Определение системы

    Такому  представлению о среде соответствует  определение: «...среда есть совокупность всех объектов, изменение свойств которых влияет на систему, а также тех объектов, чьи свойства меняются в результате поведения системы».

    Выделяет  систему из среды наблюдатель, который отделяет (отграничивает) элементы, включаемые в систему, от остальных, т. е. от среды, в соответствии с целями исследования (проектирования) или предварительного представления о проблемной ситуации.

    При этом возможно три варианта положения  наблюдателя, который: 1) может отнести себя к среде и, представив систему как полностью изолированную от среды, строить замкнутые модели (в этом случае среда не будет играть роли при исследовании модели, хотя может влиять на ее формирование); 2) включить себя в систему и моделировать ее с учетом своего влияния и влияния системы на свои представления о ней (ситуация, характерная для экономических систем); 3) выделить себя и из системы, и из среды, и рассматривать систему как открытую, постоянно взаимодействующую со средой, учитывая этот факт при моделировании (такие модели необходимы для развивающихся систем). В последнем случае практически невозможно учесть все объекты, не включенные в систему и отнесенные к среде; их множество необходимо сузить с учетом цели исследования, точки зрения наблюдателя (ЛПР) путем анализа взаимодействия системы со средой, включив этот «механизм» анализа в методику моделирования.

    Уточнение или конкретизация определения  системы в процессе исследования влечет соответствующее уточнение ее взаимодействия со средой и определения среды. В этой связи важно прогнозировать состояние не только системы, но и среды. В последнем случае следует учитывать неоднородность среды, наряду с естественно-природной средой существуют искусственные - техническая среда созданных человеком машин и механизмов, экономическая, информационная, социальная среда.

    В процессе исследования граница между системой и средой может деформироваться. Уточняя модель системы, наблюдатель может выделять в среду некоторые составляющие, которые он первоначально включал в систему. И, наоборот, исследуя корреляцию между компонентами системы и среды, он может посчитать целесообразным составляющие среды, имеющие сильные связи с элементами системы, включить в систему.

    Выбор определения системы. На разных этапах представления объекта в виде системы, в различных конкретных ситуациях можно пользоваться разными определениями. Причем по мере уточнения представлений о системе или при переходе на другую страту ее исследования определение системы не только может, но и должно уточняться.

    Более полное определение, включающее и  элементы, и связи, и цель, и наблюдателя, а иногда и его «язык» отображения системы, помогает поставить задачу, наметить основные этапы методики системного анализа. Так, в организационных системах, если не определить лицо, компетентное принимать решения, то можно и не достичь цели, ради которой создается система. Но есть системы, для которых наблюдатель очевиден. Иногда не нужно даже в явном виде использовать понятие цели.

    В частности, вариант теории систем Ю.А.Урманцева, созданный им для исследования относительно невысоко развитых биологических объектов типа растений, не включает понятие цели как несвойственное для этого класса  объектов, а понятие целесообразности, развития отражает в форме особого вида отношений - законов композиции. Таким образом, при проведении системного анализа нужно, прежде всего, отобразить ситуацию с помощью как можно более полного определения системы, а затем, выделив наиболее существенные компоненты, влияющие на принятие решения, сформулировать «рабочее» определение, которое может уточняться, расширяться или сужаться в зависимости от хода анализа.

    «Рабочее» определение системы помогает исследователю (разработчику) начать ее описание. Далее для того, чтобы правильно выбирать необходимые элементы, связи, их свойства и другие составляющие, входящие в принятое «рабочее» определение системы, нужно, чтобы лица, формирующие это первоначальное, вербальное представление системы, в одинаковом смысле использовали эти понятия.

    Выбор определения системы отражает принимаемую  концепцию и является фактически началом моделирования. Поэтому с самого начала целесообразно представлять определения в символической форме, способствующей более однозначному пониманию ее всеми участниками разработки или исследования системы.

§2. Понятия, характеризующие строение и функционирование систем

    Рассмотрим основные понятия, помогающие уточнять представление о системе. Понятия, входящие в определение системы, тесно связаны между собой, и по мнению Л. фон Берталанфи _;не могут быть определены независимо, а определяются, как правило, одно через другое, уточняя друг друга, и поэтому принятую здесь последовательность их изложения следует считать условной.

    Элемент. Под элементом принято понимать простейшую, неделимую часть системы. Однако ответ на вопрос, что является такой частью, может быть неоднозначным. Например, в качестве элементов стола можно назвать «ножки, ящики, крышку и т. д.», а можно - «атомы, молекулы», в зависимости от того, какая задача стоит перед исследователем.

    Аналогично  в системе управления предприятием элементами можно считать подразделения аппарата управления, а можно - каждого сотрудника или каждую операцию, которую он выполняет. С непониманием этой проблемы была связана типичная ошибка при обследовании существующей системы управления как первой стадии разработки АСУ: инженеры в соответствии со своим подходом обеспечения полноты подвергали анализу все документы, вплоть до реквизитов, что существенно затягивало работу, в то время как для разработки технического задания на создание АСУП такой детализации не требовалось.

    Поэтому примем следующее определение: элемент - это предел членения системы с точки зрения аспекта рассмотрения, решения конкретной задачи, поставленной цели.

  Систему можно расчленять на элементы различными способами в зависимости от формулировки задачи, цели и ее уточнения в процессе проведения системного исследования. При необходимости можно изменять принцип расчленения, выделять другие элементы и получать с помощью нового расчленения более адекватное представление об анализируемом объекте или проблемной ситуации.

  Определяя элемент, пришлось употребить понятие  цель, которое будет охарактеризовано ниже (понятия, входящие в определение системы, как было отмечено выше, не могут быть определены независимо друг от друга), поэтому была сделана попытка не использовать понятие цели, а поставить рядом с ним понятия аспекта рассмотрения, задачи, хотя точнее использовать понятие цель.

    Компоненты  и подсистемы. Иногда термин элемент используют в более широком смысле, даже в тех случаях, когда система не может быть сразу разделена на составляющие, являющиеся пределом ее членения. Однако при многоуровневом расчленении системы лучше использовать другие термины, предусмотренные в теории систем: сложные системы принято вначале делить на подсистемы или на компоненты.

    Понятие подсистема подразумевает, что выделяется относительно независимая часть системы, обладающая свойствами системы, и в частности имеющая подцель, на достижение которой ориентирована подсистема, а также другие свойства - целостности, коммуникативности и т. п., определяемые закономерностями систем.

    Если  же части системы не обладают такими свойствами, а представляют собой просто совокупности однородных элементов, то такие части принято называть компонентами.

    Расчленяя систему на подсистемы, следует иметь в виду, что так же, как и при расчленении на элементы, выделение подсистем зависит от цели и может меняться по мере ее уточнения и развития представлений исследователя об анализируемом объекте или проблемной ситуации.

    Связь. Понятие связь входит в любое определение системы и обеспечивает возникновение и сохранение ее целостных свойств. Это понятие одновременно характеризует и строение (статику), и функционирование (динамику) системы.

    Связь определяют как ограничение  степени свободы  элементов. Действительно, элементы, вступая во взаимодействие (связь) друг с другом, утрачивают часть своих свойств, которыми они потенциально обладали в свободном состоянии.

  В определениях системы термины  связь и отношение обычно используются как синонимы. Однако существуют разные точки зрения: одни исследователи считают связь частным случаем отношения; другие - напротив, отношение рассматривают как частный случай связи: третьи - предлагают понятие связь применять для описания статики системы, ее структуры, а понятием отношение характеризовать некоторые действия в процессе функционирования (динамики) системы.

   Не  решен (и, видимо, вряд ли может быть решен в общем виде) вопрос о  достаточности и полноте сети связей для того, чтобы систему можно было считать системой. Один из подходов к решению этой проблемы предлагает ся, например, В.И. Николаевым и В.М. Бруком, которые считают, что для того, чтобы система не распалась на части, необходимо обеспечить превышение суммарной силы (мощности) связей между элементами системы. т. е. внутренних связей над суммарной мощностью связей между элементами системы и элементами среды, т. е. внешних связей .

    Связи можно охарактеризовать направлением, силой, характером (или видом). По первому признаку связи делят на направленные и ненаправленные. По второму — на сильные и слабые (иногда пытаются ввести «шкалу» силы связей для конкретной задачи). По характеру (виду) различают связи подчинения, порождения (или генетические), равноправные (или безразличные), управления.

    Связи в конкретных системах могут быть одновременно охарактеризованы несколькими из названных признаков.

    Важную  роль в моделировании систем играет понятие обратной связи.

    Обратная  связь может быть:

• отрицательной - противодействующей тенденциям изменения выходного параметра, т.е. направленной на сохранение, стабилизацию требуемого значения параметра (например, стабилизацию выходного напряжения, или в системах организационного управления - количества выпускаемой продукции и т. п.);
• положительной - сохраняющей тенденции происходящих в системе изменений того или иного выходного параметра (что используется при разработке генераторов разного рода, при моделировании развивающихся систем).

  Обратная  связь является основой саморегулирования, развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования.

    Цель. Понятие цель и связанные с ним понятия целесообразности, целенаправленности лежат в основе развития системы.

    Изучению  этих понятий большое внимание уделяется  в философии, психологии, кибернетике.

    Процесс целеобразования и соответствующий ему процесс обоснования целей в организационных системах весьма сложен. На протяжении всего периода развития философии и теории познания происходило развитие представлений о цели.

    Анализ  определений цели и связанных  с ней понятий показывает, что в зависимости от стадии познания объекта, этапа системного анализа, в понятие «цель» вкладывают различные оттенки  - от идеальных устремлений (цель - «выражение активности сознания»: «человек и социальные системы вправе формулировать цели, достижение которых, как им заведомо известно, невозможно, но к которым можно непрерывно приближаться»/до конкретных целей - конечных результатов, достижимых в пределах некоторого интервала времени, формулируемых иногда даже в терминах конечного продукта деятельности .

    В некоторых определениях цель как  бы трансформируется, принимая различные  оттенки в пределах условной «шкалы» - от идеальных устремлений к материальному воплощению, конечному результату деятельности.

    Противоречие, заключенное в понятии «цель» - необходимость быть побуждением к действию, «опережающим отражением» (термин введен П.К. Анохиным) или «опережающей идеей», и одновременно материальным воплощением этой идеи, т. е. быть достижимой, - проявлялось с момента возникновения этого понятия: так, древнеиндийское «артха» означало одновременно «мотив», «причину», «желание», «цель» и даже - «способ».