Свойства системы не зависят от структуры системы. Система: определение. Система: подходы к определению системы, основные понятия, виды систем. Статические свойства системы

ТЕМА 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

Основные принципы системного подхода

Моделирование социально-экономических процессов является сложной задачей. Сложность обусловлена разнообразием общественной жизни, в которой одинаково важны как общие, так и частные, и индивидуальные особенности поведения структурных образований. Чтобы создаваемая модель в наибольшей степени была согласована с реальной действительностью используется системный подход.

Системный анализ - научное направление, связанное с исследованием слабоструктурированных, сложных проблем междисциплинарного характера на основе системного подхода и представления объекта исследования в виде системы.

Основные принципы системного подхода.

Принцип системности требует всестороннего, целостного подхода к исследуемому предмету задачи и процессу ее решения.

Принцип иерархичности требует многоуровневого подхода. К числу связанных с данным принципом проблем можно, например, отнести проблему «роли личности в истории». Так, судьба целого народа или государства, или отдельной организации иногда зависит от одного единственного поступка одного единственного человека.

Принцип интегральности требует подхода к исследуемому объекту с точки зрения отражения общих интегральных его свойств, оказывающих на него существенное влияние. Он базируется на фундаментальном свойстве систем: свойства системы не есть простая сумма свойств составляющих ее частей.

Принцип физической содержательности запрещает использование модельных представлений, элементы которых не имеют физически содержательного объяснения.

Принцип формализма требует использования формальных моделей, позволяющих получить конструктивные результаты и сделать необходимые позитивные выводы.

Принцип эмпирической согласованности требует, чтобы в пределах области своей применимости используемые модели не противоречили эмпирическим данным.

Пример. В качестве примера использования принципов систематики можно привести фрагмент видов ресурсов власти, отражающей их многоаспектность.

Виды ресурсов власти:

Экономические (финансы, налоги, патронат, собственность и др.).

Технологические (организационный ресурс, технологии управления, опыт и др.).

Физические (минеральные ресурсы, энергетические ресурсы, физические явления и др.).

Биологические (продовольствие, демографические ресурсы, экология и др.).

Психологические (имидж, ментальность, психологические чувства и др.).

Социально-политические (права, насилие, социально-политические идеи, общественные блага и др.).

Информационные (духовность, культура, знания, информация и др.).

Данная схема с системной точки зрения является достаточно полной. Она охватывает не только традиционные виды ресурсов власти, но и ряд таких, которые обычно мало кем осознаются в полной мере. К числу подобных ресурсов можно отнести некоторые ресурсы физической сферы.

Например, физические явления. Данные явления (метеорологические, климатические, геофизические и даже космические) во многих случаях могут быть использованы в интересах власти (в интересах ее укрепления и расширения). Так в интересах правящей политической группировки назначается дата выборов. Как правило, при этом учитывается не только экономическая и социально-политическая ситуация, но и время года и ожидаемая погода. И в этом смысле жаркую, сухую или прохладную, дождливую погоду следует рассматривать как соответствующий ресурс, с помощью которого можно повлиять на социальный состав участников голосования, а в некоторых случаях и на их предпочтения. Так в романе Пруса «Фараон» описывается ситуация, когда египетские жрецы в интересах борьбы за сохранение своей власти воспользовались солнечным затмением и своим знанием о моменте его наступления.

Основные понятия и отношения

Структура отражает наиболее существенные и устойчивые связи и отношения между элементами, принадлежащими изучаемому объекту. К числу наиболее важных структурных образований относятся те, которые проявляют себя как некоторые целостные объекты. Такие структурные образования называются системами.

Система - есть совокупность элементов (подсистем) и связей между ними, обладающая свойствами целостности, целесообразности и открытости.

Со структурной точки зрения реальная система есть неразрывная совокупность четырех взаимосвязанных, взаимозависимых фундаментальных систем: структур (элементы, связи, структуры, законы организации), процессов (процессы, факторы, состояния, законы изменения), ценностей (ценности, принципы, цели, законы превращений) и знаний (язык, память, информация, законы интерпретации).

Подсистема - часть системы, выступающая по отношению ко всей остальной части системы как некоторое целостное структурное образование, обладающее признаками системы.

Типичными подсистемами, например, являются: органы кровообращения, дыхания и пищеварения животного; министерство экономики в общей системе исполнительной власти.

Элемент - наименьшая часть системы, внутренняя структура которой не проявляется во взаимодействии с системой-наблюдателем в течение некоторого заданного отрезка времени или не учитывается при решении поставленной задачи анализа или синтеза. Так элементами общества являются его граждане;

Часть внешнего мира, непосредственно взаимодействующая с системой или оказывающая на нее существенное влияние, называется внешней средой.

Поэтому при анализе экономической или политической ситуации внутри какого-либо государственного образования необходимо выйти за его пределы и проанализировать экономические и социально-политические ситуации в системах внешнего окружения с целью учета их влияния на состояние рассматриваемого объекта. Любая реально существующая система отделена от внешней среды некоторой границей. Граница является особой функциональной подсистемой (кожа человека, службы охраны государственной границы и т. п.). Наличие границы есть одно из необходимых условий существования системы.

Связи выражают активные отношения, существующие между структурными образованиями.

Связи можно охарактеризовать направлением, силой, характером. По первому признаку связи делятся на направленные и ненаправленные. По второму - на сильные и слабые. По характеру различают связи подчинения, связи порождения, равноправые связи, связи управления, обратные связи. Связи в конкретных системах могут быть одновременно охарактеризованы несколькими признаками. Обратная связь является основой саморегулирования, развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования. В исследованиях выделяются внутренние и внешние связи. Внешние связи системы - это ее связи со средой. Они проявляются в виде характерных свойств системы.

Цель - ситуация или область ситуаций, которая должна быть достигнута при функционировании системы за определенный промежуток времени. Система может быть представлена простым перечислением элементов или «черным ящиком» (моделью «вход - выход»). Однако чаще всего при исследовании объекта такого представления недостаточно. В этих случаях систему отображают путем разбиения на подсистемы, элементы с взаимосвязями, которые могут носить различный характер и вводят понятие структуры. Структура отражает определенные взаимосвязи, взаиморасположение основных частей системы, ее устройство (строение),

Состояние системы - это множество значений характеристик системы в данный момент времени. Если система способна переходить из одного состояния в другое; говорят, что она обладает поведением.

Равновесие определяется как способность системы при отсутствии внешних возмущающих воздействий (или при постоянных воздействиях) сохранять свое состояние сколь угодно долго. Это состояние называют состоянием равновесия.

Под устойчивостью понимают способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних (или в системах с активными элементами - внутренних) возмущающих воздействий. Состояние равновесия, в которое система способна возвращаться называют устойчивым состоянием равновесия. В сложных системах возможны неустойчивые состояния равновесия.

Процессом - называется совокупность состояний системы, упорядоченных по изменению какого-либо параметра, определяющего свойства системы. Эффективность процесса - степень его приспособленности к достижению цели.

Основные свойства систем

Интегративными называются свойства, присущие системе в целом и не присущие ни одному из ее элементов в отдельности. Так, государство не является простой суммой своих регионов.

Пример. Индивидуальным интегративным свойством самолета как технологической системы является его способность совершать управляемый полет. При этом ни одна из его частей сама по себе, включая и членов экипажа, этой способностью не обладает.

Задание 1.1. Приведите примеры проявления свойства интегративности в экономической и политической сферах, а также в области человеческих отношений.

Целостность - способность системы проявлять себя во взаимодействии с внешним миром как единое целое.

Это свойство содержит два аспекта:

Свойства системы не являются простой суммой свойств составляющих ее элементов;

Свойства системы зависят от свойств составляющих ее элементов.

Объединенные в систему элементы могут утрачивать часть своих свойств, присущих им вне системы, т. е. система как бы подавляет ряд свойств элементов. С другой стороны, элементы, попав в систему, могут приобрести новые свойства.

Связность заключается в наличии устойчивых и относительно мощных связей между структурными компонентами системы.

Временная согласованность существования элементов системы устанавливается посредством взаимодействий, обеспечивающих определенный порядок внутренней жизни системы, как в ситуационном, так и информационном, и в ценностном пространствах.

Примеры. Взаимодействия членов некоторого сообщества в экономической сфере приводят к некоторому закону распределения населения по доходам. Характерным примером этой ситуации являются ситуации монополизирующего сговора нескольких производителей, работающих на один общий рынок.

