СИСТЕМА И ЕЕ СВОЙСТВА

2.1. Сложность и система

Окружающий нас мир представляет собой совокупность огромного (практически бесконечного) числа различного рода объектов, между которыми существуют отношения. Объекты эти принадлежат как к естественным образованиям (живая и неживая природа, включая человека), так и к искусственным в виде продуктов материальной и духовной деятельности человека.

Важнейшей категорией, характеризующей эту совокупность, является сложность.

Сложность можно определить как результат взаимодействия и взаимозависимости большого числа объектов в процессе их отношений.

Другое определение сложности сформулировано следующим образом [21]. Сложность — это свойство объекта (системы, процесса, явления, ситуации), выражающееся в неожиданности, непредсказуемости, необъяснимости, случайности, "антиинтуитивности" его поведения. Интерпретация, понимание и мера сложности зависят от нашей культуры, системы ценностей, языка, прошлого опыта, профессиональной подготовки и логики, которые применяются (используются) при изучении того или иного объекта.

Взаимодействуя с окружающей его средой, человеческое общество (и человек в частности) сталкивается с осознанием того факта, что некоторые свойства этой среды его не удовлетворяют. Это порождает ситуацию, которая называется проблемной ситуацией. Проблемная ситуация определяется как содержащее противоречия и не имеющее однозначного решения соотношение обстоятельств и условий, в которых разворачивается деятельность индивида или группы людей. Проблемность ситуации осознается в несколько последовательных этапов: от смутного ощущения чего-то неудовлетворительного, до формулировки некоторых потребностей и выявлению тех проблем, которые стоят на пути их получения. Последующая деятельность человека (или общества) направлена на достижение определенных целей, которые способствуют решению

данной проблемы. Смысл этой деятельности сводится к отбору из окружающей среды (или созданию) некоторых объектов, используемых

или способствующих достижению нужных целей. Как уже рассматривалось выше, системный анализ — это методология решения проблем, основанная на концепции систем. В центре методологии системного анализа находится операция количественного сравнения альтернатив, которая выполняется с целью выбора альтернативы,

подлежащей реализации.

Если требование разнокачественности альтернатив выполнено, могут быть получены количественные оценки. Но для того, чтобы количественные оценки позволили проводить сравнение альтернатив, они должны отражать участвующие в сравнении свойства альтернатив (ожидаемый результат, эффективность и т. п.). Достичь этого можно, если учтены все элементы альтернативы и даны оценки каждому элементу.

Так возникает идея выделения всех элементов, связанных с данной альтернативой, т.е.: идея, которая на обычном языке выражается как "всесторонний учет всех обстоятельств".

Выделяемая этим определением целостность и называется в системном анализе полной системой или просто системой. Таким образом, система — это есть то, что решает проблему или, другими словами, система — это средство достижения цели". Итак, каждой проблеме может быть поставлена в соответствие некоторая система, реализация целей которой способствует ликвидации (полной или частичной) этой проблемы.

В практической деятельности наблюдается неоднозначность соответствия комбинации "проблема — система — цель". Одна и та же проблема может решаться с помощью различных систем (существующих и создаваемых), а с помощью одной системы можно достичь нескольких целей.

Любая система характеризуется:

• целостностью;

• относительной обособленностью от окружающей среды (границами);

• связями с внешней средой;

• наличием частей и связей между ними (структурированностью);

• подчиненностью всей организации системы некоторой цели (или совокупности целей).

Основной характерной чертой системного анализа является его многоплановость, которая заключается в том, что для адекватного описания любой сложной системы требуется сопряжение трех плоскостей ее исследования (трех форм описания):

• предметной;

• функциональной;

• исторической.

Предметный аспект системного исследования предполагает решение двух взаимосвязанных задач:

• выявление элементного состава системы (субстратный анализ);

• выявление отношений (связей) между элементами системы (структурный анализ).

Изучение состава системы в контексте системного подхода не может ограничиться обнаружением (выделением) содержащихся в ней элементов, компонентов, подсистем. Поскольку системный подход исходит из представления о системе как о некоторой целостности, постольку выделение элементов и подсистем, образующих эту целостность, должно представлять их как необходимые и достаточные для существования данной системы. Только при таком подходе можно отличить органически присущие ей элементы от инородных примесей, элементы имманентные от случайно привнесенных извне. Вместе с этим, только определение необходимости и достаточности элементов состава системы открывает путь к изучению ее внутренней организации. А для этого нужно исходить не из эмпирического выделения каких-то элементов системы, а из представления об этой системе как о целом. Единственно эффективный путь решения этой задачи — подход к изучаемой системе как к части некой метасистемы, т.е. извне, из среды, в которую она вписана и в которой она функционирует.

Только так можно понять закономерности возникновения, существования и назначения данной системы, понять ту главную роль, которую система играет в метасистеме. После этого возникает основание для выявления закономерностей отношений между выявленными элементами, выявления их необходимости и достаточности.

Структурный анализ оказывается, таким образом, диалектически связанным с анализом состава системы, и включает две основные задачи:

• выявление закономерностей взаимосвязей элементов системы;

• определение степени сложности системы, зависящей от того, на скольких уровнях располагаются составляющие его элементы; если они находятся на одном уровне, то связь носит координационный характер, а если на нескольких уровнях, то связь становится субординационной.

Изложенное выше исследование системы иногда называют "морфологическим описанием системы".

Информация, полученная после субстрактно-структурного анализа, позволяет перейти к изучению функционирования системы (функциональное описание системы). При этом нельзя рассматривать систему абстрагирование от среды ее существования, ее надо исследовать как относительно автономную подсистему некоторой более общей и сложной метасистемы.

Функциональный аспект системного анализа включает раскрытие как внутреннего, так и внешнего функционирования системы.

Внутреннее функционирование системы исследуется в плане способности выполнения системой своей внешней функции.

Внешнее функционирование системы исследуется для выявления

адаптивной (приспособление системы к среде) и адаптирующей (приспособление среды к системе) активностей системы.

Исследование функционирования системы ничего не говорит о ее происхождении, развитии и перспективах ее дальнейшего существования. Поэтому системный анализ требует реализации исторического аспекта исследования (описания) системы. Это особенно необходимо для таких сложных систем как биологические, биосоциологические, социальные и социотехнические.

Историческое описание системы включает два вида исследования (описания): генетическое и прогностическое.

Генетическое исследование посвящено изучению происхождения данной системы, процессам ее формирования и этапам ее жизненного цикла до того момента, когда исследователь делает систему предметом своего внимания.

Прогностическое исследование (описание) связано с рассмотрением перспектив дальнейшего развития системы, ее возможного состояния и ожидаемого поведения на прогнозируемый отрезок времени. Структура системного анализа (системного описания) сложных систем показана на рис.2.1.

Рис. 2.1. Структура системного описания сложных систем

2.2. Назначение системы

В теории систем различают системы целенаправленные и целеустремленные.

Представителями первой группы систем являются, например, холодильники (для сохранения пищи), телевизоры (для передачи изображения и звука), самолеты (для транспортировки пассажиров) и т. п. Эти системы ведут себя как запрограммированные роботы.

Ко второй группе систем можно отнести, например, животный мир и человека, университет, политическую партию и т. п. Назначение этих систем определено их способностью (свойством) воспринимать потребности и выполнять определенные действия для удовлетворения потребностей. Эти системы, как правило, динамичны, так как их цели, функции, структура меняются со временем.

Основное различие этих систем заключается в многообразии способов реакции на воздействия внешней среды. У целенаправленных систем эти способы ограничены, а у целеустремленных систем выбор достаточно велик.

Особое место в подмножестве целеустремленных систем занимает человек. Он отличается от других систем тем, что может задумывать и управлять собственными действиями посредством сознательных усилий, устанавливая приоритеты и делая выбор, основанный на научном предпочтении, необходимости, капризе или каких-либо других побуждающих силах.

