1.1.3. Закономерности и классификация систем

Каждая конкретная система обладает некоторыми свойствами. Но есть свойства, общие для любой системы, определяющие закономерности систем [4]. Рассмотрим основные из них.

Целостность (эмерджентность) системы – определяет возникновение новых ка­честв, не свойственных образующим систему компонентам. При этом рассматриваются две стороны:

• свойства системы не являются суммой свойств отдельных ее частей, элементов;

• свойства системы зависят от свойств ее элементов.

И н т е г р и р о в а н н о с т ь системы – часто употребляется как синоним целостности. Это системообразующие, системосохраняющие факторы.

К о м м у н и к а т и внос т ь – означает, что система не изолирована, она связана множеством коммуникаций со средой.

Иерархичность систем – все существующие системы имеют иерархическую структуру. Иерархия – это равномерность построения всего мира. Закономерность целост­ности проявляется на каждом уровне иерархии систем. На каждом уровне возникают новые свойства, не являющиеся суммой составляющих данный уровень частей.

Э к в и ф и н альность систем – характеризует предельные возможности систем определенною класса сложности.

Распределение систем по классам (совокупностям) в зависимости от некоторых их общих признаков позволяет унифицировать подходы к исследованию систем, обобщать результаты исследований. Любую классификацию систем всегда можно углубить, выделяя в рассматриваемом классе систем новые общие признаки, которые в свою очередь могут обнаруживаться в процессе исследований. В связи с этим не существует объективных критериев, по которым можно было бы судить о полноте или эффективности той или иной системы классификации.

Приведем примеры классификации систем по достаточно общим признакам.

По природе возникновения системы разделяются на:

• естественные – созданные природой;

• искусственные – созданные живыми существами;

• смешанные – включающие системы из первого и второго класса (биотехнические, организационные, социально-экономические и другие).

По характеру воздействия на систему – управляемые и неуправляемые (различные сооружения, конструкции).

Управляемые системы в свою очередь разделяются на управляемые извне (без обратной связи), самоуправляемые (адаптивные, самоорганизующиеся, автоматические и др.) и с комбинированным управлением (организационные, автоматизированные).

По степени определенности – детерминированные (однозначно определенные), вероятностные, неопределенные, игровые и смешанные.

По типу оператора системы – черный ящик, с частично известными параметрами оператора, с полностью известным оператором.

По характеру взаимодействия с внешней средой – открытые и замкнутые.

Технические системы классифицируются еще детальнее. Например, стационарные и нестационарные, дискретные и непрерывные, линейные и нелинейные. В стационарных системах сдвиг во времени начала действия входного сигнала не изменяет выходной сигнал.

1.1.4. Большие и сложные системы

Система является большой, если с точки зрения наблюдателя (исследователя) она в каком-либо аспекте, важном для достижения цели исследования, превосходит наблюдателя.

При этом один и тот же объект в зависимости от цели наблюдателя и средств, имеющихся в его распоряжении, можно приводить или не приводить к большой системе. Большая система представляет собой целостный комплекс взаимосвязанных элементов (подсистем). Она характеризуется большим числом элементов и особенно числом связей между ними. Большим системам присущи: определенная целостность, наличие общих целей и назначения; значительные размеры и размерность вектора состояния; большое число выполняемых функций; сложность поведения; наличие состязательных, конкурирующих тенденций (содержат противоположно направленные процессы, стремящиеся снизить эффективность системы).

Сложность – свойство, выражающееся в структурной необъяснимой неожиданности и непредсказуемости состояния и поведения.

Характерными особенностями сложных систем являются [5]:

1. Уникальность (исключительность в своем роде). Существующие аналоги таких систем существенно отличаются друг от друга.

2. Слабая структурированность теоретических и фактических знаний о системе. Процесс накопления и систематизации знаний о них затруднен в силу уникальности (данные и знания об одной системе лишь частично могут быть перенесены на другую); значительности влияния человеческого фактора; невозможности проведения натурного эксперимента.

3. Составной характер системы. Допускается как переменность состава системы, так и переменность ее структуры (связей). Система представляет собой совокупность изменяющихся во времени множеств элементов {A_k}, допустимых между ними связей {B_k} и соответствующих им моментов времени {t_k}(k = ).

4. Разнородность подсистем и элементов, составляющих систему. Составные элементы и подсистемы разнородны по природе. Они могут быть биологического, технического, экономического, химического характера.

5. Случайность и неопределенность факторов, действующих в системе. Это могут быть человеческий фактор, погодные условия, отказы в работе подсистем, элементов и другие.

6. Многокритериальность оценок процессов, протекающих в системе. Невозможность однозначной оценки диктуется наличием множества подсистем со своими локальными критериями; множеством показателей эффективности всей системы; наличием неформализуемых критериев.

7. Большая размерность системы. Эта особенность системы обуславливает потребность в специальных способах построения и анализа моделей.

Примерами сложных систем могут служить социально-экономические системы, системы образования, уникальные проекты и т.д.