Основные свойства и признаки системы
Тема 1. Основы системного подхода Дифференциация наук – разделение наук и процессов (взаимопроникновение методов). Интеграция наук и процессов – объединение. Системный подход – многоцикловой процесс познания и поиска причин и решений для достижения определённой цели, для которой выделяется некоторая система (например, логистическая). Системный подход основывается на том, что при изучении внешне различных объектов могут оказаться полезными обобщающие взаимосвязанные оценки, подходы, понятия, перенос результатов из одной области в другую. Системный подход способствует выработке правильного способа мышления о процессе управления. При овладении системным подходом прививается такой образ мышления, который, с одной стороны, способствует устранению излишней усложнённости, с другой – помогает специалисту уяснять сущность сложных управленческих проблем и принимать адекватные решения на основе четкого представления об обстановке. Важно структурировать задачу, очертить границы системы. Эффективность системного подхода тем выше, чем к более сложной системе он применяется. При этом непременным условием является чёткое формулирование единых системных целей при комплексном, взаимосвязанном рассмотрении существенных аспектов этой системы. Системный подход является жизненно важным для создания связи или потока информации. Общая система образуется из подсистем связи; информационные процессы находят своё выражение в виде потоков информации, необходимых для принятия решений. В настоящее время существуют следующие определения системного подхода: Системный подход – разъяснительное выражение процедур представления объектов как систем и способов их описания, объяснения, предвидения, разработки. Системный подход – некоторая совокупность системных принципов. Системный подход – это направление методологии научного познания и социальной практики, в основе которого лежит рассмотрение объектов как систем. Системный подход – совокупность методов и средств, позволяющих исследовать свойства, структуру и функции объектов и процессов в целом, представив их в качестве систем со сложными межэлементными взаимосвязями, взаимовлиянием элементов на систему и среду, а также влиянием самой системы на её структурные элементы. Базисом развития системных идей и системного подхода явились следующие 3 фактора: 1) Современные научные, фундаментальные и прикладные исследования с подходом целостности, организованности объектов исследования (кибернетика, биология, психология, лингвистика); 2) Современная сложная техника и программное обеспечение, в которой системный подход представляет ведущий принцип разработки сложных объектов; 3) Организация производства и управления, когда к анализу процессов привлекаются экономические, экологические, социологические, организационные, психологические , правовые и этические аспекты. Становление системного подхода связано в основном с техникой. Принцип системного подхода заключается в рассмотрении элементов системы управления как взаимосвязанных и взаимодействующих для достижения глобальной цели функционирования системы. Особенностью системного подхода является оптимизация функционирования не отдельных элементов, а всей системы управления (СУ) в целом. Системный подход может применяться как на этапе анализа СУ, так и на этапе синтеза данных систем. Системный подход рассматривает изучаемый объект как комплекс взаимосвязанных подсистем, объединенных общей целью, раскрывает его интегративные свойства, а также внутренние и внешние связи. Он предполагает последовательный переход от общего к частному, когда в основе рассмотрения лежит конкретная конечная цель, для достижения которой формируется данная система. В системном подходе мысль движется от сложного к простому, от целого к составным частям, от системы к элементам. С Э3 Э2 Э1 Рис. 1 Системный подход Системный подход основывается на принципах: 1) единства – совместное рассмотрение системы как единого целого и как совокупности частей; 2) развития – учёт изменяемости системы, её способности к развитию, накапливанию информации с учётом динамики среды; 3) глобальной цели – ответственность за выбор глобальной цели, оптимум подсистем не является оптимумом всей системы; 4) функциональности – совместное рассмотрение структуры системы и функций с приоритетом функций над структурой; 5) сочетание децентрализации и централизации; 6) иерархии – учёт соподчинения и ранжирования; 7) неопределённости – учёт вероятностного наступления события4 8) организованности – степень выполнения решений и выводов. Системный подход состоит из аспектов: · системно-элементный – отвечает на вопрос – из чего (каких компонентов) образована система; · системно-структурный – раскрывает внутреннюю организацию системы, способ взаимодействия образующих её компонентов; · системно-функциональный – показывает, какие функции выполняет система и образующие её компоненты; · системно-коммуникационный – раскрывает взаимосвязь данной системы с другой как по горизонтали, так и по вертикали; · системно-интегративный – показывает механизмы, факторы сохранения, совершенствования и развития системы; · системно-исторический – отвечает на вопрос, как возникла система, какие этапы в своём развитии проходила, какие её исторические перспективы. Суть системного подхода – при изучении любого сложного объекта управления (ОУ) или процесса в первую очередь выявляются и анализируются наиболее характерные для них системные аспекты, определяющие их функционирование и развитие. Системный подход к исследованиям ОУ включает следующие этапы: выделение объекта исследования, очертание контура и границ СУ, её элементов, связей со средой; установление цели исследования, выяснение структуры и функций системы; выделение главных свойств элементов и системы в целом, установление их соответствий. определение основных критериев эффективного функционирования СУ, а также основных ограничений и условий функционирования. определение вариантов структур и элементов, учёт основных факторов, влияющих на систему. составление модели СУ. оптимизация функционирования системы по достижению цели. определение оптимальной схемы управления системой. определение работоспособности и надежности функционирования систем. Системный подход кроме внутрисистемных взаимодействий рассматривает ещё взаимодействия между системой и средой. Современное развитие системного подхода идёт в 3-х направлениях: 1) системологии как теория систем; 2) системотехники как практики; 3) системного анализа как методологии. Системология – теоретическая дисциплина, рассматривающая методологические проблемы и модели сложных систем. Методология – логически и процедурно организованная последовательность операций. Парадокс системного исследования заключается: § в парадоксе целостности – познание СУ как целостности невозможно без того, чтобы не заглянуть внутрь системы, без анализа её частей (т. е. систему нужно разбить на элементы); § в парадоксе иерархичности – решение задачи описания СУ возможно лишь при условии наличия описания этой системы (подсистемы). В свою очередь, описание системы как элемента более широкой системы возможно только при условии наличия описания данной системы как системы. Сравнение системного и комплексного подходов Системный подход Комплексный подход 1 Системность, как свойство, охватывает связи внутри одного уровня (горизонтальные) и между разными уровнями (вертикальные) в одинаковой мере. 1 Комплексность – требование учитывать взаимосвязанные факторы, влияющие на СУ, охватывает преимущественно связи одного или смежных уровней структуры системы. 2 Развитие происходит в рамках одной науки – системологии; осуществляется на уровне новых (синтезирующих) знаний, носящих системообразующий характер (установление различных связей, принципов, законов, закономерностей). 2 Развитие происходит в рамках знаний многих наук, выступающих обособленно; осуществляется на уровне уже существующих знаний каждой дисциплины с последующим суммированием. 3 Отражает чисто методологический, всесторонний подход, характеризует более высокий теоретический уровень, частью которого является комплексный подход. 3 Отражает организационно-методологический подход в исследовании, производстве, т.к. включает ряд методов эмпирического порядка, не имеющих своих принципов. 4 Более полный, правильный, ближе к природе СУ и логистических систем, объективный. 4 Субъективный, приближённый 5 Всесторонность исследования – методологический принцип данного подхода. 5 Всесторонность – частное требование в данном подходе. 6 Более полный, правильный, ближе к природе СУ и логистических систем, объективный. 6 Вырабатывает стратегию и тактику анализа. 7 Характерна строгость. 7 Нет строгости. 8 Имеет дело с объектами как системами, состоящими из закономерно структурированных и функционально организованных элементов. 8 Имеет дело не только с системными объектами, т.к. объект может быть целостным, но не системным, ибо не обладает структурой. 9 Возрастание роли комплексных исследований обусловлено тем, что объектами анализа являются сложные системы. 9 При данном подходе к изучению объекта управления может быть получено всестороннее, цельное, конкретное знание об объекте исследования, эффективное при решении сложных задач управления. Тема 2. Общая теория систем. Понятийный аппарат Ведущее место в системных исследованиях занимает общая теория систем, основания которой заложил в 40-х гг. 20 века Л.Берталанфи (1901-1972). Он разаработал концепцию организма как открытой системы и сформулировал программу построения общей теории систем. В теории Берталанфи обобщил принципы целостности, организации, эквифинальности (достижения системой одного и того же конечного состояния при различных начальных условиях). Организм представляет собой открытую систему, остающуюся постоянной при непрерывном изменении входящих в неё веществ и энергии. Цель общей теории систем – отыскание принципов, общих для различных объектов на основе установленного эмпирическими исследованиями изоморфизма структуры объектов, а также их функционирования и развития. Базовые принципы общей теории систем: 1. Принцип системности – рассмотрение явлений (т. е. внешней формы выражения объектов и процессов) объективной действительности с позиций системного целого и его закономерностей. 