Открытость - свойство взаимосвязи и взаимосогласованности системы и ее внешнего окружения, проявляющееся в коммуникативности и расплывчатости. Открытость - это взаимопроникновение и взаимовлияние (взаимозависимость) системы и окружения. Открытость, с одной стороны, есть необходимое условие существования системы, а с другой - одна из основных причин ее изменения.

Коммуникативность представляет собой свойство системы, заключающееся в наличии между системой и внешней средой множества связей (коммуникаций).

Пример. Различные государства могут быть связаны между собой линиями воздушного, железнодорожного, автомобильного и т. д. сообщения. Между ними осуществляются культурные, научные и другие виды обмена.

Расплывчатость есть свойство взаимопринадлежности, взаимного родства реальных систем, свойство проявления в них единого целого. Расплывчатость системы порождает определенное противоречие во взаимодействии ее с внешним миром. Благодаря этому свойству система в какой-то степени входит в состав своего окружения и, взаимодействуя с ним, взаимодействует сама с собой.

→

Лекция 2: Системные свойства. Классификация систем

Свойства систем.

Итак, состоянием системы называется совокупность существенных свойств, которыми система обладает в каждый момент времени.

Под свойством понимают сторону объекта, обуславливающую его отличие от других объектов или сходство с ними и проявляющуюся при взаимодействии с другими объектами.

Характеристика — то, что отражает некоторое свойство системы.

Какие свойства систем известны.

Из определения «системы» следует, что главным свойством системы является целостность, единство, достигаемое посредством определенных взаимосвязей и взаимодействий элементов системы и проявляющиеся в возникновении новых свойств, которыми элементы системы не обладают. Это свойство эмерджентности (от анг. emerge — возникать, появляться).

Эмерджентность — степень несводимости свойств системы к свойствам элементов, из которых она состоит.
Эмерджентность — свойство систем, обусловливающее появление новых свойств и качеств, не присущих элементам, входящих в состав системы.

Эмерджентность — принцип противоположный редукционизму, который утверждает, что целое можно изучать, расчленив его на части и затем, определяя их свойства, определить свойства целого.

Свойству эмерджентности близко свойство целостности системы. Однако их нельзя отождествлять.

Целостность системы означает, что каждый элемент системы вносит вклад в реализацию целевой функции системы.

Целостность и эмерджентность — интегративные свойства системы.

Наличие интегративных свойств является одной из важнейших черт системы. Целостность проявляется в том, что система обладает собственной закономерностью функциональности, собственной целью.

Организованность — сложное свойство систем, заключающиеся в наличие структуры и функционирования (поведения). Непременной принадлежностью систем является их компоненты, именно те структурные образования, из которых состоит целое и без чего оно не возможно.

Функциональность — это проявление определенных свойств (функций) при взаимодействии с внешней средой. Здесь же определяется цель (назначение системы) как желаемый конечный результат.

Структурность — это упорядоченность системы, определенный набор и расположение элементов со связями между ними. Между функцией и структурой системы существует взаимосвязь, как между философскими категориями содержанием и формой. Изменение содержания (функций) влечет за собой изменение формы (структуры), но и наоборот.

Важным свойством системы является наличие поведения — действия, изменений, функционирования и т.д.

Считается, что это поведение системы связано со средой (окружающей), т.е. с другими системами с которыми она входит в контакт или вступает в определенные взаимоотношения.

Процесс целенаправленного изменения во времени состояния системы называется поведением . В отличие от управления, когда изменение состояния системы достигается за счет внешних воздействий, поведение реализуется исключительно самой системой, исходя из собственных целей.

Поведение каждой системы объясняется структурой систем низшего порядка, из которых состоит данная система, и наличием признаков равновесия (гомеостаза). В соответствии с признаком равновесия система имеет определенное состояние (состояния), которое являются для нее предпочтительным. Поэтому поведение систем описывается в терминах восстановления этих состояний, когда они нарушаются в результате изменения окружающей среды.

Еще одним свойством является свойство роста (развития). Развитие можно рассматривать как составляющую часть поведения (при этом важнейшим).

Одним из первичных, а, следовательно, основополагающих атрибутов системного подхода является недопустимость рассмотрения объекта вне его развития , под которым понимается необратимое, направленное, закономерное изменение материи и сознания. В результате возникает новое качество или состояние объекта. Отождествление (может быть и не совсем строгое) терминов «развитие» и «движение» позволяет выразиться в таком смысле, что вне развития немыслимо существование материи, в данном случае — системы. Наивно представлять себе развитие, происходящее стихийно. В неоглядном множестве процессов, кажущихся на первый взгляд чем-то вроде броуновского (случайного, хаотичного) движения, при пристальном внимании и изучении вначале как бы проявляются контуры тенденций, а затем и довольно устойчивые закономерности. Эти закономерности по природе своей действуют объективно, т.е. не зависят от того, желаем ли мы их проявления или нет. Незнание законов и закономерностей развития — это блуждание в потемках.

Кто не знает, в какую гавань он плывет, для того нет попутного ветра

Поведение системы определяется характером реакции на внешние воздействия.

Фундаментальным свойством систем является устойчивость , т.е. способность системы противостоять внешним возмущающим воздействиям. От нее зависит продолжительность жизни системы.

Простые системы имеют пассивные формы устойчивости: прочность, сбалансированность, регулируемость, гомеостаз. А для сложных определяющими являются активные формы: надежность, живучесть и адаптируемость.

Если перечисленные формы устойчивости простых систем (кроме прочности) касается их поведения, то определяющая форма устойчивости сложных систем носят в основном структурный характер.

Надежность — свойство сохранения структуры систем, несмотря на гибель отдельных ее элементов с помощью их замены или дублирования, а живучесть — как активное подавление вредных качеств. Таким образом, надежность является более пассивной формой, чем живучесть.

Адаптируемость — свойство изменять поведение или структуру с целью сохранения, улучшения или приобретение новых качеств в условиях изменения внешней среды. Обязательным условием возможности адаптации является наличие обратных связей.

Всякая реальная система существует в среде. Связь между ними бывает настолько тесной, что определять границу между ними становится сложно. Поэтому выделение системы из среды связано с той или иной степенью идеализации.

Можно выделить два аспекта взаимодействия:

во многих случаях принимает характер обмена между системой и средой (веществом, энергией, информацией);
среда обычно является источником неопределенности для систем.

Воздействие среды может быть пассивным либо активным (антогонистическим, целенаправленно противодействующее системе).

Поэтому в общем случае среду следует рассматривать не только безразличную, но и антогонистическую по отношению к исследуемой системе.

Рис. — Классификация систем

Основание (критерий) классификации	Классы систем
По взаимодействию с внешней средой	Открытые Закрытые Комбинированные
По структуре	Простые Сложные Большие
По характеру функций	Специализированные Многофункциональные (универсальные)
По характеру развития	Стабильные Развивающиеся
По степени организованности	Хорошо организованные Плохо организованные (диффузные)
По сложности поведения	Автоматические Решающие Самоорганизующиеся Предвидящие Превращающиеся
По характеру связи между элементами	Детерминированные Стохастические
По характеру структуры управления	Централизованные Децентрализованные
По назначению	Производящие Управляющие Обслуживающие

Классификацией называется разбиение на классы по наиболее существенным признакам. Под классом понимается совокупность объектов, обладающие некоторыми признаками общности. Признак (или совокупность признаков) является основанием (критерием) классификации.

Система может быть охарактеризована одним или несколькими признаками и соответственно ей может быть найдено место в различных классификациях, каждая из которых может быть полезной при выборе методологии исследования. Обычно цель классификации ограничить выбор подходов к отображению систем, выработать язык описания, подходящий для соответствующего класса.

Реальные системы делятся на естественные (природные системы) и искусственные (антропогенные).

Естественные системы: системы неживой (физические, химические) и живой (биологические) природы.

Искусственные системы: создаются человечеством для своих нужд или образуются в результате целенаправленных усилий.

Искусственные делятся на технические (технико-экономические) и социальные (общественные).

Техническая система спроектирована и изготовлена человеком в определенных целях.

К социальным системам относятся различные системы человеческого общества.

Выделение систем, состоящих из одних только технических устройств почти всегда условно, поскольку они не способны вырабатывать свое состояние. Эти системы выступают как части более крупных, включающие людей — организационно-технических систем.

Организационная система, для эффективного функционирование которой существенным фактором является способ организации взаимодействия людей с технической подсистемой, называется человеко-машинной системой.

