Система: понятие, элементы, компоненты, связи

Общность понятия «система» затрудняет его адекватную формализацию, но в общем виде она может быть представлена как целостное образование, комплекс взаимосвязанных элементов, обладающих благодаря своему единению качественно новыми характеристиками, относительно индифферентных к внешней среде, причем каждая система выступает элементом системы более высокого порядка, а любой элемент системы – системой более низкого порядка.

Очень важно, что система есть «комплекс избирательно вовлеченных компонентов, у которых взаимодействие и взаимоотношение приобретает характер взаимоСОдействия компонентов на получение фокусированного полезного результата» (П. К. Анохин)[1].

Функциональная система характеризуется тремя принципиальными моментами: во-первых, в совокупность вовлекаются только специально выбранные компоненты; во-вторых, компоненты не просто взаимодействуют, а взаимо со действуют для чего-то конкретного и определенного; в-третьих, в качестве системообразующего фактора фиксируется получение полезного результата.

Отличительными признаками системы выступают:

1) наличие взаимосвязанных частей в объекте;

2) взаимодействие между частями объекта;

3) упорядоченность данного взаимодействия для достижения общей цели системы.

Все системы имеют непременные атрибуты (модифицируя позицию В. Г. Афанасьева)[2]:

• интегративные качества;

• компоненты и элементы системы;

• структуру;

• общую цель и комплекс подцелей;

• взаимоотношения между элементами;

• функции системы и ее компонентов;

• включенность в более сложную систему в статусе компонента и элемента;

• историчность;

• внутренние и внешние возмущающие воздействия;

• структуру управления системой;

• информацию.

Базовым атрибутом системы выступает элемент системы. Под элементом понимают простейшую неделимую часть системы, которая обладает на взгляд субъекта действия (познания) определенной целостностью, состояние и функциональные особенности которой могут быть измерены и описаны в терминах, и которая может иметь отношения с другими частями рассматриваемой совокупности, а также с ее окружением (средой). Кроме функциональной характеристики, минимальность определяется самим субъектом исследования как достаточная часть, удовлетворяющая познавательной и преобразовательной потребности.

Если считать, что элемент может обладать внутренним движением, в об­щем виде можно выделить следующие виды элементов:

1. Упругий элемент – противостоящий внешним воздействиям, не воспринимающий их, способный только к однозначной передаче

i р

В отсутствии изменения i элемент находится в состоянии покоя.

2. Рефлексивный элемент – обладает внутренним движением и осуществляет внутреннее преобразование по какому-либо закону и алгоритму.

Частный случай рефлексивности элемента – нейтральный.

3. Элемент – потребитель – воспринимает воздействие в данных условиях без образования направленного эффекта.

4. Элемент – источник – образует в данных условиях направленный эффект «Р» в отсутствии понуждающего внешнего воздействия.

5. Полирецепторный элемент – рефлексивный элемент, образующий направленное воздействие при условии восприятия нескольких понуждающих воздействий.

6. Полиэффекторный элемент – рефлексивный элемент, образующий воздействия по нескольким направлениям при восприятии одного понуждающего воздействия.

7. Полиэлемент – рефлексивный элемент, образующий воздействия по нескольким направлениям при условии восприятия нескольких внешних воздействий.

8. Полиисточник – источник, образующий в данных условиях воздействия по нескольким направлениям.

9. Полипотребитель – потребитель, воспринимающий воздействия по нескольким внешним связям.

Вторым важнейшим атрибутом системы выступают взаимоотношения между элементами или связи. По-другому межэлементарную связь можно определить как каждую из степеней свободы данного элемента, действительно осуществленную в виде определенного взаимоотношения, взаимодействия с другими элементами данной системы, а также с его средой. Это понятие входит в любое определение сис­темы и обеспечивает возникновение и сохранение струк­туры и целостных свойств системы, характеризует какее строение, так и функционирование. Предполагается, что связи существуют ме­жду всеми системными элементами и подсистемами.

Взаимоотношения могут быть:

1. Нейтральными, когда:

1 элемент 2 элемент

а в

где а, в – сила воздействия;

а = в, но противоположны по направлению.

Особенности:

• Подобная связь не является статичной.

• При любых изменениях воздействие и противодействие остаются равными по величине в каждый рассматриваемый момент их отношений, их геометрическая сумма всегда равна нулю в эти моменты.

• Относительная неподвижность (статичность) элементов – есть частный случай нейтральности, когда величины воздействия и противодействия неизменны на рассматриваемом отрезке времени.

• Противодействие считается полным, если оно равно по величине воздействию в рассматриваемом диапазоне его изменений.

2. Функциональными, когда:

1) 1 элемент 2 элемент

а

либо

2) 1 элемент 2 элемент

а в

где а, в – сила воздействия.

Особенности:

• Воздействующий элемент обладает направленным эффектом (наличие эффекторных свойств) по отношению к противодействующему.

• Противодействующий элемент обладает рецепторным эффектом (наличие рецепторных свойств), т. е. способностью воспринимать внешнее воздействие.

Примечание. В реальных условиях всякий элемент в той или иной мере в различных отношениях обладает и эффекторными и рецепторными свойствами.

Нейтральная связь может превратиться в функциональную при неполном противодействии одной из сторон взаимодействия.

В результате подобных взаимоотношений в случае 2.1 в = 0, сила воздействия первого элемента максимальна и второй элемент может измениться структурно и функционально; в случае 2.2 а > в, сила воздействия первого элемента превосходит силу противодействия второго элемента, что также может приводить к структурно-функциональным изменениям во втором элементе системы [3].

Сетка связей достаточно обширна (по классификации И. В. Блауберга и Э. Г. Юдина)[4]:

• связи взаимодействия;

• связи генезиса;

• связи преобразования;

• связи строения;

• связи функционирования;

• связи развития;

• связи управления.

Связи могут подразделяться по характеру их материальной реализации на:

1) вещественные;

2) энергетические;

3) информационные;

по их месту и структуре:

1) прямые;

2) обратные;

по характеру их проявления:

1) детерминированные;

2) вероятностные;

3) хаотические;

4) непрерывные;

5) случайные;

6) регулярные;

7) нерегулярные.

Особенности: данные классификации относятся к конкретным реализациям систем и не характеризуют их как функциональные образования. Функциональность раскрывается в установлении причинно-следственных отношений между материальными образованиями.

Третьим атрибутом системы является компонент (подсистема), состоящий из ряда элементов системы, которые возможно объединить по схожим функциональным проявлениям. В системе может быть различное количество компонентов. Это зависит от основных функций системы (внутренних и внешних).

Система может быть расчленена на элементы не сразу, а путем последовательного разделе­ния на подсистемы. Подсистемы сами являются систе­мами и к ним, следовательно, относится все, что сказано о системе, в том числе и о ее целостности. Этим подсис­тема отличается от простой совокупности элементов, не объединенных целью и свойством целостности.

Четвертым атрибутом системы выступает структура системы. Под структурой понимается совокупность связей, взаимоотношений между всеми элементами и компонентами системы, между системой и внешней средой. Данные взаимосвязи обеспечивают существова­ние системы и ее основных свойств. Структурные свойст­ва обладают относительной независимостью от элементов и могут выступать как инвариант при переходе от одной системы к другой, перенося закономерности, выявленные в одной из них, на другую (даже если эти системы имеют разную физическую природу). Структура может быть представлена графическим отображением, теоретико-множественным отношением, в виде матриц. Вид пред­ставления системы зависит от цели отображения.

Особенности определения понятия «структура» системы:

1. Структура всех возможных взаимоотношений в рассматриваемой совокупности отличается от структуры формируемой системы, такая структура называется полной структурой объекта.

2. Форма структуры прямо зависит от функционального среза как конкретной формы реакции данной совокупности на конкретное внешнее воздействие.

Системам как функциональным материальным образованиям с определенным глобальным эффектом свойственны следующие виды структур:

1. Внутренняя структура объекта – совокупность взаимоотношений компонентов без учета их внешних связей.

2. Функциональная структура – совокупность взаимоотношений, связанных непосредственно с функционированием каждого элемента в данной системе в направлении образования ее глобального эффекта.

3. Абсолютная структура – действительно возможная структура внешнего целого, рассматриваемого субъектом в качестве конкретно познаваемого объекта.

Исходя из важнейшей характеристики функциональных систем, выделяют два основных класса системных структур:

Нормальные структуры – структуры, в которых сохраняются все отношения и их направления, то есть:

1) элементы системы выделены на том структурном уровне, который рассматривается;

2) данные элементы неизменны и являются начальными структурными образованиями с точки зрения субъекта;

3) полная структура объекта остается неизменной в данном промежутке времени и в данных условиях;

4) норма существования структуры сохраняется неизменной.

Динамические структуры – структуры, изменяющиеся во времени, то есть:

1) количество и направление отношений между элементами системы изменяется;

2) в системе, в установившихся связях между элементами присутствует внутреннее движение;

3) изменяется элементарный состав системы.

Динамика структуры отражает динамику системы. Функциональная система может считаться изменчивой только при условии структурных перестроек при сохранении возможной функциональности каждой связи, включая и вновь образовавшиеся.

Изменение элементарного состава системы выступает вторичным фактором.

Понятия динамической структуры и динамической системы не тождественны. Динамическая система имеет больший объем, так как динамизм системы связан, помимо изменений в структуре, с возможными изменениями норм состояния ее элементов и элементарного состава. Таким образом могут происходить более глубинные изменения, чем только во взаимоотношениях между элементами.

Понятия нормальной и динамической структур, отнесенные к одной системе, есть взаимоотрицающие понятия, т. е. одна и та же система в одном промежутке времени не может иметь и нормальную и динамическую структуру.

Разрушение нормальной структуры не означает разрушение в смысле отмирания, уничтожения системы. Основной критерий системности заключен в глобальном эффекте системы, а не в структуре.

Поэтому динамическая структура, отрицая нормальную, отражает существо изменяющейся в этом отношении системы, но не прекращение ее существования. Образование глобального эффекта системы возможно в условиях происходящих изменений.

Таким образом, динамические системы – это системы с переменной структурой при относительной определенности их внешних проявлений, рассматриваемых в качестве их глобального эффекта.

Если рассматривать совокупность всех связей внутри системы, то такая структура будет внутренней. Если рассматривать совокупность всех связей как внутри системы, так и системы с внешней средой – такая структура называется полной структурой. Качественная система представляет собой единое целое, состоящее из множества различных составляющих, организованных на разных уровнях в особого рода целостности.

Пятым атрибутом системы выступают функции, понимаемые как деятельность, работа, внешнее прояв­ление свойств какого-либо объекта в данной системе отношений. Функции классифицируются по различным признакам в зависимости от целей управленца или исследователя.

Весьма важным атрибутом системы выступают свойства, понимаемые как качества параметров объектов, т. е. внешние проявления того способа, с помощью которого получают знания об объекте. Свойства дают возмож­ность описывать объекты системы количественно, выра­жая их в единицах, имеющих определенную размер­ность. При этом они могут изменяться в результате функционирования системы.

Одним из ключевых атрибутов системы является цель, лежащая в основе развития системы и обеспе­чивающее ее целенаправленность (целесообразность). Цель можно определить как желаемый результат дея­тельности, достижимый в пределах некоторого интервала времени. Цель становится задачей, стоящей перед сис­темой, если указан срок ее достижения и конкретизиро­ваны количественные характеристики желаемого резуль­тата. Цель достигается в результате решения задачи или ряда задач, если исходная цель может быть подвергнута разделению на некоторую совокупность более простых (частных) подзадач.