17.1.3. Что такое система?

Понятие система – одна из важнейших категорий современной науки. К нему относятся как к категории отображения теории познания. При этом следует иметь в виду, что познание – процесс получения любых знаний путем деятельности и общения, процесс создания знаково-символических систем, опосредующих взаимодействие человека с миром и др. людьми.

В понятии система объективное и субъективное составляют единство.

Субъективность понятия системы – в следующем. При создании любого объекта или группы объектов вначале обычно выделяются из внешней среды те элементы или явления, которые, с одной стороны, отвечают цели исследования, а с другой, - легче и доступнее разрабатываются (анализируются, исследуются, проектируются, внедряются и т. д.).

Объективность понятия системы в том, что система, как правило, имеет пространственную или функциональную замкнутость. Следовательно, можно в пространстве чётко выделить её саму либо её элемент, подсистему. Можно также в отдельности от внешней среды рассматривать её свойства и функции. При этом свойства и функции системы и внешней среды различны.

При определении понятия системы существует два подхода.

Первый из них рассматривает систему как комплекс элементов, обладающий некоторой целостностью в том или ином отношении. Недостатком такого подхода является нечёткость понятия целостность.

Второй подход определяет систему как комплекс взаимодействующих элементов. Система взаимодействует со внешней средой и имеет

сложное внутреннее строение, большое число взаимосвязанных подсистем и элементов.

В практическом понимании термин система можно сформулировать следующим образом.

Система – упорядоченное множество материальных либо абстрактных

взаимозависимых подсистем и элементов, взаимодействующих между

собой и образующих единое целое для достижения определенной цели.

Систему можно расчленить (декомпозировать) на составляющие её пространственно- временные фрагменты, агрегаты, а итоге на элементы, обладающие определённой целостностью и функциональной целью.

Возможен обратный процесс, когда взаимодействующие элементы объединяются в агрегаты. Такие объединения называются подсистемой. В свою очередь такие подсистемы могут объединяться с другими подсистемами и элементами в подсистемы более высокого уровня иерархии. Таким образом

Подсистема – совокупность элементов либо совокупность

элементов и подсистем более низкого уровня иерархии.

Число уровней иерархии подсистем может быть любым. Такой приём синтеза систем из подсистем и элементов и, соответственно, декомпозиции систем на подсистемы и элементы наиболее эффективен, если выделенные подсистемы функционально являются достаточно самостоятельной частью сложной системы, но цель их функционирования подчинена общей цели функционирования системы. Правильное выделение подсистем даёт возможность упростить алгоритм анализа сложной системы, сделать его практически реализуемым.

Элемент – это функционально самостоятельный и условно неделимый объект.

Является объектом, который при данном рассмотрении сложной системы не подлежит дальнейшему делению на части. Систему можно поделить на элементы разными способами, в зависимости от формулирования цели и её уточнения в процессе работы. Поэтому объекты называются элементами по согласию. Изменение цели работы может привести к разложению элементов на основные части или объединению нескольких элементов.

Элементы взаимодействуют между собой и окружающей средой. Между элементами существует материальная, энергетическая и информационная связь.

Системы классифицируются как материальные, абстрактные, трансцендентные. Все он в свою очередь условно рассматриваются как сложные и простые, большие и малые.

1. Материальные системы подразделяются на:

1.1. Системы неорганической природы – космические, планетарные, физические, геологические, химические и др.

По К. Боулдингу это неживые системы, которые разделены на три уровня:

1.1.1. Статические структуры (названы остовами, что в русском языке можно обозначить как каркас, опора, основа, скелет).

1.1.2. Присущие физическому миру простые динамические структуры с заданным движением. Они названы системами, подобными часовому механизму.

1.1.3. Кибернетические системы с управляемыми циклами обратной связи, названные термостатами (объектами, в которых поддерживается постоянная температура с помощью автоматических регуляторов).

1.2. Живые системы.

1.2.1. Клетки – открытые системы с самосохраняемой структурой. Это первая ступень, переходная между неживым и живым.

1.2.2. Растения – живые организмы с низкой способностью воспринимать информацию.

1.2.3. Животные – живые организмы с более развитой способностью воспринимать информацию, но не обладающие «самосознанием».

1.2.4. Люди – живые организмы, обладающие самосознанием (пониманием своей сущности, самого себя, соей роли в жизни, в обществе), мышлением и нетривиальным поведением.

1.3. Социальные системы (особый класс материальных живых систем) – от простейших социальных объединений до иерархической социально-экономической структуры общества, в том числе политические, экономические, научные, образовательные и другие системы.

1.4. Искусственные системы – любые объекты любой сложности, созданные человеком (например, энерготехнологические установки, машины и аппараты).

2. Абстрактные системы – это понятия, гипотезы, теории, мыслеобразы (например, планы развития энергетики, пути усовершенствования оборудования и установок и т. п.).

3. Трансцендентные системы – системы вне нашего познания в настоящий момент.

Проблемы возникают при формулировании понятия большая система. Большие и малые, простые и сложные системы не просто разграничить. Однако в этом есть необходимость не только познавательная, но и прикладная, поскольку сложные (большие) системы имеют свою специфику.

Сложная или большая система является множеством взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов и подсистем.

Простой или малой является система с таким небольшим количество элементов, при котором её исследование, проектирование и оптимизация могут проводиться без привлечения специальных методов. Малые системы обычно ограничены одним типовым процессом переработки вещества или энергии, однозначно определяются свойствами этого процесса, его внутренними связями, особенностями аппаратурного оформления и функционирования. Пример малой системы – теплообменник, состоящий из некоторого числа аппаратов со сложной схемой движения сред в аппарате и со сложной схемой объединения аппаратов в теплообменник.

Академик В. В. Кафаров (МХТИ им. Д. И. Менделеева) рассматривал большие системы как совокупность малых систем, отличающуюся от малых систем в количественном и качественном отношениях.

Им выделены основные признаки больших систем:

• Целостность.

• Наличие общих целей и назначения.

• Большие размеры.

• Большое число выполняемых функций.

• Сложность поведения.

• Наличие состязательных, конкурирующих отношений между элементами и подсистемами. В них могут протекать противоположно направленные процессы, стремящиеся уменьшить эффективность системы.

• Глобальный (общий) оптимум системы, как правило, не совпадает с оптимумом её отдельных элементов и подсистем.

Основные признаки систем – многомерность и многосвязность.

Примером большой системы является любая автономная крупная энерготехнологическая установка, например, система жизнеобеспечения (холодным воздухом) глубоких шахт, у которых на глубине, в забоях температура породы превышает физиологически допустимую.