Примеры человеко-машинных систем: автомобиль — водитель; самолет — летчик; ЭВМ — пользователь и т.д.

Таким образом, под техническими системами понимают единую конструктивную совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих объектов, предназначенная для целенаправленных действий с задачей достижения в процессе функционирования заданного результата.

Отличительными признаками технических систем по сравнению с произвольной совокупностью объектов или по сравнению с отдельными элементами является конструктивность (практическая осуществляемость отношений между элементами), ориентированность и взаимосвязанность составных элементов и целенаправленность.

Для того чтобы система была устойчивой к воздействию внешних влияний, она должна иметь устойчивую структуру. Выбор структуры практически определяет технический облик как всей системы, так ее подсистем, и элементов. Вопрос о целесообразности применения той или иной структуры должен решаться исходя из конкретного назначения системы. От структуры зависит также способность системы к перераспределению функций в случае полного или частичного отхода отдельных элементов, а, следовательно, надежность и живучесть системы при заданных характеристиках ее элементов.

Абстрактные системы являются результатом отражения действительности (реальных систем) в мозге человека.

Их настроение — необходимая ступень обеспечения эффективного взаимодействия человека с окружающим миром. Абстрактные (идеальные) системы объективны по источнику происхождения, поскольку их первоисточником является объективно существующая действительность.

Абстрактные системы разделяют на системы непосредственного отображения (отражающие определенные аспекты реальных систем) и системы генерализирующего (обобщающего) отображения. К первым относятся математические и эвристические модели, а ко вторым — концептуальные системы (теории методологического построения) и языки.

На основе понятия внешней среды системы разделяются на: открытые, закрытые (замкнутые, изолированные) и комбинированные. Деление систем на открытые и закрытые связано с их характерными признаками: возможность сохранения свойств при наличии внешних воздействий. Если система нечувствительна к внешним воздействиям ее можно считать закрытой. В противном случае — открытой.

Открытой называется система, которая взаимодействует с окружающей средой. Все реальные системы являются открытыми. Открытая система является частью более общей системы или нескольких систем. Если вычленить из этого образования собственно рассматриваемую систему, то оставшаяся часть — ее среда.

Открытая система связана со средой определенными коммуникациями, то есть сетью внешних связей системы. Выделение внешних связей и описание механизмов взаимодействия «система-среда» является центральной задачей теории открытых систем. Рассмотрение открытых систем позволяет расширить понятие структуры системы. Для открытых систем оно включает не только внутренние связи между элементами, но и внешние связи со средой. При описании структуры внешние коммуникационные каналы стараются разделить на входные (по которым среда воздействует на систему) и выходные (наоборот). Совокупность элементов этих каналов, принадлежащих собственной системе называются входными и выходными полюсами системы. У открытых систем, по крайней мере, один элемент имеет связь с внешней средой, по меньшей мере, один входной полюс и один выходной, которыми она связана с внешней средой.

Для каждой системы связи со всеми подчиненными ей подсистемами и между последним, являются внутренними, а все остальные — внешними. Связи между системами и внешней средой также, как и между элементами системы, носят, как правило, направленный характер.

Важно подчеркнуть, что в любой реальной системе в силу законов диалектики о всеобщей связи явлений число всех взаимосвязей огромно, так что учесть и исследования абсолютно все связи невозможно, поэтому их число искусственно ограничивают. Вместе с тем, учитывать все возможные связи нецелесообразно, так как среди них есть много несущественных, практически не влияющих на функционирование системы и количество полученных решений (с точки зрения решаемых задач). Если изменение характеристик связи, ее исключение (полный разрыв) приводят к значительному ухудшению работы системы, снижению эффективности, то такая связь — существенна. Одна из важнейших задач исследователя — выделить существенные для рассмотрения системы в условиях решаемой задачи связи и отделить их от несущественных. В связи с тем, что входные и выходные полюса системы не всегда удается четко выделить, приходится прибегать к определенной идеализации действий. Наибольшая идеализация имеет место при рассмотрении закрытой системы.

Закрытой называется система, которая не взаимодействует со средой или взаимодействует со средой строго определенным образом. В первом случае предполагается, что система не имеет входных полюсов, а во втором, что входные полюса есть, но воздействие среды носит неизменный характер и полностью (заранее) известно. Очевидно, что при последнем предположении указанные воздействия могут быть отнесены собственно к системе, и ее можно рассматривать, как закрытую. Для закрытой системы, любой ее элемент имеет связи только с элементами самой системы.

Разумеется, закрытые системы представляют собой некоторую абстракцию реальной ситуации, так как, строго говоря, изолированных систем не существует. Однако, очевидно, что упрощение описания системы, заключаются в отказе от внешних связей, может привести к полезным результатам, упростить исследование системы. Все реальные системы тесно или слабо связаны с внешней средой — открытые. Если временный разрыв или изменение характерных внешних связей не вызывает отклонения в функционировании системы сверх установленных заранее пределов, то система связана с внешней средой слабо. В противном случае — тесно.

Комбинированные системы содержат открытые и закрытые подсистемы. Наличие комбинированных систем свидетельствует о сложной комбинации открытой и закрытой подсистем.

В зависимости от структуры и пространственно-временных свойств системы делятся на простые, сложные и большие.

Простые — системы, не имеющие разветвленных структур, состоящие из небольшого количества взаимосвязей и небольшого количества элементов. Такие элементы служат для выполнения простейших функций, в них нельзя выделить иерархические уровни. Отличительной особенностью простых систем является детерминированность (четкая определенность) номенклатуры, числа элементов и связей как внутри системы, так и со средой.

Сложные — характеризуются большим числом элементов и внутренних связей, их неоднородностью и разнокачественностью, структурным разнообразием, выполняют сложную функцию или ряд функций. Компоненты сложных систем могут рассматриваться как подсистемы, каждая из которых может быть детализирована еще более простыми подсистемами и т.д. до тех пор, пока не будет получен элемент.

Определение N1: система называется сложной (с гносеологических позиций), если ее познание требует совместного привлечения многих моделей теорий, а в некоторых случаях многих научных дисциплин, а также учета неопределенности вероятностного и невероятностного характера. Наиболее характерным проявлением этого определения является многомодельность.

Модель — некоторая система, исследование которой служит средством для получения информации о другой системе. Это описание систем (математическое, вербальное и т.д.) отображающее определенную группу ее свойств.

Определение N2: систему называют сложной если в реальной действительности рельефно (существенно) проявляются признаки ее сложности. А именно:

структурная сложность — определяется по числу элементов системы, числу и разнообразию типов связей между ними, количеству иерархических уровней и общему числу подсистем системы. Основными типами считаются следующие виды связей: структурные (в том числе, иерархические), функциональные, каузальные (причинно-следственные), информационные, пространственно-временные;
сложность функционирования (поведения) — определяется характеристиками множества состояний, правилами перехода из состояния в состояние, воздействие системы на среду и среды на систему, степенью неопределенности перечисленных характеристик и правил;
сложность выбора поведения — в многоальтернативных ситуациях, когда выбор поведения определяется целью системы, гибкостью реакций на заранее неизвестные воздействия среды;
сложность развития — определяемая характеристиками эволюционных или скачкообразных процессов.

Естественно, что все признаки рассматриваются во взаимосвязи. Иерархическое построение — характерный признак сложных систем, при этом уровни иерархии могут быть как однородные, так и неоднородные. Для сложных систем присущи такие факторы, как невозможность предсказать их поведение, то есть слабо предсказуемость, их скрытность, разнообразные состояния.

Сложные системы можно подразделить на следующие факторные подсистемы:

решающую, которая принимает глобальные решения во взаимодействии с внешней средой и распределяет локальные задания между всеми другим подсистемами;
информационную, которая обеспечивает сбор, переработку и передачу информации, необходимой для принятия глобальных решений и выполнения локальны задач;
управляющую для реализации глобальных решений;
гомеостазную, поддерживающую динамическое равновесие внутри систем и регулирующую потоки энергии и вещества в подсистемах;
адаптивную, накапливающую опыт в процессе обучения для улучшения структуры и функций системы.

Большой системой называют систему, ненаблюдаемую одновременно с позиции одного наблюдателя во времени или в пространстве, для которой существенен пространственный фактор, число подсистем которой очень велико, а состав разнороден.

Система может быть и большой и сложной. Сложные системы объединяет более обширную группу систем, то есть большие — подкласс сложных систем.

Основополагающими при анализе и синтезе больших и сложных систем являются процедуры декомпозиции и агрегирования.

