Основные свойства, обязательные для любой системы

Понятие системы может быть определено перечислением основных свойств, обязательных для любой системы.

Целенаправленность системы – система выделяется исходя из глобальной цели ее функционирования. Целенаправленность действий компонентов усиливает эффективность функционирования системы.

Приоритет интересов системы более высокого уровня перед интересами её компонентов.

В системе имеется (внутренний или внешний) источник ресурса (материи, энергии, информации) для выполнения цели.

Целостность - определенная независимость системы от внешней среды и от других систем.

Интегративность – свойства системы не являются совокупностью свойств ее составляющих элементов. В системе имеются только теми элементы, которые Интегративные свойства могут и не проявляться, если по связям не идет поток ресурса (материя, энергия, информация) – это статические связи. Для проявления интегративного свойства связь должна быть динамической (от одного компонента к другому идет ресурс - поток материи, энергии, информации), поскольку динамические связи образуют свойства (пока связи статические интегративные свойства не проявляются) необходима актуализация связи (источник ресурса и направления его потоков). Процесс превращения статических связей в динамические – актуализация связей. Обеспечивают выполнение цели (задач, назначения) системы.

Структурность — возможна декомпозиция системы на компоненты, установление связей между ними.

Иерархичность — каждый компонент системы может рассматриваться как система (подсистема) более широкой глобальной системы.

Функции системы - это ее свойства, приводящие к достижению цели.

В системе имеется источник ресурса (материи, энергии, информации) для выполнения цели. Ресурс может быть получен из внешней среды (в системе преобразовывается в необходимый вид энергии).

В системе имеется управление для распределения потока ресурса по связям в соответствии с функциями элементов.

Для более полного представления понятия "система" необходимо дать определения элемента системы, связи, внешней среды системы, выделения системы из внешней среды.

Многообразие определений системы порождает разнообразие определений структуры, элементов, связей.

Пример интегративного свойства -цифровой автомат. Имеется некоторый цифровой автомат S, преобразующий целое число n на входе в число на единицу больше (n + 1) на выходе. Если соединить два таких автомата последовательно в кольцо, то в полученной системе обнаружится новое свойство: она генерирует возрастающие последовательности на выходах. Одна из этих последовательностей генерирует только четные, другая – только нечетные числа. Параллельное соединение – ничего не изменяет, но повышает надежность – выход только от исправного автомата.

Системное мышление

Чтобы понять, что такое системное мышление, приведем несколько примеров несистемного подхода или несистемного мышления.

Все крупные организационные ошибки - это, как правило, результат несистемного подхода, узкого, одностороннего, без учета причин и следствий, а ещё хуже, предвзятого.

Катастрофическое обмеление Аральского озера наступило не мгновенно, оно было следствием того, что недопустимо много отбирали воды из Сырдарьи и Амударьи на орошение полей хлопка, не учитывая затрат воды на естественное испарение и прочие многочисленные потери воды. К расчетам и предостережениям ученых не прислушались. Это пример предвзятого решения. Все понимали и делали умышленно во зло будущим поколениям своего же народа.

Неудачи крупномасштабных мероприятий, таких как мелиорация, осушение верховых болот, химизация, вырубание лесов, распахивание безлесных степей, являются системными ошибками.

Строительство атомных электростанций без решения проблемы захоронения отходов - пример преступного несистемного подхода.

Ни одно крупное мероприятие по преобразованию природной среды не может обойтись без серьезных разнообразных экологических последствий.

Например, зарегулирование стока реки неминуемо скажется и на биоценозах самой реки и водохранилищ и на наземных биоценозах, расположенных в бассейнах реки (затопление лесов, изменение уровня грунтовых вод, уничтожение привычных нерестилищ и многое другое). Был такой случай. Заселили озеро ценной рыбой, но не подумали, что на вытекающей из озера реке есть высокий водопад, который рыба преодолеть не может. Пришлось строить наклонную трубу.

