Лекція 4. Системи, їх властивості.

В попередній лекції була здійснена спроба дати визначення ключовому терміну системології – слову “система”. Насправді, на сьогодні як у вітчизняній, такі і в іноземній літературі відсутнє загальноприйняте і універсальне визначення цього терміну. В системології предмети дослідження тобто системи – це об’єкти, які обов’язково, поруч із іншими, мають наступні властивостями:

1. Цілісність і подільність. Система насамперед – цілісна сукупність окремих елементів. З одного боку – система є цілісним утворенням, з іншого ж - в її складі легко виділити окремі цілісні елементи (об’єкти). При цьому елементи ці існують виключно в системі. Поза системою ці елементи не несуть системоутворюючих властивостей і можуть в кращому випадку розглядатися як “елементи, що потенційно можуть бути включені в систему”. Через цю властивість системи кардинально відрізняються від множин. Останні є однорідними і формуються з елементів за певним принципом. Системи можуть складатися з різнорідних елементів, що взаємодіють, утворюючи єдине ціле, яке має властивості, відсутні у кожного окремого елементу.

2. Зв’язаність. Обов’язковим атрибутом системи є наявність сталих зв’язків чи відношень між елементами та(або) їх властивостями, що перевищують за потужністю зв’язки всієї системи чи окремого елемента з навколишніми об’єктами чи іншими системами. Зв’язки розрізняютьсяза фізичним наповненням (речовинні, енергетичні, інформаційні, змішані, ненаповнені), за напрямком (прямі, зворотні, двобічні, нейтральні), та за функцією в системі (єднальні, обмежуючі, підсилюючі, послаблюючі, затримки, випередження, прискорення, селективні, перетворюючі, додатні і від’ємні, узгоджуючи, координуючі та інші).

3. Організація. В системі на відміну від будь-якої сукупності елементів існує внутрішня організація, що виражається у зменшенні невизначеності (ентропії) системи у порівнянні з ентропією всіх її елементів. Простими словами – виникнення самоорганізації в системи – це фактично формування визначних зв’язків між елементами, упорядкування розподілу функцій і зв’язків між ними та формування структури системи. Властивості окремих елементів перетворюються на функції (дії, властивості) цілої системи. При цьому вони можуть змінюватися, зникати, а також обов’язково виникають нові, так звані інтеграційні якості.

4. Інтеграційні якості. Обов’язковою властивістю будь-якої системи є наявність так званих інтеграційних якостей, які присутні у системи в цілому, але відсутні у окремих її елементів поза системою. наявність інтеграційних властивостей демонструє, що властивості цілої системи залежать у певній мірі від окремих її елементів, але не визначаються ними повністю. Це ще раз повертає нас до сказаного раніше: по-перше, система – не є простою сукупністю елементів, по-друге, розбиваючи систему на окремі частини і вивчаючи їх окремо, неможливо дослідити всі властивості цілої системи.

Надалі приймаємо визначення:

Система – це така упорядкована сукупність елементів, що має певну структуру і функції, та характеризується наступними чотирма властивостями: вона цілісна і подільна, зв’язана, само організована і має інтеграційні якості.

У цьому визначенні новими для нас є терміни структури і функції.

Структура системи – це стала упорядкованість в просторі і в часі її елементів та зв’язків.

За структурою системи бувають дуже різними. Вони можуть мати від двох (верхній – система, нижній – елементи) до кількох десятків рівнів, містити декілька видів зв’язків та їх комбінацій. В сучасній літературі використовується наступна класифікація структур систем:

- за типом – мережева, скелетна та централізована (намалювати);

- за просторовою організацією – пласкі та об’ємні, розподілені, локально-скупчені та скупчені;

- за часовою ознакою – екстенсивні (з часом росте кількість елементів), інтенсивні (з часом росте кількість і потужність зв’язків між елементами) та їх протилежності – редукуючі та деградуючі системи; окремий вид – стабільні, що не змінюються історично.

