Найважливішим властивістю системи є властивість. Поняття системи, властивості систем

Існує безліч понять системи. Розглянемо поняття, які найповніше розкривають її суттєві властивості (рис. 1).

Мал. 1. Поняття системи

"Система - це комплекс взаємодіючих компонентів".

"Система - це безліч пов'язаних діючих елементів".

"Система - це не просто сукупність одиниць ... а сукупність відносин між цими одиницями".

І хоча поняття системи визначається по-різному, зазвичай все-таки мається на увазі, що система є певною кількістю взаємопов'язаних елементів, що утворюють стійку єдність і цілісність, що має інтегральні властивості і закономірності.

Ми можемо визначити систему як щось ціле, абстрактне чи реальне, що складається із взаємозалежних частин.

Системою може бути будь-який об'єкт живої і неживої природи, суспільства, процес або сукупність процесів, наукова теорія і т. д., якщо в них визначені елементи, що утворюють єдність (цілісність) зі своїми зв'язками та взаємозв'язками між ними, що створює в результаті сукупність властивостей, властивих тільки цій системі та відрізняють її від інших систем (властивість емерджентності).

Система(Від грец. SYSTEMA, що означає «ціле, складене з частин») є безліч елементів, зв'язків і взаємодій між ними і зовнішнім середовищем, що утворюють певну цілісність, єдність і цілеспрямованість. Майже кожен об'єкт може розглядатися як система.

Система– це сукупність матеріальних та нематеріальних об'єктів (елементів, підсистем), об'єднаних будь-якими зв'язками (інформаційними, механічними та ін.), призначених для досягнення певної мети і досягають її якнайкраще. Система визначається як категорія, тобто. її розкриття здійснюється через виявлення основних властивих системі властивостей. Для вивчення системи її спростити з утриманням основних властивостей, тобто. побудувати модель системи.

Система може виявлятися як цілісний матеріальний об'єкт, представляє собою закономірно обумовлену сукупність функціонально взаємодіючих елементів.

Важливим засобом характеристики системи є її властивості. Основні властивості системи проявляються через цілісність, взаємодію та взаємозалежність процесів перетворення речовини, енергії та інформації, через її функціональність, структуру, зв'язки, зовнішнє середовище.

Властивість– це якість властивостей об'єкта, тобто. зовнішні прояви того способу, за допомогою якого набувають знання про об'єкт. Властивості дають можливість описувати об'єкти системи. При цьому вони можуть змінюватися внаслідок функціонування системи. Властивості – це зовнішні прояви процесу, з допомогою якого виходить знання об'єкт, ведеться його спостереження. Властивості забезпечують можливість описувати об'єкти системи кількісно, виражаючи в одиницях, мають певну розмірність. Властивості об'єктів системи можуть змінюватися внаслідок її дії.

Виділяють такі основні властивості системи :

· Система є сукупність елементів . За певних умов елементи можна як системи.

· Наявність суттєвих зв'язків між елементами. Під суттєвими зв'язкамирозуміються такі, що закономірно, з необхідністю визначають інтегративні властивості системи.

· Наявність певної організації, що проявляється у зниженні ступеня невизначеності системи порівняно з ентропією системоформуючих факторів, що визначають можливість створення системи. До цих факторів відносять кількість елементів системи, кількість істотних зв'язків, якими може мати елемент.

· Наявність інтеграційних властивостей , тобто. властивих системі загалом, але з властивих жодному з її елементів окремо. Їх наявність показує, що властивості системи, хоч і залежить від властивостей елементів, але з визначаються ними повністю. Система не зводиться до простої сукупності елементів; декомпозируя систему деякі частини, не можна пізнати всі властивості системи загалом.

· Емерджентність – незводність властивостей окремих елементів та властивостей системи в цілому.

· Цілісність – це загальносистемна властивість, що полягає в тому, що зміна будь-якого компонента системи впливає на інші її компоненти і призводить до зміни системи в цілому; і навпаки, будь-яка зміна системи висловлюється на всіх компонентах системи.

· Подільність - Можлива декомпозиція системи на підсистеми з метою спрощення аналізу системи.

· Комунікативність. Будь-яка система функціонує серед середовища, вона відчуває у собі впливу середовища проживання і, своєю чергою, впливає середовище. Взаємозв'язок середовища та системиможна вважати однією з основних особливостей функціонування системи, зовнішньою характеристикою системи, що значною мірою визначає її властивості.

· Системі властиве властивість розвиватися, адаптуватися до нових умов шляхом створення нових зв'язків, елементів зі своїми локальними цілями та засобами їх досягнення. Розвиток– пояснює складні термодинамічні та інформаційні процеси у природі та суспільстві.

· Ієрархічність. Під ієрархієюрозуміється послідовна декомпозиція вихідної системи на ряд рівнів із встановленням відношення підпорядкованості нижчих рівнів вищим. Ієрархічність системиполягає в тому, що вона може бути розглянута як елемент системи вищого порядку, а кожен її елемент, своєю чергою, є системою.

· Важливою системною властивістю є системна інерція, визначальна час, необхідне перекладу системи з одного стану до іншого при заданих параметрах управління.

· Багатофункціональність - Здатність складної системи до реалізації деякої безлічі функцій на заданій структурі, яка проявляється у властивостях гнучкості, адаптації та живучості.

· Гнучкість – це властивість системи змінювати мету функціонування залежно та умовами функціонування чи стану підсистем.

· Адаптивність – здатність системи змінювати свою структуру та вибирати варіанти поведінки відповідно до нових цілей системи та під впливом факторів зовнішнього середовища. Адаптивна система – така, у якій відбувається безперервний процес навчання чи самоорганізації.

· Надійність – ця властивість системи реалізовувати задані функції протягом певного періоду часу із заданими параметрами якості.

· Безпека – здатність системи не завдавати неприпустимих впливів технічним об'єктам, персоналу, навколишньому середовищу при своєму функціонуванні.

· Вразливість - Здатність отримувати пошкодження при впливі зовнішніх та (або) внутрішніх факторів.

· Структурованість – поведінка системи обумовлена поведінкою її елементів та властивостями її структури.

· Динамічність - Це здатність функціонувати в часі.

· Наявність зворотнього зв'язку.

Будь-яка система має мету та обмеження.Ціль системи може бути описана цільовою функцією U1 = F (х, у, t, ...), де U1 – екстремальне значення одного з показників якості функціонування системи.

Поведінка системиможна описати законом Y = F(x), що відображає зміни на вході та виході системи. Це визначає стан системи.

Стан системи- Це миттєва фотографія, або зріз системи, зупинка її розвитку. Його визначають через вхідні взаємодії або вихідні сигнали (результати), або через макропараметри, макровластивості системи. Це сукупність станів її елементів і зв'язків між ними. Завдання конкретної системи зводиться завдання її станів, починаючи з зародження і закінчуючи загибеллю чи переходом до іншої систему. Реальна система не може бути в будь-якому стані. На її стан накладають обмеження – деякі внутрішні та зовнішні чинники (наприклад, людина не може жити 1000 років). Можливі стани реальної системи утворюють у просторі станів системи деяку підобласть Z СД (підпростір) – безліч допустимих станів системи.

Рівновага- здатність системи без зовнішніх обурювальних впливів або при постійних впливах зберігати свій стан як завгодно довго.

Стійкість- Це здатність системи повертатися в стан рівноваги після того, як вона була з цього стану виведена під впливом зовнішніх або внутрішніх впливів, що обурюють. Ця здатність притаманна системам, коли відхилення вбирається у деякого встановленої межі.

3. Поняття структури системи.

Структура системи– сукупність елементів системи та зв'язків між ними у вигляді множини. Структура системиозначає будову, розташування, порядок і відбиває певні взаємозв'язку, взаємозв'язок складових частин системи, тобто. її влаштування і не враховує безлічі властивостей (станів) її елементів.

Система може бути представлена простим перерахуванням елементів, проте найчастіше щодо об'єкта такого уявлення недостатньо, т.к. потрібно з'ясувати, що є об'єкт і що забезпечує виконання поставлених цілей.

Мал. 2. Структура системи

Концепція елемент системи.За визначенням елемент- Це складова частина складного цілого. У нашому понятті складне ціле – це система, яка є цілісним комплексом взаємопов'язаних елементів.

Елемент- Частина системи, що володіє самостійністю по відношенню до всієї системи і неподільна при даному способі виділення частин. Неподільність елемента сприймається як недоцільність обліку не більше моделі даної системи його внутрішньої будови.

Сам елемент характеризується лише його зовнішніми проявами як зв'язків і взаємозв'язків з іншими елементами і довкіллям.

Концепція зв'язку. Зв'язок- Сукупність залежностей властивостей одного елемента від властивостей інших елементів системи. Встановити зв'язок між двома елементами – це виявити наявність залежностей їх властивостей. Залежність властивостей елементів може мати односторонній та двосторонній характер.

Взаємозв'язки- Сукупність двосторонніх залежностей властивостей одного елемента від властивостей інших елементів системи.

Взаємодія- Сукупність взаємозв'язків і взаємовідносин між властивостями елементів, коли вони набувають характеру взаємосприяння один одному.

Поняття довкілля.Система існує серед інших матеріальних чи нематеріальних об'єктів, які не увійшли до системи та поєднуються поняттям «зовнішнє середовище» – об'єкти зовнішнього середовища. Вхід характеризує вплив довкілля на систему, вихід – вплив системи на довкілля.

По суті, окреслення чи виявлення системи є поділ деякої галузі матеріального світу на частини, одна з яких розглядається як система – об'єкт аналізу (синтезу), а інша – як зовнішнє середовище.

Зовнішнє середовище- Набір існуючих у просторі та в часі об'єктів (систем), які, як передбачається, впливають на систему.

Зовнішнє середовище– це сукупність природних і штучних систем, котрим дана система перестав бути функціональної підсистемою.

Типи структур

Розглянемо ряд типових структур систем, що використовуються при описі організаційно-економічних, виробничих та технічних об'єктів.

Зазвичай поняття "структура" пов'язують із графічним відображенням елементів та їх зв'язків. Однак структура може бути представлена і в матричній формі, формі теоретико-множинного опису, за допомогою мови топології, алгебри та інших засобів моделювання систем.

Лінійна (послідовна)Структура (рис. 8) характеризується тим, що кожна вершина пов'язана з двома сусідніми. При виході з ладу хоча б одного елемента (зв'язку) структура руйнується. Прикладом такої структури є конвеєр.

Кільцеваструктура (рис. 9) відрізняється замкнутістю, будь-які два елементи мають два напрями зв'язку. Це підвищує швидкість спілкування, робить структуру більш живучою.

СтільниковаСтруктура (рис. 10) характеризується наявністю резервних зв'язків, що підвищує надійність (живучість) функціонування структури, але призводить до підвищення її вартості.

Багатозв'язковаСтруктура (рис. 11) має структуру повного графа. Надійність функціонування максимальна, ефективність функціонування висока завдяки наявності найкоротших шляхів, вартість - максимальна.

Зорянаструктура (рис. 12) має центральний вузол, який виконує роль центру, решта елементів системи є підлеглими.

ГрафоваСтруктура (рис. 13) використовується зазвичай при описі виробничо-технологічних систем.

Мережеваструктура (мережа)- Різновид графової структури, що є декомпозицією системи в часі.

Наприклад, мережева структура може відображати порядок дії технічної системи (телефонна мережа, електрична мережа тощо), етапи діяльності людини (при виробництві продукції – мережевий графік, при проектуванні – мережева модель, при плануванні – мережева модель, мережевий план тощо) д.).

Ієрархічнаструктура набула найширшого поширення під час проектування систем управління, що стоїть рівень ієрархії, тим меншим числом зв'язків мають його елементи. Усі елементи крім верхнього і нижнього рівнів мають як командними, і підлеглими функціями управління.

Ієрархічні структури є декомпозицією системи у просторі. Усі вершини (вузли) та зв'язку (дуги, ребра) існують у цих структурах одночасно (не рознесені у часі).

Ієрархічні структури, у яких кожен елемент нижчого рівня підпорядкований одному вузлу (однієї вершині) вищестоящого (і це справедливо всім рівнів ієрархії), називають деревоподібнимиструктурами (структурами типу "дерева";структурами, на яких виконуються відносини деревного порядку, ієрархічними структурами сильними зв'язками) (рис 14, а).

Структури, в яких елемент нижчого рівня може бути підпорядкований двом і більше вузлам (вершинам) вищого рівня, називають ієрархічними структурами слабкими зв'язками (рис 14 б).

У вигляді ієрархічних структур представляються конструкції складних технічних виробів та комплексів, структури класифікаторів та словників, структури цілей та функцій, виробничі структури, організаційні структури підприємств.

У загальному випадку термінієрархіяширше, він означає підпорядкованість, порядок підпорядкування нижчих за посадою та чину осіб вищим, виник як найменування "службових сходів" у релігії, широко застосовується для характеристики взаємовідносин в апараті управління державою, армією і т.д., потім концепція ієрархії була поширена на будь-який узгоджений за підпорядкованістю порядок об'єктів.

Таким чином, в ієрархічних структурах важливо лише виділення рівнів підпорядкованості, а між рівнями та компонентами в межах рівня можуть бути будь-які взаємини. Відповідно до цього існують структури, що використовують ієрархічний принцип, але мають специфічні особливості, та їх доцільно виділити особливо.

У перекладі з грецької слово "система" означає "з'єднання, ціле, складене з частин". Ці частини, чи елементи, перебувають у єдності, у якого вони певним чином упорядковані, взаємопов'язані, надають друг на друга той чи інший вплив.

Управління також має властивість системності, тому вивчення його механізму ми починаємо зі знайомства з основними положеннями теорії систем. Відповідно до неї будь-яка система має низку основних ознак.

По-перше, як говорилося, вона є набір елементів, чи окремих частин, виділених за тим чи іншим принципом, є її структурообразующими чинниками і які грають роль підсистем. Останні, хоч і щодо самостійні, але по-різному взаємодіють у межах системи; у найпростішій формі тим, що знаходяться поряд і межують один з одним; Найбільш складними формами взаємодії є обумовленість (спричинення одним елементом іншого) і взаємний вплив, який вони надають один на одного. Для збереження системи така взаємодія має бути гармонійною.

В результаті взаємодії у елементів і формуються загальносистемні якості, тобто ознаки, властиві системі в цілому та кожному з них окремо (наприклад, людське тіло в цілому і кожен його орган здійснюють обмінні процеси, мають нервові клітини, постійно оновлюються тощо).

Властивості елементів (підсистем) визначають місце останніх у внутрішній організації системи та реалізуються в їх функціях. Це проявляється у певному впливі на інші елементи, або об'єкти, що знаходяться поза системою і здатні цей вплив сприймати, перетворювати та змінюватися відповідно до нього.

По-друге, система має межі, що відокремлюють її від довкілля. Ці межі можуть бути «прозорими», що допускають проникнення в систему зовнішніх впливів, і «непрозорими», що наглухо відокремлюють її від решти світу. Системи, які здійснюють вільний двосторонній обмін енергією, речовиною, інформацією із середовищем, отримали назву відкритих; в іншому випадку йдеться про закриті системи, що функціонують відносно незалежно від середовища.

Якщо в систему взагалі не надходять ресурси ззовні, вона має тенденцію до згасання (ентропії) і припиняє своє існування (наприклад, годинник, якщо його не завести, зупиняється).

Відкриті системи, самостійно черпающие необхідні собі ресурси із довкілля, і які перетворюють їх задоволення своїх потреб, у принципі невичерпні. У той же час, недостатньо, або навпаки, надмірно активний обмін із середовищем може систему зруйнувати (через брак ресурсів або нездатність їх асимілювати через надмірну кількість та різноманітність). Тому система повинна перебувати у стані внутрішньої рівноваги та балансу із середовищем. Це забезпечує її оптимальне пристосування до неї та успішний розвиток.

Відкриті системи прагнуть постійних змін з допомогою спеціалізації, диференціації, інтеграції елементів. Це веде до ускладнення зв'язків, вдосконалення самої системи, що дозволяє досягати цілей багатьма способами (для закритих можливий лише один), але потребує додаткових ресурсів.

По-третє, кожна система має певну структуру, тобто впорядковану сукупність взаємопов'язаних елементів (іноді в побуті поняття структура використовується як синонім поняття організація).

Упорядкованість надає системі внутрішню організацію, у межах якої взаємодія елементів підпорядковується певним принципам, законам. Системи, де така організація мінімальна, називаються невпорядкованими, наприклад натовп на вулиці. Структура може у тому чи іншою мірою залежати від особливостей самих елементів (наприклад, взаємини у суто жіночому, чоловічому, дитячому чи змішаному колективах неоднакові).

По-четверте, у кожній системі є якесь явне системоутворююче ставлення чи якість, що у тому чи іншою мірою проявляється у всіх інших, забезпечує їх єдність і цілісність. Якщо воно визначається природою системи, то називається внутрішніми, інакше - зовнішнім. У той самий час, внутрішні відносини можуть поширюватися й інші системи (наприклад, через наслідування, запозичення досвіду). Можливість реалізації відносин та властивостей системи виключно на цій основі (субстраті) робить її унікальною. У соціальних системах, крім явного системоутворюючого відносини, можуть існувати неявні.

По-п'яте, кожна система має певні якості. Багатоякісність системи є наслідком нескінченності зв'язків та відносин, що існують на різних її рівнях. Якості виявляються щодо інших об'єктів, причому, неоднаково. Наприклад, одна і та сама людина в ролі керівника може кричати на підлеглих і лебезити перед своїм безпосереднім начальником. Якості системи певною мірою впливають на якість елементів, що ввійшли в них, перетворять їх. Здатність досягати цього характеризує силу системи.

По-шосте, системі властива емерджентність, тобто поява якісно нових властивостей, які відсутні у її елементів, або не характерні для них. Таким чином, властивості цілого не рівні сумі властивостей частин, хоч і залежать від них, а об'єднані в систему елементи можуть втрачати властивості, властиві їм поза системою, або набувати нових.

Нетотожність суми якостей елементів якостям системи загалом зумовлена наявністю структури, тому структурні перетворення призводять до якісним, але можуть відбуватися і з допомогою кількісних змін. Отже, система може якісно змінюватися, не змінюючи своєї структури, а межах однієї й тієї ж кількісного складу можуть існувати кілька якісних станів.

По-сьоме, система має зворотний зв'язок, під яким розуміється певна реакція її в цілому або окремих елементів на імпульси один одного та зовнішні впливи.

Тепер розглянемо, якими бувають системи.

За характером зв'язків між елементами системи діляться на централізовані та децентралізовані. По-перше, всі зв'язки здійснюються через один центральний елемент; по-друге, вони можуть відбуватися без «посередника» безпосередньо. Системи, де взаємозв'язок елементів йде тільки по одній лінії, отримали назву часткових, а по багатьох - повних. У ланцюгових системах кожен елемент пов'язаний лише з двома іншими.

Системи, що характеризуються переважанням внутрішніх зв'язків у порівнянні зовнішнім, де доцентровість більш відцентрова, а окремим елементам притаманні загальні характеристики, отримали назву цілісних.

Системи, що зберігаються в цілому при зміні або зникненні одного або кількох елементів, можна назвати стабільними, стійкими. Якщо при цьому можливе відновлення втрачених елементів, система називається регенеративною.

Змінні системи динамічні. Їхні елементи і вони в цілому можуть змінюватися лінійно, односпрямовано з рівною інтенсивністю, і тоді буде спостерігатися зростання, або нелінійно, різноспрямовано, з неоднаковою інтенсивністю, що призводить до їх якісних змін та розвитку. Постійні системи статичні.

З точки зору стану динамічні системи поділяються на первинні, вихідні, або вторинні, які вже зазнали певних змін. Якщо система не допускає подальшого розвитку, без того, щоб не перетворитися на іншу, вона вважається завершеною; якщо ж розвиток може продовжуватися – незавершеною. Незавершеність може бути субстратною (перетворення можуть відбуватися в основі елементів) та структурною (змінюється склад та співвідношення елементів).

Якщо система зберігає свої характеристики при зміні субстрату, вона називається стаціонарною.

Система, що складається з низки різноманітних елементів, називається складною. Складність означає, що запровадження нової одиниці у систему як породжує нові відносини, а й змінює існуючі. Ступінь складності залежить також від взаємопов'язаності цих елементів та від їх числа.

Чи не найважливішими різновидами систем є механічні та органічні. Механічні системи мають постійний набір постійних елементів, чіткими межами, однозначними зв'язками, не здатні змінюватися і розвиватися, функціонують під впливом зовнішніх імпульсів. Вихід елемента з цілого механічного порушує його функціонування. Найбільш наочний їхній приклад - годинниковий механізм.

У механічній системі елементи знаходяться у зовнішньому зв'язку один з одним, що не зачіпає внутрішньої істоти кожного з них, і перебувають у байдужій самостійності. Вони менш залежні від системи, і поза нею зберігають у незмінності своє буття (колесо від годинника може тривалий час відігравати роль запасний деталі).

Органічні системи характеризуються протилежними властивостями. Вони збільшується залежність частини від цілого, а цілого від частини, навпаки, зменшується. Причому, що глибший зв'язок елементів, то більше вписувалося роль цілого стосовно них. Крім того, їм притаманні такі важливі властивості, яких немає у механічних систем, як здатність до самоорганізації та самовідтворення.

Як зразок органічної системи можна навести живі істоти чи його спільноти. Специфічною формою органічної системи є соціально-економічна (суспільство, колектив, організація та ін.).

Соціально-економічні системи завжди є впорядкованими, цілісними, функціонально та технологічно неоднорідними, ієрархічними за структурою, динамічними з погляду складу та кількості елементів. Підсистеми (елементи) в соціально-економічних системах виділяються за тими чи іншими чіткими критеріями, зазвичай, залежно від їх типу та цілей.

Такі системи стійкі, й те водночас постійно розвиваються, еволюціонують у складніші освіти (хоча іноді можуть тимчасово стабілізуватися чи деградувати). Цей розвиток протікає під впливом суперечливої взаємодії зовнішніх та внутрішніх факторів, інтенсивність якого дуже різна. Тому воно нерівномірне, може бути уривчастим, стрибкоподібним і не завжди передбачуваним.

Невеликі зміни в одному з елементів соціальної системи можуть призвести до значних наслідків для неї в цілому, тому за допомогою невеликих, але продуманих дій у потрібному місці та у відповідний час легко досягти великих бажаних результатів (теорія важеля).

Для того, щоб соціальна система була динамічно стійкою, вона повинна мати керуючий елемент, який здійснює інтеграцію її окремих ланок, контроль за їх функціонуванням, надходженням ресурсів, видаленням відходів, одержуваними результатами, здатним на основі зворотного зв'язку коригувати ці процеси. Для успіху саморозвитку і самовідтворення системи керуючий елемент повинен мати не менший ступінь складності, ніж керований. Системний підхід, основна мета якого полягає в інтеграції елементів організації, є основою сучасного менеджменту. Він розглядає будь-яку організацію як цілісну сукупність різних видів діяльності та елементів, що у суперечливому єдності та взаємозв'язку, у межах просторово-часового буття, у поступовій динаміці, з урахуванням історичності, етапності, циклічності розвитку.

СИСТЕМИ. ХАРАКТЕРИСТИКИ. ВЛАСТИВОСТІ.

ПОНЯТТЯ СИСТЕМИ

Будемо використовувати поняття системи, яке враховує такі важливі складові будь-якого матеріального об'єкта, як елемент, зв'язки, взаємодії, цілепокладання.

Мал. 1. Поняття системи

Система- безліч складових єдність елементів, зв'язків та взаємодій між ними та зовнішнім середовищем, що утворюють властиву даній системі цілісність, якісну визначеність та цілеспрямованість.

За визначенням елемент – це складова частина складного цілого. Складне ціле - це система, що є цілісний комплекс взаємозалежних елементів.

Елемент – неподільна частина системи.

Безліч елементів системи можна описати у вигляді:

А = (a i ), i = 1, ..., n,

де a i – i-й елемент системи;

n – число елементів у системі.

Кожен a i елемент характеризується m конкретними властивостями Z i1 , ..., Z im (вага, температура тощо), які визначають їх у даній системі однозначно.

Сукупність всіх властивостей m властивостей елемента a i будемо називати станом елемента Z i:

Z i = (Z i1 , Z i2 , Z i3 , ..., Z ik , …, Z im)

Стан елемента, залежно від різних факторів (часу, простору, довкілля тощо), може змінюватися.

Послідовні зміни стану елемента називатимемо рухом елемента.

Зв'язок- Сукупність залежностей властивостей одного елемента від властивостей інших елементів системи. Встановити зв'язок між двома елементами – це означає виявити наявність залежностей їх властивостей.

Безліч Q зв'язків між елементами a i та a j можна представити у вигляді:

Q = (q ij), i, j = 1 ... n.

Залежність властивостей елементів може мати односторонній та двосторонній характер.

Взаємозв'язки- Сукупність двосторонніх залежностей властивостей одного елемента від властивостей інших елементів системи.

Взаємодія- сукупність взаємозв'язків та взаємовідносин між властивостями елементів, коли вони набувають характеру взаємосприяння один одному.

Структура системи- сукупність елементів системи та зв'язків між ними у вигляді множини.

Структура є статичною моделлю системи та характеризує лише будову системи та не враховує безлічі властивостей (станів) її елементів.

Система існує серед інших матеріальних об'єктів, які не увійшли до системи та об'єднуються поняттям «зовнішнє середовище» - об'єкти зовнішнього середовища.

Вхід характеризує вплив довкілля на систему, вихід - вплив системи на довкілля.

По суті, окреслення чи виявлення системи є поділ деякої галузі матеріального світу на дві частини, одна з яких розглядається як система - об'єкт аналізу (синтезу), а інша - як зовнішнє середовище.

Зовнішнє середовище- Набір існуючих у просторі та в часі об'єктів (систем), які, як передбачається, впливають на систему.

Зовнішнє середовище - це сукупність природних і штучних систем, котрим дана система перестав бути функціональної підсистемою.

Для даної системи зовнішнє середовище (оточення) є безліч предметів поза системою:

1) зміна ознак яких впливає систему;

2) ознаки яких змінюються внаслідок поведінки системи.

Розв'язання задачі віднесення предметів до самої системи або її оточення є значною мірою довільною і залежить від цілей вивчення системи. Загальна проблема виділення оточення дуже складна. Для того, щоб вказати оточення повністю, необхідно знати всі фактори, що впливають на систему або зазнають впливу з її боку. Це завдання також складне, як і вказівку самої системи.

При визначенні меж системи та її оточення часто використовують метод абстрагуваннячи ідеалізації. При використанні цього методу в систему та її оточення включають ті предмети, які здаються найбільш важливими, описують зв'язки між ними якомога точніше та досліджують найцікавіші ознаки, нехтуючи тими, що не відіграють суттєвої ролі.