Ругать постфактум всегда проще, но, возможно, что многих ошибок и не было бы, если бы в основе деятельности было системное мышление. Чем выше власть, тем крупнее решения и тем дороже обходятся их ошибки. Выше власть – меньше право на ошибку.

Нас учат логически мыслить, анализировать. разбивать проблему на части.

Для того, чтобы преодолеть барьер сложности мы начинаем упрощать явления, делить их на части. Поочередно рассматривая различные аспекты и проблемы.

В результате: несколько точек зрения на один и тот же объект. Рассмотреть проблему под разными углами – всегда ли хорошо такое фрагмнтарное видение? (Нельзя сложить сложный многокомпонентный пазл, не имея образа, картинки целого).

Экономические, социальные, политические, экологические, сложные технические, информационные – это целостные системы, существование которых обусловлено взаимовлиянием комонентов и окружающей среды.

Необходимо понять: как в результате сложных взаимодействий возникают интегральные характеристики.

Термины системное мышление, системный анализ, системный подход для простоты будем считать синонимами, обозначающими некоторую методологию.

Теперь проще понять, что такое системное мышление.

Это - мышление, строго учитывающее все положения системного подхода - всесторонность, взаимоувязанность, целостность, многоаспектность, учитывающее влияние всех значимых для данного рассмотрения систем и связей в отличие от детского, нерасчлененного, синкретического мышления.

Не зная систему, нельзя построить ее модель, исследовать ее свойства ис помощью модели, давать рекомендации по ее улучшению.

С точки зрения системного подхода, объекты, входящие в данную систему должны рассматриваться и сами по себе и в связи со многими другими объектами и явлениями. Ни одно живое существо, ни один коллектив, ни одна машина не могут существовать вне связи со своим окружением. Но описать и учесть все связи практически невозможно, и теоретически бессмысленно. Достаточно выделить только наиболее устойчивые связи, непосредственно и значительно влияющие на решение поставленной задачи и поддающиеся реальной оценке. Вот для этой конкретной цели и используются понятия системного подхода.

Альтернативой системному мышлению является предметное мышление, рассматривающее объекты изолированно, без учета всех существенных частей и связей между ними, внешних и внутренних.

Притча о том, как слепые анализировали слона. Один, потрогав хвост, сказал: – “Это веревка”, другой, потрогав бивни, сказал: – “Это палка”. “Это - шершавая колонна” - , сказал третий, трогая ногу. “Нет, - это стена”, сказал четвертый, трогая спину слона...

В чем их ошибка? Они анализировали большую систему по частям, это правильно, но они мыслили предметно, не системно, каждый делал вывод о всей системе только по одной части. Они приписывали свойства частей всей системе.

Системное мышление означает, что внимание исследователя сосредоточено на свойствах системы как целого.

Интегративные (возникающие) свойства. То, что системы функционируют как целое, означает, что у них есть свойства, отличающиеся от свойств составляющих их частей. Эти свойства систем известны как эмерджентные, или возникающие — они «возникают», когда система работает.

Благодаря тому, что мы имеем пару глаз, мы не просто расширяем поле зрения, но и воспринимаем мир объемно. Благодаря паре ушей наш слух не становится вдвое лучше, но мы слышим стереозвучание. Никакое знание о водороде и кислороде по отдельности не сможет подготовить вас к тому, что вода мокрая[1], и уж тем более — к появлению водоворотов.

Сложность. Система обеспечивает свою целостность благодаря взаимодействию частей. Эти взаимосвязи между частями, а значит, и сама система могут быть простыми или сложными.

Сложность может проявляться двумя различными путями. Называя что-либо сложным, мы, как правило, представляем себе очень много различных частей. Это сложность, вызванная детализацией, количеством рассматриваемых элементов.