Функцією називають дію, поведінку, діяльність певного об’єкта. Функція елемента – це реалізація його системоутворюючих властивостей при формуванні елемента і його зв’язків у системі. Функція (в багатофункціональних системах – набір функцій) системи виникає як специфічне для кожної системи поєднання комплексу функцій, дисфункцій і зв’язків елементів. Кожен елемент має велику кількість властивостей. При входженні його в систему якісь (умовно звані корисними) властивості (функції) підсилюються, передаючись системі. Однак, завжди існують шкідливі властивості (дисфункції), які за умов правильної побудови системи повинні вилучатися. В реальності такого повного вилучення не відбувається, тому кожна система має як свої корисні функції, так і вади, що визначаються окремими її елементами.

Лекція 5. Класифікація систем

Жодне джерело не надає сьогодні повної класифікації систем. Більш того, досі нема єдиної точки зору на перелік критеріїв, за якими необхідно виконувати таку класифікацію. Частіше за все головною ознакою є природа виникнення системи (так званий субстанціональний критерій). За ним системи бувають

- Природні – системи, що існують в об’єктивній реальності (природі, суспільстві) і не створені людиною. Наприклад, жива клітина, організм, родина, суспільство.

- Концептуальні чи ідеальні системи – створені людиною системи, які в тій чи іншій мірі відображують об’єктивну реальність. Наприклад, музичний твір, поема, картина, наукова теорія, тощо.

- Штучні системи – технічні або організаційні системи, створені людиною з метою певної зміни об’єктивної реальності. Наприклад, механізми, органи влади, автоматизовані виробничі комплекси, комп’ютери, армія, тощо.

За критерієм складності не існує і не може існувати чітких меж між “ простими ” і наприклад “ середніми ” системами, як і між “ складними ” та “ дуже великими ”. Більш систематизованою в цьому відношенні є класифікація за ступенем організованості, згідно з якою системи поділяються на казуальні та цілеспрямовані.

Казуальні системи сформовані природно, як результат дії причинно-наслідкових зв’язків. До них відноситься велика група неживих систем, як природних, так і штучних. Їх головною особливістю є відсутність внутрішньої мети. Тобто, казуальні системи можуть ВИКОРИСТОВУВАТИСЯ для досягнення якоїсь мети, але не мають її самі по собі. Казуальні системи можна поділити на детерміновані та ймовірносні, а також на статичні та динамічні.

Детермінованими називаються об’єкти, стан яких чи характеристики визначені у будь-який момент часу чи на будь-якому проміжку вхідної шкали і описані математично.

Ймовірносні об’єкти – це об’єкти, стан яких чи якісь характеристики мають випадковий характер і описуються певними законами розподілу ймовірностей.

Статична система не змінює свій стан та своїх характеристик в часі. З моменту створення до моменту ліквідації статична система не змінюється.

Стан і характеристики динамічної системи навпаки залежать від часу і змінюються протягом життя системи.

Цілеспрямовані системи основним системоутворюючим фактором мають мету створення й існування. Такі системи спроможні обирати свою поведінку в залежності від внутрішньої мети. Найпоширеніша із цілеспрямованих систем – людина. Основна відмінність у структурі цілеспрямованих систем на відміну від казуальних – наявність інформаційних зв’язків між об’єктами. Цілеспрямовані системи класифікуються на наступні (в порядку підвищення рівня організації):

- Програмні (діють за алгоритмом);

- З можливістю відновлення (повертаються назад при виконанні хибної дії);

- Адаптивні (можуть змінювати алгоритм функціонування)

- З можливістю самовідтворення (дублюються);

- З можливістю самозбереження (вживають заходів щодо убезпечення себе);

- З можливістю передбачити (можуть реагувати на ситуації, не включені в алгоритм);

- Соціальні (людина, родина, громада, суспільство).

Іноді зустрічається поділ систем на відкриті і закриті. Такий поділ є штучним і хибним у корені, бо кожна система існує в тісному взаємозв’язку із зовнішніми об’єктами і системами. Аби якась із систем була цілком замкненою, про неї ніхто б не знав з однієї простої причини – її неможливо було б зафіксувати, бо не було б ніяких ознак її існування (Господь Бог).