2. Принцип изоморфизма – наличие однозначного (собственно изоморфизм) или частичного (гомоморфизм) соответствия структуры одной системы структуре другой. Это позволяет моделировать ту или иную систему посредством другой, подобной ей в том или ином отношении. Оба принципа подчёркивают наличие общих системных закономерностей, что не исключает и специфики формирования, функционирования и улучшения СУ различных типов. Общую теорию систем в её состоянии в настоящее время рассматривают как совокупность различных моделей и способов описания систем разного рода. Среди них выделяются прежде всего качественные системные концепции. Их общая сторона состоит в выделении и фиксации самой «системной действительности» в её первоначальном расчленении. Слово «система» появилось в Древней Элладе 2000 – 2500 лет назад и означало сочетание, организация, устройство, строй, союз, организм. В Античной философии термин «система» характеризовал упорядоченность и целостность естественных объектов. В философии Возрождения (15 век) появляется понятие «система мира» - независимое от человека, обладающее своим типом организации, иерархией, имманентными законами и суверенной структурой. Все многообразие подходов к определению понятия «система» (их известно более 40) можно разделить на следующие группы: 1 группа – это определения «системы» как выбираемой исследователем любой совокупности переменных, свойств или сущностей. Недостатки (Н): Системой могут оказаться два любых произвольно выбранных объекта, имеющих в действительности настолько слабые связи, что они либо не могут быть уловлены, либо ими можно пренебречь. 2 группа – определения «системы», связывающие её с целенаправленной активностью, т.е. как «организованный комплекс средств достижения общей цели». 3 группаопределений базируется на понимании системы как множества элементов, связанных между собой. Н:систему можно рассматривать как множество(различные членения системы являются множествами), но сама по себе система множеством не является. 4 группа –наиболее общие определения «системы» как комплекса элементов, находящихся во взаимодействии. Н: любые, даже очень слабо взаимодействующие объекты могут быть отнесены к категории «система» и рассмотрены с системных позиций. 5 группа –дескриптивные (описательные) определения – через указание признаков, которыми должен обладать объект, чтобы его можно было отнести к категории «система». Любая система может быть описана в терминах системных объектов, свойств и связей. Система – объективное единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе. Система – множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определенную целостность, единство. Условия, присущие любой системе: 1. Любая система существует во времени и пространстве и находится в движении. 2. Объекты или элементы любой системы автономны в организационном отношении и зависимы друг от друга в функциональном. 3. Для каждой системы характерно наличие единого основания классификации элементов. 4. Система обладает единством. Сложные системы – системы, не являющиеся простыми и отличающиеся разветвлённой структурой и большим разнообразием внутренних связей. Сложные системы характеризуются большим числом элементов и связей между ними, причем как число элементов и сила межэлементных связей, так и их локализация могут неконтролируемо изменяться, что делает поведение таких систем непредсказуемым. Классификация систем С.Бира: В зависимости от числа элементов системы бывают: · малые системы (10-103 элементов); · сложные системы (103-107 элементов) – автоматическая телефонная станция, транспортная система большого города; · ультрасложные системы (107-1030 элементов) – организмы высших животных и человека, социальные организмы; · суперсистемы (1030-10200 элементов) – звёздная вселенная; В классификации систем целесообразно исходить из двух критериев; 1. степень сложности системы: a) простые; b) сложные; c) очень сложные; 2. различие между ними: a) детерминированные; b) недетерминированные (вероятностные). Системы могут классифицироваться: q по взаимодействию со средой или другими системами: à закрытые системы (замкнутые, изолированные) – система по веществу и информации не взаимодействует и не обменивается с другими системами; имеет жесткие фиксированные границы, её действия относительно независимы от среды (например, часы – взаимозависимые части часов двигаются непрерывно и точно, как только часы заведены или поставлена батарейка. И пока в часах имеется источник энергии, их система независима от среды); à открытые системы постоянно взаимодействуют со средой или другими системами, и при этом происходит обмен веществом, энергией или информацией, т.е. объектом обмена. Такая система зависит от энергии, информации и материалов, поступающих извне. Степень открытости системы a определяется интенсивностью её связи со средой; q по однородности или разнообразию структурных элементов: à гомогенные (однородные) – структурные элементы системы однородны и поэтому взаимозаменяемы; à гетерогенные системы состоят из разнородных элементов, не обладающих свойством взаимозаменяемости; à смешанные системы; q по степени определённости функционирования: à детерминированные – когда поведение систем в любой момент времени предсказуемо; à вероятностные – когда поведение системы в любой момент времени точно нельзя определить; q по степени сложности: à простые системы; à сложные системы, но поддающиеся описанию; à очень сложные, не поддающиеся описанию; q по управлению: à простые в управлении; à сложные в управлении; à сверхсложные в управлении; большие системы; Чем неопределённее управление, чем меньше оно поддаётся алгоритмизации или формализации, тем сложнее система и тем важнее роль специалиста по принятию управленческих решений. Сложность системы определяется количеством и разнообразием типов элементов, внутренних связей между элементами и связей системы со средой. Степень сложности системы больше зависит от разнообразия связей и элементов, чем от их количества. q по стабильности цели и целенаправленности системы: à системы, когда цели определены, установлены и не меняются в процессе функционирования; à системы, когда цели формируются и изменяются в зависимости от изменения условий функционирования системы. Различают системы: 1. целенаправленные – относительно простые системы, характеризуемые наличием совокупности чётко определённых целей, связанных с ясной иерархией уровней управления. Факторы целесообразности и целеполагания являются основой формирования целенаправленных систем; 2. ценностно-ориентированные – более сложные системы, поведение которых основано на общих ценностях. Функционирование таких систем не подчиняется чёткой цели, отсутствует иерархия уровней управления; 3. рефлексивные – однозначно реагируют (рефлектируют) на действия среды и на собственное состояние; эффективны при функционировании системы в стандартных ситуациях, на которые система заранее планируется; 4. нерефлексивные – системы, которые характеризуются отсутствием однозначности действий, допускается многозначность, свобода принятия решений, поэтому система содержит в себе лицо, принимающее решение4 5. структурированные – системы, выступающие как сложное иерархическое образование, в котором выделяются различные уровни, разные типы взаимосвязей между различными уровнями. Появляется возможность последовательного включения систем более низкого уровня в системы более высокого уровня; 6. сетчатые (неструктурированные) – системы, в которых каждый элемент или подсистема связаны со многими другими элементами системы сложными обратными связями и так сильно влияют друг на друга, что систему невозможно однозначно структурировать или выделять в ней какую-то иерархию (н-р, сеть распределения продукции или нейронная сеть головного мозга человека, плохо расчленяются, а иногда не расчленяются вовсе на отдельные элементы); 7. физические – это реальные системы (объекты, явления, процессы); 8. абстрактные – системы, являющиеся определёнными отображениями (моделями)реальных объектов; 9. сложные системы делятся на: 1) искусственные – наличие определённых целей функционирования (назначение) и наличие управления в отличие от естественных; 2) естественные; 10. целостные – системы, в которых изменение в каждой отдельной части системы вызывает изменение всех других частей и в целой системе; 11. суммативные – системы, в которых изменение каждой части системы не вызывает изменения других частей.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Элементный состав систем
Любая система по своей структуре может быть разбита на элементы и подсистемы, а сама она является частью еще более общей системы. В то же время каждый элемент и подсистему, в свою очередь, можно рассматривать как отдельную систему.
Подсистема – компонент системы, который, в свою очередь, сам является сложной системой.
Элемент – простейшая неделимая часть системы. В общем виде имеется неограниченное множество таких частей, способ выделения которых зависит от формулировки целей анализа и построения системы.
Понятие элемента обычно представляется интуитивно ясным. Но надо иметь в виду, что для каждой данной системы это понятие не является абсолютным, поскольку исследуемая система может расчленяться различными способами, и говорить об элементе можно лишь применительно к одному из способов.
Поскольку элемент выступает как предел возможного членения объекта, его состав не принимается во внимание в характеристике системы.
Каждая система состоит из ряда специфичных по решаемым задачам элементов. Их деятельность должна быть подчинена глобальной цели, преследуемой системой. Элементы системы должны быть связаны между собой для достижения цели.
В сложных СУ связь между системами строится по принципу иерархии, предусматривающему подчинённость системы подсистеме и подсистемы системе. Цель каждого элемента нижнего уровня подчиняется цели более высокого уровня. Только тогда вся сложная иерархическая система может функционировать как единое целое.
