Замкнутая и открытая системы

Замкнутой называют систему, любой элемент которой имеет связи только с элементами самой системы.

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.

Открытой называют систему, у которой хотя бы один элемент имеет связь с внешней средой.

Все реальные системы связаны с внешней средой, поэтому являются открытыми. Даже в абстрактной замкнутой системе предполагается возможным наличие внешних связей, которые для данного случая считаются несущественными и 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.

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 подсистем можно разделить на более мелкие подсистемы, а полученные — на еще более мелкие и т. д. Установив общий для нескольких систем признак, можно объединить их в одну более крупную систему, в которую исходные систе­мы войдут в качестве подсистем.

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.

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. iepapxia — 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.

Число уровней, число подсистем каждого уровня может быть самым различным. Однако 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 (n-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. 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:

- изучение системы на макроуровне - взаимодействию системы с внешней средой, причем системы более высокого уровня можно рассматривать в этом случае как часть внешней среды;

- изучение системы на микроуровне - 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