Систе́ма (от др.-греч. σύστημα — целое, составленное из частей; соединение) — множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую целостность, единство[1].
Сведение множества к единому — в этом первооснова красоты.
В повседневной практике слово «система» может употребляться в различных значениях, в частности[2]:
- теория, например, философская система Платона;
- классификация, например, Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева;
- завершённый метод практической деятельности, например, система Станиславского;
- способ организации мыслительной деятельности, например, система счисления;
- совокупность объектов природы, например, Солнечная система;
- некоторое свойство общества, например, политическая система, экономическая система и т. п.;
- совокупность установившихся норм жизни и правил поведения, например, законодательная система или система моральных ценностей;
- закономерность («в его действиях прослеживается система»);
- конструкция («оружие новой системы»);
- и др.
Изучением систем занимаются такие инженерные и научные дисциплины как теория систем, системный анализ, системология, кибернетика, системная инженерия, термодинамика, ТРИЗ, системная динамика и т. д.
Определения системы[]
Существует по меньшей мере несколько десятков различных определений понятия «система», используемых в зависимости от контекста, области знаний и целей исследования.[3][4] Основной фактор, влияющий на различие в определениях, состоит в том, что в понятии «система» есть двойственность: с одной стороны оно используется для обозначения объективно существующих феноменов, а с другой стороны — как метод изучения и представления феноменов, то есть как субъективная модель реальности.[4]
В связи с этой двойственностью авторы определений различают по меньшей мере два аспекта: как отличить системный объект от несистемного и как построить систему путём выделения её из окружающей среды. На основе первого подхода даётся дескриптивное (описательное) определение системы, на основе второго — конструктивное,[4] иногда они сочетаются. Подходы к определению системы также предлагают делить на онтологический (соответствует дескриптивному), гносеологический и методологический (последние два соответствуют конструктивному).[5]
Так, данное в преамбуле определение из БРЭС[1] является типичным дескриптивным определением.
Примеры дескриптивных определений:
- Система — комплекс взаимодействующих компонентов (Л. фон Берталанфи).[6]
- Система — совокупность элементов, находящихся в определённых отношениях друг с другом и со средой (Л. фон Берталанфи).[7]
- Система — множество взаимосвязанных элементов, обособленное от среды и взаимодействующее с ней, как целое (Ф. И. Перегудов, Ф. П. Тарасенко).[8]
Примеры конструктивных определений:
- Система — комбинация взаимодействующих элементов, организованных для достижения одной или нескольких поставленных целей (ГОСТ Р ИСО МЭК 15288-2005).[9]
- Система — конечное множество функциональных элементов и отношений между ними, выделенное из среды в соответствии с определенной целью в рамках определенного временного интервала (В. Н. Сагатовский).[10]
- Система — отражение в сознании субъекта (исследователя, наблюдателя) свойств объектов и их отношений в решении задачи исследования, познания (Ю. И. Черняк).[11]
- Система S на объекте А относительно интегративного свойства (качества) есть совокупность таких элементов, находящихся в таких отношениях, которые порождают данное интегративное свойство (Е. Б. Агошкова, Б. В. Ахлибининский).[5]
- Система — совокупность интегрированных и регулярно взаимодействующих или взаимозависимых элементов, созданная для достижения определенных целей, причем отношения между элементами определены и устойчивы, а общая производительность или функциональность системы лучше, чем у простой суммы элементов (PMBOK)[2].
Таким образом, главное отличие конструктивных определений состоит в наличии цели существования или изучения системы с точки зрения наблюдателя или исследователя, который при этом явно или неявно вводится в определение.
Свойства систем[]
Общие для всех систем[]
- Целостность — система есть абстрактная сущность, обладающая целостностью и определенная в своих границах[2]. Целостность системы подразумевает, что в некотором существенном аспекте «сила» или «ценность» связей элементов внутри системы выше, чем сила или ценность связей элементов системы с элементами внешних систем или среды.
- Синергичность, эмерджентность, холизм, системный эффект — появление у системы свойств, не присущих элементам системы; принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих её компонентов (неаддитивность). Возможности системы превосходят сумму возможностей составляющих её частей; общая производительность или функциональность системы лучше, чем у простой суммы элементов[2].
- Иерархичность — каждый элемент системы может рассматриваться как система; сама система также может рассматриваться как элемент некоторой надсистемы (суперсистемы).
Классификации систем[]
Практически в каждом издании по теории систем и системному анализу обсуждается вопрос о классификации систем, при этом наибольшее разнообразие точек зрения наблюдается при классификации сложных систем. Большинство классификаций являются произвольными (эмпирическими), то есть их авторами просто перечисляются некоторые виды систем, существенные с точки зрения решаемых задач, а вопросы о принципах выбора признаков (оснований) деления систем и полноте классификации при этом даже не ставятся[4].
Классификации осуществляются по предметному или по категориальному принципу.
Предметный принцип классификации состоит в выделении основных видов конкретных систем, существующих в природе и обществе, с учётом вида отображаемого объекта (технические, биологические, экономические и т. п.) или с учётом вида научного направления, используемого для моделирования (математические, физические, химические и др.).
При категориальной классификации системы разделяются по общим характеристикам, присущим любым системам независимо от их материального воплощения[4]. Наиболее часто рассматриваются следующие категориальные характеристики:
- Количественно все компоненты систем могут характеризоваться как монокомпоненты (один элемент, одно отношение) и поликомпоненты (много свойств, много элементов, много отношений).
- Для статической системы характерно то, что она находится в состоянии относительного покоя, её состояние с течением времени остается постоянным. Динамическая система изменяет свое состояние во времени.
- Открытые системы постоянно обмениваются веществом, энергией или информацией со средой. Система закрыта (замкнута), если в неё не поступают и из неё не выделяются вещество, энергия или информация.
- Поведение детерминированных систем полностью объяснимо и предсказуемо на основе информации об их состоянии. Поведение вероятностной системы определяется этой информацией не полностью, позволяя лишь говорить о вероятности перехода системы в то или иное состояние.
- По происхождению выделяют искусственные, естественные и смешанные системы.
- По степени организованности выделяют класс хорошо организованных, класс плохо организованных (диффузных) систем и класс развивающихся (самоорганизующихся) систем.
- При делении систем на простые и сложные наблюдается наибольшее расхождение точек зрения, однако чаще всего сложность системе придают такие характеристики как большое число элементов, многообразие возможных форм их связи, множественность целей, многообразие природы элементов, изменчивость состава и структуры и т. д.[4]
Одна из известных эмпирических классификаций предложена Ст. Биром[12]. В её основе лежит сочетание степени детерминированности системы и уровня её сложности:
Системы | Простые (состоящие из небольшого числа элементов) | Сложные (достаточно разветвленные, но поддающиеся описанию) | Очень сложные (не поддающиеся точному и подробному описанию) |
---|---|---|---|
Детерминированные | Оконная задвижка Проект механических мастерских |
Компьютер Автоматизация |
|
Вероятностные | Подбрасывание монеты Движение медузы Статистический контроль качества продукции |
Хранение запасов Условные рефлексы Прибыль промышленного предприятия |
Экономика Мозг Фирма |
Несмотря на явную практическую ценность классификации Ст. Бира отмечаются и её недостатки. Во-первых, критерии выделения типов систем не определены однозначно. Например, выделяя сложные и очень сложные системы, автор не указывает, относительно каких именно средств и целей определяется возможность и невозможность точного и подробного описания. Во-вторых, не показывается, для решения каких именно задач оказывается необходимым и достаточным знание именно предложенных типов систем. Такие замечания в сущности характерны для всех произвольных классификаций[4].
Помимо произвольных (эмпирических) подходов к классификации существует и логико-теоретический подход, при котором признаки (основания) деления пытаются логически вывести из определения системы. В данном подходе множество выделяемых типов систем потенциально неограниченно, порождая вопрос о том, каков объективный критерий для выделения из бесконечного множества возможностей наиболее подходящих типов систем[4].
В качестве примера логического подхода можно сослаться на предложение А. И. Уёмова на основе его определения системы, включающего «вещи», «свойства» и «отношения» строить классификации систем на основе «типов вещей» (элементов, из которых состоит система), «свойств» и «отношений», характеризующих системы различного вида[13].
Предлагаются и комбинированные (гибридные) подходы, которые призваны преодолеть недостатки обоих подходов (эмпирического и логического). В частности, В. Н. Сагатовский предложил следующий принцип классификации систем. Все системы делятся на разные типы в зависимости от характера их основных компонентов. При этом каждый из указанных компонентов оценивается с точки зрения определенного набора категориальных характеристик. В результате из полученной классификации выделяются те типы систем, знание которых наиболее важно с точки зрения определенной задачи[10].
Классификация систем В. Н. Сагатовского:
Категориальные характеристики | Свойства | Элементы | Отношения |
---|---|---|---|
Моно | |||
Поли | |||
Статические | |||
Динамические (функционирующие) | |||
Открытые | |||
Закрытые | |||
Детерминированные | |||
Вероятностные | |||
Простые | |||
Сложные |
Закон необходимости разнообразия (закон Эшби)[]
При создании проблеморазрешающей системы необходимо, чтобы эта система имела большее разнообразие, чем разнообразие решаемой проблемы, или была способна создать такое разнообразие. Иначе говоря, система должна обладать возможностью изменять своё состояние в ответ на возможное возмущение; разнообразие возмущений требует соответствующего ему разнообразия возможных состояний. В противном случае такая система не сможет отвечать задачам управления, выдвигаемым внешней средой, и будет малоэффективной. Отсутствие или недостаточность разнообразия могут свидетельствовать о нарушении целостности подсистем, составляющих данную систему.
Общая теория систем[]
Общая теория систем — научная и методологическая концепция исследования объектов, представляющих собой системы. Она тесно связана с системным подходом и является конкретизацией его принципов и методов.
Первый вариант общей теории систем был выдвинут Людвигом фон Берталанфи. Его основная идея состояла в признании изоморфизма законов, управляющих функционированием системных объектов[14].
Современные исследования в общей теории систем должны интегрировать наработки, накопленные в областях «классической» общей теории систем, кибернетики, системного анализа, исследования операций, системной инженерии и т.д.
См. также[]
- Адаптивная система
- Архитектура системы
- Жизненный цикл системы
- Систематика
- Системный подход
- Общая теория систем
- Холон
Примечания[]
- ↑ 1,0 1,1 Система // Большой Российский энциклопедический словарь. — М.: БРЭ. — 2003, с. 1437
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 Батоврин В. К.. Толковый словарь по системной и программной инженерии. — М.:ДМК Пресс. — 2012 г. — 280 с. ISBN 978-5-94074-818-2
- ↑ Волкова В. Н., Денисов А. А., 2006
- ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 Кориков А.М., Павлов С.Н., 2008
- ↑ 5,0 5,1 Агошкова Е.Б., Ахлибининский Б.В. Эволюция понятия системы // Вопросы философии. — 1998. — №7. С.170—179
- ↑ Берталанфи Л. фон. Общая теория систем – критический обзор // Исследования по общей теории систем: Сборник переводов / Общ. ред. и вст. ст. В. Н. Садовского и Э. Г. Юдина. – М.: Прогресс, 1969. С. 23–82.
- ↑ Берталанфи Л. фон., 1973
- ↑ Перегудов Ф. И., Тарасенко Ф. П., 1989
- ↑ ГОСТ Р ИСО МЭК 15288-2005 Системная инженерия. Процессы жизненного цикла систем (аналог ISO/IEC 15288:2002 System engineering — System life cycle processes)
- ↑ 10,0 10,1 Сагатовский В. Н. Основы систематизации всеобщих категорий. Томск. 1973
- ↑ Черняк Ю. И., 1975
- ↑ Бир Ст., 1965
- ↑ Уёмов А. И., 1978
- ↑ Общая теория систем // Философский словарь / Под ред. И. Т. Фролова. — 4-е изд.-М.: Политиздат, 1981. — 445 с.
Литература[]
- Берталанфи Л. фон. История и статус общей теории систем // Системные исследования. — М.: Наука, 1973. (см. ISBN )
- Бир Ст. Кибернетика и управление производством = Cybernetics and Management. — 2. — М.: Наука, 1965. (см. ISBN )
- Волкова В. Н., Денисов А. А. Теория систем: учебное пособие. — М.: Высшая школа, 2006. — 511 с. — ISBN 5-06-005550-7. (см. ISBN )
- Кориков А.М., Павлов С.Н. Теория систем и системный анализ: учеб. пособие. — 2. — Томск: Томс. гос. ун-т систем управления и радиоэлектроники, 2008. — 264 с. — ISBN 978-5-86889-478-7. (см. ISBN )
- Месарович М., Такахара И. Общая теория систем: математические основы. — М.: Мир, 1978. — 311 с. (см. ISBN )
- Перегудов Ф. И., Тарасенко Ф. П. Введение в системный анализ. — М.: Высшая школа, 1989. (см. ISBN )
- Уёмов А. И. Системный подход и общая теория систем. — М.: Мысль, 1978. — 272 с. (см. ISBN )
- Черняк Ю. И. Системный анализ в управлении экономикой. — М.: Экономика, 1975. — 191 с. (см. ISBN )
- Эшби У. Р. Введение в кибернетику. — 2. — М.: КомКнига, 2005. — 432 с. — ISBN 5-484-00031-9. (см. ISBN )
Ссылки[]
- Петров В. История разработки законов развития технических систем (2002).
- Гринь А. В. Системные принципы организации объективной реальности / А. В. Гринь. — Москва : Московский государственный университет печати, 2000. — 300 с. — ISBN 5-8122-0200-1. http://www.i-u.ru/biblio/archive/grin_sistemnie/02.aspx
- Страница 0 - краткая статья
- Страница 1 - энциклопедическая статья
- Разное - на страницах: 2 , 3 , 4 , 5
- Прошу вносить вашу информацию в «Система 1», чтобы сохранить ее