Декомпозиция — разделение систем на части, с последующим самостоятельным рассмотрением отдельных частей.

Очевидно, что декомпозиция представляют собой понятие, связанное с моделью, так как сама система не может быть расчленена без нарушений свойств. На уровне моделирования, разрозненные связи заменятся соответственно эквивалентами, либо модели систем строится так, что разложение ее на отдельные части при этом оказывается естественным.

Применительно к большим и сложным системам декомпозиция является мощным инструментом исследования.

Агрегирование является понятием, противоположным декомпозиции. В процессе исследования возникает необходимость объединения элементов системы с целью рассмотреть ее с более общих позиций.

Декомпозиция и агрегирование представляют собой две противоположные стороны подхода к рассмотрению больших и сложных систем, применяемые в диалектическом единстве.

Системы, для которых состояние системы однозначно определяется начальными значениями и может быть предсказано для любого последующего момента времени, называются детерминированными.

Стохастические системы — системы, изменения в которых носят случайный характер. При случайных воздействиях данных о состоянии системы недостаточно для предсказания в последующий момент времени.

По степени организованности: хорошо организованные, плохо организованные (диффузные).

Представить анализируемый объект или процесс в виде хорошо организованной системы означает определить элементы системы, их взаимосвязь, правила объединения в более крупные компоненты. Проблемная ситуация может быть описана в виде математического выражения. Решение задачи при представлении ее в виде хорошо организованной системы осуществляется аналитическими методами формализованного представления системы.

Примеры хорошо организованных систем: солнечная система, описывающая наиболее существенные закономерности движения планет вокруг Солнца; отображение атома в виде планетарной системы, состоящей из ядра и электронов; описание работы сложного электронного устройства с помощью системы уравнений, учитывающей особенности условий его работы (наличие шумов, нестабильности источников питания и т. п.).

Описание объекта в виде хорошо организованной системы применяется в тех случаях, когда можно предложить детерминированное описание и экспериментально доказать правомерность его применения, адекватность модели реальному процессу. Попытки применить класс хорошо организованных систем для представления сложных многокомпонентных объектов или многокритериальных задач плохо удаются: они требуют недопустимо больших затрат времени, практически нереализуемы и неадекватны применяемым моделям.

Плохо организованные системы. При представлении объекта в виде плохо организованной или диффузной системы не ставится задача определить все учитываемые компоненты, их свойства и связи между ними и целями системы. Система характеризуется некоторым набором макропараметров и закономерностями, которые находятся на основе исследования не всего объекта или класса явлений, а на основе определенной с помощью некоторых правил выборки компонентов, характеризующих исследуемый объект или процесс. На основе такого выборочного исследования получают характеристики или закономерности (статистические, экономические) и распространяют их на всю систему в целом. При этом делаются соответствующие оговорки. Например, при получении статистических закономерностей их распространяют на поведение всей системы с некоторой доверительной вероятностью.

Подход к отображению объектов в виде диффузных систем широко применяется при: описании систем массового обслуживания, определении численности штатов на предприятиях и учреждениях, исследовании документальных потоков информации в системах управления и т. д.

С точки зрения характера функций различаются специальные, многофункциональные, и универсальные системы.

Для специальных систем характерна единственность назначения и узкая профессиональная специализация обслуживающего персонала (сравнительно несложная).

Многофункциональные системы позволяют реализовать на одной и той же структуре несколько функций. Пример: производственная система, обеспечивающая выпуск различной продукции в пределах определенной номенклатуры.

Для универсальных систем: реализуется множество действий на одной и той же структуре, однако состав функций по виду и количеству менее однороден (менее определен). Например, комбайн.

По характеру развития 2 класса систем: стабильные и развивающиеся.

У стабильной системы структура и функции практически не изменяются в течение всего периода ее существования и, как правило, качество функционирования стабильных систем по мере изнашивания их элементов только ухудшается. Восстановительные мероприятия обычно могут лишь снизить темп ухудшения.

Отличной особенностью развивающихся систем является то, что с течением времени их структура и функции приобретают существенные изменения. Функции системы более постоянны, хотя часто и они видоизменяются. Практически неизменными остается лишь их назначение. Развивающиеся системы имеют более высокую сложность.

В порядке усложнения поведения: автоматические, решающие, самоорганизующиеся, предвидящие, превращающиеся.

Автоматические: однозначно реагируют на ограниченный набор внешних воздействий, внутренняя их организация приспособлена к переходу в равновесное состояние при выводе из него (гомеостаз).

Решающие: имеют постоянные критерии различения их постоянной реакции на широкие классы внешних воздействий. Постоянство внутренней структуры поддерживается заменой вышедших из строя элементов.

Самоорганизующиеся: имеют гибкие критерии различения и гибкие реакции на внешние воздействия, приспосабливающиеся к различным типам воздействия. Устойчивость внутренней структуры высших форм таких систем обеспечивается постоянным самовоспроизводством.

Самоорганизующиеся системы обладают признаками диффузных систем: стохастичностью поведения, нестационарностью отдельных параметров и процессов. К этому добавляются такие признаки, как непредсказуемость поведения; способность адаптироваться к изменяющимся условиям среды, изменять структуру при взаимодействии системы со средой, сохраняя при этом свойства целостности; способность формировать возможные варианты поведения и выбирать из них наилучший и др. Иногда этот класс разбивают на подклассы, выделяя адаптивные или самоприспосабливающиеся системы, самовосстанавливающиеся, самовоспроизводящиеся и другие подклассы, соответствующие различным свойствам развивающихся систем.

Примеры: биологические организации, коллективное поведение людей, организация управления на уровне предприятия, отрасли, государства в целом, т.е. в тех системах, где обязательно имеется человеческий фактор.

Если устойчивость по своей сложности начинает превосходить сложные воздействия внешнего мира — это предвидящие системы: она может предвидеть дальнейший ход взаимодействия.

Превращающиеся — это воображаемые сложные системы на высшем уровне сложности, не связанные постоянством существующих носителей. Они могут менять вещественные носители, сохраняя свою индивидуальность. Науке примеры таких систем пока не известны.

Систему можно разделить на виды по признакам структуры их построения и значимости той роли, которую играют в них отдельные составные части в сравнение с ролями других частей.

В некоторых системах одной из частей может принадлежать доминирующая роль (ее значимость >> (символ отношения «значительного превосходства») значимость других частей). Такой компонент — будет выступать как центральный, определяющий функционирование всей системы. Такие системы называют централизованными.

В других системах все составляющие их компоненты примерно одинаково значимы. Структурно они расположены не вокруг некоторого централизованного компонента, а взаимосвязаны последовательно или параллельно и имеют примерно одинаковые значения для функционирования системы. Это децентрализованные системы.

Системы можно классифицировать по назначению. Среди технических и организационных систем выделяют: производящие, управляющие, обслуживающие.

В производящих системах реализуются процессы получения некоторых продуктов или услуг. Они в свою очередь делятся на вещественно-энергетические, в которых осуществляется преобразование природной среды или сырья в конечный продукт вещественной или энергетической природы, либо транспортирование такого рода продуктов; и информационные — для сбора, передачи и преобразования информации и предоставление информационных услуг.

Назначение управляющих систем — организация и управление вещественно-энергетическими и информационными процессами.

Обслуживающие системы занимаются поддержкой заданных пределов работоспособности производящих и управляющих систем.

Существует множество понятий системы. Рассмотрим понятия, которые наиболее полно раскрывают ее существенные свойства (рис. 1).

Рис. 1. Понятие системы

«Система – это комплекс взаимодействующих компонентов».

«Система – это множество связанных действующих элементов».

«Система – это не просто совокупность единиц... а совокупность отношений между этими единицами».

И хотя понятие системы определяется по-разному, обычно все-таки имеется в виду, что система представляет собой определенное множество взаимосвязанных элементов, образующих устойчивое единство и целостность, обладающее интегральными свойствами и закономерностями.

Мы можем определить систему как нечто целое, абстрактное или реальное, состоящее из взаимозависимых частей.

Системой может являться любой объект живой и неживой природы, общества, процесс или совокупность процессов, научная теория и т. д., если в них определены элементы, образующие единство (целостность) со своими связями и взаимосвязями между ними, что создает в итоге совокупность свойств, присущих только данной системе и отличающих ее от других систем (свойство эмерджентности).

Система (от греч. SYSTEMA, означающего «целое, составленное из частей») представляет собой множество элементов, связей и взаимодействий между ними и внешней средой, образующих определенную целостность, единство и целенаправленность. Практически каждый объект может рассматриваться как система.

