Введение. Всё возрастающая сложность систем и устройств, обеспечивающих эффектив­ную работу народного хозяйства на современном этапе

Всё возрастающая сложность систем и устройств, обеспечивающих эффектив­ную работу народного хозяйства на современном этапе, требует совершенствова­ния методов прогнозирования развития этих систем, их проектирования и экс­плуатации.

Все это привело к появлению нового – системного – подхода, к рассмотрению больших систем, которые не поддаются полному описанию и имеют многогран­ные связи между отдельными функциональными подсистемами, каждая из кото­рых, в свою очередь, может представлять собой большую систему.

Системный подход позволяет выявить некоторые специфические особенности и закономерности сложных систем независимо от того, отрасль ли это народного хозяйства или телефонная станция; определить, как система связана со средой, на какие подсистемы и элементы может быть разбита система, и, попытаться найти оптимальные взаимоотношения между системами и подсистемами.

Такой подход всё больше входит в практику прогнозирования, планирования и проектирования как отдельных комплексов, так и отраслей народного хозяйства.

Глава 1. Основные положения теории систем
и системного ана­лиза

1.1. Определение понятия "система"

Определение понятия системы изменялось не только по форме, но и по содер­жанию.

В первых определениях в той или иной форме говорилось о том, что система это элементы и связи (отношения) между ними. В большинстве случаев в определении системы стремятся не только включить понятие элемента и связи (отношения), но и уточнить хотя бы одно из них. Для этого в определения включают свойства. Свойства могут характеризовать как элементы, так и отношения.

Затем в определениях появляется понятие цели.

В ряде определений понятие цели как бы включается в понятие целостности. Так, в "Философском словаре" система определяется как "совокупность элемен­тов, находящихся в отношениях и связях между собой определенным образом и образующих некоторое целостное единство".

Затем цель появляется в определениях в более явных проявлениях – в виде ко­нечного результата, системообразующего критерия и т.д.

Далее в определении понятия системы, особенно в последнее время, начинают включать наряду с элементами, связями, их свойствами и целями, – наблюдателя – лицо, представляющее объект или процесс в виде системы.

Таким образом, понятие системы претерпело ряд изменений (рис. 1).

Рис. 1. Эволюция понятия "система"

Приведем определение системы из Большой Советской Энциклопедии.

Система – объективное единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе.

Т.е. понятие системы можно применять как к существующим, материально реализованным предметам, так и к отображению знаний о них или о будущих их реализациях.

Один и тот же объект на разных этапах его рассмотрения может быть представлен в различных аспектах, соответственно существуют и различные аспекты понятия системы:

§ теоретико-познавательный,

§ методологический,

§ научно-исследовательский,

§ проектный,

§ инженерный,

§ конструкторский, и т.д. вплоть до материального воплощения.

Используя эти, как бы разные уровни отображения, исследователь может предварительно представить объект или процесс решения задачи в виде системы, в которой еще не удалось выделить элементы, определить существенные для достижения цели связи, а затем, переходя к более формализованным уровням представления системы, уточнять элементы и связи, все более приближаясь к достижению цели, к созданию желаемой системы.

Приведем в символической форме ряд обобщающих определений системы, отличающихся друг от друга количеством учитываемых факторов и степенью абстрактности.

О1 Система есть нечто целое:

.

Определение выражает факт существования и целостности.

– двоичное суждение, отображающее наличие или отсутствие этих качеств.

О2 Система есть организованное множество:

,

М ­– множество,

ОРГ – оператор организации.

О3 Система есть множество вещей, свойств и отношений:

,

m – вещи; n – свойства; r – отношения.

О4 Система есть множество элементов, образующих структуру и обеспечивающих определенное поведение в условиях окружающей среды.

,

– элементы,

ST – структура,

ВЕ – поведение,

Е – среда.

О5 Система есть множество входов, множество выходов, множество состояний, характеризуемых функцией переходов и функцией выходов.

,

x – входы,

G – выходы,

S – состояния,

– функции переходов,

– функции выходов.

Это определение учитывает все основные компоненты, рассматриваемые в автоматике.

О6 Соответствует уровню бионических систем, учитывает генетическое начало GN, условия существования KD, обменные явления VB, развитие EV, функционирование FC и воспроизведение RP:

,

О7 Это определение оперирует понятиями модели F, связи SC, пересчета R, самообучения FL, самоорганизации FO, проводимости связей CO и возбуждения моделей IN:

,

Это определение удобно при нейрокибернетических исследованиях.

О8 Если определение Д5 дополнить фактором времени и функциональными связями, то получим определение систем, которыми в ТАУ обычно оперирует А.И. Кухтенко:

,

Т – время,

х – входы,

G – выходы,

S – состояния,

– класс функций на выходе,

V – значения функций на входе,

– функциональная связь в уравнении ;

– функциональная связь в уравнении .

О9 Для организационных систем удобно в определении системы учитывать цели и планы PL, ресурсы внешние RO и ресурсы внутренние RI, исполнителей EX, процесс PR, помехи DT, контроль SV, управление RD, эффект EF.

,

Анализируя различные понятия системы и их эволюцию, и не выделяя ни одно из них в качестве основного, можно сделать вывод, что на разных этапах при представлении разных аспектов одной и той же системы возможны разные определения, при этом какое-то определение всегда нужно принять в качестве "рабочего"; более того, при переходе к следующему этапу принятое ранее определение может быть заменено другим.

При исследовании и совершенствовании организационных объектов, прежде всего нужно проанализировать ситуацию с помощью как можно более полного определения системы, а затем уже, выделив наиболее существенные компоненты, принять "рабочее" определение системы, которым будут пользоваться все лица, участвующие в принятии решения.