По відношенню до навколишнього середовища системи поділяються на активні та пасивні. Активні системи для забезпечення ефективного функціонування обов’язково використовують навколишнє середовище. Пасивні системи навпаки не потребують впливу зовнішнього середовища і при його наявності тільки зменшують ефективність своєї роботи.

За структурою системи поділяються на одноканальні та багатоканальні. В одноканальних кожен існуючий зв’язок між об’єктами слугує тільки для обміну інформацією між ними. В багатоканальних – по одному фізичному каналу (провіднику) здійснюється передача інформації від декількох джерел або декільком отримувачам.

За характером функцій розрізняють спеціалізовані, багатофункціональні та універсальні системи. Для спеціалізованих характерною рисою є вузька, іноді специфічна функція, як правило, єдина для системи. Приклад: дриль, щоб бити дірки. Особливість багатофункціональних систем – реалізація однією і тією ж структурою системи певного набору функцій. Приклад: станок токарний, конвеєрна лінія, тощо. Універсальні системи також реалізують декілька функцій при незмінній структурі, однак склад функцій за видом та кількістю не є скінченим, визначеним заздалегідь. Приклад: персональна ЕОМ – майже кожен користувач має індивідуальний набір функцій від приблизно однакової системи.

За призначенням розмаїття систем є настільки великим, що перелічити всі їх види неможливо. Найбільш поширеними і відомими є наступні класи систем: виробничі, керуючі, сервісні, системи забезпечення та системи споживання.

У виробничих системах мають місце процеси створення певних продуктів, або послуг. Виробничі системи поділяються на речовинно-енергетичні, в яких створюється речовинний продукт, енергія, або виконується транспортування такого виду продуктів, а також на інформаційні, в яких кінцевим, або тим, що передається продуктом, є інформація.

Керуючі системи мають за мету організацію і управління якоюсь виробничою системою, або окремим процесом її діяльності.

Основна задача сервісних систем, на відміну від інших, полягає в підтриманні в заданих межах працездатності виробничої або керуючої системи, та відновлення її в разі втрати.

Системи забезпечення призначені для створення необхідних умов використання інших систем - найчастіше виробничих. Приклад: HR, PR etc. Приклади задач, що вирішуються системами забезпечення: підготовка кадрів, реклама продукції, підтримання мікроклімату в колективі.

Системи споживання існують тільки по відношенню до виробничих систем. Їх існування – діалектична необхідність, адже товари і послуги виробляються для когось. Системи споживання можуть одночасно відноситися до будь-якого з класів, наведених вище.

За часом існування розрізняють постійні та тимчасові системи. Наразі навести приклад постійної системи, якщо така навіть і існує, неможливо. В системології постійними вважають системи, термін існування яких незрівнянно більший, ніж термін використання їх людиною-споживачем. Приклад: цех з виробництва борошна по відношенню до терміну виготовлення в цьому цеху одного пакету з борошном. Тимчасові системи створюються на певний проміжок часу і, як правило, ще під час створення (проектування) закладається ліквідація системи як етап її життєвого циклу. Приклад: бригада будівельників, яка створюється на літній сезон, заздалегідь знаючи, що у вересні припинить роботу.

За характером розвитку системи поділяються на стабільні та такі, що розвиваються. Стабільна система – така, в якої протягом всього періоду її існування практично не змінюються властивості, структура і функції. З часом, якість функціонування стабільних систем погіршується через старіння. Відновлювальні заходи не покращують властивостей та функцій таких систем, а тільки зменшують темп погіршення характеристик. Приклади стабільних систем: літак, станок, інше. Системи, що розвиваються, відрізняються тим, що з часом їх структура, функції або властивості суттєво змінюються. Незмінним залишається лише призначення системи. Відновлювальні процеси в них не тільки забезпечують певний рівень функціонування, а й підвищують його. Системи, що розвиваються завжди більш складні, ніж стабільні системи. Приклади: підприємство, міський транспорт, місто, держава, та ін.

Як було зазначено раніше, наведена класифікація не є повною, але дає можливість ідентифікації систем, що розглядаються як об’єкт роботи фахівців системного аналізу.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: