ЛИТЕРАТУРА

Основная:

1. Воевудский Е.Н. Управление на морском транспорте: Учеб. для вузов. - М.: Транспорт, 1993. - 366 с.

2. Мухин В.И. Основы теории управления: Учебник для вузов. - М.: Издательство «Экзамен», 2003. - 256 с.

3. Орловский П.Н. Системный анализ (основные понятия, принципы, методология): Учебн. пособие. - К.: ІЗМН, 1996. - 360 с.

4. Старіш О.Г. Системологія. Підручник. - Київ: Центр навчальної літератури, 2005. - 232 с.

5. Сурмин Ю.П. Теория систем и системный анализ: Учеб. пособие. - К.: МАУП, 2003. - 368 с.

6. Теория управления: Учебник / Под ред. Ю.В. Васильева, В.Н. Парахиной, Л.И. Ушвицкого. - 2-е изд.. доп. - М.: Финансы и статистика, 2005. - 608 с.

Дополнительная:

1. Антонов А.В. Системный анализ. Учеб. для вузов. - М.: Высш. шк.. 2004. - 454 с.

2. Глухов В.В., Медников М.Д., Коробко С.Б. Математические методы и модели для менеджмента. 2-е изд., испр. И доп. - СПб.: Издательство «Лань», 2005. - 528 с.

3. Миротин Л.Б., Ташбаев Ы.Э. Системный анализ в логистике: Учебник. - М.: Издательство «Экзамен», 2002. - 480 с.

4. Практикум по теории управления: Учебное пособие / Под ред. Ю.В. Васильева, В.Н. Парахиной, Л.И. Ушвицкого. - 2-е изд. доп. - М.: Финансы и статистика, 2005. - 304 с.

5. Системный анализ в управлении: Учеб. пособие / Под ред. А.А. Емельянова. - М.: Финансы и статистика, 2003. - 368 с.

6. Уколов В.Ф. Теория управления: Учеб. для вузов. - 2-е изд.. доп. - М.: ЗАО «Издательство «Экономика», 2004. - 656 с.

Лекционный материал

Тема 1. История возникновения и становления системного подхода

1. Сущность и основные характеристики системности

Тот, кто начинает осваивать идеи теории систем, сразу сталкивается с проблемой изначальной неопределенности в понятиях. Довольно часто в литературе используются такие понятия, как «системный подход», «теория систем», «системный анализ», «принцип системности» и др. При этом их не всегда различают и часто применяют как синонимы.

По нашему мнению, наиболее общим понятием, которое обозначает все возможные проявления систем, является «системность» - системная методология, которая включает в себя системный подход, системный метод и теорию систем. Представим наглядно и кратко рассмотрим структуру системности и составляющие ее функции.

Системный подход - принцип познавательной и практической деятельности, который основывается на системном отражении действительности. Термин «подход» означает совокупность приемов, способов воздействия на кого-нибудь, в изучении чего-нибудь, ведении дела и т.д. В этом смысле подход - скорее не детальный алгоритм действия человека, а множество некоторых обобщенных правил. Это лишь подступ к делу, но не модель самого дела. Поэтому системный подход можно рассматривать как принцип деятельности. Ведь под принципом понимается наиболее общее правило деятельности, которое обеспечивает его правильность, но не гарантирует однозначность и успех.

Системный подход состоит в том, что любой более или менее сложный объект рассматривается в качестве относительно самостоятельной системы со своими особенностями функционирования и развития.

Теория систем - представляет собой сложную систему знания, которая объясняет происхождение, устройство, функционирование и развитие систем различной природы. Это - не просто мировоззрение, а строгое научное знание о мире систем.

Системный метод выступает как некоторая интегральная совокупность относительно простых методов и приемов познания, а также преобразования действительности.

Составляющие системности реализуют специфические функции. Так, системный подход, будучи принципом познания, выполняет ориентационную и мировоззренческую функции, обеспечивает не только видение мира, но и ориентацию в нем.

Системный метод реализует познавательную и методологическую, а системная теория - объясняющую и систематизирующую. Таким образом, системность выступает в качестве инструмента познавательной деятельности, значительного арсенала конкретных методов познания всего сущего.

Общая теория систем интегрирует наиболее обобщенное знание о системах. Она находится под воздействием двух наук: философии, которая дает ей обоснование категориального аппарата, методы и приемы познания, качественное видение систем, и математики, обеспечивающей количественный анализ систем. Огромную роль в развитии общей теории систем играют логика, теория множеств, кибернетика и другие науки.

2. Возникновение и развитие системных идей

Формирование системных идей происходило очень медленно в процессе становления человеческого общества и культуры. Системные идеи, как и любое явление природы и общества, прошли несколько важнейших этапов.

Первый этап начался в глубокой древности и завершился к началу ХХ ст. Это этап возникновения и развития системных идей, которые складывались в практической и познавательной деятельности людей, шлифовались философией, носили разрозненный характер.

Второй этап развертывается с начала прошлого века до его середины, когда происходит теоретизация системных идей, формирование первых системных теорий, широкое распространение системности во все отрасли знания. Системность превращается в научное знание о системах, оформляется как инструмент познавательной деятельности.

Третий этап характеризуется тем, что происходит превращение системности в метод научных исследований, аналитической деятельности. Он развертывается со второй половины 50-х годов и совпадает с началом НТР, которая максимально использовала системный метод для научных открытий, осуществления технологических разработок. Системность к концу ХХ ст. становится всеобщим мировоззрением, которое используют специалисты всех отраслей.

Становление философских основ системного подхода представляет собой длительный процесс. Слово «система» появилось в Древней Греции 2000-2500 тыс. лет назад.

В качестве источников системных идей выступали:

практическая деятельность людей, которая постоянно обнаруживала структуры, целостность объектов и явлений, взаимосвязи между ними. Целое и части всегда присутствовали в хозяйственной деятельности, торговле, военном деле, строительстве и т.д.;

философия, которая осмысливала, обтачивала основные понятия системности, отрывала от реальной действительности и поднимала в облака абстрактности;

естественные знания и науки, которые формировали системность видения природы;

социальные науки, науки о человеке, которые вырабатывали системный подход к обществу.

На протяжении многих тысячелетий ученые развивали основы системности. Вот лишь некоторые имена ученых, которые внесли существенный вклад в развитие системных идей - Демокрит, Марк Туллий Цицерон, Эпикур, Аристотель, Николай Коперник, Галилео Галлилей, Джордано Бруно, Пьер Симон Лаплас, Иммануил Кант, Георг Гегель, Шарль Фурье, Роберт Оуен, Карл Маркс, Фридрих Энгельс, Д.И. Менделеев, Нильс Бор, Чарльз Дарвин и др. Системный подход очень плодотворен. Он является мощным генератором научных идей.

Возникновение и развитие науки о системах

Методология научного познания немыслима без системного подхода, ставшего особенно популярным во второй половине ХХ ст. Хотя системные представления существовали издавна, первый вариант общей теории систем был предложен в 1912 г. А.А. Богдановым Философ, политический деятель, писатель, врач и один из организаторов системы здравоохранения в СССР. Основал первый в мире институт переливания крови. Погиб, проводя на себе рискованный опыт. (псевдоним; настоящая фамилия Малиновский, 1873-1928) в виде учения о тектологии.

«Всеобщую организационную науку, - отмечает А.А. Богданов, - мы будем называть «тектологией», что в переводе с греческого означает «учение о строительстве». Термин «строительство» является синонимом современного понятия «организация». Тектология Богданова - это общая теория организации и дезорганизации, наука об универсальных типах и закономерностях структурного преобразования любых систем.

Основная идея тектологии состоит в тождественности организации систем разных уровней: от микромира - до биологических и социальных систем. Относительно социальных процессов А.А. Богданов считал, что всякая человеческая деятельность объективно является организующей или дезорганизующей. Он полагал, что дезорганизация частный случай организации. Во всем мире происходит борьба организационных форм, и в ней побеждают более организованные формы (неважно, идет ли речь об экономике, политике, культуре или идеологии). Это происходит из-за того, что организованная система всегда больше, чем сумма ее составляющих элементов, а дезорганизационная - всегда меньше сумы своих частей. Поэтому главная задача тектологии состоит в лучшей организации вещей (техники), людей (экономики) и идей.

В Берлине А.А. Богданов опубликовал свои идеи. С ними ознакомился австрийский биолог и философ Людвиг фон Берталанфи (1901-1972), который создал второй вариант общей теории систем. Рассмотрим схему общей теории систем в представлении Л. Берталанфи.

В качестве особого и главного популяризатора системных идей выступила НТР, которая обеспечила бурное развитие системного подхода. Системный подход широко распространился в экономике, социологии, психологии и др.

В социологии большой вклад в развитие системных представлений об обществе внесли В.Г. Афанасьев, Р. Мертон, Т. Парсонс, П.А. Сорокина и др.

Торжество системного подхода в экономической науке связано с лауреатом Нобелевской премии 1973 г. Василием Леонтьевым, который исследовал структуру экономики, разработал метод экономических расчетов «затраты - выпуск», названный «методом межотраслевого баланса».

Системность в психологии предопределена исследованиями П.А. Анохина, А.Р. Лурии. Проникновение системных идей в управление подготовлено исследованиями Р. Акоффа, В.Г. Афанасьева, В.М. Глушкова.

К настоящему времени в мире насчитываются десятки тысяч публикаций по проблемам системного подхода, теории систем и системного анализа. можно говорить о существенном обновлении системных идей, которое связано с работами В.А. Карташева, С.А. Кузьмина, И.И. Пригожина. В.Н. Спицнаделя, Г. Хагена и др.

Вопросы по теме 1:

1. Охарактеризуйте структуру системности.

2. Дайте характеристику основных этапов возникновения и развития теории систем.

3. Дайте характеристику основным источникам системных представлений.

4. Кто является основоположником общей теории систем? Каковы его основные идеи?

5. Какова структура общей теории систем?

6. Назовите имена ученых, внесших существенный вклад в развитие системных представлений.

Тема 2. Основные понятия теории систем

1. Категориальный аппарат системного подхода

Современная наука нуждается в выработке четкого научного определения системы. Сделать это непросто, потому что понятие «система» относится к числу наиболее общих и универсальных дефиниций. Оно используется по отношению к самым различным предметам, явлениям и процессам. Неслучайно термин употребляется в множестве различных смысловых вариаций.

Система - это теория (например, философская система Платона). По всей видимости, этот контекст понимания системы был наиболее ранним - как только возникли первые теоретические комплексы.

Система - это классификация (например, периодическая система элементов Д.И. Менделеева). Особенно бурно возникали различные классификационные системы в XVIII-XIX ст.

Система - это завершенный метод практической деятельности (например, система реформатора театра К.С. Станиславского). Такого рода системы складывались по мере возникновения профессий, накопления профессиональных знаний и навыков.

Система - некоторый способ мыслительной деятельности (например, система исчисления). Этот вид системы имеет древние истоки. Они начинались с систем письма и исчисления и развились до информационных систем современности.

Система - это совокупность объектов природы (например, Солнечная система).

Система - это некоторое явление общества (например, экономическая, правовая система).

Система - это совокупность установившихся норм жизни, правил поведения (например, законодательная, моральная система).

Таким образом, анализ многообразия употребления понятия «система» показывает, что оно имеет древние корни и играет очень важную роль в современной культуре, выступает интегралом современного знания, средством постижения всего сущего. Вместе с тем понятие не однозначно и не жестко, что делает его исключительно креативным.

Как уже отмечалось ранее, слово «система» появилось в Древней Элладе и означало сочетание, организм, устройство, организацию, строй, союз. Оно также выражало определенные акты деятельности и их результаты (нечто поставленное вместе; нечто, приведенное в порядок).

В античной философии термин «система» характеризовал упорядоченность и целостность естественных объектов. Именно в этот период был сформулирован тезис о том, что целое больше суммы его частей.

Один из основоположников общей теории систем Л. Берталанфи рассматривал систему как комплекс взаимодействующих элементов.

Большая Советская Энциклопедия дает следующее определение «системы»:

«Система - это множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определенную целостность, единство». Следовательно, в самом общем виде под системой понимают множество, элементы которого закономерно связаны между собой.

Очевидно, что система - это и машина, состоящая из деталей и узлов, и живой организм из мышц, костей, органов; это и предприятие - состоящее из производственных зданий, станков, оборудования; ЭВМ - из ячеек, приборов и аппаратов; экономика страны - из отраслей, объединений, предприятий.

Элементы, как видно, бывают самыми разными: это и различные предметы, и явления, и знания, и правила, методы и т.д. При этом элементы, входящие в систему, функционируют во времени взаимосвязано как единое целое. Каждый из них работает ради достижения единой цели, стоящей перед всей системой. В этом и заключается так называемое свойство целостности системы.

Целостность предполагает, что процесс изучения (познания) системы идет через единство всех ее элементов. Отсюда следует, что система не должна рассматриваться как простая сумма элементов (их свойств и эффектов). Нужно учитывать при этом и эффект от взаимодействия элементов, благодаря которому некоторые их свойства, накапливаясь, усиливаются (или ослабляются) и в этой совокупности может появиться абсолютное новое свойство, присущее всей системе.

В этой связи мы вправе утверждать, что система - это целостный комплекс взаимодействующих элементов вместе с их свойствами и отношениями, или, говоря иначе, система - это такая совокупность элементов, из которой не может быть выделена полностью самостоятельная часть (части), поскольку все элементы в системе взаимосвязаны.

Способность сложной системы проявлять общесистемные свойства и порождать соответственно системный эффект называют эмерджентностью Эмерджентность - наличие у системы таких свойств, которых нет у ее отдельных элементов, не сводимость системы к свойствам элементов системы.. Приведенный термин близок к понятию синергизма Синергизм ( в переводе с греч. - сотрудничество, содружество) - явление, при котором общий результат процесса превосходит суму отдельных эффектов, входящих в этот результат. (синергетической связи или эффекта), которое является основополагающим в синергетике. Суть его в том, что при совместных (кооперативных) действиях различных элементов системы обеспечивается изменение их общего эффекта до величины большей или меньшей, чем сумма эффектов этих же элементов, возникающих порознь. (целое больше суммы своих частей)

Подводя итог сказанному, можно несколько расширить трактовку понятия «система», а именно:

Система - это упорядоченная совокупность взаимодействующих элементов, образующих единое целое, обладающих особенностями, которые отсутствуют у составляющих ее элементов.

Иными словами, под системой понимают наличие некоторой совокупности объектов с набором связей между ними и между их свойствами, создающей системный эффект.

В общем случае выделение систем является всегда условным и даже произвольным (субъективным) процессом, зависящим преимущественно от цели (характера задачи) и от того, кто осуществляет упомянутое выделение.

В этой связи может быть предложена еще одно определение термина «система»: система - это ограниченное множество взаимодействующих элементов со связями между ними, наложенными условиями задачи, для решения которой создается данная система.

Важнейшие свойства системы: структурность, взаимозависимость со средой, иерархичность, множественность описаний.

Таблица 1 - Характеристика основных свойств системы

Категориальный аппарат системного подхода представляет собой совокупность категорий, которые отражают систему. Он отличается значительным богатством. По нашему мнению, в понятийный ансамбль системного подхода можно включить более 300 категорий.

Таблица 2 - Классификация категорий системного подхода

Базисные категории выступают основой для определения системы. Определяя систему, мы всегда подыскиваем точку опоры в виде базового понятия. Рассмотрим некоторые из них:

Целое - форма существования системы в строго определенном качестве, выражающем ее независимость от других систем. Целое - это всегда завершенное, состоящее из органично взаимосвязанных между собой частей;

Множество - набор, совокупность каких-либо объектов. обладающих общим для всех характерным свойством;

Совокупность - сочетание, соединение, общий итог чего-нибудь;

Организация - представляется в качестве свойства материальных и абстрактных объектов обнаруживать взаимозависимое поведение частей в рамках целого.

Категории, которые дают понимание системы:

Система - совокупность элементов, находящихся во взаимоотношениях и связях со средой, образующих определенную целостность, единство;

Подсистема - элемент системы, который при подробном рассмотрении оказывается системой. Любая система состоит из нескольких уровней подсистем;

Надсистема - более общая система, которая включает в себя подсистемы.

Наиболее важные категории, определяющие строение системы:

Элемент - далее не разложимая единица при данном способе расчленения;

Связь - взаимное ограничение на поведение объектов, создающее зависимость между ними, обмен между элементами веществом, энергией, информацией;

Прямая связь - непосредственное воздействие объектов одного на другой;

Обратная связь - воздействие результатов функционирования системы на характер этого функционирования;

Структура - упорядоченность, связывающая элементы системы и обеспечивающая ее равновесие, способ организации системы, тип связей;

Организация - не только как свойство всего сущего, а и некоторая упорядоченность содержания;

Системообразующий фактор - признак, который объединяет объекты в систему.

Категории, характеризующие свойства системы:

Свойство - вхождение элемента, в некоторый класс вещей, когда не образуется новый предмет. Так, быть красным означает входить в класс красных вещей, вхождение при этом не образует предмета;

Цель системы - предпочтительное для нее состояние; обычно выражают в виде целевой функции. Система использует, как правило, несколько целей, образующих иерархию;

Эмерджнтность - не сводимость системы к свойствам элементов системы;

Гомеостаз (греч. homeo - подобный + statis - неподвижность) - понятие было впервые введено биологом Кэнноном для обозначения физиологических процессов, поддерживающих существенные состояния организма (давление крови, температура). Нарушение гомеостаза приводит к деструкции, болезням организма. Гомеостаз - динамическое равновесие системы;

Закрытость - полная изолированность системы от окружающей среды и жесткая детерминированность поведения элементов;

Открытость - отсутствие полной изолированности от окружающей среды и наличие степеней свободы в поведении элементов;

Энтропия (от греч. entropia - превращение) - количественная мера неопределенности некоторой выделенной совокупности характеристик системы; мера вероятности пребывания системы в данном состоянии.

Категории, характеризующие состояние системы:

Состояние системы - множество одновременно существующих свойств объекта или системы;

Процесс - изменение состояния;

Переходное состояние - состояние системы, находящейся в процессе. На интервале между двумя состояниями;

Стабильное состояние - сохранение системой своих характеристик;

Кризисное состояние - состояние, в котором система перестает соответствовать своему назначению.

Категории окружения системы:

Среда - представляет собой то, что ограничено от системы, не принадлежит ей, - это совокупность объектов, изменение которых влияет на систему, а также тех объектов, чьи свойства меняются в результате поведения системы;

Окружающая среда - внешняя среда системы, или совокупность объектов, которые располагаются за границами системы, воздействуют на нее, но не принадлежат ей;

Внутренняя среда - совокупность объектов, которые находятся в границах системы, влияют на ее поведение, но не принадлежат ей.

Главные категории процессов:

Функция - предназначение выполнять какие-то преобразования, для выполнения которых система и ее элементы приходят в движение, - это взаимодействие системы с окружающей средой в процессе достижения целей или сохранения равновесия;

Функционирование - действие системы во времени;

Управление - приведение системы в состояние равновесия или достижения цели;

Интеграция - процесс и механизм объединения и связности элементов;

Адаптация - приспособление системы к окружающей среде без потери своей идентичности;

Деградация - ухудшение характеристик системы;

Рост - увеличение количественных характеристик системы;

Агрессия - подавление характеристик системы в целях ее уничтожения, разрушения или насильственной интеграции;

Поглощение - насильственная интеграция.

Категории, характеризующие отражение системы:

Информация - сведения, знания наблюдателя системы, отражение ее меры разнообразия;

Модель системы - объект, который представителен системе, может замещать ее в исследовательском или практическом процессе, а полученные результаты могут переноситься на саму систему;

Проект системы - модель системы как средство конструирования системы.

Система характеризуется многообразными эффектами, наиболее важными среди которых выступают:

Эффект целостности - способность системы сохранять себя при воздействии различных факторов;

Интегральный эффект - появление новых качеств, присущих системе как целому;

Гомеостаз - способность системы сохранять в процессе взаимодействия со средой значения переменных в некоторых заданных пределах;

Эмерджентность - наличие у системы таких свойств, которых нет у ее отдельных элементов;

Синергетический эффект - эффект умножения результата функционирования системы, который превышает сумму результатов функционирования ее отдельных составляющих.

Наиболее важные категории системного анализа:

Анализ - исследовательская деятельность посредством мысленного разложения системы на составляющие;

Анализ системный - совокупность методов, приемов и алгоритмов применения системного подхода в аналитической деятельности;

Анализ ретроспективный - анализ систем прошлого и их влияния на прошлое и историю;

Анализ ситуационный (метод “Case study” или «кейс-метод») - разновидность аналитической деятельности, построенная на описании ситуации и подробном анализе этого описания;

Анализ структурный - анализ структуры системы как совокупности связей между частями системы, выяснения значения отдельного элемента для определенным образом структурированного целого;

Анализ функциональный - объяснение явления с точки зрения выполняемых ими функций;

Анализ структурно-функциональный - выделение элементов взаимодействия и определение их места и роли в функционировании системы;

Анализ причинно-следственный - установление причин, которые привели к возникновению данной ситуации, и следствий их развертывания;

Анализ прогностический - подготовка прогнозов и путей их реализации относительно вероятного, потенциального и желательного будущего;

Аналитическая модель - модель, позволяющая анализировать отражаемый ею объект.

Категории системного подхода находятся в постоянном развитии. Источниками их совершенствования выступают развитие системологии и системные исследования в естественных и общественных науках, которые помогают наполнять возникающие понятия содержанием, оттачивать их формулировки.

2. Системообразующие факторы

Одна из важных проблем в определении системы - выяснение сущности сил, объединяющих множество в одну систему. Действительно, как образуются, существуют, функционируют, развиваются системы? Как они сохраняют свою целостность, структуру, форму, ту особенность, которая позволяет отличить одну систему от другой? Почему неупорядоченность, хаос превращаются в организованное образование? Для объяснения этого применяется специальный термин - «системообразующий фактор». Под ним понимается фактор, который формирует систему.

Проблема поиска системообразующих факторов является одной из главных проблем науки, поскольку, найдя фактор, мы находим систему. Достаточно вспомнить, например, о скачке в науке благодаря открытию Д.И. Менделеевым (1834-1907) периодического закона и построения периодической системы элементов. Системообразующим фактором периодической системы элементов выступает зависимость между атомным весом и свойствами элементов. Открытие позволило объединить все элементы в строгую периодическую систему, создало возможности не только описывать свойства имеющихся элементов, но и предсказывать появление новых.

Встречается мнение, что системообразующим фактором является цель, благодаря которой элементы системы объединяются и функционируют ради ее достижения. Это приемлемо для живой природы и социальной жизни. Здесь целевая системная организация нередко ведущая.

В неживой природе, где цель - движение к состоянию равновесия, это менее четко выражено. Развитие, например, кристалла направлено, ибо он принимает определенную форму, но это происходит не потому, что атомы заранее сориентированы для принятия формы кристалла, а в силу того, что существует взаимодействие между атомами, выстраивающее их в нужном порядке.

Системообразующим фактором является также время - прошлое, настоящее, будущее. При этом одни системы предопределяются преимущественно прошлым, другие, другие - настоящим, третьим - будущим, четвертые - всеми видами времени.

Системообразующие факторы выполняют вполне определенные функции по отношению к системам:

выступают источником возникновения систем, ибо возникновение системообразующего фактора означает прекращение существования неупорядоченности, появление обостренной нужды в системе;

играют важную роль в поддержании равновесия Равновесие - способность системы возвращаться в первоначальное состояние, компенсируя возмущающее воздействие среды. системы. Система, вышедшая из равновесия, «включает» системообразующий фактор, который обеспечивает достижение ею состояния гомеостаза Гомеостаз (в переводе с греч. - подобный + неподвижность) - способность системы сохранять в процессе взаимодействия со средой значения переменных в некоторых заданных пределах. Это понятие впервые было введено биологом Кэнноном для обозначения физиологических процессов, поддерживающих состояния организма (давление крови, температура). Нарушение гомеостаза приводит к деструкции, болезням организма. Гомеостаз - это динамическое равновесие системы.;

обеспечивают процесс наследования в системах, память о ее коде.

Обратим внимание и на то, что системообразующие факторы далеко не всегда проявляют себя открыто. Это скрытые факторы, что требует специальных и длительных исследований. Поэтому одна из главных проблем в теории систем - правильное определение системообразующего фактора.

3. Классификация систем

Самое важное назначение классификации - описание свойств ее классов и подклассов, видов и подвидов систем, что позволяет использовать ее для идентификации конкретных систем в тех или иных областях деятельности.

По нашему мнению, любая система характеризуется 4 основными параметрами: субстанцией Субстанция (лат. substantia - сущность; то, что лежит в основе) - нечто относительно устойчивое, постоянное, существующее самостоятельно., строением, функционированием и развитием.

При этом под субстанцией понимается сущностное свойство предмета как целостности, основание и центр всех его изменений, активную их причину и источник функционирования. Под строением системы подразумевается наличие в системе элементов, связей и организации. Функционирование рассматривается как процесс реализации системой своих функций, а развитие - как процесс качественных изменений системы.

Тогда система - это структурно-функциональная развивающаяся целостность.

На основании выделенных параметров можно дать классификацию системы на субстанциональном уровне, уровнях строения, функционирования и развития (табл.3).

Таблица 3 - Классификация систем

Для характеристики любой системы используют различные комбинации классификационных признаков. Попробуйте сделать это самостоятельно.

Вопросы по теме 2

1. Дайте определение понятия «система».

2. Поясните, что называют эмерджентностью?

3. Что означает понятие «синергизм»?

4. Охарактеризуйте важнейшие свойства системы.

5. Дайте классификацию основных категорий системного подхода.

6. Что такое системообразующий фактор? Какова его роль в системах?

7. Что понимают под субстанцией, строением системы, ее функционированием и развитием?

8. Рассмотрите классификацию систем по всем уровням.

9. Охарактеризуйте конкретную систему по срезам и основаниям представленной классификации систем.

Тема 3. Структура и организация системы

1. Структурный аспект системы

Внутреннее устройство системы представляет собой единство состава, организации и структуры системы.

Состав системы сводится к полному перечню ее элементов, то есть это совокупность всех элементов, из которых состоит система. Состав характеризует богатство, многообразие системы, ее сложность.

Природа системы во многом зависит от ее состава, изменение которого приводит к изменению свойств системы. Например, меняя состав стали при добавке в нее компонента, можно получить сталь с заданными свойствами. Состав как определенный набор частей, компонентов элементов составляет субстанцию системы.

Заметим, что состав - необходимая характеристика системы, но, отнюдь, не достаточная. Системы, имеющие одинаковый состав, нередко обладают разными свойствами, поскольку элементы систем:

имеют различную внутреннюю организацию,

по-разному взаимосвязаны.

Поэтому в теории систем есть 2 дополнительные характеристики: организация системы и структура системы. Нередко их отождествляют.

Элементы представляют собой кирпичики, из которых строится системы. Они существенно влияют на свойства системы, в значительно степени определяют ее природу. Но свойства системы не сводятся к свойствам элементов.

Элемент - это далее не разложимая единица при данном способе расчленения, входящая в состав системы. Наличие связей между элементами ведет к появлению в целостной системе новых свойств (эмерджентность), не присущих элементам в отдельности. Для элементов системы характерны некоторые свойства.

Свойство - это вхождение вещи, элемента в некоторый класс вещей, когда не образуется новый предмет; характеристика, присущая вещам и явлениям, позволяющая отличать или отождествлять их.

Все элементы обладают 2 видами свойств:

элементальность при данном способе расчленения, свойства природы элементов (например, свойства химических элементов - валентность, атомные веса; свойства живых организмов - место в иерархии видов, активность; свойства человека - система ролей, статусов, ценностей, интересов и т.п.).

Элементы в системе находятся не сами о себе, а связаны один с другим. Под связью понимается любого рода взаимоотношения между частями системы. Она выступает в виде качества, которое присуще материи и заключается в том, что все предметы, явления объективной действительности находятся в бесконечно многообразной зависимости и в многообразных отношениях.

Связь - взаимное ограничение объектов, создающее ограничение на их поведение, зависимость между ними, обмен между элементами веществом, энергией, информацией. Связи играют исключительно важную роль в системе. На них ложится значительная смысловая нагрузка в понимании природы систем. Без них принципиально невозможна система.

Связи выполняют в системе несколько функций, наиболее важные из них:

системообразующая - связи выступают основой архитектоники системы, обеспечивают взаимодействие элементов, их взаимное влияние, участие в общесистемных процессах;

специфицирующая - связи задают конкретные свойства системы, ее специфику. Определенный набор, характер, направленность и другие характеристики связей системы предопределяют ее свойства, функциональные возможности и развитие;

витальная - связи обеспечивают жизнедеятельность системы, они поддерживают обмен системы с окружающей средой, изменения в связях предопределяет характеристики различных этапов развития системы.

При функциональном подходе связи рассматриваются с точки зрения выполняемой ими функции. При этом выделим 2 вида:

нейтральные (или статические), при которых действие и противодействие равны по величине, изменений не происходит;

функциональные, характеризующиеся тем, что действие и противодействие не совпадают, и элемент начинает реализовывать в системе некоторую функцию:

связи порождения (причинно-следственные связи),

связи преобразования - реализуются путем непосредственного взаимодействия 2 объектов с переходом их в новое состояние;

связи строения (структурные) - обеспечивают строение системы;

функциональные связи (в узком смысле слова) - обеспечивают функционирование системы;

связи развития - смена состояний отличается качественными изменениями;

связи управления - обеспечивают процесс управления системой.

Кроме того, под функциональный подход попадают прямые и обратные связи, каждая из которых выполняет свое назначение. Обратная связь информирует вход системы о состоянии ее выхода, а прямая - связывает один элемент с другим. Обратным связям принадлежит исключительно важная роль в управлении, поскольку они несут для субъекта управления необходимую информацию об объекте управления.

При содержательном подходе связи подразделяются на:

энергетические - процессы передачи энергии между элементами системы;

материально-вещественные - характеризуются материально-вещественными преобразованиями;

информационные - представляют собой информационные потоки.

Связи выступают важнейшей системной характеристикой. Можно с уверенностью утверждать, чем большим числом связей характеризуется система, тем она сложнее.

Максимальное количество связей в системе определяется числом возможных сочетаний между элементами и может быть найдено по формуле:

C = n(n-1), (1)

где n - количество элементов, входящих в систему;

С - количество связей между ними.

Если система состоит из 5 элементов (n=5), то максимальное количество связей для нее равно 20 (С=5*4=20).

Эта формула верна только для тех систем, у которых между двумя элементами допустима одна связь.

Структура системы (лат. structura - строение, порядок связи) - это совокупность устойчивых связей между элементами системы, которые обеспечивают целостность системы и тождественность самой себе. Структура намного богаче состава, так как состав отвечает на вопрос: «Из чего состоит система?», а структура обеспечивает ответ на более сложный вопрос: «Как устроена система?».

Любая структура описывается следующими основными характеристиками:

общим числом связей, характеризующих сложность системы;

общим числом взаимодействий, которые определяют устойчивость системы;

частотой связей, то есть количеством связей, приходящихся на один элемент, определяющих интенсивность взаимодействия элементов;

числом внутренних связей, которые определяют внутреннее устройство системы;

числом внешних связей, характеризующих взаимодействие системы со средой, ее открытость.

Для практической деятельности особенно важны две проблемы: описание и оптимизация структур. Для описания структур применяется теория графов. Граф - графическая модель структуры, которая состоит из множества вершин и ребер (дуг), символизирующих элементы и их связи. Граф определяется: множеством вершин графа и множеством пар вершин, между которыми существует связь. Теория графов - это область дискретной математики, занимающаяся исследованием и решением разнообразных проблем, связанных с графами. Для графа свойственно то, что число путей, по которым можно пройти от одной вершины к другой, отличается разнообразием. При этом наблюдаются различия в длительности этих путей.

На идее сокращения пути прохождения между крайними вершинами графа строится оптимизация структур.

2. Организация системы

Под организацией (с позднелатинского - «сообщаю стройный вид», «устраиваю») понимают внутреннюю упорядоченность элементов целого, а также совокупность процессов, ведущих к установлению взаимосвязей между отдельными частями системы.

Термин, с одной стороны, характеризует положение элементов системы относительно один другого и выступает термином отражения статики системы, с другой стороны, в нем присутствует динамический контекст, когда под организацией понимается сам процесс упорядочения системы, которая до этого характеризовалась определенным уровнем организации. В этом смысле организацию нередко понимают как непрерывный и устойчивый процесс становления и приобретения новых свойств.

Пространственная организация характеризуется несколькими параметрами:

Наиболее значимыми выступают пространственные размеры. При этом организация может занимать минимальные пространства (молекула, клетка, семья и т.п.), то есть быть микроорганизацией, или, наоборот, - значительные пространства (транснациональная корпорация, государство, союз государств и т.п.), то есть выступать в качестве макроорганизации.

Пространственное положение элементов системы, их пространственная согласованность. Возможны 2 варианты такого согласования: координация и субординация. Координация представляет собой упорядоченность по горизонтали, а субординация - по вертикали.

Структурная организация системы выступает устойчивой схемой взаимоотношений и связей между организованными элементами. Структура всегда определенным образом организована.

Основные показатели организационных структур:

оперативность - способность быстро реагировать на изменение обстановки и внешнее воздействие в соответствии с целевым назначением;

централизация - возможность выполнения одной из позиций руководящих функций. Определяется числом интервалов связи до центра;

живучесть - способность сохранять значение других показателей при разрушении части структуры. Характеризуется относительным числом элементов, при уничтожении которых остальные показатели не выйдут за допустимые пределы;

объем - количество элементов, которые охватываются организацией.

Оптимизация организационной структуры с точки зрения этих показателей представляет собой классическую проблему системного анализа.

Важной составной частью системного подхода выступает целеполагание, которое определяет соответствующий аспект организации системы. В строгом смысле слова цель - это идеальное предвосхищение результата деятельности, ее регулятор.

Цели системы классифицируются следующим образом:

по уровню объективности:

объективные (состояние, к которому стремится система, ради чего она существует),

субъективные (цель человека - исследователя; то, на что направлена деятельность человека по отношению к системам);

по сложности:

сложные,

простые;

По роли в жизни системы:

стратегические,

тактические;

По охвату системы:

общесистемные,

частные;

По близости к результату:

динамические,

статические;

По времени достижения:

ближайшие,

отдаленные,

перспективные;

По содержанию:

равновесные,

агрессивные,

адаптивные,

покоя,

разрушения,

созидания.

Цели системы представляют собой сплошную иерархию простых позиций. Последовательное разложение цели на простые составляющие, некоторые подцели называется декомпозицией.

Согласно декомпозиции цели имеют несколько уровней:

цели нижнего уровня иерархии подчинены целям верхнего;

цели верхнего уровня не могут быть достигнуты, пока не будут достигнуты цели ближайшего нижнего;

цели неэлментарные распадаются, в конечном счете, на элементарные.

После выделения целей и подцелей строится «дерево целей». Термин «дерево» используется для обозначения частного случая графа, имеющего иерархическую структуру. «Дерево целей» - это дерево, представляющее целевую структуру со взвешенными ветвями (веса подцелей устанавливаются экспертным путем). Затем формируется перечень ресурсов для реализации целей системы (возможно построение «дерева ресурсов» в соответствии с «деревом целей»).