Система – это совокупность материальных и нематериальных объектов (элементов, подсистем), объединенных какими-либо связями (информационными, механическими и др.), предназначенных для достижения определенной цели и достигающих ее наилучшим образом. Система определяется как категория, т.е. ее раскрытие производится через выявление основных, присущих системе свойств. Для изучения системы необходимо ее упростить с удержанием основных свойств, т.е. построить модель системы.

Система может проявляться как целостный материальный объект, представляющий собой закономерно обусловленную совокупность функционально взаимодействующих элементов.

Важным средством характеристики системы являются ее свойства . Основные свойства системы проявляются через целостность, взаимодействие и взаимозависимость процессов преобразования вещества, энергии и информации, через ее функциональность, структуру, связи, внешнюю среду.

Свойство – это качество параметров объекта, т.е. внешние проявления того способа, с помощью которого получают знания об объекте. Свойства дают возможность описывать объекты системы. При этом они могут изменяться в результате функционирования системы . Свойства – это внешние проявления того процесса, с помощью которого получается знание об объекте, ведется за ним наблюдение. Свойства обеспечивают возможность описывать объекты системы количественно, выражая их в единицах, имеющих определенную размерность. Свойства объектов системы могут изменяться в результате ее действия.

Выделяют следующиеосновные свойства системы :

· Система есть совокупность элементов . При определенных условиях элементы могут рассматриваться как системы.

· Наличие существенных связей между элементами . Под существенными связями понимаются такие, которые закономерно, с необходимостью определяют интегративные свойства системы.

· Наличие определенной организации , что проявляется в снижении степени неопределенности системы по сравнению с энтропией системоформирующих факторов, определяющих возможность создания системы. К этим факторам относят число элементов системы, число существенных связей, которыми может обладать элемент.

· Наличие интегративных свойств , т.е. присущих системе в целом, но не свойственных ни одному из ее элементов в отдельности. Их наличие показывает, что свойства системы, хотя и зависят от свойств элементов, но не определяются ими полностью. Система не сводится к простой совокупности элементов; декомпозируя систему на отдельные части, нельзя познать все свойства системы в целом.

· Эмерджентностъ – несводимость свойств отдельных элементов и свойств системы в целом.

· Целостность – это общесистемное свойство, заключающееся в том, что изменение любого компонента системы оказывает воздействие на все другие ее компоненты и приводит к изменению системы в целом; и наоборот, любое изменение системы отзывается на всех компонентах системы.

· Делимость – возможна декомпозиция системы на подсистемы с целью упрощения анализа системы.

· Коммуникативность . Любая система функционирует в окружении среды, она испытывает на себе воздействия среды и, в свою очередь, оказывает влияние на среду. Взаимосвязь среды и системы можно считать одной из основных особенностей функционирования системы, внешней характеристикой системы, в значительной степени определяющей ее свойства.

· Системе присуще свойство развиваться , адаптироваться к новым условиям путем создания новых связей, элементов со своими локальными целями и средствами их достижения. Развитие – объясняет сложные термодинамические и информационные процессы в природе и обществе.

· Иерархичность . Под иерархией понимается последовательная декомпозиция исходной системы на ряд уровней с установлением отношения подчиненности нижележащих уровней вышележащим. Иерархичность системы состоит в том, что она может быть рассмотрена как элемент системы более высокого порядка, а каждый ее элемент, в свою очередь, является системой.

· Важным системным свойством является системная инерция, определяющая время, необходимое для перевода системы из одного состояния в другое при заданных параметрах управления.

· Многофункциональность – способность сложной системы к реализации некоторого множества функций на заданной структуре, которая проявляется в свойствах гибкости, адаптации и живучести.

· Гибкость – это свойство системы изменять цель функционирования в зависимости от условий функционирования или состояния подсистем.

· Адаптивность – способность системы изменять свою структуру и выбирать варианты поведения сообразно с новыми целями системы и под воздействием факторов внешней среды. Адаптивная система – такая, в которой происходит непрерывный процесс обучения или самоорганизации.

· Надежность – это свойство системы реализовывать заданные функции в течение определенного периода времени с заданными параметрами качества.

· Безопасность – способность системы не наносить недопустимые воздействия техническим объектам, персоналу, окружающей среде при своем функционировании.

· Уязвимость – способность получать повреждения при воздействии внешних и (или) внутренних факторов.

· Структурированность – поведение системы обусловлено поведением ее элементов и свойствами ее структуры.

· Динамичность – это способность функционировать во времени.

· Наличие обратной связи .

Любая система имеет цель и ограничения. Цель системы может быть описана целевой функцией U1 = F (х, у, t, ...), где U1 – экстремальное значение одного из показателей качества функционирования системы.

Поведение системы можно описать законом Y = F(x), отражающим изменения на входе и выходе системы. Это и определяет состояние системы.

Состояние системы – это мгновенная фотография, или срез системы, остановка ее развития. Его определяют либо через входные взаимодействия или выходные сигналы (результаты), либо через макропараметры, макросвойства системы. Это совокупность состояний ее n элементов и связей между ними. Задание конкретной системы сводится к заданию ее состояний, начиная с зарождения и кончая гибелью или переходом в другую систему. Реальная система не может находиться в любом состоянии. На ее состояние накладывают ограничения – некоторые внутренние и внешние факторы (например, человек не может жить 1000 лет). Возможные состояния реальной системы образуют в пространстве состояний системы некоторую подобласть Z СД (подпространство) – множество допустимых состояний системы.

Равновесие – способность системы в отсутствие внешних возмущающих воздействий или при постоянных воздействиях сохранять свое состояние сколь угодно долго.

Устойчивость – это способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних или внутренних возмущающих воздействий. Эта способность присуща системам, когда отклонение не превышает некоторого установленного предела.

3. Понятие структуры системы .

Структура системы – совокупность элементов системы и связей между ними в виде множества.Структура системы означает строение, расположение, порядок и отражает определенные взаимосвязи, взаимоположение составных частей системы, т.е. ее устройства и не учитывает множества свойств (состояний) ее элементов.

Система может быть представлена простым перечислением элементов, однако чаще всего при исследовании объекта такого представления недостаточно, т.к. требуется выяснить, что представляет собой объект и что обеспечивает выполнение поставленных целей.

Рис. 2. Структура системы

Понятие элемента системы. По определению элемент – это составная часть сложного целого. В нашем понятии сложное целое – это система, которая представляет собой целостный комплекс взаимосвязанных элементов.

Элемент – часть системы, обладающая самостоятельностью по отношению ко всей системе и неделимая при данном способе выделения частей. Неделимость элемента рассматривается как нецелесообразность учета в пределах модели данной системы его внутреннего строения.

Сам элемент характеризуется только его внешними проявлениями в виде связей и взаимосвязей с остальными элементами и внешней средой.

Понятие связи. Связь – совокупность зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы. Установить связь между двумя элементами – это значит выявить наличие зависимостей их свойств. Зависимость свойств элементов может иметь односторонний и двусторонний характер.

Взаимосвязи – совокупность двухсторонних зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы.

Взаимодействие – совокупность взаимосвязей и взаимоотношений между свойствами элементов, когда они приобретают характер взаимосодействия друг другу.

Понятие внешней среды. Система существует среди других материальных или нематериальных объектов, которые не вошли в систему и объединяются понятием «внешняя среда» – объекты внешней среды. Вход характеризует воздействие внешней среды на систему, выход – воздействие системы на внешнюю среду.

По сути дела, очерчивание или выявление системы есть разделение некоторой области материального мира на две части, одна из которых рассматривается как система – объект анализа (синтеза), а другая – как внешняя среда.

Внешняя среда – набор существующих в пространстве и во времени объектов (систем), которые, как предполагается, оказывают действие на систему.

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

Типы структур

Рассмотрим ряд типовых структур систем, использующихся при описании организационно-экономических, производственных и технических объектов.

Обычно понятие "структура" связывают с графическим отображением элементов и их связей. Однако структура может быть представлена и в матричной форме, форме теоретико-множественного описания, с помощью языка топологии, алгебры и других средств моделирования систем .

Линейная (последовательная) структура (рис. 8) характеризуется тем, что каждая вершина связана с двумя соседними При выходе из строя хотя бы одного элемента (связи) структура разрушается. Примером такой структуры является конвейер.

