Лекция 2. Определение и классификация систем.

1. Определение систем.

2. Классификация систем.

3. Основные понятия о структурировании систем.

В настоящее время существует множество определений системы, каждое из которых используется в различных предметных областях и в зависимости от рассматриваемой точки зрения. В теории управления, рассматриваемой в социально – экономических организациях можно придерживаться следующего понятия системы - система есть совокупность или множество связанных между собой элементов и влияющих друг на друга, предназначенная для решения определённых задач.

Элементы системы могут представлять собой понятия, в этом случае мы имеем дело с понятийной системой (инструмент познания).

Элементами системы могут являться объекты (устройства) (ПК - клавиатура, мышь, монитор и т.д.). Элементами системы могут быть субъекты: менеджеры, специалисты, студенты в группе и т.д.

Таким образом, система - это совокупность живых и неживых элементов либо тех и других вместе.

Отличительным (главным свойством) системы является ее целостность. Комплекс объектов, рассматриваемых в качестве системы, представляет собой некоторое единство, целостность, обладающую общими свойствами и поведением.

Необходимо рассматривать и связи системы с внешней средой. Система проявляется как целостный материальный объект, представляющий собой закономерно обусловленную совокупность функционально взаимодействующих элементов. Основные свойства системы проявляются через целостность, взаимодействие и взаимозависимость процессов преобразования вещества, энергии и информации, через ее функциональность, структуру, связи, внешнюю среду и пр.

Как и любое фундаментальное понятие, система конкретизируется в процессе рассмотрения ее основных свойств.

Можно выделить четыре основных свойства:

- система есть, прежде всего, совокупность элементов, которые при определенных условиях могут рассматриваться как системы;

- наличие существенных связей между элементами и (или) их свойствами, превосходящих по мощности (силе) связи этих элементов с элементами не входящими в данную систему. Под существенными связями понимаются такие, которые закономерно, с необходимостью определяют интегративные свойства системы. Указанное свойство отличает систему от простого конгломерата и выделяет ее из окружающей среды;

- наличие определенной организации, что проявляется в системе энтропии (системе неопределенности, хаоса), системы по сравнению с энтропией системообразующих факторов, определяющих возможность создания системы, число существенных связей, которыми может обладать элемент, число квантов пространства и времени;

- существование 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 окружают их полностью. Т.е. система не сводится к простой совокупности элементов, и, расчленяя систему на отдельные части, нельзя познать все свойства системы в целом.

В самом общем случае понятие «система» характеризуется:

- наличием множества элементов;

- наличием связей между ними;

- целостным характером данного устройства или процесса.

Понятие «система» базируется на понятии «гармония». Гармония определяется как диалектическое единство противоположных начал в явлениях Природы. Дуальность альтернатив буквально пронизывает все основные физические свойства Природы в микро-, макро- и гипермирах. Главная особенность альтернатив в рамках системного подхода состоит в том, что их в системе множество и это множество действует совместно.

Любая система характеризуется гармоничным сочетанием хаоса и порядка. Степень упорядоченности системы определяет её стабильность, устойчивость к различного рода воздействиям. Однако, 100% - я упорядоченность лишает систему способности к дальнейшему развитию, поскольку в этом случае в ней полностью отсутствует неопределённость её состояний.

Понятие «состояние системы» характеризует мгновенную «фотографию», временной «срез» системы. Состояние системы в определенный момент времени - это множество ее существенных свойств в этот момент времени. При этом можно говорить о состоянии входов, внутреннем состоянии и состоянии выходов системы.

Состояние входов системы представляется вектором значений входных параметров X = (x1,...,xn) и фактически является отражением состояния окружающей среды.

Внутреннее состояние системы представляется вектором значений ее внутренних параметров (параметров состояния): Z = (z1,...,zv) и зависит от состояния входов Х и начального состояния Z0: Z = F1(X,Z0).

Параметрами состояния, например, могут быть: укомплектованность организации персоналом, психологическое состояние человека, изношенность оборудования, уровень квалификации исполнителей работы и т.д.

Степень неопределённости состояний системы определяется величиной её энтропии (величиной хаоса). Чем больше энтропия системы, тем больше потенциальных траекторий, по которым она может пойти на пути развития.

Оптимальное соотношение между величиной порядка и хаоса было установлено ещё в древней Греции. Это, так называемое «золотое» (Леонардо да Винчи) или «божественное» (Лука Пачоли) сечение.

Золотое сечение – это деление отрезка AB точкой C таким образом, чтоб большая часть (например, AC) относилась к меньшей части (CB) как 0,618:0,382.