Цей метод широко використовується у фізичних та хімічних дослідженнях. Наприклад, пружини без маси, повітря без тертя, ідеальні гази тощо.

p align="justify"> При створенні технічних систем в оточення системи включаються такі універсальні фактори: - стан технології; - природне оточення; - Політика організації; - економічні умови нових технологій; - людський фактор.

Примітка: Можна розглянути приклади взаємного впливу системи та оточення. Виникнення інформаційних технологій та зміна суспільства, як замовника та споживача інформаційних послуг.

ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМИ

Структура системиє стійка впорядкованість у просторі та в часі її елементів та зв'язків.

Структура системи відображає порядок входження елементів у підсистеми, а потім послідовне об'єднання підсистем у цілісну систему. Ця структура завжди парно-ієрархічного типу і має не менше двох рівнів: старший рівень – система; молодший рівень – елемент.

Класифікація видів структур:

1). В залежності від характеру організації у системі елементів та його зв'язківвиділяють три типи структур: мережеву, ієрархічну, скелетну.

2). У плані просторової організаціїрозрізняють структури: - Плоскі; - об'ємні; - Розосереджені, коли елементи рівномірно розподілені у просторі; - локально зосереджені.

3). За тимчасовою ознакоювиділяють: - екстенсивні структури, у яких з часом відбувається зростання числа елементів; - Інтенсивні структури, в яких відбувається зростання числа зв'язків та їх потужності при незмінному числі елементів; - редукуючі, протилежні екстенсивним; - деградуючі, протилежні інтенсивним; - Стабільні.

Структура є найбільш консервативною характеристикою системи.

Функціяє дія, поведінка, діяльність системи

Функція елемента виникає як реалізація його системовизначених властивостей і для формування елемента та її зв'язків у системі.

Функція системи чи набір функцій виникає як специфічне кожної системи породження всього комплексу функцій і дисфункцій елементів її складових.

Будь-який елемент має велику кількість властивостей. Одні з цих властивостей при формуванні зв'язків придушуються, інші набувають яскраво вираженого характеру. Проте ступінь придушення системонезначних властивостей елементів, зазвичай, немає повної. У зв'язку з цим для формування системи виникають як «корисні функції», які забезпечують збереження системою її якісної особливості, а й дисфункції, які негативно впливають функціонування системи.

Основними системними характеристиками функційє:

Сумісність на елементному рівні;

Мінливість (лабільність);

Можливість активізації властивостей елементів;

Інтенсивність (вираженість);

Ступінь детермінованості.

Фундаментальним поняттям ТЗ є поняття "система" (гр. systema - це складене з частин, з'єднання).

Система- сукупність (безліч) елементів, між якими є зв'язки (відносини, взаємодія). Таким чином, під системою розуміється не будь-яка сукупність, а упорядкована(За рахунок наявності відносин).

Терміни « ставлення» та « взаємодія» використовуються в найширшому сенсі, включаючи весь набір споріднених понять, таких як обмеження, структура, організаційний зв'язок, з'єднання, залежність і т.д.

Система S являє собою впорядковану пару S = (A, R), де A - множина елементів; R - множина відносин між A.

Система- це повний, цілісний набір елементів (компонентів), взаємопов'язаних та взаємодіючих між собою так, щоб могла реалізуватись функція системи.

Система- це об'єктивна частина світобудови, що включає схожі та сумісні елементи, що утворюють особливе ціле, що взаємодіє із зовнішнім середовищем. Допустимі і багато інших визначення. Спільним у яких і те, що є деяке правильне поєднання найважливіших, істотних властивостей досліджуваного об'єкта.

Якщо зібрати разом (об'єднати) одно- чи різнорідні елементи (поняття, предмети, людей), це буде системою, а лише більш менш випадковим змішанням. Вважати ту чи іншу сукупність елементів системою чи ні залежить також багато в чому від цілей дослідження та точності аналізу, яка визначається можливістю спостерігати (описувати) систему.

Поняття «система» виникає там і тоді, де і коли ми матеріально чи умоглядно проводимо замкнутий кордон між необмеженою чи деякою обмеженою безліччю елементів. Ті елементи з їхньою відповідною взаємною обумовленістю, які потрапляють усередину, утворюють систему.

Ті елементи, які залишилися за межами кордону, утворюють безліч, звану в теорії систем «системним оточенням» або просто «оточенням», або «зовнішнім середовищем».

З цих міркувань випливає, що не можна розглядати систему без її довкілля. Система формує та виявляє свої властивості у процесі взаємодії з оточенням, будучи при цьому провідним компонентом цього впливу.

Будь-яка діяльність людини має цілеспрямований характер. Найбільше чітко це простежується на прикладі трудової діяльності. Цілі, які ставить перед собою людина, рідко можна досягти лише за рахунок її власних можливостей або зовнішніх засобів, що є у неї в даний момент. Такий збіг обставин називається «проблемною ситуацією». Проблемність існуючого становища усвідомлюється у кілька «стадій»: від невиразного відчуття що «щось негаразд», до усвідомлення потреби, потім до виявлення проблеми і, нарешті, до формулювання мети.

Ціль- це суб'єктивний образ (абстрактна модель) неіснуючого, але бажаного стану середовища, яке вирішило б проблему, що виникла. Уся подальша діяльність, сприяє вирішенню цієї проблеми, спрямовано досягнення поставленої мети, тобто. як робота зі створення системи. Іншими словами: системає засіб досягнення мети.

Наведемо кілька спрощених прикладів систем, призначених для реалізації певних цілей.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА ТА КЛАСИФІКАЦІЯ СИСТЕМ

Система: Визначення та класифікація

Поняття системи належить до основних і використовується у різних наукових дисциплінах і сферах людської діяльності. Відомі словосполучення "інформаційна система", "людино-машинна система", "економічна система", "біологічна система" та багато інших ілюструють поширеність цього терміна в різних предметних областях.

У літературі існує безліч визначень, що є «система». Незважаючи на відмінності формулювань, всі вони тією чи іншою мірою спираються на вихідний переклад грецького слова systema - ціле, складене з частин, з'єднане. Використовуватимемо наступне досить загальне визначення.

Система- сукупність об'єктів, об'єднаних зв'язками так, що вони існують (функціонують) як єдине ціле, що набуває нових властивостей, які відсутні у цих об'єктів окремо.

Зауваження про нові властивості системи в даному визначенні є дуже важливою особливістю системи, яка відрізняє її від простого набору незв'язаних елементів. Наявність у системи нових властивостей, які є сумою властивостей її елементів називають емерджентністю (наприклад, працездатність системи «колектив» не зводиться до суми працездатності її елементів - членів цього колективу).

Об'єкти у системах може бути як матеріальними, і абстрактними. У першому випадку говорять про матеріальні (емпіричні) системах; у другому - про системи абстрактні. До абстрактних систем можна віднести теорії, формальні мови, математичні моделі, алгоритми та ін.

Системи. Принципи системності

Для виділення систем у навколишньому світі можна використовувати такі принципи системності.

Принцип зовнішньої цілісності – відокремленість системивід довкілля. Система взаємодіє з навколишнім середовищем як єдине ціле, її поведінка визначається станом середовища проживання і станом всієї системи, а чи не якийсь окремої її частиною.

Відокремлення системиу навколишньому середовищі має мету, тобто. Система характеризується призначенням. Іншими характеристиками системи в навколишньому світі є її вхід, вихід та внутрішній стан.

Вхід абстрактної системи, наприклад деякої математичної теорії, є постановка задачі; виходом - результат розв'язання цього завдання, а призначенням буде клас завдань, які вирішуються в рамках цієї теорії.

Принцип внутрішньої цілісності – стійкість зв'язків між частинами системи. Стан самої системизалежить від стану її частин - елементів, а й стану зв'язків з-поміж них. Саме тому властивості системи не зводяться до простої суми властивостей її елементів, у системі з'являються властивості, які відсутні в елементів окремо.

Наявність стійких зв'язків між елементами системи визначає її функціональні можливості. Порушення цих зв'язків може призвести до того, що система не зможе виконувати призначені їй функції.

Принцип ієрархічності- у системі можна назвати підсистеми, визначаючи кожної з них свій вхід, вихід, призначення. У свою чергу сама система може розглядатися як частина більшої системи.

Подальше розбиття підсистем на частини призведе до рівня, на якому ці підсистеми називаються елементами вихідної системи. Теоретично систему можна розбивати на дрібні частини, мабуть, нескінченно. Однак практично це призведе до того, що з'являться елементи, зв'язок яких із вихідною системою, з її функціями буде важко вловимим. Тому елементом системи вважають такі її дрібніші частини, які мають деякі якості, властиві самій системі.

Важливим щодо, проектуванні та розробці систем є поняття її структури. Структура системи- сукупність її елементів та стійкі зв'язки між ними. Для відображення структури системи найчастіше використовуються графічні нотації (мови), структурні схеми. У цьому, зазвичай, уявлення структури системи виконується кількох рівнях деталізації: спочатку описуються зв'язку системи із довкіллям; Потім малюється схема із найбільших підсистем, далі - для підсистем будуються свої схеми тощо.

Подібна деталізація є результатом послідовного структурного аналізу системи. Метод структурного системного аналізує підмножиною методів системного аналізу взагалі та застосовується, зокрема, в інженерії програмування, при розробці та впровадженні складних інформаційних систем. Основною ідеєю структурного системного аналізу є поетапна деталізація досліджуваної (модельованої) системи або процесу, яка починається із загального огляду об'єкта дослідження, а потім передбачає його послідовне уточнення.

У системний підхіддо вирішення дослідницьких, проектних, виробничих та інших теоретичних та практичних завдань етап аналізу разом із етапом синтезу утворюють методологічну концепцію рішення. У дослідженні (проектуванні, розробці) систем на етапі аналізу проводиться розбиття вихідної (розроблюваної) системи на частини для її спрощення та послідовного розв'язання задачі. На етапі синтезу отримані результати окремі підсистеми з'єднуються воєдино шляхом встановлення зв'язків між входами і виходами підсистем.

Важливо відзначити, що розбиття системи на частини дасть різні результати залежно від того, хто з якою метою виконує це розбиття. Тут ми говоримо лише про такі розбиття, синтез після яких дозволяє отримати вихідну або задуману систему. До таких не відноситься, наприклад, «аналіз» системи «комп'ютер» за допомогою молотка та зубила. Так, для фахівця, який впроваджує на підприємстві автоматизовану інформаційну систему, важливими будуть інформаційні зв'язки між підрозділами підприємства; для спеціаліста відділу поставок – зв'язки, що відображають рух матеріальних ресурсів на підприємстві. У результаті можна отримати різні варіанти структурних схем системи, які міститимуть різні зв'язки між її елементами, що відображають ту чи іншу точку зору і мету дослідження.

