1.3. Понятие связи и состояния

Помимо понятия системы к числу первичных, фундаментальных понятий теории систем следует отнести понятия связи и состояния.

Понятие связи отражает определенные характеристики организации реальных процессов или объектов. Эта организация, порядок и есть порождение того, что является содержанием понятия «система».

Как известно, все формы реальных взаимосвязей явлений, в конечном счете, основываются на их взаимообусловленности или, точнее, причинности.

Причинность – это такая связь между явлениями, когда одно явление (причини) при вполне определенных условиях с необходимостью порождает другое явление (следствие).

Ни одно явление не возникает спонтанно, самопроизвольно. Всегда имеется предшествующее ему во времени другое явление, которое его вызывает. С другой стороны, ни одно явление, возникшее в данный момент времени, не зависит от того, какие явления произойдут в будущем. Наконец, то обстоятельство, что в данный момент времени наблюдается именно это явление, а не какое-то другое, указывает на наличие определенного основания (причины) для его возникновения. Другими словами, появление конкретного явления предопределено другим вполне определенным явлением. В этом состоит принцип детерминизма реальных процессов. В теории систем причинный процесс называют входом, а процесс-следствие выходом системы.

Таким образом, рассматривая систему как целостный объект, можно сформулировать соответствующую модель или описать эту систему в терминах ее наблюдаемых свойств, а именно: как окружающая среда воздействует на систему (входы системы) и какова реакция системы на это воздействие (выход системы).

Ещё одним фундаментальным понятием теории систем является состояние. Известно, что физические свойства объектов изменяются в зависимости от их состояния, причем эти свойства всегда можно идентифицировать. Так, например, падение напряжения на участке цепи, содержащем сопротивление , определяется из закона Ома . Пусть ток - это вход системы (причина), а падение напряжений - выход системы (следствие). Значение выхода системы однозначно определяется входом системы и величиной . При неизменном , можно получить разные значения выхода , если изменять температуру сопротивления , или, что тоже самое, его тепловое состояние. Таким образом, можно сказать, что состояние – это то, посредством чего вход системы преобразуется в её выход. Следовательно, помимо входов и выходов, система характеризуется ещё некоторым состоянием, или — элементом множества ее состояний, которое однозначно определяет значение выхода системы.

В теории систем состояние как первичное понятие не определяется. По отношению к конкретной системе можно лишь поставить вопрос: что представляет собой множество ее состояний, и каково его строение и т. д.

Знание множества входов, выходов и состояний позволяет исследовать эволюцию системы, предсказывать ее поведение, а также установить принципы обеспечения заданного поведения системы. Учитывая, что в подавляющем большинстве практически важных задач, основной целью исследования систем является синтез систем с заданным поведением, можно прийти к заключению о большом практическом значении этих понятий.