Замкнутая и открытая системы.

Замкнутой называ­ют систему, любой элемент которой имеет связи только с элемента­ми самой системы. Иными словами, замкнутая система не имеет связей с внешней средой, ее элементы взаимодействуют только друг с другом, внутри системы. Замкнутая система — абстракция, реаль­но таких систем не существует. Однако это понятие является полез­ным для исследования систем, например для анализа искусствен­но созданной замкнутой системы «система — среда», исследования поведения системы при обрыве внешних связей и т. д.

Открытой называют систему, у которой, по крайней мере, один элемент имеет связь с внешней средой. Все реальные системы тес­но или слабо связаны с внешней средой, поэтому являются откры­тыми. Более того, даже в абстрактной замкнутой системе предпола­гается возможным наличие внешних связей, которые для данного случая считаются несущественными и лишь поэтому не рассматри­ваются.

Если временный разрыв или изменение характеристик внешних связей не вызывает отклонений в функционировании системы сверх заранее установленных пределов, то система связана с внешней сре­дой слабо, в противном случае — связана тесно. Несмотря на услов­ность такого деления и несомненное наличие систем, занимающих промежуточное положение, оно во многих случаях оказывается по­лезным. Это объясняется важным значением тесноты связи систе­мы с внешней средой, во многом определяющей требования к систе­ме и ее основным характеристикам. В некоторых случаях тесноту связи системы определяют только по входам, т. е. по воздействию внешней среды на систему, пренебрегая обратным воздействием системы на внешнюю среду.

Как указывалось выше, множество элементов, составляющих систему, объединено в нее по определенному признаку или правилу. Всегда можно ввести некоторые дополнительные признаки и раз­делить по ним множество элементов системы на подмножества, вы­деляя тем самым из системы ее составные части — подсистемы.

Подсистема.

Подсистема — выделенное из системы по опре­деленному правилу или принципу целенаправленное подмножество взаимосвязанных элементов любой природы. Каждую из выделен­ных подсистем можно в свою очередь делить на еще более мелкие подсистемы, полученные — на еще более мелкие и т. д. Установив некоторый общий для нескольких систем признак, можно объеди­нить их в одну более крупную систему, в которую исходные систе­мы войдут в качестве подсистем.

Сравнивая определение системы и подсистемы, видим, что они отличаются лишь правилом объединения элементов — для системы оно является более общим, объединяющим элементы ряда подсис­тем, а для подсистем — более частным.

Таким образом, любая система, представляя собой нечто целое, в то же время состоит из подсистем, каждую из которых можно рас­сматривать как самостоятельную систему, и, наоборот, любая система, представляя собой нечто целое, в то же время является частью, подсистемой некоторой более крупной системы. Подобную ситуацию задолго до появления современной концепции систем триста лет назад хорошо описал зачинатель сатирической литерату­ры в Бразилии Григорио де Матос Герра:

Целое без части — не целое.

Часть без целого — не часть.

Но если часть стала целым, оставаясь частью,

Нельзя сказать, что это часть, ведь это целое.

Возможность многократного деления системы на подсистемы приводит к тому, что любая система содержит некоторые подсисте­мы, полученные выделением из исходной, в свою очередь состоящие из более мелких подсистем, состоящих из еще более мелких, и т. д.

Все подсистемы, полученные непосредственным выделением из одной исходной, относят к подсистемам одного уровня или ранга. При дальнейшем делении получаем подсистемы все более низкого уровня. Такое деление называют иерархией (греч. tepapxia — деле­ние на высшие и низшие должности и чины, порядок подчинения низших по должности и чину лиц высшим). Одну и ту же систему можно делить на подсистемы по разному — это зависит от выбран­ных правил объединения элементов в подсистемы. Наилучшим, оче­видно, будет набор правил, который обеспечивает системе в целом наиболее эффективное достижение цели.

Число уровней, число подсистем каждого уровня может быть самым различным. Однако всегда необходимо соблюдать одно важ­ное правило: подсистемы, непосредственно входящие в одну систе­му более высокого уровня, действуя совместно, должны выполнять все функции той системы, в которую они входят. Другими слова­ми, подсистема некоторого n-го уровня представляет собой совокуп­ность всех входящих в нее подсистем (п-1)-го уровня.

В иерархической системе управления любая подсистема неко­торого уровня подчинена каждой подсистеме любого более высо­кого уровня, в состав которой она входит, и управляется ею. Систе­му можно делить на подсистемы более низкого уровня вплоть до молекул, атомов и т. д. Для систем управления деление системы возможно до тех пор, пока выделенная при очередном делении под­система не перестает выполнять функции управления. С этой точки зрения системами управления низшего иерархического уровня яв­ляются такие, которые осуществляют управление непосредственно некоторым орудием труда, механизмом, устройством или техноло­гическим процессом. Системы управления любого другого уровня, кроме низшего, всегда осуществляют управление технологическим процессом не непосредственно, а через подсистемы промежуточных, более низших по отношению к данной, уровней.

То обстоятельство, что любая подсистема является одновремен­но и самостоятельной системой, и подсистемой системы более высо­кого уровня, приводит к двум аспектам изучения систем.

При изучении системы как целого на так называемом макро­уровне основное внимание уделяется взаимодействию системы с внешней средой, причем системы более высокого уровня можно рассматривать в этом случае как часть внешней среды. При таком подходе главными факторами являются цель системы и условия ее функционирования. Элементы системы изучаются с точки зрения организации их в единое целое, вклада или влияния на функциони­рование системы в целом.

При изучении системы на микроуровне основными становятся внутренние характеристики системы — взаимодействие элементов системы между собой, их свойства и условия функционирования.

Для полного изучения системы необходимо сочетание обоих под­ходов. Обычно считается целесообразным начинать изучение с макроуровня, а затем переходить к микроуровню, хотя в отдельных случаях может оказаться полезной и обратная последовательность