Кольцевая структура (рис. 9) отличается замкнутостью, любые два элемента обладают двумя направлениями связи. Это повышает скорость общения, делает структуру более живучей.

Сотовая структура (рис. 10) характеризуется наличием резервных связей, что повышает надежность (живучесть) функционирования структуры, но приводит к повышению ее стоимости.

Многосвязная структура (рис. 11) имеет структуру полного графа. Надежность функционирования максимальная, эффективность функционирования высокая за счет наличия кратчайших путей, стоимость - максимальная.

Звездная структура (рис. 12) имеет центральный узел, который выполняет роль центра, все остальные элементы системы являются подчиненными.

Графовая структура (рис. 13) используется обычно при описании производственно-технологических систем.

Сетевая структура (сеть) - разновидность графовой структуры, представляющая собой декомпозицию системы во времени.

Например, сетевая структура может отображать порядок действия технической системы (телефонная сеть, электрическая сеть и т. п.), этапы деятельности человека (при производстве продукции - сетевой график, при проектировании - сетевая модель, при планировании - сетевая модель, сетевой план и т. д.).

Иерархическая структура получила наиболее широкое распространение при проектировании систем управления, чем выше уровень иерархии, тем меньшим числом связей обладают его элементы. Все элементы кроме верхнего и нижнего уровней обладают как командными, так и подчиненными функциями управления.

Иерархические структуры представляют собой декомпозицию системы в пространстве. Все вершины (узлы) и связи (дуги, ребра) существуют в этих структурах одновременно (не разнесены во времени).

Иерархические структуры, в которых каждый элемент нижележащего уровня подчинен одному узлу (одной вершине) вышестоящего (и это справедливо для всех уровней иерархии), называют древовидными структурами (структурами типа "дерева"; структурами, на которых выполняются отношения древесного порядка, иерархическими структурами с сильными связями) (рис 14, а).

Структуры, в которых элемент нижележащего уровня может быть подчинен двум и более узлам (вершинам) вышестоящего уровня, называют иерархическими структурами со слабыми связями (рис 14, б).

В виде иерархических структур представляются конструкции сложных технических изделий и комплексов, структуры классификаторов и словарей, структуры целей и функций, производственные структуры, организационные структуры предприятий.

В общем случае термин иерархия шире, он означает соподчиненность, порядок подчинения низших по должности и чину лиц высшим, возник как наименование "служебной лестницы" в религии, широко применяется для характеристики взаимоотношений в аппарате управления государством, армией и т.д., затем концепция иерархии была распространена на любой согласованный по подчиненности порядок объектов.

Таким образом, в иерархических структурах важно лишь выделение уровней соподчиненности, а между уровнями и компонентами в пределах уровня могут быть любые взаимоотношения. В соответствии с этим существуют структуры, использующие иерархический принцип, но имеющие специфические особенности, и их целесообразно выделить особо.

Системы обладают рядом свойств, которые необходимо учитывать в процессе управления. Особенно их роль возрастает, когда рассматриваются организационные или социальные системы, то есть куда входит человек как наиболее сложный элемент системы.

Рассмотрим некоторые из этих свойств.

Целостность. Свойство целостности означает, что организационная система существует как образование, в котором каждый элемент выполняет определенные функции. Целостность конкретизируется и осуществляется через связи.

Обособленность – одно из свойств, которое характеризует относительную изолированность, автономность тех или иных организационных систем. Определяет границы изучения системы.

Адаптивность – свойство, означающее способность приспосабливаться к изменению внутренних и внешних условий таким образом, чтобы эффективность и стабильность (устойчивость) системы не ухудшались.

Синергетичность – свойство появления новых, дополнительных качеств и свойств в системе при возрастании упорядоченности (самоорганизации) между элементами системы (подсистемы). Синергия (синергетичность) – однонаправленность действий в системе, которая приводит к усилению (умножению) конечного результата. Состоит из двух слов: «син» – «объединяющий» и «эргос» – «усилие» (эргономика). Аналогично слову «синхронизация» – «син» (объединяющий) и «хронос» – время, – «объединяющий во времени».

Эмерджентность – свойство, означающее, что целевые функции отдельных подсистем не совпадают с целевой функцией самой системы. Например, цель хозяина – прибыль, цель работника – зарплата.

Неаддитивность отношений. По определению, свойства системы не есть простая сумма свойств, входящих в нее элементов. Такие отношения в математике называют неаддитивными:

N > или N = + d n ,

где d n – величина, отражающая степень неаддитивности.

Физическая природа неаддитивности связана с декомпозицией организационной системы. При декомпозиции происходит неизбежный разрыв не только горизонтальных, но и перекрестных связей, характеризующих целостность системы.

Одним из свойств и важнейших характеристик системы является понятие «энтропии», представляющей собой количественную характеристику «беспорядка», «хаоса», «разложения» в системе.

Энтропия характеризует соотношение организованности и дезорганизованности в системе.

Если система развивается, прогрессирует – то энтропия уменьшается. Если в системе преобладают процесса разрушения, деструкции, неупрярядоченности, неопределенности – то энтропия увеличивается.

Одна из трактовок фразы: «Рука дающего – на оскудеет», как раз и предполагает формирование и проявление этих усилий вначале для создания чего-либо, а затем и дальнейшего восстановления и развития системы, используя ресурсы из внешней среды. В этом смысл развития.

Иначе – « …Там царь Кащей над златом чахнет…»

Учет особенностей этих свойств, применительно к социальным системам (аспекты: психологический, нравственный, ценностный) делает их определяющими в процессе управления в целом и при принятии управленческих решений, в частности.

ШП. Свойства организационных систем управления

Организационное управление обладает важнейшими свойствами, которые необходимо учитывать при выработке управленческих решений и организации управления.

К свойствам, влияющим на организацию управления, относят: целостность; обособленность; централизованность; адаптивность;совместимость;эмерджетность;синергетичность;неаддитивность отношений; обратная связь; неопределнность данных; многокритериальность; мультипликативность; стохастичность; порог сложности, редкая повторяемость проблемных ситуаций; фактор времени.

Раскроем сущность названных свойств.

· Целостность. Свойство целостности означает, что организационная система существует как образование, в котором каждый элемент выполняет определенные функции.

Целостность системы может быть определена как свойство, характеризующее устойчивость функционирования организационной системы при ее минимальной структурной сложности и минимально необходимых ресурсах.

Целостность означает отсутствие необходимости добавления или устранения ее отдельных структурных элементов для повышения устойчивости и эффективности функционирования.

Проблема состоит в том, что системы могут функционировать при существенном (и часто неоправданном) усложнении или упрощении управленческой структуры, однако она при этом теряет темп развития и устойчивость .

· Обособленность – одно из свойств, которое характеризует относительную изолированность, автономность тех или иных организационных систем. Это свойство проявляется при разделении полномочий, определении границ хозяйственной самостоятельности предприятий, регионов, отраслей.

· Централизованность – сосредоточение управления в одном центре, в одних руках, в одном месте ; создание иерархической структуры управления, в которой преобладают вертикальные связи, при этом верхние уровни обладают определяющими полномочиями в принятии решений, а сами решения строго обязательны для нижних уровней. Сосредоточение чего-либо в одном месте, в одних руках, в одном центре; условие, при котором право принимать решения остается за высшими уровнями управления.

В организационных системах функции централизованных систем несет руководитель, лидер, менеджер; на фирме – администрация; в стране – государственный аппарат. Социально-экономические проблемы, требующие централизованных усилий: ценообразование, внешнеэкономическая деятельность, социальная защита, экологическая проблематика, образование, наука, пропорции отраслевого и регионального развития.

· Адаптивность – свойство, означающее способность приспосабливаться к изменению внутренних и внешних условий, таким образом, чтобы эффективность и стабильность (устойчивость) системы не ухудшалось. Адаптивность тесно связана со свойствами саморегулирования. В случае, когда организационная система хорошо структурирована, отлажена, обладает высоким уровнем организации и хорошим ресурсным обеспечением, имеет квалифицированные кадры, адаптивные свойства такой системы резко возрастают.

· Совместимость – означает, что все элементы системы должны обладать свойствами «сродства», взаимоприспособляемости, взаимоадаптивности.

Проблемы совместимости должны решаться в следующих направлениях:

Создание эффективных централизованных механизмов, преодолевающих силы отталкивания (которые возникают в организационных системах);

Поиск и формирование эффективных механизмов адаптации, позволяющих не только преодолевать силы отталкивания, но и превращать их в силы сближения, путем формирования новых элементов хозяйственного механизма в условиях его функционирования.