Хотя понятия "выбор" и "назначение" являются сами по себе достаточно понятными, следует подчеркнуть, что они являются основными при восприятии конкретной системы. Мы рассматриваем (изучаем) систему с целью определения "точек вмешательства" (точек управления), в которых функции, потоки и структуры системы могут быть изменены так, чтобы удовлетворить назначению системы. Проверяются также назначения системы для того, чтобы убедиться в их осуществимости или желательности в свете решения поставленной проблемы. Говоря о назначении системы, следует обязательно фиксировать "точку зрения на систему".

У любой искусственной системы есть создатели ее и пользователи (иногда это совпадает). Как правило, назначение системы для этих двух "точек зрения" бывает разное. Основной для назначения системы должна быть точка зрения пользователя системой. Например, система законов, направленных на улучшение благосостояния народа (налоги, пенсии, фонды и т. п.), разработанная и принятая к действию государственными структурами ("точка зрения создателя"), может абсолютно не удовлетворять как отдельные социальные группы людей, так и общество в

целом ("точка зрения пользователя").

Наличие различных точек зрения на систему приводит к возникновению конфликта между ними по поводу определения назначения системы. В социотехнических системах, где основной компонентой является человек, достижение соглашения по назначению системы является важнейшим этапом разрешения конфликтов.

В таких системах для достижения их целевого (планируемого) назначения люди должны сотрудничать с безусловной целью — заставить систему лучше функционировать. Качество рабочей среды, творческое начало при выполнении задач, интеллектуальное стимулирование и личный вклад в конечную продукцию — все это способствует более качественному выполнению назначения системы.

Существенное влияние на назначение системы оказывает среда, в которую "погружена" система.

Чтобы понять совместимость назначений системы со средой ее обитания, необходимо рассматривать их совместно. Система может выглядеть несовершенной с точки зрения восприятия ее целей, однако может хорошо гармонировать со средой. С другой стороны, система с ясным и требуемым назначением, но плохо согласованная со средой, будет функционировать неудовлетворительно.

Проблемы, которые возникают при функционировании системы, можно рассматривать или как отклонение в функционировании самой системы, или как пороки во взаимодействии системы со средой.

На пути осуществления целей системы, т. е. реализации назначений системы (особенно систем социотехнических) часто возникают барьеры, связанные с внутренними ограничениями системы и ограничениями среды. К внутренним ограничениям можно отнести:

• неадекватность восприятия системы;

• слабоструктурированность проблем;

• конфликт в системе.

К ограничениям среды относят:

• недостатки планирования, связанные с неясностью целей;

• турбулентность среды (сложность системы отношений элементов среды и системы);

• запаздывание обратной связи со средой.

В заключение следует отметить, что назначение системы тесным образом связано с определенной системой ценностей в данной социокультурной среде. Как правило, поиск предпочтительных исходов производится со значительными этическими и ценностными подтекстами. Даже достаточно объективная констатация факта, который подкрепляется "точными" данными, может оказаться основанной на нормативных утверждениях, которые могут быть подвергнуты сомнению.

2.3. Функции системы

Функция в переводе с латинского языка означает "исполнение", "осуществление".

В современной интерпретации под функцией понимают внешнее проявление свойств какого-либо объекта в данной системе отношений.

В системном анализе функцию объекта отождествляют:

• с назначением объекта;

• состоянием объекта;

• способностью к действию;

• воздействием;

• удовлетворением потребностей;

• ролью;

• обязанностью.

Иногда говорят, что функция представляет собой преобразование назначения в действие. Эти действия затем могут быть названы событиями, которые реализуют назначение. Например, главная функция автомобиля — перевозка груза, а главная функция двигателя — вращать колеса; главная функция социологии — оценить состояние общества, а главная функция выборки кандидатов на обследование-обеспечение репрезентативности (представительности) выборки. Функции двух и более компонент системы могут взаимодействовать. Это взаимодействие осуществляется с помощью функциональной связи. Связь — это взаимообусловленность существования явлений, разделенных в пространстве и времени. Функциональная связь устанавливает взаимообусловленность функций одного объекта от реализации функций другого объекта.

По-другому можно сказать, что функциональная связь показывает, какие данные должны быть выработаны одной функцией для того, чтобы могла быть реализована другая. Одна и та же функция может реализовываться различными путями.