Сложность другого типа — динамическая. Она возникает в тех случаях, когда элементы могут вступать между собой в самые разнообразные отношения. Поскольку каждый из них способен пребывать во множестве различных состояний, то даже при небольшом числе элементов они могут быть соединены бессчетным множеством способов. Нельзя судить о сложности, руководствуясь количеством элементов, а не возможными способами их соединения.

Новые связи между образующими систему частями увеличивают сложность, а появление еще одного элемента может привести к созданию множества дополнительных связей. При этом их количество увеличивается не на единицу. Число возможных связей может вырасти экспоненциально — иными словами, добавление каждого последующего элемента увеличивает количество связей в большей степени, чем добавление предыдущего. Например, представьте, что мы начинаем всего с двух элементов, А и В. Здесь возможны только две связи и два направления влияния: А на В и В на А. Добавим еще один элемент. Теперь в системе три элемента: А, В и С. Число возможных связей, однако, выросло до 6 и даже до 12, если мы сочтем возможным, что два элемента вступают в союз и совместно влияют на третий (скажем, А и В влияют на С). Таким образом, для создания динамически сложной системы нужно не так уж много элементов, даже если каждый может пребывать только в одном состоянии.

Первый урок системного мышления заключается в том, что мы должны отдавать себе отчет в том, с какого рода сложностью мы имеем дело в данной системе — со сложностью, обусловленной количеством элементов, или количеством связей между элементами.

Петли обратной связи. Привычное мышление склонно везде усматривать действие простых, локализованных в пространстве и во времени причинно-следственных связей. Однако когда речь идет о системах, вопросы, вроде: «кто в этом виноват?» зачастую не имеют прямого ответа. Поскольку все части системы связаны прямо или косвенно, то изменение в одной части порождает волны изменений, которые доходят до всех остальных частей. Значит, они тоже изменятся, а волны от этого процесса, в конце концов, достигнут той части, в которой началось изменение, т. е. возникнет обратная связь. В технике обратная связь означает, что на вход системы подаётся сигнал, пропорциональный её выходному сигналу.

На рисунке показан общий вид замкнутой системы управления.

Входом системы является эталонный сигнал; обычно мы хотим, чтобы выход системы был равен этому входному сигналу. Например, если речь идет о системе управления температурой в помещении, то таким входом может быть заданное пользователем значение температуры.

Выход системы измеряется датчиком, и измеренное значение температуры сравнивается со входом (вычитается из него).

Если выход равен входу, то разность между ними (ошибка) равна нулю, на объект не поступает никакой сигнал и выход объекта сохраняет текущее значение. Если ошибка не равна нулю, то корректирующее устройство заставляет объект реагировать таким образом, чтобы уменьшить величину ошибки.

Итак, обратная связь предполагает, что часть выхода из системы снова подается на ее вход или система использует информацию о выходе на предшествующем шаге, чтобы внести изменения в то, что она делает на следующем. Самой важной концепцией в установлении структуры системы является идея, что все изменения обусловливаются «петлями обратных связей».

Наш опыт складывается в результате действий подобных петель обратной связи, хотя нам привычнее представлять себе одностороннее влияние. Проделайте следующий эксперимент. Попробуйте кончиком указательного пальца накрыть точку в конце этого предложения. Вы только что продемонстрировали действие петли обратной связи. Сомневаетесь? Попробуйте еще раз, только на этот раз с закрытыми глазами. Ну, как результат? Чтобы накрыть цель, глаза должны постоянно снабжать вас информацией о положении кончика указательного пальца относительно точки в конце предложения. Пока палец движется к цели, вы непрерывно корректируете его движение. Проделав то же самое с закрытыми глазами, вы доказываете, что палец нельзя уподобить стреле, сорвавшейся с тетивы лука и дальше летящей свободно по направлению к выбранной цели. На самом деле ваши глаза постоянно измеряют отклонение пальца от цели, а мышцы действуют так, чтобы уменьшить его.

Наличие обратных связей — неотъемлемая характеристика систем: нет обратных связей, нет и систем. Существует два основных типа обратной связи:

Уравновешивающая (отрицательная) обратная связь — когда изменение состояния системы служит сигналом к началу движения в противоположном направлении, чтобы восстановить утраченное равновесие (любая система стабилизации, например, регулятор сливного бачка; система «хищник-жертва»).

Усиливающая (положительная) обратная связь — когда изменение состояния системы служит сигналом к усилению первоначального изменения. Иными словами, система удаляется от первоначального состояния со всевозрастающей скоростью. Представьте себе снежный ком, скатывающийся по склону холма. С каждым оборотом на него налипает все больше снега, и он становится все больше, пока не превратится в снежную лавину. Другой пример: рост капитала в соответствии с формулой сложного процента.

Понятия общей теории систем

Специальные научные дисциплины представляют собой модели определенных сторон действительности. Всем системам, вне зависимости от их физической природы, присущи определенные общие закономерности, отношения между элементами.

Попытка выявить некоторое основание, объединяющее все науки, приводят к мысли о необходимости построения общей теории систем, задачей которой стала бы формулировка некоторых принципов образования, развития, функционирования любых реально существующих систем.

Любая теория должна быть основана на предположении о существовании достаточно общих законов. Учитывая широту понятия системы, для теории систем эти законы должны быть чрезвычайно общими, граничащими с философскими, и в то же время приложимыми к практике - приближающими теорию к точным наукам.

Понятия общей теории систем должны быть настолько общими, чтобы охватывать все реально существующие проблемы, и вместе с тем обеспечивать возможность получения адекватной информации о рассматриваемом явлении. Чем выше общность теории, тем меньше возможность получения такой адекватной информации. Этим теория систем отличается от общепринятого понятия теории - нет строгого определения системы, так же как нет достаточно полных определений понятий элемента системы, структуры системы, связи.

С попытками построить общую теорию систем возник вопрос: существует ли система реально, или она привносится в действительность человеком?

Исходя из того, что прерогатива выделения системы, элементов системы принадлежит человеку, возникла тенденция: система существует не в природе, а в сознании людей – наш мозг накладывает некую структуру на реальное бытие, выделяя тем самым систему. Система «представляет собой нечто, обнаруживаемое и понимаемое нами, когда она отображается в нашем сознании».

Система не произвольная конструкция сознания – в сознании отражается объективная действительность. Исследователь в процессе познания вычленяет определенную структуру объекта и придает ей то значение, которое он считает необходимым для отражения взаимосвязей ее элементов.

Таким образом, система как некоторое теоретическое представление об объекте не существует вне нашего познания и практики, хотя сам объект существует объективно: существуют реальные объективные системы (объекты) и системы понятий (мысленные, концептуальные системы), которые характеризуют этот объект.

Возможна и другая интерпретация, при которой «системность» рассматривается именно как принцип, неотделимый от теоретических установок субъекта - наблюдателя, его способности представить, сконструировать объект познания как системный: система, структура, окружающая среда не существуют в природной или социальной реальности, а формируются в нашем знании в результате операций различения и конструирования, проводимых наблюдателем. При этом реальность должна обладать такими «параметрами», которые могут быть представлены как системы.

Соответственно складывается особый язык, включающий прежде всего такие общенаучные понятия, как системность, отношение, связь, элемент, структура, часть и целое, целостность, иерархия, организация, системный анализ и многие другие.

Принцип системности понимается как универсальное положение о том, что все предметы и явления мира – это системы различных типов и видов целостности и сложности. Задача субъекта-исследователя - обнаружить систему, ее связи и отношения, описать, классифицировать объяснить их.

Принцип системности объединяет несколько идей и представлений: системности, целостности, соотношения части и целого, структурности и «элементарности» объектов, универсальности, всеобщности связей, отношений, развития.

На этой основе (системность мира) формулируется общая методология системных исследований - набор методологических подходов (принципов) к исследованию системы - системный подход.

Дата добавления: 2014-08-04; просмотров: 729; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!