1.3Система и ее свойства

Понятие системы вошло в обиход в начале ХХ века, но долгое время использовалось лишь в самом общем смысле. Развитие представлений о взаимосвязи различных отраслей науки, формирование идей кибернетики сделали необходимым строгое определение системы.

Системой называется упорядоченная совокупность взаимодействующих элементов, объединенных определенными связями, предназначенная для достижения заданной цели и достигающая ее наилучшим (по возможности) образом.

Подчеркивается единство трех основных составляющих понятий системы – элементов, связей, операций. Достоинство данного определения – в простоте и раскрытии сущности систем, недостаток – в отсутствии однозначности (произвольно взятый элемент системы сам является системой, а произвольно взятая система может рассматриваться как элемент более крупной системы).

Элементом назовем некоторый объект (материальный, энергетический, информационный), обладающий рядом важных для нас свойств, но внутреннее строение (содержание) которого не является в данном случае целью рассмотрения.

Связью назовем важный для целей рассмотрения обмен между элементами веществом, энергией, информацией. Частным случаем связи выступает воздействие.

Свойства системы

Целостность системы. Элементы системы функционируют во времени взаимосвязано как единое целое. Каждый из них работает ради достижения единой цели, стоящей перед всей системой. Система не должна рассматриваться как простая сумма элементов. Нужно учитывать эффект взаимодействия элементов, благодаря которому некоторые свойства накапливаются, усиливаются и в совокупности может появиться новое свойство, присущее всей системе.

Эмерджентность системы – способность сложной системы проявлять общесистемные свойства и порождать системный эффект, не присущий отдельным элементам системы.

Целевое назначение системы. Для какой цели функционирует система, какие перед ней ставятся задачи.

Примеры систем: солнечная система, живой организм (биологическая система), экологическая система, транспортная система, система линейных алгебраических уравнений, язык (языковая система), система Станиславского (театральная система), система химических элементов (таблица Менделеева), автоматизированная система управления технологическим процессом.

Большой системой назовем систему, включающую значительное число однотипных элементов и однотипных связей.

Сложной системой назовем систему, состоящую из элементов разных типов и обладающую разнородными связями между ними.

Большой, но не сложной с точки зрения механики системой является собранная из стержней стрела крана или, например, труба газопровода. Элементами последней будут ее участки между сварными швами или опорами. Для расчетов на прогиб элементами газопровода, скорее всего, будут считаться относительно небольшие (порядка метра) участки трубы. Так поступают в известном методе конечных элементов. Связь в данном случае имеет силовой (энергетический) характер – каждый элемент действует на соседний.

Различие между большой системой и сложной системой условно. Так, корпуса ракет или судов, которые, на первый взгляд, однородны, обычно относят к сложной системе – из-за наличия переборок разного вида, усилителей, слоистой конструкции. Типичными примерами сложных систем являются судно, самолет, ракета, системы управления ими, электронно-вычислительная машина, транспортная сеть города и многое другое.

В настоящее время важным классом сложных систем выступают так называемые автоматизированные системы. Слово «автоматизированный» указывает на участие человека, использование его активности внутри системы при сохранении значительной роли технических средств. Так, цех, участок, сборка могут быть как автоматизированными, так и автоматическими («цех-автомат»). Для сложной системы автоматизированный режим считается более предпочтительным. Например, посадка самолета выполняется при участии человека, а автопилот обычно используется лишь на относительно простых движениях. Также типична ситуация, когда решение, выработанное техническими средствами, утверждается к исполнению человеком.

Итак, автоматизированной системой называется сложная система с определяющей ролью элементов двух типов в виде:

• технических средств;

• действий человека.