Системы можно классифицировать по степени свободы, которая обнаруживается при осуществлении функций. Различают системы:

• механические и робототехнические;

• биологические — растительный и животный мир;

• социологические — сообщество людей.

В системах робототехнических требуемые функции программируются человеком. Назначение таких функций — удерживать систему в устойчивом состоянии для достижении необходимых целей. Множество таких функций ограничено (конечно) и, как правило, невелико, и процедура выбора функций отсутствует.

В биологических системах функции (функциональные преобразования) определены генетическим кодом, однако изменения в окружающей среде могут эти функции модифицировать. Такая система не может самостоятельно определить свое назначение или цель, но она может выбрать те или иные функции для достижения запрограммированной цели. Например, для борьбы с каким-то вирусом организм может выделить определенное антитело (или их комбинацию). Если эта форма борьбы терпит неудачу, то организм перестраивается и выделяет другую комбинацию антител. Следовательно, биологические функции защиты организма могут изменяться при изменении ситуации (внешней среды).

В социологических системах человек, являясь элементом целеустремленной системы, может осуществлять одну и ту же функцию различными способами. Например, функцию "увеличения безопасности населения страны" президент страны может реализовывать путем:

• усиления (увеличения) численности органов внутренних дел;

• улучшения правового (юридического) обеспечения населения;

• улучшения криминогенной обстановки путем повышения жизненного уровня в стране;

• ужесточения наказания за правонарушения;

• увеличения доли населения, приобретающего оружие для личной защиты и т.д.

Число способов осуществления функции ограничено теми целями, которым служат функции. Однако в большинстве случаев человеческие системы имеют возможность выбора между несколькими функциями, чтобы наилучшим способом достигнуть цели.

2.4. Структуры системы

В теории систем различают такие понятия как "форма", "совокупность" и "структура".

Форма есть внешний общий вид объекта безотносительно к его сущности (без учета устройства его частей). Например, клубок ниток и металлический шарик подшипника имеют одинаковую форму, но различное содержание (назначение). Форма есть геометрическое понятие, относящееся к соединению вещей и идей.

Совокупность — это соединение или набор частностей в единое множество или в сумму безотносительно формы или порядка. Например, веши в камере хранения или группа людей на станции метро. Структура есть множество частей или форм, которые находятся во взаимодействии в специфическом порядке для осуществления функции. Другое определение структуры дано в Большой Советской Энциклопедии.

Структура (лат. — строение, расположение, порядок) — это совокупность устойчивых связей объекта, обеспечивающих его целостность и тождественность самому себе, т. е. сохранение основных свойств при различных внешних и внутренних изменениях. Структура системы обеспечивает возможность прохождения различных видов потоков (например, информационных).

В социотехнических системах (например, научно-исследовательский институт или министерство экономики) имеются связующие силы, поддерживающие форму структуры. Такие силы разделяют на две группы:

• внешнепорожденные;

• внутреннепорожденные.

Источником первой группы сил является социальная среда. Сюда включают нормы поведения, нравы, мораль и т. п. Внутреннепорожденные силы включают личные потребности, такие как физические средства к существованию, отдых, общение, самообразование и т. п. Эти потребности побуждают каждого индивидуума формировать некоторые способы соединения с тем, кто (и что) его окружает.

2.5. Потоки системы

Все функции системы выполняются при наличии (посредством) потоков энергии, материи и информации. В системе могут циркулировать одновременно несколько потоков.

Различают следующие типы потоков:

• энергетические;

• материальные;

• информационные;

• финансовые;

• людские (кадровые).

Потоки и структура системы находятся в тесной взаимозависимости.

По существу структура выполняет роль ограничений на потоки в пространстве и времени. Структура инициирует потоки, направляя их по определенным путям, подвергает их различным преобразованиям с задержкой по времени, допуская при этом регулирование и обратную связь.

Различают поддерживающие потоки и потоки продукции (или отходов). Первые необходимы для стабилизации или сохранения первичной структуры, вторые — есть результат структурного воздействия.

