Тема .2.1. Транспортні процеси

ЗМІСТ НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

Модуль №1 «Теоретичні основи транспортних систем»

Тема 1.1. Загальна теорія систем – методологічна основа дисципліни

Об’єкт, предмет, завдання та специфіка навчальної дисципліни.

Загальне уявлення про сутність та особливості системоутворення та територіального системоутворення. Системний підхід та системна методологія в організації туристичних перевезень.

Загальносистемні категорії та поняття. Три постулати, на які спирається загальна теорія систем. Системний підхід. Поняття системи. Розвиток системних уявлень. Системна методологія та її головні положення. Ознаки системи. Структура системи. Цілісність системи. Структурність та організованість. Функціональність. Відмежованість: система і середовище. Методологічні особливості вивчення систем

Регіональна (територіальна) суспільно-географічна система: сутність, особливості функціонування, загальносистемні властивості та специфічні ознаки.

 

Тема 1.2. Транспортні системи та мережі

Поняття територіальної транспортної системи, її загальносистемні властивості та специфічні особливості, ієрархічність та еквіпотенціальність. Головні чинники та закономірності розвитку транспортних систем, етапи (стадії) їх утворення та еволюції. Структура, галузевий та територіальний її аспекти.

Типи територіальної структури. Тенденції розвитку транспортних систем: лінійний розвиток, циклічний (поліциклічний) або кільцевий розвиток, ієрархія магістралей. Типологія транспортних систем. Типи конфігурацій транспортних мереж.

Моделювання та оптимізація транспортних систем: геометрична модель функціонування транспортних систем, модель поляризованого ландшафту, стадіальна модель розвитку транспортної мережі.

Модуль № 2 «Транспортно-технологічні системи туристичних перевезень»

 

СПИСОК РЕКОМЕНДОВАНИХ ДЖЕРЕЛ

Основні рекомендовані джерела

3.1.1. Горбачев П.Ф., Дмитриев И.А. Основи теории транспортньгх систем. -Харьков: ХНАДУ, 2002

3.1.2. Дудник І.М. Вступ до загальної теорії систем. Навчальний посібник. - К.: Кондор, 2009. - 205 с

3.1.3. Дудник І.М. Територіальна організація послуг. Курс лекцій. -Полтава: ШБМИТУ, 2002.-100 с.

3.1.4. Дудник І.М. Основи теорії систем і системний аналіз. Курс лекцій. - К.: Вид-во Нац. авіац. ун-ту «НАУ-друк», 2009. -108 с.

3.1.5. Котиков Ю.Г. Основы системного анализа транспортньгх систем. — СПб.,
2001.-264 с.

3.1.6. Пащенко Ю.Є. Розвиток та розміщення транспортно-дорожнього
комплексу України. - К.: Науковий світ, 2003. - 468 с.

3.1.7.Чернюк Л.Г. Транспорт і регіональні системи продуктивних сил України. К.: Науковий світ, 2003. - 182 с.

3.1.8. Щелкунов В.І., Григор'єв Г.С. Транспортна інфраструктура регіонів
України: проблеми територіально - економічного реформування. - К.: Наук,
думка, 2006.-220 с.

 

Додаткові рекомендовані джерела

3.2.1. Биржаков М.Б., Никифоров В.И. Индустрия туризма: Перевозки (2-е изд.) - СПб.: Невский фонд, 2003.- 400 с.

3.2.2 Комаров М.П. Інфраструктура регионов мира: Учебник. - СПб.: Изд-во Михайлова В.А., 2000. - 347 с.

 

 

ЛЕКЦІЇ

 

Тема 1.1.Загальносистемні поняття – 4 год

(Методологічні основи дисципліни)

План

1.Загальна теорія систем – методологічна основа курсу

2.Поняття системи

3. Розвиток системних уявлень

4.Особливості системної методології

5. Ознаки системи

6. Структура системи

7 Цілісність системи

8. Структурність та організованість

9. Функціональність

10 Відмежованість: система і середовище

11. Методологічні особливості вивчення систем

Література

1. Горбачев П.Ф., Дмитриев И.А. Основы теории транспортных систем. – Харьков: ХНАДУ, 2002

2. Дудник І.М. Вступ до загальної теорії систем. Навчальний посібник. – К.: Кондор, 2009. – 205 с.

3. Пащенко Ю.Є. Розвиток та розміщення транспортно-дорожнього комплексу України. – К.: Науковий світ, 2003. – 468 с.

Додаткова література

1. Дудник І.М. Територіальна організація послуг. Курс лекцій. – Полтава: ПІБ МНТУ, 2002. – 100 с.

2. Стеченко Д.М. Розміщення продуктивних сил і регіоналістика: Підручник. – К.: Вікар, 2006. – 396 с.

3. Хомяков П.М. Системный анализ: Краткий курс лекцій. – М.: Ком.книга, 2006

4. Чернюк Л.Г. Транспорт і регіональні системи продуктивних сил України. – К.: Науковий світ, 2003. - 182 с.

5. Щелкунов В.І., Григор’єв Г.С. Транспортна інфраструктура регіонів України: проблеми територіально – економічного реформування. – К.: Наук. Думка, 2006. – 220 с.

 

 

 

1 .Загальна теорія систем – методологічна основа курсу

Такі особливості нинішнього розвитку суспільства свідчать про необхідність вивчення глибинних закономірностей оточуючого світу, що дозволить концентрувати матеріальні і духовні сили на конкретних напрямах пізнання. Тобто, знання загальних законів і умов розвитку дійсності значно полегшить та прискорить пізнання конкретики. Для вирішення цієї проблеми потрібна універсальна та ефективна методологія, як сукупність певних теоретичних уявлень, методів, засобів пізнання. Такою методологією є системна методологія, яка розглядає об'єкт пізнання як систему, що функціонує в середовищі івзаємозв'язана з цим середовищем.

Такий підхід в пізнанні світу знайшов втілення в теорії систем та її прикладному аспекті – системному аналізі. Теорія з'явилась як певне узагальнення кібернетики шляхом поширення її ідей на складні утворення (об’єкти). Теорія систем має потужний методологічний потенціал, який зараз можна з успіхом застосовувати для вирішення широкого спектру життєво важливих завдань як для окремої людини, колективу, підприємства, так і планети в цілому. Це досягається в результаті використання таких базисних понять теорії систем як цілісність, складність, багатофункціональність, взаємозв’язаність із середовищем, цільова спрямованість у виборі рішення.

Загальна теорія систем являє собою загальнонауковий методологічний напрям, пов’язаний з розробкою сукупності філософських, теоретичних, конкретно-наукових і прикладних питань аналізу і синтезу складних систем довільної природи. Передумовою для створення загальної теорія систем є аналогії (ізоморфізм) процесів, що відбуваються в системах різних типів (технічних, біологічних, соціальних, економічних). Безумовно доведений ізоморфізм процесів в системах різної природи (якості) дає підстави і можливості переносити знання з однієї сфери до іншої. Тобто, загальна теорія систем являє собою область знань, що дозволяють вивчати поведінку систем будь-якої складності та призначення. Загальна теорія систем має задовольняти таким вимогам [ 9 ]: 1) вона має бути настільки загальною, щоб могла охоплювати багато вже існуючих теорій; 2) повинна мати виключно науковий характер, а її терміни і визначення – математично однозначними; 3) наукове підґрунття її має бути настільки фундаментальним, щоб її висновки мали без сумніву практичну цінність при вивченні конкретних систем.

Загальна теорія систем повинна мати дедуктивний характер та об’єднувати інші теорії, насамперед, ті, що вивчають системи в цілому, а також ті, що досліджують поведінку систем (теорія управління, теорія адаптації, самоорганізація і т.п.). Об’єднання під назвою загальної теорії систем усіх цих наукових теорій стає можливим в результаті більш високого рівня абстрагування, ніж в цих теоріях. Саме ця обставина дає можливість отримувати із загальної теорії систем всі ці теорії як часткові випадки. Іноді термін “загальна теорія систем” використовують як синонім терміну “абстрактна теорія систем”. В нинішній час все ширшого вжитку набуває термін “системологія” (наука про системи), який з певними умовностями можна вважати тотожним загальній теорії систем.

В структурі загальної теорії систем достатньо очевидно виділяються два напрямки:

а) метатеорія різноманітних системних підходів, концепцій, наукових дисциплін, які й виступають джерелом формування філософсько-методологічних положень загальної теорії систем;

б) абстрактна теорія систем – сукупність положень, принципів, методів формалізованого опису процесів і законів функціонування систем на основі математичного апарату. Тобто, абстрактна теорія систем є логічним продовженням та формалізацією положень метатеорії.

В загальнофілософському аспекті вважається, що реальні системи за своїми якостями є невичерпними, і для пізнання дійсності необхідно використовувати всі можливі рівні абстрагування. Серед таких рівнів виділяють: символічний або лінгвістичний; теоретико-множинний; абстрактно-логічний; топологічний; логіко-математичний; теоретико-інформаційний; динамічний; евристичний.

Загальна теорія систем спирається на три постулати [18]:

- функціонування системи може бути описане на основі вивчення структурно-функціональних зв’язків між елементами, що утворюють цілісність (систему);

- організація (структура) системи виявляється через стан (властивості і функції) елементів, які безпосередньо взаємодіють із середовищем (оточенням) системи;

- організація системи цілком визначає її функції і взаємодію із середовищем.

