Свойства систем, связанные со строением

Севастопольский национальный университет ядерной энергии и промышленности

 

 

Кафедра ТИиО

 

 

 

 

 

Доклад

 

На тему: «Свойства систем, связанные со строением»

 

по дисциплине: «Введение в теорию систем»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнили:

студентки 532 гр.

Мацелло М.М.

Люльчак А.А.

Проверила:

Стёжка Н.С.

 

 

 

 

 

 

 

 

Севастополь

2012г.

Свойства систем

В качестве систем может быть рассмотрено множество разнородных и разнокачественных объектов, например, атом, клетка, автомобиль, здание, человеческое общество и т. д. Поэтому для создания ориентаций в научной литературе существует большое количество классификаций систем.

Свойства, связанные со строением

Системные свойства целесообразно разделить на свойства строения и свойства функционирования. В свойства строения входят: «целостность», «множество», «окружающая среда», «структура», «иерархия», «подсистема», «элемент», «связь», «отношение», «каналы связи», «организация». Каждое из этих понятий определяется на основе других и, в свою очередь, способствует уточнению их смысла.

В качестве дополнительного свойства можно назвать закон пространственно - временной локализации структуры. Суть этого закона заключается в том, что все части системы расположены в соответствующем порядке в пространстве и во времени.

Закон субординации свидетельствует о существовании взаимозависимости между более главными и менее главными компонентами системы, определенном порядке их взаимодействия, а также целенаправленной передачи информации и энергии. Закон подразумевает наличие «вертикальных» связей в системе. В социальных системах он проявляется в отношениях между начальниками и подчиненными, политической элитой и основной массой населения.

Перечисленных основных характеристик структуры достаточно для описания систем, но можно дополнительно проанализировать некоторые свойства [1].

1. Системы делят на расчленённые (состоят, по крайней мере, из двух или более элементов) и нерасчленённые (состоят из одного элемента). По поводу существования нерасчленённых систем можно не согласиться, т.к. определение системы подразумевает нечто состоящее из частей (минимум двух). Если объект не удаётся мысленно расчленить, то его невозможно представлять как систему, поэтому нерасчленённые системы следует исключить из классификации.

2. Элементарноавтономные системы устроены таким образом, что каждому элементу присущи основные характеристики системы в целом. Например, известная игрушка, матрёшка, состоит из вложенных одна в одну идентичных по форме (но различных по размерам) фигурок. Монокристалл можно расчленить на фрагменты, которые функционально также являются кристаллами, способными самостоятельно существовать и расти в размерах. Косяк рыбы состоит из очень похожих особей. Косяк может разделиться на части, способные к самостоятельному существованию. Однако элементарноавтономные части можно считать схожими только в некотором приближении. В природе не существует одинаковых объектов, только сознание может пренебрегать различиями. Таким образом, все реальные объекты должны представляться как неэлементарноавтономные системы. Элементарноавтономные возникают при желании упростить описание.

К признакам строения, связанным с «отграниченностью» от внешней среды, можно отнести классификацию систем на открытые и закрытые, основанные на представлениях классической термодинамики. Классические изолированные системы, по определению, не имеют связи с окружением. Закрытые системы не могут обмениваться со средой веществом, но могут обмениваться энергией. Такие свойства являются очень сильной идеализацией, т.к. в природе не существует ни полной изоляции, ни «закрытости». Все объекты в природе являются открытыми, т.е. обмениваются со средой веществом, энергией и информацией. Закрытые объекты не обмениваются с внешней средой энергией. Часто в качестве примера приводят автомобиль или часы.

Часы не могут работать без подведения энергии (батарейка, мускульная энергия человека, гравитационная энергия гири). Автомобиль без заправки бензином не способен выполнять свою главную функцию. Изолированная или закрытая система может существовать только временно, пока не израсходуется запас вещества и энергии, далее начнется разрушение и ассимиляция соседними системами. Изолированных объектов в природе не существует, могут быть только изолированные системы, т.к. системы - это всего лишь мысленные модели объективной реальности.

Классификация систем на закрытые и открытые осуществлена не по объективным, а по субъективным показателям. Если наблюдателю удобно описывать объект как изолированную систему, то только ради упрощения. При этом формализация описания становиться простой. Именно на этой основе выведены все законы классической термодинамики. Реальные системы являются открытыми.

Иногда закрытые системы называют «автономными». Автономность указывает на то, что система существует независимо от других объектов, выполняет присущие ей функции, реализует себя за счет внутренних сил. Система остаётся автономной, пока не израсходуется запас внутренних ресурсов.

Открытость всех систем логически определяет необходимость существования входов и выходов.

Свойство «коммуникативность» [2], которое означает связь системы с внешней средой. Очевидно, что все открытые системы коммуникативны, поэтому это свойство является синонимом открытости и ничего нового не привносит в классификацию.

В связи с тем, что системы всегда состоят из множества элементов и связей, известно деление их на простые и сложные системы. Подразумевается, что простые системы содержать мало элементов, а сложные – много.

Эмерджентность имеет место и в простых, и сложных системах. Эмерджентность является результатом рождения новой информации, которая всегда появляется при комбинировании элементов и связей. Объединение элементов в систему всегда уменьшает количество возможных связей, что неизбежно проявляется в изменении свойств. Изменение свойств может приводить к улучшению или ухудшению функций системы, но это уже субъективные оценки. Важно, что свойства системы изменяются. Итак, основываясь только на количестве элементов, нельзя разделять системы на простые и сложные [3].

Сложность может быть онтологической и гносеологической. Гносеологическая сложность сохраняется пока наблюдатель не уяснит сущность объекта и не найдет ясного способа его описания. Онтологическая сложность – это вещь в себе. Каждый реальный объект до конца не познан, поэтому остаётся сложным.

В каждом источнике литературы сложность определяется по разному. Сложность выражается по степени предсказуемости поведения системы, по разнообразию её поведения. Слабо предсказуемые (стохастические) системы классифицировались как сложные [4].

Критерий сложности Кс = Кд/Ко, где Кд – количество детерминированных реакций на воздействие. Ко – общее количество реакций, Кс – коэффициент стохастичности.

Видно, что наука постоянно размывает границы между сложными системами и простыми, налицо отсутствие единого критерия сложности. Сложность можно характеризовать по разнообразию связей и элементов, непознаваемости процессов и состояний, по количеству перерабатываемой информации, по входным и выходным функциям, характеру реакций на внешнюю среду. Вся эта совокупность именуется интегральной сложностью.

 

Выводы

1. К свойствам строения относятся «целостность», «множество», «окружающая среда», «структура», «иерархия», «подсистема», «элемент», «связь», «отношение», «каналы связи», «организация».

2. Системы подчиняются закону пространственно - временной локализации структуры и закону субординации.

3. Все объекты в природе являются  открытыми, т.е. обмениваются со средой веществом, энергией и информацией. Открытость всех систем логически определяет необходимость существования входов и выходов.

4. Свойство эмерджентности есть и в простых, и сложных системах.

 

Литература

1.      Миротин Л. Б., Ташбаев Ы. Э. Системный анализ в логистике. – М.:Экзамен, 2002.

2.      Спицнадель В. Н. Основы системного анализа: Учеб. пособие. - СПб.: Изд. дом «Бизнес пресса», 2000.

3.      Колмогоров А. Н. Теория передачи информации. - М.: Наука, 1956.

4.      Берталанфи Л. Общая теория систем. - М.: Системное моделирование, 1969.