Возможно четыре вида взаимодействия структуры и потоков:

• структура изменяется естественно или искусственно, а потоки остаются на прежнем уровне;

потоки изменяются (естественным или искусственным образом), а

структура не меняется;

• изменение структуры влечет за собой изменение потоков (качественные и/или количественные);

• изменение потоков влечет за собой изменение структуры. Каждая из этих комбинаций имеет различные последствия для

системы, его качественного состояния и эффективности функционирования. Например, информационная система Украины, сложившаяся несколько десятков лет назад (элементный состав и структура), оказалась неподготовленной к мощному информационному взрыву, который охватил передовые в экономическом отношении страны за последние 10—15 лет. Отсюда, как следствие, резкое, все возрастающее отставание в применении новых технологий организации, обучения и производства (например, технологий проектирования и анализа SADT, SSADM, IDEF и др.). Или такой пример.

Известно из теории управления социотехническими системами, что важнейшей компонентой управления является мотивационная, которая позволяет учитывать влияние человеческого фактора на эффективность функционирования системы. Мотивация — это создание внутреннего побуждения личности к целенаправленному действию.

Для того чтобы оценивать и вырабатывать управление мотивацией, необходимы сложные социологические исследования. Проведение таких исследований возможно только при наличии сложной иерархической системы организаций и специалистов-социологов. Однако в структуру большинства организаций и предприятий страны не включены социологические службы, поэтому нарастающий поток специалистов-психологов, социологов и статистов, выпускаемых вузами, не находит должного применения или работает \ неполной отдачей. Это, в свою очередь, приводит к слабому учету влияния мотивационной компоненты и резкому снижению эффективности производства, нехватке средств и, следовательно, к невозможности создания и поддержания на требуемом уровне социологической службы.

Взаимосвязь триады "проблема — цепь — система" представлена на рис. 2.2.

2.6. Обобщенная характеристика системы

Рассматривая систему как средство достижения цели, методология системного анализа выделяет в ней следующие системные объекты или "компоненты системы":

• вход;

• процесс;

Рис. 2.2. Взаимосвязь триады "проблема - цель - система"

· выход;

· окружающая среда.

Входом системы называют все. что "извлекается" системой из окружающей среды для достижения целей системы. Как правило, это некоторые ресурсы (энергия, материя, финансы, кадры, информация, технологии, время), которые преобразуются в некоторые конечные продукты в результате процессов, протекающих в системе. Входом системы иногда называют воздействие окружающей среды на систему.

Выходом системы называют результат функционирования системы или конечное состояние процессов, протекающих в системе. Выходы системы определяют также как воздействие системы на окружающую среду.

Bажнейшим системным объектом является процесс.

Процесс (ляг.—продвижение)—это:

1) последовательная система явлений, состояний в развитии чего-
либо;

2) совокупность последовательных действий для достижения каких-
либо результатов.

Процесс переводит вход системы в выход. Способность переводить данный вход в данный выход называют свойством данного процесса. Обычно в системе протекает несколько процессов, между которыми существует связь. Связь определяет последовательность процессов таким образом, что выход одного процесса является входом другого. Выделить систему в реальном мире — это значит указать все процессы, формирующие данный выход при данных входах.

Во всякой искусственной системе существуют три различные по своей роли подпроцесса: основной процесс, обратная связь и ограничения.

Основной процесс преобразует вход в выход.

Обратная связь выполняет следующие процедуры:

· сравнивает выборку выхода с моделью выхода и выделяет
различие;

· оценивает содержание и смысл различия;

· вырабатывает решение, соответствующее различию;

· формирует процесс ввода решения (вмешательства в основной
процесс системы) и воздействует на процесс с целью сближения
выхода и модели выхода.

Ограничения определяются (вырабатываются) потребителем результатов функционирования системы, анализирующим эти выходы. Этот процесс воздействует на выход и управление системы, обеспечивая соответствие выхода системы целям потребителя.

Ограничение системы состоит из цели (функции) системы и принуждающих связей (качеств функции). Принуждающие связи должны быть совместимы с целью.

Окружающая среда — это совокупность естественных и искусственных систем, для которых данная система не является функциональной подсистемой.

Перечисленные системные объекты используются в дальнейшем для построения моделей систем и их анализа.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: