В настоящее время нет единства в определении понятия "система", в подходах к классификации систем, в трактовке основных системных законо-мерностей. Научные направления, опирающиеся на системные представ-ления, носят в литературе разные названия. Цель данного раздела - дать студенту ориентировку в различных понятиях и определениях теории систем, которые помогли бы ему в решении практических задач, возникающих при изучении вопросов разработки и организации функционирования сложных человеко-машинных комплексов и систем управления. Для этого проведём вначале анализ определения понятия "система", рассмотрим эволюцию этого понятия, рассмотрим закономерности систем, их классификацию, обсудим сходства и различия в применении терминов "системный подход", "системные исследования", "системный анализ" и дадим краткую характеристику системного анализа как наиболее конструктивного из системных направлений.
Определение понятия система изменялось не только по форме, но и по содержанию.
Так, в первых определениях в той или иной форме говорилось о том, что система - это совокупность элементов и связей (отношений) между ними. Например, основоположник теории систем Л. фон Берталанфи определял систему как комплекс взаимодействующих элементов или как совокупность элементов, находящихся в определенных отношениях друг с другом и со средой. А. Холл определяет систему как множество предметов вместе со связями между предметами и между их признаками. До сих пор ведутся дискуссии, какой термин - "отношение" или "связь" - лучше употреблять. Можно определить систему путем прямого перевода с греческого: "состав", т. е. составленное из частей, соединение. И все же в большинстве случаев стремятся не только включить в определение системы понятие элемента и связи (или отношения), но и уточнить хотя бы одно из них. Для этого в определения включают свойства. В приведенном определении А. Холла свойства (признаки, атрибуты) дополняют понятие элемента, предмета. B определении А. И. Уёмова свойства могут характеризовать как элементы, так и отношения. Уточняя свойства отношений, Ю. А. Урманцев выделяет в определении системы отношения между элементами и законы композиции.
Затем в определениях появляется понятие цели. Вначале в неявном виде. В ряде определений понятие цели как бы включается в понятие целостности. Так, в "Философском словаре" система определяется как "совокупность элементов, находящихся в отноше-ниях и связях между собой определенным образом и образующих некоторое целостное единство".
Затем цель появляется в определениях в более явном виде, т.е. либо в виде назначения системы, либо конечного результата, либо системообразующего критерия и т. п. ( это определения В. И. Вернадского, У. Р. Гибсона, П. П. Анохина ) или даже с явным упоминанием о цели (определение B. Н. Сагатовского).
Далее в определение понятия системы, особенно в последнее время, начинают включать, наряду с элементами, связями их свойствами и целями, - наблюдателя, лицо, представляющее объект или процесс в виде системы. Следует отметить, что впервые на необходимость учета взаимодействия между исследователем и изучаемой системой указал У. Р. Эшби.
Стремясь подчеркнуть материальность систем, некоторые авторы в своих определениях заменяют термин элемент терминами объект, предмет, и хотя последние можно трактовать и как абстрактные объекты или предметы исследования, все же эти авторы явно хотят обратить внимание на материальность системы.
С другой стороны, в известном определении С. Оптнера "система есть средство или способ решения проблемы", систему можно трактовать только как нечто, существующее лишь в сознании исследователя, конструктора. Конечно, для задач принятия решения важно акцентировать внимание на том, что понятие системы может быть средством исследования, решения задачи. Но любой специалист, понимающий закономерности материалистической теории отражения, может сказать: но ведь замысел (т. е. идеальное представление системы) потом будет существовать в материальном воплощении. Тем не менее такого вида определения иногда подвергаются критике.
В Большой Советской Энциклопедии система определяется как "объективное единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе". Т. е. подчеркивается, что понятие элемента, а следовательно, и системы можно применять как к существующим, материально реализованным предметам, так и к отображению знаний о них или о будущих их реализациях.
Таким образом, в понятии система, как и в любой другой категории теории познания, объективное и субъективное составляют диалектическое единство, и следует говорить не о материальности или нематериальности систем, а о подходе к объектам исследования как к системам. Например, в [25] показывается, что один и тот же объект на разных этапах его рассмотрения может быть представлен в различных аспектах, соответственно существуют и различные аспекты понятия система: теоретико-познавательный, методологический, научно-исследовательский, проектный, инженерный, конструкторский и т. д. - вплоть до материального воплощения.
Используя эти как бы разные уровни отображения, исследователь может предварительно представить объект или процесс решения задачи в виде системы, в которой еще не удалось выделить элементы, определить существенные для достижения цели связи, а затем, переходя к более формализованным уровням представления системы (инженерному, конструкторскому), уточнять элементы и связи, все более приближаясь к достижению цели, к созданию желаемой системы.
На первых этапах важно уметь отделить (отграничить) систему от среды, с которой взаимодействует система, или найти какой-либо другой способ представления системы. Например представить ее в виде блока с неизвестной структурой и известными только "входами" и "выходами" (в кибернетике и теории систем такое представление часто называют "черным ящиком"). Систему можно также представить в виде некоторых графических структур с не до конца выявленными элементами и связями или для её представления использовать "язык", который может быть основан на теоретико-множественных, логических и других формализованных представлениях.
Например, запишем в символьной форме ряд определений системы, отличающихся друг от друга количеством учитываемых факторов и степенью абстрактности от наиболее абстрактного двоичного суждения "да" - "нет" до наиболее конкретного, (наиболее приближенного к реальности). Каждое определение обозначим буквой О (определение) и порядковым номером, совпадающим с количеством учитываемых в определении факторов.
О1. Система есть нечто целое:S=H(1,0) Определение выражает факт существования и целостность. Двоичное суждение Н (1,0) отображает наличие или отсутствие у анали-зируемого объекта этих качеств.
О2. Система есть организованное множество [19] :S=(OPГ, М) где М - множество, ОРГ - оператор организации.
О3. Система есть множество вещей, свойств и отношений (упрощенное определение А. И. Уемова): S=({m},{n},{r}) где m - вещи; п - свойства; r - отношения.
О4. Система есть множество элементов, образующих структуру и обеспечивающих, определенное поведение в условиях окружающей среды:S=(e, ST, BE, E) где e - элементы; ST - структура; BE - поведение; Е - среда.
О5. Система есть множество входов, множество выходов, множество состояний, характеризуемых функцией переходов и функцией выходов: S=(X,G,s,б,л) где X - входы; G - выходы; s - состояния; б - функция переходов; л - функция выходов. Это определение учитывает все основные компоненты, рассматриваемые в автоматике.
О6. Это шестичленное определение, как и последующие, трудно сформулировать в словах. Оно соответствует уровню бионических систем и учитывает генетическое (родовое) начало GN, условия существования KD, обменные явления MB, развитие EV, функционирование FC и репродукцию (воспроизведение) RP: S=(GN,KD,MB,EV,FC,RP)
О7. Это определение оперирует понятиями модели F, связи SC, пересчета R, самообучения FL, самоорганизации FO, проводимости связей СО и возбуждения моделей IN: S=(F,SC,R,FL,FO,CO,IN) Оно удобно при нейрокибернетичеоких исследованиях.
О8. Если определение О5 дополнить фактором времени и функциональными связями, то получим определение систем, которое обычно применяют в теории автоматического управления S=(T,X,G,s,омега,V,нью,ф) где Т - время; X - входы; G - выходы; s - состояния; омега - класс функций на выходе; V - значения функций на выходе; нью - оператор описывающий функциональную связь в уравнении ф - оператор описывающий функциональную связь в уравнении
О9. Для организационных систем удобно в определении системы учитывать цели и планы PL, ресурсы внешние RO и ресурсы внутренние RI, исполнителей ЕХ, процесс PR, помехи DT, контроль SV, управление RG, эффект EF: S=(PL,RO,RI,EX,PR,DT,SV,RG,EF)
Последовательность определений, по-видимому, можно было бы продолжить до ОN, в котором учитывалось бы такое количество N элементов, связей и действий в реальной системе, которое необходимо для решаемой задачи, для достижения поставленной цели.
Анализируя различные понятия системы и их эволюцию и не выделяя ни одно из них в качестве основного, мы хотели не только показать сложность краткого определения таких обычно интуитивно постигаемых понятий, как система, но и дать понять, что на разных этапах при представлении разных аспектов одной и той же исследуемой или конструируемой системы возможны, разные определения (а какое-то определение всегда нужно принять в качестве "рабочего"); более того, при переходе к следующему этапу принятое ранее определение может быть заменено другим.
Следует отметить, что не всегда нужно начинать с возможно более полного определения, включающего и элементы, и связи, и свойства, и цель, и наблюдателя (исследователя), и его язык, с помощью которого отображается объект или процесс. Все это важно учитывать для организационных систем, так как, например, решение, для реализации которого не будет определено компетентное лицо, не достигнет цели. Но есть системы, для которых наблюдатель, исследователь очевиден, и его не надо определять, а следовательно, и включать в определение системы. Иногда не нужно даже в явном виде говорить о цели (например, можно не включать понятие цель в явном виде для биологических систем). Таким образом, при исследовании и совершенствовании организационных объектов прежде всего нужно проанализировать ситуацию с помощью как можно более полного определения системы, а затем уже, выделив наиболее существенные компоненты, принять "рабочее" определение системы, которым будут пользоваться все лица, участвующие в принятии решения.
В соответствии со сказанным приведем также понятие "систе-ма", специализированное для технических объектов и фиксирующее те свойства системы, которые обычно исследуются при решении тех-нических задач.
Система - это выделенный из окружающей внешней среды и взаимодействующий с ней объект, который обладает следующими взаимосвязанными свойствами:
1. Имеет цель (назначение), для достижения которой он функци-онирует;
2. Состоит из взаимосвязанных составных частей-компонентов, образующих многоуровневую (иерархическую) структуру и выполня-ющих определенные функции, направленные на достижение цели объекта;
3. Имеет управление, благодаря которому все компоненты функционируют согласованно и целенаправленно;
4. Имеет в своем составе или во внешней среде источники энергии и материалов для функционирования;
5. Обладает системными свойствами, не сводимыми к сумме свойств его компонентов.
|
|
