беспорядка, хаоса к порядку. Могут возникать новые динамические состояния материи, отражающие взаимодействие данной системы с окружающей средой. Эти новые структуры Пригожин называет диссипативными, поскольку их стабильность покоится на диссипации энергии и вещества. Теории неравновесной динамики и синергетики задают новую парадигму эволюции систем, преодолевающую термодинамический принцип прогрессивного соскальзывания к энтропии. С точки зрения этой новой парадигмы, порядок, равновесие и устойчивость систем достигаются постоянными динамическими неравновесными процессами.
  
  В зависимости от реакции на возмущающие воздействия выделяют активные и пассивные системы. Активные системы способны противостоять воздействиям внешней среды и других систем и сами могут воздействовать на них. У пассивных систем это свойство отсутствует.
  
  По характеру поведения все системы подразделяются на системы с управлением и без управления. Класс систем с управлением образуют системы, в которых реализуется процесс целеполагания и целеосуществления. Примером систем без управления может служить Солнечная система, в которой траектории движения планет определяются действующими во Вселенной законами гравитации.
  
  В прикладных науках, а также в теории и практике управления широко используются классификации систем в зависимости от степени их сложности и организованности. По этим основаниям системы делятся на большие, простые, сложные и организационные. Как правило, когда речь идёт о различных видах систем управления, прежде всего подразумевается именно такое общее их деление.
  
  К организационным системам относятся социальные системы — группы, коллективы, сообщества людей, общество в целом (см. Общество).
  
  Простыми системами называют системы, состоящие из ограниченного и относительного малого числа элементов с однотипными одноуровневыми связями. Такие системы с достаточной степенью точности могут быть описаны известными математическими соотношениями.
  
  Большими системами называют многокомпонентные системы, включающие значительное число элементов с однотипными многоуровневыми связями. Большие системы — это пространственно-распределённые системы высокой степени сложности, в которых подсистемы (их составные части) также относятся к категориям сложных. Дополнительными признаками, характеризующими большую систему, являются:
  - большие размеры;
  - сложная иерархическая структура;
  - циркуляция в системе больших информационных, энергетических и материальных потоков;
  - высокий уровень неопределённости в описании системы.
  Сложными системами называют структурно и функционально сложные многокомпонентные системы с большим числом взаимосвязанных и взаимодействующих элементов различного типа и с многочисленными и разнородными связями между ними. Сложные системы отличаются многомерностью, разнородностью структуры, многообразием природы элементов и связей, организационной разносопротивляемостью и разночувствительностью к воздействиям, асимметричностью потенциальных возможностей осуществления функциональных и дисфункциональных изменений. При этом каждый из элементов подобной системы может быть также представлен в виде системы (подсистемы). К сложной можно отнести систему, обладающую по крайней мере одним из следующих признаков:
  - система в целом обладает свойствами, которыми не обладает ни один из составляющих её элементов;
  - систему можно разделить на подсистемы и изучать каждую из них отдельно;
  - система функционирует в условиях существенной неопределённости и воздействия среды на неё, что обусловливает случайный характер изменения её показателей;
  - система осуществляет целенаправленный выбор своего поведения.
  В кибернетике мера сложности связывается с понятием разнообразия. В частности, из принципа разнообразия следует, что анализ систем (процессов, ситуаций), обладающих определённым разнообразием, возможен лишь с использованием управляющих систем, способных порождать, по крайней мере, не меньшее разнообразие.
  
  Важной особенностью сложных систем, особенно живых, технических и социальных, является передача в них информации, что обусловливает существенные взаимосвязи их свойств. Поэтому значительную роль в функционировании таких систем играют процессы управления. К наиболее сложным видам подобных систем относятся целенаправленные системы, поведение которых подчинено достижению определённых целей, и самоорганизующиеся системы, способные в процессе функционирования видоизменять свою структуру. При этом для многих сложных систем характерно наличие разных по уровню, часто не согласующихся между собой целей.
  
  Системы, содержащие активные элементы (подсистемы), то есть такие элементы, которые имеют возможность самостоятельно принимать решения относительно своего состояния, называются организационными системами (организациями). В организационных системах свойством целеустремлённости обладает как вся система, так и отдельные её элементы. Этим организация отличается от системы, называемой организмом. Между отдельными элементами (органами) организма существует разделение системных функций, но только организм в целом может быть целеустремлённым.
  
  Из чего состоит система
  
  Система (от греч. σύστημα — целое, составленное из частей; соединение) — сложный объект, состоящий из взаимосвязанных частей (элементов) и существующий как единое целое.
  
  Физические системы
  
  Биологические системы
  
  Смешанные системы
  
  Экономические системы
  
  Технические системы
  
  Системный эффект
  
  Состояние системы характеризуется ее структурой, т.е. составом и свойствами её частей, их отношениями и связями между собой.
  
  Соединение, интеграция отдельных элементов в единое целое приводит к системному эффекту — возникновению у системы новых свойств, не присущих ни одной из её составных частей.
  
  Состав системы
  
  Любой реальный объект бесконечно сложен. Степень детализации при описании его состава и структуры зависит от того, для чего это нужно. Один и тот же объект в одних случаях может рассматриваться как система, включающая в себя другие подсистемы и объекты, а в других — как простой элемент или подсистема, входящая в другую систему.
  
  Системный подход
  
  При исследовании тех или иных объектов окружающего мира недостаточно рассмотреть по отдельности каждый из элементов, входящих в их состав. Изучая деятельность системы, нужно учитывать не только все её элементы, но и связи между ними, а также взаимодействие системы с окружающим миром. В этом состоит суть системного подхода.
  
  Способность применять системный подход (рассматривать исследуемый объект как элемент системы, связанный с множеством других элементов) и оценивать на этой основе ситуацию с разных точек зрения является основой системного мышления, позволяющего человеку выбирать наиболее эффективный путь решения возникающих проблем.
  
  Классификация систем
  
  Информационные связи
  
  Информационные связи в системах любой природы состоят в передаче информации от одного элемента системы к другому, в обмене информацией между элементами системы, в хранении и обработке информации, т.е. представляют собой информационные процессы.
  
  Естественные (природные) системы
  
  Искусственные системы
  
  Процессы управления
  
  Человек постоянно сталкивается с процессами управления в повседневной жизни.
  
  Системы управления
  
  Управление — это процесс целенаправленного воздействия на объект, осуществляемый для организации его функционирования по заданной программе.
  
  Независимо от своей природы, процессы управления имеют общие закономерности. Их изучением занимается наука кибернетика.
  
  Кибернетика (от греч. κυβερνητική — «искусство управлять») — наука об общих закономерностях процессов управления в живых организмах, обществе и механизмах.
  
  Модель системы управления
  
  С точки зрения кибернетики, управление происходит путём информационного взаимодействия между управляющим объектом и объектом управления.
  
  Прямая связь подразумевает передачу информации от управляющего объекта к объекту управления.
  
  Обратная связь — процесс передачи информации о состоянии объекта управления управляющему объекту.
  Похожие публикации: