Тема 6. Закономерности функционирования и развития систем

Закономерности взаимодействия части и целого. Целостность. Аддитивность. Прогрессирующая изоляция и прогрессирующая систематизация. Закономерности иерархической упорядоченности систем. Другие общесистемные закономерности.

Изучив данную тему, студент должен

знать:

- основные закономерности функционирования и развития систем;

уметь:

- прогнозировать свойства и поведение систем исходя из общесистемных закономерностей.

Методические рекомендации:

При изучении темы необходимо обратить внимание на следующие моменты.

1. В связи с тем, что пока не удалось установить единые общесистемные законы, то, говоря о свойствах систем, чаще всего ограничиваются закономерностями – часто наблюдаемыми, типичными свойствами, устанавливаемыми опытом. Наибольший интерес представляют общесистемные закономерности – закономерности, характеризующие принципиальные особенности систем любой природы.

2. Одной из фундаментальной общесистемной закономерностью является эмерджентность – возникновение в системе новых интегративных качеств, несвойственных ее компонентам.

3. К другим важным понятиям относится целостность, которая вбирает в себя и эмерджентность. Из целостности вытекают следующие закономерности:

а) изменение в одном элементе системы вызывает изменение во всех других элементах и в системе в целом, следствием чего является наличие побочных эффектов: как положительных, так и отрицательных;

б) сумма свойств системы не равна сумме свойств отдельных элементов, поскольку при вхождении в систему элементы могут «терять» часть своих свойств и/или «приобретать» новые;

в) при этом свойства системы зависят от свойств составляющих ее элементов.

4. Противоположностью целостности выступает аддитивность. В этом случае: изменения в системе представляют собой сумму изменений в ее отдельных частях и сумма свойств системы равна сумме свойств отдельных элементов.

5. Реальные системы редко находятся в крайних позициях: абсолютно целостная система или аддитивное образование. Любая развивающаяся система находится в некотором промежуточном положении, которое со временем смещается либо в сторону целостности – имеет место прогрессирующая систематизация, либо в сторону аддитивности – имеет место прогрессирующая факторизация (изоляция).

6. В основе системного подхода лежит признание изоморфизма систем различной природы (биологических, технических, социально-политических и др.), что позволяет, изучая одну из них, устанавливать свойства другой.

7. Любая система не изолирована от других систем, она связана множеством коммуникаций с окружающей средой, представляющей собой сложное и неоднородное образование, содержащее надсистему (систему более высокого порядка, задающую требования и ограничения рассматриваемой системе); элементы или подсистемы (нижележащие, подведомственные системы) и системы одного уровня с рассматриваемой.

8. Любую систему можно представить в виде иерархического образования. При этом на всех уровнях иерархии действует закономерность целостности: подчиненные члены иерархии приобретают новые свойства, отсутствовавшие у них в изолированном состоянии, а возникшее в результате объединения нижестоящих элементов новое целое приобретает способность осуществлять новые функции.

9. Использование иерархических представлений оказывается полезным в случае исследования систем и проблемных ситуаций с большой неопределенностью – происходит как бы расчленение «большой» неопределенности на более «мелкие», лучше поддающиеся исследованию.

10. Важную роль в системном анализе играет понятие энтропии, которое служит количественной мерой беспорядка (свободы, разнообразия) в системе. При этом для закрытой (замкнутой) системы – системы, не способной обмениваться с окружающей средой массой, энергией и информацией – справедливо второе начало (закон) термодинамики, согласно которому энтропия замкнутой (изолированной) системы монотонно возрастает (не убывает) со временем.

11. Энтропия неизолированной системы может быть уменьшена только в том случае, если система взаимодействует с другой или другими системами таким образом, что в процессе взаимодействия происходит компенсирующее увеличение энтропии.

12. Любая система не может быть неизменной: она не только возникает, функционирует, развивается, но и погибает – любая система имеет свой жизненный цикл, т. е. исторична.

13. Любая система со временем претерпевает количественные и качественные изменения. Для этих изменений вводятся понятия «рост» – увеличение в числе и размерах и «развитие» – изменения процессов в системе во времени, выраженные в количественных, качественных и структурных преобразованиях от низшего (простого) к высшему (сложному).

14. Чем сложнее система, тем более неравномерно развиваются ее составные части.

15. Развитие всех систем идет в направлении увеличения степени идеальности.

16. При наличии общей среды обитания для двух систем и для элементов системы характерна конвергенция – схождение, сближение, взаимовлияние, взаимопроникновение между системами или разных элементов внутри одной системы.

17. Для систем характерна эквифинальность – закономерность характеризующая предельные возможности системы – система способны достигать определенного состояния, которое не зависит ни от времени, ни от ее начальных условий, а определяется исключительно параметрами.

18. Для систем характерна полисистемность – любой объект окружающего мира принадлежит в качестве элемента одновременно многим системам.

19. Если существующее равновесие системы подвергается внешнему воздействию, изменяющему какое-либо из условий равновесия, то в ней возникают процессы, направленные так, чтобы противодействовать этому изменению.

20. Устойчивость всей системы зависит от наиболее слабых элементов в системе.

21. Итальянский экономист Парето «Принцип 80/20», из которого, в частности следует, что 20 % усилий дают 80 % результата, а остальные 80 % усилий – лишь 20 % результата. Дальнейшие улучшения не всегда оправданны.

Литература: [1-5, 9, 11, 15].

Вопросы для самопроверки по теме

1. Объясните понятие «энтропия».

2. Покажите, как численно оценивается энтропия.

3. Дайте определение открытой системе.

4. Дайте определение закрытой системе.

5. Объясните суть второго начала (закона) термодинамики.

6. Дайте определение флуктуации.

7. Объясните суть принципа компенсации энтропии.

8. Дайте определение понятию «рост».

9. Дайте определение понятию «развитие».

10. Укажите причины изменений в системе.

11. Укажите основные признаки развития.

12. Дайте определение эмерджентности.

13. Поясните, что понимается под целостность.

14. Покажите, какие особенности систем вытекают из свойств целостности.

15. Поясните, что понимается под аддитивностью.

16. Поясните, что понимается под синергизмом.

17. Поясните, что понимается под прогрессирующей изоляцией.

18. Поясните, что понимается под прогрессирующей систематизацией.

19. Поясните, что понимается под изоморфизмом.

20. Поясните, что понимается под закономерностью коммуникативности.

21. Покажите, какие особенности систем вытекают из закономерности иерархичности.

22. Поясните, что понимается под эквифинальностью.

23. Поясните, что понимается под полисистемностью.

24. Покажите на примерах полисистемность.

25. Поясните, что понимается под историчностью.

26. Покажите, как используется закономерность историчности в области информатизации.

27. Объясните, в чем заключается закономерность неравномерного развития и расхождения темпов выполнения функций элементами системы.

28. Объясните, в чем заключается закономерность увеличения степени идеальности.

29. Объясните, в чем заключается закономерность внутрисистемной и межсистемной конвергенции.

30. Объясните, в чем заключается закономерность сохранения равновесия системы за счет противодействия внешнему возмущению.

31. Объясните, в чем заключается закономерность «наиболее слабых мест».

32. Объясните, в чем заключается закономерность 20/80.