Тема 1.2 Системи, їх властивості та класифікації.
План лекції.
Основні властивості систем. Особливості, внутрішні та зовнішні обмеження систем. Поняття стійкість та ентропія системи.
Класифікація систем. Людино-машинні системи.
Рекомендована література:
Основна: 1, 2, 3, 4
Додаткова: 6, 10, 11, 13, 14
Міні-лексікон: властивість, стан системи, цілісність, ізольованість, живучість, синергізм, ідентифікація, класифікація.
Отже, станом системи називається сукупність істотних властивостей, якими система володіє в кожний момент часу.
Під властивістю розуміють сторону об'єкта, що обумовлює його відмінність від інших об'єктів або подібність із ними й проявляється при взаємодії з іншими об'єктами.
Характеристика – те, що відображає деяку властивість системи.
Властивості систем:
1. Цілісність системи. Який би не була природа об'єкта, він являє собою єдність, що володіє загальними властивостями. При цьому властивості всієї системи можуть відрізнятися від властивостей вхідних до неї елементів. Цілісність проявляється в тім, що система має власну закономірність функціональності, власну мету.
2. Подільність – будь-який цілісний об'єкт складається з ряду взаємозалежних елементів, цілі функціонування яких можуть відрізнятися від цілей всієї системи в цілому.
3. Ізольованість – сукупність елементів, що утворять систему й зв'язки між ними завжди можна відокремити від зовнішнього середовища й розглядати ізольовано.
4. Відносність. Завжди існує взаємозв'язок ізольованої системи із зовнішнім середовищем, що виражається в наявності входів, виходів, впливі наносистем, впливі на підсистеми й наявність зворотного зв'язку між входом і виходом.
Система, яка має взаємозв'язки із зовнішнім середовищем називається відкритої, а не має їх - ізольованої.
5. Ідентифікація. Кожний елемент системи може бути виділений від неї, відображені певні його властивості й взаємодія з іншими елементами усередині системи.
При цьому систему дослідники будуть представляти по різному виходячи із цілей спостереження.
6. Наявність поводження є важливою властивістю системи. Це процес цілеспрямованої зміни в часі стану системи. Уважається, що це поводження зв'язане із середовищем (навколишньої), тобто з іншими системами з якими вона входить у контакт або вступає в певні взаємини.
Стан системи - це зафіксоване в часі значення характеристик системи.
Процес - це набір станів системи, що відповідає впорядкованості безперервної або дискретної характеристики зміни окремих параметрів.
Поводження кожної системи пояснюється структурою систем нижчого порядку, з яких складається дана система, і наявністю ознак рівноваги (гомеостазу).
7. Властивість росту (розвитку). Розвиток можна розглядати як складову частину поводження (при цьому найважливішу).
Одним з первинних, а, отже, основних атрибутів системного підходу є неприпустимість розгляду об'єкта поза його розвитком, під яким розуміється спрямована, закономірна зміна матерії й свідомості. У результаті виникає нова якість або стан об'єкта.
8. Стійкість – це здатність системи протистояти зовнішнім впливам, що обурюють. Від її залежить тривалість життя системи.
Прості системи мають пасивні форми стійкості: міцність, збалансованість, гомеостаз. А для складних визначальними є активні форми: надійність, живучість і адаптивність.
Якщо перераховані форми стійкості простих систем (крім міцності) стосуються їхнього поводження, то визначальна форма стійкості складних систем носять в основному структурний характер.
Надійність – властивість збереження структури систем, незважаючи на загибель окремих її елементів за допомогою їхньої заміни або дублювання, а живучість – активне придушення шкідливих якостей. Таким чином, надійність є більше пасивною формою, чим живучість.
9. Адаптивність – властивість змінювати поводження або структуру з метою збереження, поліпшення або придбання нових якостей в умовах зміни зовнішнього середовища. Обов'язковою умовою можливості адаптації є наявність зворотних зв'язків.
10. Еквіпотенціальність. Будь-яку систему можна розглядати як систему більш високого порядку.
11. Синергізм – ефективність спільного функціонування елементів системи вище, ніж сумарна ефективність функціонування окремих її елементів.
Система може бути охарактеризована одним або декількома ознаками й відповідно їй може бути знайдене місце в різних класифікаціях, кожна з яких може бути корисної при виборі методології дослідження. Звичайно ціль класифікації обмежити вибір підходів до відображення систем, виробити язик опису, що підходить для відповідного класу.
По змісту розрізняють реальні (матеріальні), об'єктивно існуючі, і абстрактні (концептуальні, ідеальні), що є продуктом мислення.
Реальні системи діляться на природні (природні системи) і штучні (антропогенні).
Природні системи: системи неживий (фізичні, хімічні) і живий (біологічні) природи.
Штучні системи: створюються людством для своїх потреб або утворяться в результаті цілеспрямованих зусиль.
Штучні діляться на технічні (техніко-економічні) і соціальні (суспільні).
Технічна система спроектована й виготовлена людиною в певних цілях.
До соціальних систем належать різні системи людського суспільства.
Виділення систем, що складаються з одних тільки технічних пристроїв майже завжди умовно, оскільки вони не здатні виробляти свій стан. Ці системи виступають як частини більших, що включають людей – організаційно-технічних систем.
Організаційна система, для ефективного функціонування якої істотним фактором є спосіб організації взаємодії людей з технічною підсистемою, називається людино-машинною системою.
Приклади людино-машинних систем: автомобіль - водій; літак - льотчик; ЕОМ - користувач і т.д.
Таким чином, під технічними системами розуміють єдину конструктивну сукупність взаємозалежних і взаємодіючих об'єктів, призначена для цілеспрямованих дій із завданням досягнення в процесі функціонування заданого результату.
Абстрактні системи є результатом відбиття дійсності (реальних систем) у мозку людини.
Абстрактні системи розділяють на системи безпосереднього відображення (відображуючи певні аспекти реальних систем) і системи узагальнюючого відображення. До першого належать математичні й евристичні моделі, а до других - концептуальні системи (теорії методологічної побудови) і язики.
Запитання для самоконтролю
Що таке властивість та характеристика системи?
Які властивості систем існують?
Які форми стійкості мають прости системи?
Які форми стійкості мають складні системи?
Що таке синергізм?
Назвіть основні класифікаційні ознаки систем.