37

2.4. Свойства систем

Свойства систем можно условно разделить на общие свойства, характеризующие в целом тип системы: структурные, характеризующие особенности организации системы: динамические, характеризующие поведение системы и особенности взаимодействия с окружающей средой; отдельную группу составляют свойства, характеризующие описание и управление в системе. Перечисленные группы свойств для больших человеко-машинных систем представлены в табл.5. Общие свойства были рассмотрены в ξ2.2. К основным структурным свойствам относятся: иерархическая упорядоченность, централизация, а также вертикальная целостность и горизонтальная обособленность. К основным динамическим — систематизация, изоляция, стабильность, адаптивность, инерционность и т.п. Иерархическая упорядоченность заключается в возможности разделения системы на подсистемы и отражает тот факт, что поведение подсистемы не может быть полностью аналогичным поведению системы. Большинство систем иерархически упорядочены. Для технических систем это проявляется в модульном принципе построения. Целостность системы проявляется в том, что изменение в некоторой части ее вызывает изменения в других частях и в системе в целом. В этом случае говорят о связанном образовании. Обособленность проявляется в том, что система, может быть представлена в виде совокупности несвязных частей. Изменение в каждой части зависит только от самой этой части. Изменение в системе в целом есть физическая сумма изменений в ее отдельных частях. В этом случае говорят об обособлении или физически суммативном поведении. Следует отметить, что целостность и обособленность различаются по степени проявления некоторого свойства, и нет объективного метода их измерения.

Свойство прогрессирующей изоляции. Большинство неабстрактных систем изменяется во времени. Если эти изменения приводят к постепенному переходу от целостности к суммативности, то говорят, что такая система подвержена прогрессирующей изоляции. Изоляция может проявляться в виде распада, имеющего место при разрушении системы и роста, заключающегося в возрастании деления на подсистемы; при этом возрастает дифференциация функций (процесс творчества, эволюция, развитие).

Свойство прогрессирующей систематизации является обратным к предыдущему и заключается в усилении прежних отношений между частями и развитии отношений между частями, не связанными между собой (унификация системы в целом). Изоляция и систематизация могут происходить в одной системе одновременно и в течение длительного времени (говорят, что система находится в равновесном состоянии) или последовательно.

38

Централизация. Централизованная система — это такая, в которой один элемент или подсистема играет главную (доминирующую) роль в функционировании всей системы. Эта часть системы называется ведущей или центром системы. При этом малые изменения в ведущей части вызывают значительные изменения в системе. Существуют как централизованные, так и децентрализованные (распределенные) системы. При этом речь идет о функциональном влиянии центра, определяющем назначение системы. Например, в измерительном приборе центр – датчик, в автомобиле – двигатель, в компьютере центр отсутствует (одинаково важны и процессор и память). Высокоорганизованные системы, также могут не быть централизованными. Например, человек имеет осевую симметрию (одинаково важны сердце и мозг). Отметим, что центр не следует отождествлять с системой управления. Например, в вузе центром является преподавательский состав, в институте – специалисты, в интегрированных производствах – техника и т.п. Целостность и систематизация могут сопровождаться прогрессирующей централизацией.

Адаптивность системы заключается в способности системы сохранять свои функции при воздействии окружающей среды, т.е. реагировать на среду так, чтобы получить благоприятные последствия для деятельности системы (обучение, эволюция). Подчеркнем, что речь идет о функциональной адаптивности. Все системы в той или иной степени адаптивны: наименее адаптивны неживые системы; более адаптивны – биологические (живые системы) и технические системы; наиболее адаптивны социальные и организационно-технические системы. Свойство адаптивности тесно связано с живучестью систем, которая состоит в способности сохранять равновесие со средой.

О стабильности системы можно говорить относительно некоторых ее свойств (величин, переменных), если они стремятся сохраниться в опре-

деленных пределах. Система может быть стабильной в одном отношении и

39

нестабильной в другом.

Инерционность системы состоит в конечном времени (не равном нулю) реагирования системы на возмущающее (входное) воздействие. Инерционность приводит к задержкам и искажениям входных воздействий. Все системы в той или иной степени инерционны. Наименее инерционны неживые системы (атомные и молекулярные), затем идут биосистемы и технические системы; наиболее инерционны социальные и организационнотехнические системы.

В табл.6 приведены основные свойства систем и их особенности.

40

Так как наибольший практический интерес представляют организационнотехнические системы, то остановимся на их особенностях. Организационнотехнические системы являются динамическими и обладают свойствами адаптивности, стабильности, совместимости, а также обладают, в известной мере, свойством оптимизации, заключающейся в приспособлении к среде. В силу существующих

42

ограничений на развитие таких систем имеется тенденция к усилению оптимизации, что проявляется в необходимости оптимизации структуры, функций, минимизации затрат на развитие, в возрастании эффективности систем и т.д.

Важным свойством больших, сложных систем, типа организационно-технических, является инерционность, связанная со скоростью изменения функций, которая определяется временем отклика системы в ответ на внешнее возмущение, т.е. промежутком времени от начала возмущающего воздействия до изменения деятельности системы в нужном направлении, и зависит также от возмущающего воздействия (τ = τ1 + τ2, где τ1 — время отклика управляющей подсистемы; τ2 — время прохождения возмущения через все уровни системы). В связи с этим, системы такого типа следует рассматривать как обладающие относительными свойствами, т.е. как относительно открытые, относительно адаптивные и т.д.

Динамические свойства проявляются в полной мере, если промежуток времени, в течение которого изучается система, превышает время отклика, и если возмущающее воздействие превышает некоторый порог.

Свойство инерционности тесно связано с такими свойствами систем и их элементов как быстродействие, жесткость, адаптируемость, стабильность и другие. Изменение свойств организационно-технических систем обусловлено объективными изменениями, происходящими в процессе развития (эволюция), и субъективными, т.е. планируемыми людьми (директивными). В силу этого существенное значение имеет полнота информации о системах. Неполнота (нечеткость) информации о системе может привести к существенному изменению ее динамических свойств (например, увеличить инерционность, замедлить рост, снизить адаптивность и т. д). Решающим обстоятельством, оказывающим влияние на развитие таких систем, является установление оптимальных пропорций, в том числе временных, между эволюционными и директивными изменениями.

Относительные оценки системных свойств организационно-технических систем могут быть получены экспертным путем на основе сравнительного анализа динамических рядов, характеризующих изменения в результатах деятельности системы и ее структуре, на основе использования имитационного моделирования и аналогии с другими системами или путем расчета по оценкам свойств подсистем, что требует задания модели структуры системы.