Система — совокупность элементов, находящихся в определённых отношениях друг с другом и со средой.
Элемент. Под элементом принято понимать простейшую неделимую часть системы. Можно сказать, что элемент – это предел деления системы с точек зрения решения конкретной задачи и поставленной цели.
Подсистема. Система может быть разделена на элементы не сразу, а последовательным расчленением на подсистемы, которые представляют собой компоненты более крупные, чем элементы, и в то же время более детальные, чем система в целом. Возможность деления системы на подсистемы связана с вычленением совокупностей взаимосвязанных элементов, способных выполнять относительно независимые функции, подцели, направленные на достижение общей цели системы.
Структура. Структура отражает наиболее существенные взаимоотношения между элементами и их группами (компонентами, подсистемами), которые мало меняются при изменениях в системе и обеспечивают существование системы и ее основных свойств. Структура – это совокупность элементов и связей между ними.
Структуру часто представляют в виде иерархии. Иерархия – это упорядоченность компонентов по степени важности (многоступенчатость, служебная лестница). Между уровнями иерархической структуры могут существовать взаимоотношения строгого подчинения компонентов (узлов) нижележащего уровня одному из компонентов вышележащего уровня, т.е. отношения, так называемого древовидного порядка.
Связь. Понятие «связь» входит в любое определение системы наряду с понятием «элемент» и обеспечивает возникновение и сохранение структуры и целостных свойств системы. Это понятие характеризует одновременно и строение (статику), и функционирование (динамику) системы.
Состояние. Понятием «состояние» обычно характеризуют мгновенную фотографию, «срез» системы, остановку в ее развитии. Его определяют либо через входные воздействия и выходные сигналы (результаты), либо через макропараметры, макросвойства системы (например, давление, скорость, ускорение – для физических систем; производительность, себестоимость продукции, прибыль – для экономических систем).
Поведение. Если система способна переходить из одного состояния в другое (например, z1→z2→z3), то говорят, что она обладает поведением. Этим понятием пользуются, когда неизвестны закономерности переходов из одного состояния в другое. Тогда говорят, что система обладает каким-то поведением, и выясняют его закономерности.
Внешняя среда. Под внешней средой понимается множество элементов, которые не входят в систему, но изменение их состояния вызывает изменение поведения системы.
Модель. Под моделью системы понимается описание системы, отображающее определенную группу ее свойств. Углубление описания – детализация модели. Создание модели системы позволяет предсказывать ее поведение в определенном диапазоне условий.
Модель функционирования (поведения) системы – это модель, предсказывающая изменение состояния системы во времени, например: натурные (аналоговые), электрические, машинные на ЭВМ и др.
Равновесие – это способность системы в отсутствие внешних возмущающих воздействий (или при постоянных воздействиях) сохранить свое состояние сколь угодно долго.
Устойчивость. Под устойчивостью понимается способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних возмущающих воздействий.
Развитие. Исследованию процесса развития, соотношения процессов развития и устойчивости, изучению механизмов, лежащих в их основе, уделяют в кибернетике и теории систем большое внимание.
Цель. Применение понятия «цель» и связанных с ним понятий целенаправленности, целеустремленности, целесообразности сдерживается трудностью их однозначного толкования в конкретных условиях. Это связано с тем, что процесс целеобразования и соответствующий ему процесс обоснования целей в организационных системах весьма сложен и не до конца изучен. В практических применениях цель – это идеальное устремление, которое позволяет коллективу увидеть перспективы или реальные возможности, обеспечивающие своевременность завершения очередного этапа на пути к идеальным устремлениям.
В зависимости от степени сложности системы делятся на простые, сложные (большие).
Простые системы с достаточной степенью точности могут быть описаны известными математическими соотношениями. Особенность простых систем – в практически взаимной независимости от свойств, которая позволяет исследовать каждое свойство в отдельности в условиях классического лабораторного эксперимента и описать методами традиционных технических дисциплин (электротехника, радиотехника, прикладная механика и др.). Примерами простых систем могут служить отдельные детали, элементы электронных схем и т.п.
Сложные системы состоят из большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, каждый из которых может быть представлен в виде системы (подсистемы). Сложные системы характеризуются многомерностью (большим числом составленных элементов), многообразием природы элементов, связей, разнородностью структуры.
К сложной можно отнести систему, обладающую по крайней мере одним из ниже перечисленных признаков:
– систему можно разбить на подсистемы и изучать каждую из них отдельно;
– система функционирует в условиях существенной неопределённости и воздействия среды на неё, обусловливает случайный характер изменения её показателей;
– система осуществляет целенаправленный выбор своего поведения.
Связи и взаимодействия между элементами сложных систем осуществляются переносами (потоками) вещества, энергии и информации. Взаимодействие между элементами системы может иметь различную природу и выражаться разными функциями. Чаще всего рассматриваются парные взаимодействия типа «сдал — принял», «сигнал — ответ» или «импульс — реакция». Научный анализ систем в большинстве случаев сосредоточен именно на изучении характера этих функций. Между тем поведение системы часто определяется не столько функциональными характеристиками связей, сколько их причинной направленностью.
Если есть два связанных процесса А и В, то изменения А во времени могут приводить к разным случаям зависимого от А изменения В, причем однонаправленность изменений считается положительной (знак «+»), а разнонаправленность — отрицательной (знак «-»). Кроме того, речь не идет о пропорциональности изменений. В большинстве случаев зависимости бывают нелинейными. Возможно еще запаздывание ответа.
Кроме односторонних зависимостей существуют различные варианты парных двусторонних связей — взаимозависимостей или взаимодействий. При взаимодействиях главную роль приобретает качественный результат, а не только однонаправленность или противонаправленность сопряженных процессов. Эти взаимоотношения можно представить следующим образом: В первом случае — взаимное противонапраленное (негативное) действие. Во втором случае — двустороннее благоприятствование, взаимопомощь или взаимостимулирование. В третьем случае — сочетание сопряженных благоприятствования и угнетения. В теории систем наиболее важны взаимодействия третьего типа — контуры с отрицательной обратной связью, так как они авторегуляторны и содержат потенциал самоорганизации.
В сложных системах всегда сочетаются контуры обоих знаков. Следует подчеркнуть, что поведение подобных систем в большей степени определяется наличием контуров обратной связи, а не конкретными значениями коэффициентов, которые обуславливают силу каждой отдельной причинной связи. Чтобы изменить поведение системы, недостаточно изменить коэффициенты, гораздо важнее добавить или изъять какие-то кольца связей, которые могли бы изменить знак системы.