Подання системи, при якому головним є відображення та дослідження її зв'язків із зовнішнім середовищем, із зовнішніми системами, називається поданням на макрорівні. Подання внутрішньої структури системи є уявлення на мікрорівні.

Класифікація систем

Класифікація системпередбачає поділ усієї множини систем на різні групи - класи, що володіють загальними ознаками. В основу класифікації систем можуть бути покладені різні ознаки.

У загальному випадку можна виділити два великі класи систем: абстрактні (символічні) та матеріальні (емпіричні).

За походженням системи ділять на природні системи(створені природою), штучні, і навіть системи змішаного походження, у яких присутні як елементи природні, і елементи, зроблені людиною. Системи, які є штучними чи змішаними, створюються людиною для досягнення своїх цілей та потреб.

Надамо короткі характеристики деяких загальних видів систем.

Технічна системає взаємопов'язаним, взаємозумовленим комплексом матеріальних елементів, що забезпечують вирішення деякої задачі. До таких систем можна віднести автомобіль, будинок, ЕОМ, систему радіозв'язку тощо. Людина перестав бути елементом такий системи, а сама технічна система належить до класу штучних.

Технологічна система- Система правил, норм, що визначають послідовність операцій у процесі виробництва.

Організаційна системау загальному вигляді є безліч людей (колективів), взаємопов'язаних певними відносинами в процесі деякої діяльності, створених та керованих людьми. Відомі поєднання «організаційно-технічна, організаційно-технологічна система» розширюють розуміння організаційної системи засобами та методами професійної діяльності членів організацій.

Інша назва - організаційно-економічнасистема застосовують для позначення систем (організацій, підприємств), що у економічних процесах створення, розподілу, обміну матеріальних благ.

Економічна система- система продуктивних зусиль і виробничих відносин, складаються у процесі виробництва, споживання, розподілу матеріальних благ. Більш загальна соціально-економічна система відображає додатково соціальні зв'язки та елементи, включаючи відносини між людьми та колективами, умови трудової діяльності, відпочинку тощо. Організаційно-економічні системи функціонують у сфері виробництва товарів та/або послуг, тобто. у складі деякої економічної системи. Ці системи становлять найбільший інтерес як об'єкти впровадження економічних інформаційних систем(ЕІС), що є комп'ютеризованими системами збору, зберігання, обробки та розповсюдження економічної інформації. Приватним тлумаченням ЕІС є системи, призначені автоматизації завдань управління підприємствами (організаціями).

За ступенем складності розрізняють прості, складні та дуже складні (великі) системи. Прості системихарактеризуються малим числом внутрішніх зв'язків та відносною легкістю математичного опису. Характерним для них є наявність лише двох можливих станів працездатності: при виході з ладу елементів система або повністю втрачає працездатність (можливість виконувати своє призначення), або продовжує виконувати задані функції у повному обсязі.

Складні системимають розгалужену структуру, велику різноманітність елементів та зв'язків та безліч станів працездатності (більше двох). Ці системи піддаються математичному опису, зазвичай, з допомогою складних математичних залежностей (детермінованих чи імовірнісних). До складних систем відносяться практично всі сучасні технічні системи (телевізор, верстат, космічний корабель і т.д.).

Сучасні організаційно-економічні системи (великі підприємства, холдинги, виробничі, транспортні, енергетичні компанії) належать до дуже складних (великих) систем. Характерними для таких систем є такі ознаки:

складність призначення та різноманіття виконуваних функцій;

великі розміри системи за кількістю елементів, їх взаємозв'язків, входів та виходів;

складна ієрархічна структура системи, що дозволяє виділити у ній кілька рівнів із досить самостійними елементами кожному з рівнів, із власними цілями елементів та особливостями функціонування;

наявність загальної мети системи та, як наслідок, централізованого управління, підпорядкованості між елементами різних рівнів за їх відносної автономності;

наявність у системі активно діючих елементів - людей та їхніх колективів із власними цілями (які, взагалі кажучи, можуть не збігатися з цілями самої системи) та поведінкою;

різноманіття видів взаємозв'язків між елементами системи (матеріальні, інформаційні, енергетичні зв'язки) та системи із зовнішнім середовищем.

У силу складності призначення та процесів функціонування побудова адекватних математичних моделей, що характеризують залежності вихідних, вхідних та внутрішніх параметрів для великих систем є нездійсненним.

За ступенем взаємодії із зовнішнім середовищем розрізняють відкриті системиі замкнуті системи. Замкнутою називають систему, будь-який елемент якої має лише з елементами самої системи, тобто. замкнута система не взаємодіє із зовнішнім середовищем. Відкриті системи взаємодіють із зовнішнім середовищем, обмінюючись речовиною, енергією, інформацією. Усі реальні системи тісно чи слабко пов'язані із зовнішнім середовищем і є відкритими.

За характером поведінки системи ділять на детерміновані та недетерміновані. До детермінованих відносяться ті системи, в яких складові взаємодіють між собою точно певним чином. Поведінка та стан такої системи може бути однозначно передбачено. В разі недетермінованих систем такого однозначного передбачення зробити не можна.

Якщо поведінка системи підпорядковується імовірнісним законам, вона називається вероятностной. У разі прогнозування поведінки системи виконується з допомогою ймовірнісних математичних моделей. Можна сміливо сказати, що ймовірнісні моделі є певної ідеалізацією, що дозволяє описувати поведінка недетермінованих систем. Практично віднесення системи до детермінованих чи недетермінованих часто залежить від завдань дослідження та подробиці розгляду системи.