Подсистема, в первую очередь, является системой для своих подсистем, поэтому и подсистемы образуют иерархию. При этом, структурным элементом или структурной подсистемой считается та наименьшая часть системы, которая ещё подчиняется системообразующим закономерностям.
Тема 3. Свойства систем, закономерности их развития и существования
Основные свойства и признаки системы
Свойство – это качество параметров объекта, т.е. внешнее проявление того способа, с помощью которого получают знания об объекте.
Свойства дают возможность описывать объекты системы количественно, выражая их в единицах, имеющих определённую размерность. При этом они могут изменяться в результате функционирования системы.
Четыре основных свойства системы:
1. система есть совокупность элементов. При определённых условиях элементы могут рассматриваться как системы;
2. наличие существенных связей между элементами и (или) их свойствами, превосходящих по мощности связи этих элементов с элементами, не входящими в данную систему;
Существенные связи – связи, которые закономерно, с необходимостью определяют интегративные свойства системы.
3. наличие определённой организации;
4. существование интегративных свойств. Их наличие показывает, что свойства системы, хотя зависят от свойств элементов, но не определяются ими полностью.
Другие свойства систем:
1. коммуникативность – взаимосвязь внешней среды и системы множеством связей;
2. целостность и обособленность;
3. иерархичность – система может быть рассмотрена как элемент системы более высокого порядка, а каждый элемент её, в свою очередь, является системой.
Свойства сложных систем:
1) неоднородность и большое число элементов;
2) эмерджентность;
3) иерархия – наличие нескольких уровней и способов достижения целей соответствующих уровней;
4) агрегирование – объединение нескольких параметров системы в параметры более высокого уровня;
5) многофункциональность – способность сложной системы к реализации некоторого множества функций на заданной структуре, которая проявляется в свойствах гибкости, адаптации и живучести;
6) гибкость – свойство системы изменять цель функционирования в зависимости от условий функционирования или состояния подсистем;
7) адаптация – изменение целей функционирования при изменении условий функционирования;
Адаптивная система – система, в которой происходит непрерывный процесс обучения или самоорганизации.
8) надёжность – свойство системы реализовывать заданные функции в течение определённого периода времени с заданными параметрами качества;
9) безопасность – способность системы не наносить недопустимые воздействия техническим объектам, персоналу, окружающей среде при своем функционировании;
10) стойкость – свойство системы выполнять свои функции при выходе параметров среды за определенные ограничения или допуски;
11) уязвимость – способность получать повреждения при воздействии внешних и (или) внутренних факторов.
Понятие целостности системы
Целое – это совокупность взаимодействующих частей, в которой смысл понятия «часть» определяется взаимодействием, присущим системе.
Целостность – это внутреннее единство, принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих её элементов, т.е. система обладает свойствами «целого, мыслимого как многое». Именно это единство делает образование системой, а роль элементов сводится к обеспечению функционирования этого целого.
Системы, обладающие свойством целостности, не имеют частей и действуют как единый объект.
В целостной системе взаимосвязи настолько сильны, что не могут рассматриваться как взаимодействия между локализованными в пространстве и времени частями. Функционально свойству целостности соответствует нелокальность или такое влияние одной «части» этой системы на другую, которое нельзя объяснить взаимодействием между ними. Единственный объект, с каким может взаимодействовать целостная система, это она сама.
С одной стороны, система – это целостное образование и представляет целостную совокупность элементов, с другой – в системе чётко можно выделить её элементы (целостные объекты). Для системы главным является признак целостности, т.е. она рассматривается как единое целое, состоящее из взаимосвязанных элементов, часто разнокачественных, но совместимых.
Целостность выражает внутреннее единство объекта, наличие всех необходимых элементов со связями между ними, относительную автономность объекта в смысле независимости от окружающей среды.
Не всякие отношения придают множеству элементов целостность. Поэтому выделяются особые отношения, называемые системообразующими.
Ряд исследователей считает возможным функционирование систем с разной степенью целостности. Н-р, эволюцию живого в непрерывно изменяющихся условиях среды В.Г. Афанасьев рассматривает как процесс повышения его целостности.
Закон целостности систем формулируется как способность системы претерпевать изменения, сохраняя самое себя. Закон гласит о том, «что» определяет существо системы и обеспечивает её целостность.
Целостная система определяется как множество элементов m, являющееся носителем заранее заданного системообразующего отношения R с фиксированным свойством Р:
= 
где S – продикат «быть системой».
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 1151; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!