· Эмерджентность (непредсказуемое и не выводимое из наличного)– свойство, означающее, что целевые функции отдельных подсистем, не совпадают с целевой функцией самой системы.

Так, например, целевая функция всего народного хозяйства, может на совпадать с целевой функцией отдельной отрасли; целевая функция отдельного работника, может не совпадать с интересами предприятия, государства и т.д. Использование свойств эмерждентности позволяет правильно относиться к противоречивости целевых функций участников производства в любой системе. Разрешение этих противоречий и образует сам процесс развития и является основным содержанием управления.

· Синергетичность – свойство появления новых, дополнительных качеств и свойств в системе при возрастании упорядоченности (самоорганизации) между элементами системы (подсистемы).

Синергия (синергетичность) - однонаправленность действий в системе, которая приводит к усилению (умножению) конечного результата.

Наука синергетика изучает связи между элементами подсистемы благодаря активному обмену потами энергии, вещества и информации в самом объекте и с окружающей средой. При согласованном поведении подсистем возрастает степень упорядоченности, самоогранизации больших систем.

В управлении организационной системой синергетичность означает сознательную однонаправленную деятельность всех членов коллектива как большой системы(цели и задачи отдельных служб не могут и не должны противоречить целям и задачам организационной системы).

Поиску источников и способов усиления положительной синергии и предотвращению отрицательной (негативной) синергии большинство зарубежных фирм уделяют значительное внимание, затрачивая на них 10-20% средств, идущих на организацию управления.

(прим.А.К. По другим источникам до 30%. Разделяют «Т»- функции» – 70% - собственно деятельность организации и «Ф»-функции» – 30%, затрачиваемые на организацию деятельности («Т»). Необходимо отметить, что снижение затрат на «Ф», ведет к снижению эффективность «Т». Найти оптимальное сочетание для каждой конкретной организации (системы управления: размеры, иерархия, вид производства, культура управления и т.д.)) – задача менеджера.)

Положительная синергия усиливается по мере роста организационной целостности больших систем, негативная синергия усиливается с дезорганизацией больших систем.

Наибольшее влияние на развитие положительной синергии в социально-экономических системах оказывают (5): высокий уровень общей и профессиональной культуры , хорошие знания психологии, этики, физиологии, высокий уровень морально-этических качеств всех членов организации и грамотное использование рычагов и стимулов управления.

При исследовании синергетичности многие вопросы пока остаются неясными. Так, добавление некоторых элементов в организационных системах, наряду с повышением роста эффективности систем, способно подчас резко понижать устойчивость ) большой системы, приводить к нестабильности и даже разрушению. По-видимому, в системах могут быть весьма полезны некоторые подсистемы – «антагонисты», которые хотя и несколько уменьшают эффект целевой функции большой системы, однако в значительно большей степени повышают ее устойчивость и способность темпов развития.

В социально-экономических системах это могут быть, например, органы правопорядка, здравоохранения, окружающей среды и другие.

«Новые системы плодят новые проблемы». Следствие: «Не следует без необходимости плодить новые системы».

«Система не может быть лучше, чем составляющие ее руководители» С.Янг.

«Система не может обучаться и адаптироваться, если этого не может ее руководство». Р.Акофф.

· Неаддитивность отношений. По определению, свойства системы не есть простая сумма свойств, входящих в нее элементов.

Такие отношений в математике называют неаддитивными.

N > E ni или N = E ni + dn

dn – величина, отражающая степень неаддитивности.

Многим знакома фраза из фильма Эндрю и Лоуренса Вачовски: "Матрица - это система. Она и есть наш враг". Однако стоит разобраться в понятиях, терминах, а также в возможностях и свойствах системы. Так ли она страшна, как ее представляют во многих фильмах и литературных произведениях? О характеристиках и свойствах системы и примерах их проявления пойдет речь в статье.

Значение термина

Слово «система» греческого происхождения (σύστημα), обозначающее в дословном переводе целое, состоящее из соединенных частей. Однако понятие, скрывающееся под этим термином, гораздо многограннее.

Хотя в современной жизни практически все вещи рассматриваются как нельзя дать единственно правильное определение этому понятию. Как ни странно, происходит это из-за проникновения теории систем буквально во все

Еще в начале двадцатого века велись дискуссии о различии свойств линейных систем, исследуемых в математике, логике, от особенностей живых организмов (примером научной обоснованности в данном случае является теория функциональных систем П. К. Анохина). На современном этапе принято выделять ряд значений этого термина, которые образуются в зависимости от анализируемого объекта.

В двадцать первом веке появилось более подробное объяснение греческого термина, а именно: «целостность, состоящая из элементов, которые связаны между собой и находятся в определенных отношениях». Но это общее описание значения слова не отражает свойств системы, анализируемой наблюдателем. В связи с этим понятие будет приобретать новые грани толкования в зависимости от рассматриваемого объекта. Неизменными останутся лишь понятия целостности, основных свойств системы и ее элементов.

Элемент как часть целостности

В теории систем принято рассматривать целое как взаимодействие и отношения определенных элементов, которые, в свою очередь, являются единицами с определенными свойствами, не подлежащими дальнейшему членению. Параметры рассматриваемой части (или свойства элемента системы), как правило, описываются при помощи:

функций (выполняемые рассматриваемой единицей действия в рамках системы);
поведения (взаимодействие с внешней и внутренней средой);
состояния (условие нахождения элемента с измененными параметрами);
процесса (смена состояний элемента).

Стоит обратить внимание на то, что элемент системы не равнозначен понятию «элементарность». Все зависит от масштабов и сложности рассматриваемого объекта.

Если обсуждать систему свойств человека, то элементами будут выступать такие понятия, как сознание, эмоции, способности, поведение, личность, которые, в свою очередь, сами могут быть представлены как целостность, состоящая из элементов. Из этого следует вывод, что элемент может рассматриваться как субсистема рассматриваемого объекта. Начальным этапом в системном анализе и является определение состава «целостности», то есть уточнение всех входящих в нее элементов.

Связи и ресурсы как системообразующие свойства

Любые системы не находятся в изолированном состоянии, они постоянно взаимодействуют с окружающей средой. Для того чтобы вычленить какую-либо «целостность», следует выявить все связи, объединяющие элементы в систему.

Что такое связи и как они влияют на свойства системы.

Связь - взаимная зависимость элементов на физическом или смысловом уровне. По значимости можно выделить следующие связи:

Строения (или структурные): характеризуют в основном физическую составляющую системы (например, благодаря меняющимся связям углерод может выступать как графит, как алмаз или как газ).
Функционирования: гарантируют работоспособность системы, ее жизнедеятельность.
Наследования: случаи, когда элемент «А» является источником для существования «В».
Развития (конструкционные и деструкционные): имеют место либо в процессе усложнения структуры системы, либо наоборот - упрощения или распада.
Организационные: к ним можно отнести социальные, корпоративные, ролевые. Но наиболее интересной группой являются связи управления как позволяющие контролировать и направлять развитие системы в определенное русло.

Наличие тех или иных связей обусловливает свойства системы, отображает зависимости между конкретными элементами. Так же можно проследить использование ресурсов, необходимых для построения и функционирования системы.

Каждый элемент изначально снабжен определенными ресурсами, которые он может передавать иным участникам процесса или обменивать их. Причем обмен может происходить как внутри системы, так и между системой и внешней средой. Классифицировать ресурсы можно следующим образом:

Материальные - представляют собой объекты материального мира: склады, товары, устройства, станки и т. д.
Энергия - сюда включаются все виды, известные на современном этапе развития науки: электрическая, ядерная, механическая и т. д.
Информация.
Человеческие - человек выступает не только как работник, выполняющий некоторые операции, но и как источник интеллектуальных фондов.
Пространство.
Время.
Организационные - в данном случае структура рассматривается как ресурс, недостаток которого может привести даже к распаду системы.
Финансовые - для большинства организационных структур являются основополагающими.

Уровни систематизации в теории систем

Поскольку системы обладают определенными свойствами и признаками, их можно подвергнуть классификации, целью которой является выбор соответствующих подходов и средств описания целостности.

Основные критерии типизации систем

Существует категоризация относительно взаимодействия с внешней средой, структуры и пространственно-временных характеристик. Оценку функциональности систем можно производить по следующим критериям (см. таблицу).

Критерии
Взаимодействие с внешней средой	Открытые - взаимодействующие с внешней средой Закрытые - проявляющие резистентность по отношению к воздействию внешней среды Комбинированные - содержат оба вида подсистем
Структура целостности	Простые - включающие небольшое количество элементов и связей Сложные - характеризуются неоднородностью связей, множественностью элементов и разнообразием структур Большие - отличаются множественностью и разнородностью структур и подсистем
Выполняемые функции	Специализированные - узкая специализация Многофункциональные - структуры, выполняющие несколько функций одновременно Универсальные (например, комбайн)
Развитие системы	Стабильные - структура и функции неизменны Развивающиеся - имеют высокую сложность, подвергаются структурным и функциональным изменениям
Организованность системы	Хорошо организованные (можно обратить внимание на свойства информационных систем, для которых характерны четкая организация и ранжированность) Плохо организованные
Сложность поведения системы	Автоматические - запрограммированный ответ на внешнее воздействие с последующим возвращением к гомеостазу Решающие - основаны на постоянных реакциях на внешние раздражители Самоорганизующиеся - гибкие реакции на внешние раздражители Предвидящие - превосходят внешнюю среду по сложности организации, способна предвидеть дальнейшие взаимодействия Превращающиеся - сложные структуры, не связанные с вещественным миром
Характер связи между элементами	Детерминированные - состояние системы может быть предсказано для любого момента Стохастические - их изменение носит случайный характер
Структура управления	Централизованные Децентрализованные
Назначение системы	Управляющие - свойства системы управления сводятся к регулированию информационных и иных процессов Производящие - характеризуются получением продуктов или услуг Обслуживающие - поддержка работоспособности систем

Группы свойств системы

Свойством принято называть некоторые характерные признаки и качества элемента или целостности, которые проявляются при взаимодействии с иными объектами. Можно выделить группы свойств, характерные практически для всех существующих общностей. Всего известно двенадцать общих свойств систем, которые разделены на три группы. Информацию смотрите в таблице.

Группа статических свойств

Из названия группы вытекает, что система обладает некоторыми особенностями, которые присущи ей всегда: в любой определенный промежуток времени. То есть это те характеристики, без обладания которыми общность перестает быть таковой.

Целостность - это свойство системы, которое позволяет выделить ее из окружающей среды, определить границы и отличительные черты. Благодаря ему возможно существование устоявшихся связей между элементами в каждый выделенный момент времени, которые позволяют реализовать цели системы.

Открытость - одно из свойств системы, основанное на законе взаимосвязи всего существующего в мире. Суть его в том, что можно найти связи между любыми двумя системами (как входящие, так и выходящие). Как можно заметить, при детальном рассмотрении эти взаимодействия различны (или несимметричны). Открытость свидетельствует о том, что система не существует изолированно от среды и производит обмен ресурсами с ней. Описание этого свойства обычно называют «моделью черного ящика» (со входом, который обозначает влияние среды на целостность, и выходом - влиянием системы на среду).

Внутренняя неоднородность систем. В качестве наглядного примера подойдет рассмотрение свойств нервной системы человека, устойчивость которой обеспечивается многоуровневой, разнородной организацией элементов. Принято рассматривать три основные группы: свойства мозга, отдельных структур нервной системы и конкретных нейронов. Информация о составных частях (или элементах) системы позволяет составить карту иерархических связей между ними. Следует обратить внимание, что в данном случае рассматривается «различимость» частей, а не их «разделимость».

Трудности определения состава системы заключаются в целях исследования. Ведь один и тот же объект можно рассмотреть с точки зрения его ценности, функциональности, сложности внутреннего устройства и т. д. Вдобавок ко всему, большую роль играет умение наблюдателя находить различия элементов системы. Поэтому модель стиральной машины у продавца, технического работника, грузчика, ученого будет абсолютно иной, поскольку перечисленные люди рассматривают ее с разных позиций и с разными установленными целями.

Структурированность - свойство, описывающее взаимосвязи и взаимодействия элементов внутри системы. Связи и отношения элементов составляют модель рассматриваемой системы. Благодаря структурированности поддерживается такое свойство объекта (системы), как целостность.

Группа динамических свойств

Если статические свойства - это то, что можно наблюдать в любой отдельно взятый момент времени, то динамические относятся к разряду подвижных, то есть проявляющихся во времени. Это изменения состояния системы на протяженности определенного отрезка времени. Наглядным примером может служить смена времен года на каком-либо наблюдаемом участке или улице (статические свойства остаются, но видны воздействия динамических). Какие свойства системы относятся к рассматриваемой группе?

Функциональность - определяется воздействием системы на среду. Характерной особенностью является субъективность исследователя в выделении функций, продиктованная поставленными целями. Так, автомобиль, как известно, является «средством передвижения» - это его основная функция для потребителя. Однако покупатель при выборе может руководствоваться и такими критериями, как надежность, комфортность, престижность, дизайн, а также наличие сопутствующих документов и т. д. В данном случае раскрывается многофункциональность такой системы, как машина, и субъективность приоритетов функциональности (поскольку будущий водитель выстроил свою систему главных, второстепенных и незначительных функций).

Стимулируемость - проявляется повсеместно как адаптирование к внешним условиям. Ярким примером являются свойства нервной системы. Воздействие внешнего раздражителя или среды (стимула) на объект способствует изменению или коррекции поведения. Этот эффект подробно описал в своих исследованиях Павлов И. П., а в теории системного анализа он называется стимулируемостью.

Изменчивость системы со временем. Если система функционирует, неизбежны изменения как во взаимодействии со средой, так и в осуществлении внутренних связей и отношений. Можно выделить следующие виды изменчивости:

скоростные (быстрые, медленные и т. д.);
структурные (изменение состава, структуры системы);
функциональные (замена одних элементов другими или изменение их параметров);
количественные (увеличение количества элементов структуры не изменяющие ее);
качественные (в этом случае изменяются свойства системы при наблюдаемом росте или упадке).

Характер проявления перечисленных изменений может быть различен. Обязательным является условие учета данного свойства при анализе и планировании системы.

Существование в изменяющейся среде. Как система, так и среда, в которой она находится, подвержены изменениям. Для функционирования целостности следует определиться с соотношением скорости изменений внутренних и внешних. Они могут совпадать, могут различаться (опережение или отставание). Важно правильно определить соотношение с учетом особенностей системы и окружающей среды. Наглядным примером может служить вождение автомобиля в экстремальных условиях: водитель действует либо на опережение, либо в соответствии с обстановкой.

Группа синтетических свойств

Описывает отношения системы и среды с точки зрения общего понимания целостности.

Эмерджентность - слово английского происхождения, переводится как «возникать». Термином обозначают появление некоторых свойств, которые проявляются только в системе благодаря наличию связей определенных элементов. То есть речь идет о возникновении свойств, которые нельзя объяснить суммой свойств элементов. Например, детали автомобиля ездить и тем более осуществлять перевозки не в состоянии, но собранные в систему - способны быть средством передвижения.

Неразделимость на части - это свойство, по логике вещей, вытекает из эмерджентности. Удаление какого-либо элемента из системы сказывается на ее свойствах, внутренних и внешних связях. В то же время элемент, «отправленный в свободное плавание», приобретает новые свойства и перестает быть «звеном цепи». Например, шина автомобиля на территории бывшего СССР частенько появляется на клумбах, спортивных площадках, «тарзанках». Но изъятая из системы автомобиля, она утеряла свои функции и стала совершенно иным объектом.

Ингерентность - английский термин (Inherent), который переводится как «неотъемлемая часть чего-либо». От степени «включенности» элементов в систему зависит выполнение ею возложенных на нее функций. На примере свойств элементов в периодической системе Менделеева можно удостовериться в важности учета ингерентности. Так, период в таблице строится исходя из свойств элементов (химических), в первую очередь заряда ядра атома. Свойства вытекают из ее функций, а именно классификация и упорядочение элементов с целью предсказания (или нахождения) новых звеньев.

Целесообразность - любая искусственная система создается с определенной целью, будь то решение какой-либо проблемы, развитие заданных свойств, выпуск требуемой продукции. Именно цель диктует выбор структуры, состава системы, а также связей и отношений между внутренними элементами и внешней средой.

Заключение

В статье изложены двенадцать системных свойств. Классификация систем, однако, гораздо разнообразнее и проводится в соответствии с целью, которую преследует исследователь. Каждая система обладает свойствами, которые отличают ее от множества других общностей. Кроме того, перечисленные свойства могут проявляться в большей или меньшей степени, что продиктовано внешними и внутренними факторами.