3. Классификация систем: реальные, абстрактные, естественные, технические, социальные, организационные, открытые, закрытые, комбинированные. (Тема 1, стр. 5, 6, 7).

1.3. Классификация систем

Классификацией называется разбиение на классы по наиболее существенным признакам. Под классом понимается совокупность объектов, обладающих некоторыми признаками общности. Признак (или совокупность признаков) является основанием (критерием) классификации.

Система может быть охарактеризована одним или несколькими признаками и соответственно ей может быть найдено место в различных классификациях, каждая из которых может быть полезной при выборе методологии исследования. Обычно цель классификации ограничить выбор подходов к отображению систем, выработать язык описания, подходящий для соответствующего класса.

По содержанию различают реальные (материальные), объективно существующие, и абстрактные (концептуальные, идеальные), являющиеся продуктом мышления.

Реальные системы делятся на естественные (природные системы) и искусственные (антропогенные).

Естественные системы: системы неживой (физические, химические) и живой (биологические) природы.

Искусственные системы: создаются человечеством для своих нужд или образуются в результате целенаправленных усилий.

Искусственные делятся на технические (технико-экономические) и социальные (общественные).

Техническая система спроектирована и изготовлена человеком в определённых целях.

К социальным системам относятся различные системы человеческого общества.

Выделение систем, состоящих из одних только технических устройств почти всегда условно, поскольку они не способны вырабатывать своё состояние. Эти системы выступают как части более крупных, включающие людей - организационно-технических систем.

Организационная система, для эффективного функционирование которой существенным фактором является способ организации взаимодействия людей с технической подсистемой, называется человеко-машинной системой.

Примеры человеко-машинных систем: автомобиль – водитель; самолёт – лётчик; ЭВМ – пользователь и т.д.

Таким образом, под техническими системами понимают единую конструктивную совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих объектов, предназначенная для целенаправленных действий с задачей достижения в процессе функционирования заданного результата.

Отличительными признаками технических систем по сравнению с произвольной совокупностью объектов или по сравнению с отдельными элементами является конструктивность (практическая осуществляемость отношений между элементами), ориентированность и взаимосвязанность составных элементов и целенаправленность.

Для того чтобы система была устойчивой к воздействию внешних влияний, она должна иметь устойчивую структуру. Выбор структуры практически определяет технический облик как всей системы, так её подсистем, и элементов. Вопрос о целесообразности применения той или иной структуры должен решаться исходя из конкретного назначения системы. От структуры зависит также способность системы к перераспределению функций в случае полного или частичного отхода отдельных элементов, а, следовательно, надёжность и живучесть системы при заданных характеристиках её элементов.

Абстрактные системы являются результатом отражения действительности (реальных систем) в мозге человека.

Их настроение - необходимая ступень обеспечения эффективного взаимодействия человека с окружающим миром. Абстрактные (идеальные) системы объективны по источнику происхождения, поскольку их первоисточником является объективно существующая действительность.

Абстрактные системы разделяют на системы непосредственного отображения (отражающие определённые аспекты реальных систем) и системы генерализирующего (обобщающего) отображения. К первым относятся математические и эвристические модели, а ко вторым - концептуальные системы (теории методологического построения) и языки.

Приведем основные способы классификации (возможны и другие критерии классификации систем).

1. По отношению системы к окружающей среде:

• открытые (есть обмен ресурсами с окружающей средой);

• закрытые (нет обмена ресурсами с окружающей средой).

Для закрытой системы, любой её элемент имеет связи только с элементами самой системы.

Разумеется, закрытые системы представляют собой некоторую абстракцию реальной ситуации, так как, строго говоря, изолированных систем не существует. Однако, очевидно, что упрощение описания системы, заключаются в отказе от внешних связей, может привести к полезным результатам, упростить исследование системы.

2. По описанию переменных системы:

- с качественными переменными (имеющие лишь содержательное описание);

• с количественными переменными (имеющие дискретно или непрерывно описываемые количественным образом переменные);

• смешанного (количественно-качественное) описания.

3. По типу описания закона (законов) функционирования системы:

- типа "Черный ящик" (неизвестен полностью закон функционирования системы; известны только входные и выходные сообщения);

- не параметризованные (закон не описан; описываем с помощью хотя бы неизвестных параметров; известны лишь некоторые априорные свойства закона);

- параметризованные (закон известен с точностью до параметров и его возможно отнести к некоторому классу зависимостей);

- типа "Белый (прозрачный) ящик" (полностью известен закон функционирования системы).

4. По способу управления системой (в системе):

- управляемые извне системы (без обратной связи, регулируемые, управляемые структурно, информационно или функционально);

- управляемые изнутри (самоуправляемые или саморегулируемые - программно управляемые, регулируемые автоматически, адаптируемые - приспосабливаемые с помощью управляемых изменений состояний, и самоорганизующиеся - изменяющие во времени и в пространстве свою структуру наиболее оптимально, упорядочивающие свою структуру под воздействием внутренних и внешних факторов);

- с комбинированным управлением (автоматические, полуавтоматические, автоматизированные, организационные).

4. Свойства систем: синергичность, эмерджентность, мультипликативность, целенаправленность, альтернативность, целостность, неаддитивность, структурность, иерархичность, коммуникатив-ность, адаптивность, надежность, эквифинальность, наследственность. (Тема 1, стр. 7, 8, 9).

1.4. Свойства систем

Связанные с целями и функциями:

1. синергичность - однонаправленность (или целенаправленность) действий компонентов усиливает эффективность функционирования системы;

2. приоритет интересов системы более широкого (глобального) уровня перед интересами её компонентов;

3. эмерджентность (лат.: «выбивающийся», англ.: «возникновение нового») - цели (функции) компонентов системы не всегда совпадают с целями (функциями) системы;

4. мультипликативность - как позитивные, так и негативные эффекты функционирования компонентов в системе обладают свойством умножения, а не сложения;

5. целенаправленность;

6. альтернативность путей функционирования и развития;

Связанные со структурой:

1. целостность - первичность целого по отношению к частям;

Для того чтобы глубже понять свойство целостности, необходимо, прежде всего, учитывать две его стороны:

- свойства системы (целого) Q_s не является простой суммой свойств составляющих ее элементов (частей) q_i:

- свойства системы (целого) зависят от свойств составляющих ее элементов (частей):

Кроме этих двух основных сторон, следует иметь в виду, что объединенные в систему элементы, как правило, утрачивают часть своих свойств, присущих им вне системы, т.е. система как бы подавляет ряд свойств элементов. Но, с другой стороны, элементы, попав в систему, могут приобрести новые свойства.

Обратимся к закономерности, двойственной по отношению к закономерности целостности. Ее называют физической аддитивностью, независимостью, суммативностью, обособленностью.

Свойство физической аддитивности проявляются у системы, как бы распавшейся на независимые элементы; тогда становится справедливым

В этом крайнем случае и говорить о системе уже нельзя.

Свойство целостности связано с целью, для выполнения которой предназначена система.

2. неаддитивность - принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих её компонентов;

3. структурность - возможна декомпозиция системы на компоненты, устанавливание связей между ними;

4. иерархичность - каждый компонент системы может рассматриваться как система (подсистема) более широкой глобальной системы. Иерархичность как закономерность заключается в том, что закономерность целостности проявляется на каждом уровне иерархии. Благодаря этому на каждом уровне возникают новые свойства, которые не могут быть выведены как сумма свойств элементов. При этом важно, что не только объединение элементов в каждом узле приводит к появлению новых свойств, которых у них не было, и утрате некоторых свойств элементов, но и что каждый член иерархии приобретает новые свойства, отсутствующие у него в изолированном состоянии.

5. Таким образом, на каждом уровне иерархии происходят сложные качественные изменения. Построение иерархической структуры зависит от цели: для многоцелевых ситуаций можно построить несколько иерархических структур, соответствующих разным условиям, и при этом в разных структурах могут принимать участие одни и те же компоненты. Но даже при одной и той же цели, если поручить формирование иерархической структуры разным исследователям, то в зависимости от их предшествующего опыта, квалификации и знания системы они могут получить разные иерархические структуры, т. е. по-разному разрешить качественные изменения на каждом уровне иерархии.

Связанные с ресурсами и особенностями взаимодействия со средой:

1. коммуникативность - существование сложной системы коммуникаций со средой в виде иерархии. Система образует особое единство со средой; как правило, любая исследуемая система представляет собой элемент системы более высокого порядка; элементы любой исследуемой системы, в свою очередь, обычно выступают как системы более низкого порядка. Иными словами, система не изолирована, она связана множеством коммуникаций со средой, которая не однородна, а представляет собой сложное образование, содержит надсистему (или даже надсистемы), задающую требования и ограничения исследуемой системе, подсистеме и системе одного уровня с рассматриваемой.

2. адаптивность - стремление к состоянию устойчивого равновесия, которое предполагает адаптацию параметров системы к изменяющимся параметрам внешней среды (однако «неустойчивость» не во всех случаях является дисфункциональной для системы, она может выступать и в качестве условия динамического развития);

3. надёжность - функционирование системы при выходе из строя одной из её компонент, сохраняемость проектных значений параметров системы в течение запланированного периода;

Другие:

1. интегративность - наличие системообразующих, системосохраняющих факторов;

2. эквифинальность - способность системы достигать состояний независящих от исходных условий и определяющихся только параметрами системы. В соответствии с данной закономерностью система может достигнуть требуемого конечного состояния, не зависящего от времени и определяемого исключительно собственными характеристиками системы при различных начальных условиях и различными путями. Это форма устойчивости по отношению к начальным и граничным условиям.

3. наследственность.