История золотого сечения связана ещё с одним известным итальянским математиком Леонардо Фибоначчи. До наших времён дошёл ряд чисел: 0, 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55 и т.д., известный, как ряд Фибоначчи. Особенность последовательности данных чисел заключается в том, что каждый её член, начиная с третьего, равен сумме двух предыдущих (2+3=5, 3+5=8), а отношение смежных чисел ряда приближается к отношению золотого сечения (21:34=0,617, а 34:55=0,618). Если последующее число разделить на предыдущее, то получим 1,618 (55:34 = 1,618). В последствии все исследователи золотого сечения в растительном и животном мире, искусстве и анатомии приходили к этому ряду, как арифметическому выражению закона золотого деления. Интересно, что свой закон Фибоначчи вывел, подсчитывая количество рождённых кроликов от пары кроликов за год.

Всё, что растёт и приобретает какую-либо форму в живом мире нашей планеты - растёт вверх или закручивается по спирали. Спираль (например, морская раковина) - пример соотношения в пропорциях золотого сечения. Спирали прослеживаются в расположении семян в шишках хвойных деревьев, в семенах подсолнечника и др. Паук плетёт паутину по спирали, ДНК человека закручено по спирали. Растение живёт по тем же законам золотого сечения.

Удивительно и то, что и человек в соотношении отдельных частей тела и расстояний между ними, подчиняется законам золотого сечения.

Золотое сечение предполагает наличие строго определенных пропорций между количественными характеристиками конкурирующих между собой составных частей некоторой системы, обеспечивающих ее устойчивое функционирование, в данном случае конкурентное равновесие.

В экономике под гармонией, определяемой золотым сечением, можно понимать экономическое равновесие, которому соответствует максимальная эффективность и устойчивость экономики, а значит, равновесие ее секторов: справедливое распределение доходов по составу населения, гармоничное отношение между налогами и доходами, разумное соотношение между отраслями производства, территориальным размещением производства и численности населения по стране.

Основоположником современной общей теории систем (ОТС) считается фон Берталанфи. Его основная идея состоит в признании изоморфизма законов, управляющих функционированием системных объектов.

Предметом исследований в рамках этой теории является изучение:

- различных классов, видов и типов систем;

- основных принципов и закономерностей поведения систем (например, принцип узкого места);

- процессов функционирования и развития систем (например, сверхмедленные процессы, переходные процессы).

В границах теории систем характеристики любого сложно организованного целого рассматриваются сквозь призму четырёх фундаментальных определяющих факторов:

- устройство системы;

- её поэлементный состав;

- текущее глобальное состояние системной обусловленности;

- среда, в границах которой развёртываются все её организующие процессы.

В исключительных случаях, кроме того, помимо исследования названных факторов (строение, состав, состояние, среда), допустимы широкомасштабные исследования организации элементов нижних структурно-иерархических уровней, то есть инфраструктуры системы

В настоящее время большой вклад в развитие ОТС внёс советский учёный Ю. А. Урманцев.

ОТС Урманцева построена не на априорных аксиоматических предпосылках, а выведена формально – логическим путем из нескольких фундаментальных философских категорий. Таких категорий всего пять: Существование, Множество объектов, Единое, Единство, Достаточность.

Разработанный Ю.А.Урманцевым вариант ОТС связан с понятиями объект, объект-система и система объектов того же рода.

За объект признается любой предмет мысли, т.е. предметы объективной и субъективной реальности, и не только вещи, но также качества, свойства, отношения, процессы и т.д.

Объект - система - это единство, созданное определенного сорта первичными элементами + связывающими их в целое отношениями (в частном случае, взаимодействиями) + ограничивающими эти отношения условиями (законом композиции). Во всех объектах-системах можно выделить следующие аспекты:

1) первичные элементы, рассматриваемые на данном уровне исследования как неделимые;

2) отношения единства между этими элементами;

3) законы композиции, определяющие границы этих отношений.

Система объектов данного рода - это, в сущности, система объектов одного и того же рода. Каждый из объектов-систем обладает общими, родовыми признаками - именно каждый из них построен из всех или части одних и тех же первичных элементов в соответствии с частью или со всеми отношениями и законами композиции, реализованными на рассматриваемой системе объектов данного рода.

По Урманцеву система – это множество объектов - систем, построенное по отношениям r множества отношений {R}, законам композиции z множества законов композиции {Z} из первичных элементов m множества {M}, выделенного по основаниям a множества оснований {A} из универсума U.

В современном представлении системный концепт Ю.А. Урманцева можно задать пентадой на рис. 1.

Рис.1 Пентада ОТС из концепта Ю.А. Урманцева.

Имея признаки и элементы можно строить между ними отношения. В экономике в качестве элементов могут выступать различные организации со своими признаками: коммерческие, некоммерческие, производственные, торгово – сбытовые и т.д. Между этими элементами в процессе функционирования системы (например, государства) устанавливаются определённые связи (отношения), которые будут определять характеристики всей системы.

На рис. 2 приведена пентада, характеризующая роль денег в экономическом обществе.

Рис. 2. Пентада роли денег в экономическом обществе.

В пентадах главное - приближенность к жизненным «живым» ситуациям. «Обнулить» какой-то статус пентады никак не получается - она рассыпается.

Основными признаками системы, отвечающими дескриптивному определению «система», могут быть: