3. Основные закономерности теории систем.

Целостность (эмерджентность). Закономерность целостности проявляется в системе в возникновении новых интегративных качеств, не свойственных образующим ее элементам.

1. Иерархичность системы проявляется в том, что свойство целостности проявляется на каждом уровне ее иерархии.

2. Системы могут рассматриваться как закрытые или открытые.

3. Обособленность означает закономерность систем или подсистем, заключающуюся в некой изолированности систем или подсистем от взаимодействия с другими системами или подсистемами в общей иерархии построения систем.

4. За исключением Вселенной, все системы являются подсистемами.

5. Синергизм означает однонаправленность действий, происходящих в определенной системе, результатом чего является повышение конечного эффекта.

6. Практически любая система не является изолированной. Она связана множеством коммуникаций с внешней средой, которая не однородна, а представляет собой сложное образование.

7. Закрытые физические системы подвержены энтропии – тенденции к «иссяканию», открытые же системы, получая «подпитку» из своего окружения не страдают от энтропии, если эта «подпитка» по крайней мере, равна используемой энергии плюс выход из системы.

8. Самоорганизация. Это понятие в теории систем определяется, как способность противостоять энтропийным тенденциям, преобразуя при необходимости свою структуру.

9. Чтобы какая-то система достигла равновесия, она должна обладать обратной связью – информационным входом, который сообщает, действительно ли система достигла устойчивого состояния и не подвергается ли опасности нарушения ее функционирования.

10. Открытые системы, в частности, социальные тяготеют к нарастанию усложненности и дифференциации.

11. Открытые системы могут достигать желаемых результатов различными способами.

12. Историчность.

13. Закон необходимого разнообразия. Смысл этого закона состоит в следующем: чтобы создать систему, способную справиться с решением проблемы, обладающей определенным разнообразием, нужно, чтобы система имела еще большее разнообразие, чем разнообразие решаемой проблемы.

4. Функциональное, морфологическое и информационное описание систем.

Функциональное описание.

Рис. 2.2. Система и внешняя среда

Состояние любой системы с заданной точностью можно охарактеризовать совокупностью значений k, определяющих ее поведение, т.е. вектором переменных состояний системы

K=(k₁, k₂, …, k_e).

Преобразование одного объекта в другой осуществляется посредством действия на объект оператора. Объект, подвергающийся преобразованию, называется операндом, а результат преобразования – образом. Тогда всякое преобразование можно описать следующим образом: в результате воздействия оператора на операнд получается образ.

Совокупность переменных состояний можно рассматривать как координаты точки в n-мерном пространстве. Его и принято называть пространством состояний системы. Рассматривая процесс функционирования системы, последовательную смену ее состояний и определяя соответствующие им точки, можно получить траекторию ее поведения. Пространство, в котором проходит траектория развития системы, называется фазовым пространством, а найденная траектория – фазовой траекторией.

Различают три типа поведения системы, три режима, в которых она может находиться: равновесный, переходный и периодический.

Состояние, в котором находится система, когда ни одна из компонент вектора ее состояния k_i не изменяется, называется равновесным. Выделяют три типа равновесия систем:

• гомеостатическое равновесие, когда структура системы сохраняется, несмотря на имеющиеся возмущения;

• морфогенетическое равновесие, при котором возмущения подавляются с помощью внутренней перестройки структуры и нового роста;

• энтропийное равновесие – в это состояние система приходит за счет разрушения структуры.

Под переходным режимом понимается режим движения системы из начального состояния к какому-либо установившемуся режиму – равновесному или периодическому.

Периодическим режимом называется режим, при котором система через равные промежутки времени приходит в одни и те же состояния.

Морфологическое описание.

Морфологическое описание дает представление о строении системы, т.е. о ее элементном составе, о наличии, характере и способах связи между элементами.

Связь a_ij между выходом элемента i и входом элемента j (рис. 2.3) называется прямой связью.

Рис. 2.3. Прямая связь.

Связь между выходом и входом одного и того же элемента называется обратной (корректирующей) связью. Она может осуществляться непосредственно или же через другие элементы системы (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Обратные связи.

Информационное описание.

Это информационное отображение функционального и морфологического описаний целенаправленной системы (схема потоков информации). Его результатом является описание и построение информационной системы, которая обеспечивает выполнение следующих основных функций:

• получение информации о всех подсистемах данной системы, а также от внешней среды, об их воздействии на систему в целом;

• обеспечение накопления и хранения основного центрального массива данных;

• выработка выходной информации.