2. Классификация систем.

Необходимо отметить, что мы далее будем иметь в виду под словом “система” не все природное многообразие систем, а только класс, так называемых, искусственных систем, т. е. систем, создаваемых и функционирующих в интересах различных видов деятельности людей. В отличие от природных систем, в которых системообразующим параметром выступает некоторая абстрактная целесообразность, в искусственных системах  главным системообразующим параметром является непосредственная цель функционирования, которая формулируется человеком и в интересах которой реализуется управление искусственной системой.

Объекты системных исследований весьма многочисленны и разнообразны. Поэтому широко применяется классификация систем.

Класс - совокупность объектов, обладающих одним или несколькими классификационными признаками.

Классификационный признак - характеристика свойства, позволяющая полностью или частично идентифицировать объект.

Системы можно классифицировать следующим образом:

- по степени участия человека - автоматические, автоматизированные;

- по степени сложности - простые, сложные;

- по изменчивости свойств - динамические и статические. (динамическая система имеет множество возможных состояний, которые могут меняться как непрерывно, так и в дискретные моменты

времени, статическая система - система, в которой существенные свойства не меняются);

- по виду структуры - централизованные, децентрализованные и иерархические;

- по характеру реакции на воздействия - самоорганизующиеся и не самоорганизующиеся (способность на основании оценки воздействия внешней среды менять свои свойства и таким образом прийти к такому устойчивому состоянию, когда эффективность решения задач не будет меньше заданной);

- по причинно-следственным связям между элементами системы - детерминированные и вероятностные;

- по способу представления системы при проведении исследований - реальные и абстрактные.

Наиболее важное значение для практических целей имеет классификация систем по сложности.

Необходимо отметить, что различные авторы в зависимости от объекта исследования, процессов, подлежащих изучению, и других факторов используют самые разнообразные признаки для отнесения системы к классу сложных или простых. Основными из них являются наличие большого числа элементов и взаимодействие между ними, наличие подсистем и иерархичность системы, наличие информационного обмена между элементами системы и случайных факторов, определяющих поведение системы, централизацию управления, единая цель функционирования элементов системы и влияние каждого из них на поведение всей системы, способность решать сложные задачи, требующие ряда последовательного решения подзадач, и ряд других.

Дадим пример простой и сложной систем.

Если военная система предназначена для решения одной (конкретной) задачи и имеет постоянную структуру, которая может быть описана на любом уровне, то ее называют простой военной системой (система ЦУ, система обнаружения и т. д.).

Под сложной военной системой в общем случае понимается замкнутая система из взаимосвязанных и взаимодействующих органов и объектов управления, структура, функциональное взаимодействие элементов и характер задач которой могут изменяться в широких пределах в зависимости от условий функционирования (например, группировка разнородных противолодочных сил).

Для исследования сложных систем широкое распространение получило многоуровневое (стратифицированное) описание.

Общепринятыми являются следующие уровни:

- логический (абстрактное представление всей системы в целом, из которого видны логика ее работы и основные цели, стоящие перед нею) ;

- информационный (система представляется в виде совокупности источников и получателей информации, мест ее обработки и хранения, а также путей прохождения информации, т.е. описывается информационная структура системы);

- функциональный (описывается совокупность функций, реализуемых системой, их детализация до задач и их "решателей");

- математический (функционирование системы описывается совокупностью математических выражений-операторов преобразования входных воздействий в выходные;

- физический (представление системы осуществляется на уровне протекающих в ней физических процессов).

Использование одного или нескольких уровней описания определяется целями исследования.

Общая теория систем является теоретической базой, фундаментом теории управления и теории автоматизации управления.

Это обусловлено тем, что управление силами флота, как и управление любыми другими организационно-техническими структурами, в сущности, представляет собой процесс синтеза системы, в качестве которой выступает некоторый управляемый объект или процесс (тоже можно сказать и о процессе автоматизации управления).

Общая теория систем - это логико-математическая область, задачей которой является формулирование и вывод таких общих принципов, которые применимы ко всем “системам” [6].

Общая теория систем - общенаучная логико-методологическая теория исследования объектов, представляющих собой системы вообще, не специализируя их на различные виды и классы [1].

Объектом исследований общей теории систем являются сложные образования (системы) окружающего нас мира как искусственного, так и естественного происхождения.

Предмет исследований ОТС - закономерности создания, функционирования и развития (совершенствования) сложных систем различной природы.

Общей теории систем присущи следующие роли:

- интегративная (объединение различных теорий, устранение противоречий и разночтений на стыках наук, взаимосвязь и преемственность различных теорий);

- созидательная (синтез сложных систем с заданными свойствами, решение вопросов обеспечения их эффективного функционирования);

- прагматическая (получение новых знаний об окружающем нас мире - анализ функционирования сложных систем).

Основные составляющие ОТС:

- системный анализ (основная задача - разработка методологии решения слабоструктуризуемых проблем в процессе концептуального анализа и синтеза сложных систем);

- кибернетика (наука об управлении сложными системами);

- исследование операций (цель - разработка методов (подходов) количественного обоснования принимаемых решений);

- системотехника.

Такая структура и взаимосвязь весьма условны.

Особое место в общей теории систем занимает системотехника. Системотехника занимается исследованием и созданием технических и других систем, содержащих компоненты различной природы с учетом рекомендаций эргономики и инженерной психологии, объединяет самые разнообразные сущности в единую, которая названа системой. Корабль решает боевые задачи именно благодаря взаимодействию частей различной физической природы. Главным объектом системотехники является система “природа + техника + человек”. Такие системы называют эргатическими.

Системотехник, исследуя и разрабатывая сложные системы, использует последние достижения в области системного анализа, кибернетики, исследования операций, новых информационных технологий, и особенно системного моделирования, которое является мощным средством познания и преобразования сложных систем.

При составлении системных моделей могут понадобиться самые различные теории и экспериментальные закономерности. Задача заключается не в их дальнейшем развитии, а в их сопряжении в единой модели. При этом для системотехника важным является ещё одна не упомянутая ранее классификация систем по реакции на входные воздействия.

Так, в природе существуют системы, реакция которых на внешние воздействия однозначна и может быть точно предсказана. Такие системы называют простыми или детерминированными. Например, при увеличении температуры внешней среды агрегат холодильника начинает работать интенсивнее.

Наряду с детерминированными существуют системы, реакция которых на внешнее воздействие неоднозначна, но предсказуема в среднем. К таким системам может быть отнесена система артиллерийского огня. Эти системы называют стохастическими.

Наконец, есть системы, реагирующие на внешнее воздействие непредсказуемым образом даже в среднем. Это означает, что никакое сколь угодно глубокое знание системы и длительное наблюдение за поведением системы не позволяют точно предсказать его на сколько угодно короткий интервал времени. Самый простой пример - единичный радиоактивный атом, время распада которого предсказать невозможно. Это - сложные системы.

Для полноты картины выделяют ещё системы, реакция которых на воздействие не предсказуема из-за беспорядочности внутренних связей. Это хаотические системы.

Наибольший интерес представляют сложные системы, т. к. весь мир и мы сами слабопредсказуемы. Но это не означает непредсказуемости. При заданных внешних условиях самая сложная система имеет ограниченные возможности выбора поведения. Точно определить, каков будет “выбор”, - невозможно, но знание областей ограничений не только полезно, но и необходимо. Для этого сложные системы должны обладать памятью о прошлом, учитывать свою предысторию.

Сложные системы в одних условиях ведут себя как детерминированные, в других как вероятностные, в-третьих - осуществляют слабопредсказуемый выбор.

Изложенные положения позволяют построить муляж системной модели, который может воспроизвести устройство, но не функции. Такая модель мертва. Необходимо эту модель “оживить”. “Оживление” системной модели возможно одним единственным путём - посредством установления системного гомеостаза.

Понятие гомеостаза ввел в кибернетику Н. Винер.

Системный гомеостаз - это обеспечение взаимосвязи и взаимосогласованности множества различных процессов, протекающих в динамике функционирования системы. В телевизоре, например, это процессы приёма и усиления видеосигнала, сигнала звукового сопровождения, строчной и кадровой развёрток и т. д.

Установление системного гомеостаза даёт системе самостоятельность, способность к самоорганизации и развитию.

Оживление системной модели посредством системного гомеостаза получило название эффекта Пигмалиона (Миф. Древнегреческий скульптор Пигмалион изваял скульптуру девушки, влюбился в нее и скульптура ожила.).