Системний підхід, як наріжний принцип загальної теорії систем, передбачає комплексне вивчення будь-якого об’єкту дослідження як системи, тобто її складу, структури взаємозв’язків, функцій, організації, місця в системі вищого рангу, внутрішньої ієрархії, стійкості, відкритості і т.п.

Системний аналіз є одним з методів комплексного дослідження в об’єктах таких властивостей і відношень, що важко піддаються спостереженню та складні для безпосереднього пояснення. Мета системного аналізу досягається через уявлення цих складних об’єктів як цілеспрямованих систем (системний підхід) та дослідження їх властивостей і взаємовідношень між метою і засобами її досягнення. Системний аналіз вирішує завдання правильної (адекватної) постановки задачі, вибору доцільних методів дослідження. Системний аналіз ефективно застосовується в теоретичних і прикладних дослідженнях при виборі варіантів розвитку, інвестицій практично в усіх сферах діяльності від ядерних і молекулярних досліджень до глобальних (планетарних і космічних) проблем.

 

Поняття системи

Категорія “система” означає цілісну сукупність взаємозв’язаних частин. Загалом будь-яку сукупність взаємодіючих предметів можна ідентифікувати як системне утворення, тобто систему. Прикладом таких системних утворень є атом, молекула, жива клітина, біоценоз, ландшафт, верстат, автомобіль, фабрика, сім'я людей, трудовий колектив, студентська академічна група, факультет, університет, місто, регіон, держава, суспільство, планета.

Для прикладу детальніше розглянемо живу клітину. В матеріально-речовинному відношенні клітина складається з низки хімічних сполук – білків, нуклеїнових кислот. Кожна з цих сполук взята окремо є неживою хімічною речовиною, яка не володіє всією сукупністю життєвих функцій (проявів). Але в результаті певного способу взаємодії (обміну, заміщення, регенерації) ці хімічні сполуки утворюють цілісність, тобто власне клітину, яка володіє якісно складнішими властивостями по відношенню до первинних її складових: здатністю до обміну речовин, подразливістю, росту, самовідтворенню.

Зв’язки між компонентами системи завжди є суттєвими та органічними. Це означає, що ці зв'язки є виявом внутрішньої функціональної суті складових частин та відображують зміст і цільову спрямованість розвитку системи в цілому. Внаслідок цього зміна одного з компонентів викликає певні зміни всіх інших частин системи, а іноді – і системи в цілому. Наявність такої тісної взаємодії, органічного взаємозв'язку компонентів є причиною того, що в різноманітних процесах, у взаємодії з середовищем система виступає як єдине, цілісне утворення. Це виявляється тому, що внутрішні зв'язки між компонентами системи значно тісніші та стійкіші, ніж зв'язки цієї системи (або її окремих компонентів) з іншими матеріальними об'єктами зовнішнього середовища.

Система активно впливає на свої компоненти, змінюючи та перетворюючи їх у відповідності до своєї внутрішньої суті (природи). В результаті такого впливу первинні (вихідні) компоненти зазнають помітних змін: одні з них втрачають певні властивості, якими вони володіли до входження в систему, та набувають нових властивостей; інші посилюють свої властивості в умовах внутрішнього середовища системи (внутрішньо системного середовища) і, таким чином, суттєво впливають на зовнішні функції системи в цілому; кількісних і якісних змін зазнають ті властивості компонентів, яких вони не втрачають. Наприклад, протон і нейтрон в складі атомного ядра мають зовсім не такі властивості, як у вільному стані. Вільний нейтрон є нестійким та існує відносно недовго, а в складі атомного ядра він набуває стійкості.

Наведені приклади свідчать про наявність у системи інтегративних властивостей, які не зводяться до суми властивостей її компонентів. Такі інтегративні властивості є якісно складнішими та вищими за суму властивостей компонентів.

Важливою особливістю системи є її склад, тобто певний набір компонентів, частин, елементів. Від складу, внутрішньої суті частини залежить природа цілого, тобто, власне системи. Наприклад, властивості атома або хімічного елемента визначаються, насамперед, кількісним і якісним складом елементарних частин, що їх утворюють. Або така характеристика академічної студентської групи як рівень успішності залежить від здібностей та працездатності студентів, що складають цю групу. Або якість і продуктивність роботи бригади мулярів залежить від рівня кваліфікації та мотивації до роботи працівників, що складають цю бригаду. Таким чином, склад, набір компонентів системи є змістовною властивістю останньої.

В підсумку потрібно підкреслити, що система – це відмежована від зовнішнього середовища сукупність взаємозв’язаних частин (компонентів), яка володіє якісно вищими та складнішими властивостями в порівнянні із сумою властивостей її частин та характеризується певним складом (набором) компонентів і певним способом їх взаємодії.

 

Розвиток системних уявлень

Перші уявлення про систему виникли в античній філософії, яка висунула онтологічне тлумачення системи як форми впорядкованості і цілісності буття. Давньогрецькі філософи, зокрема, Аристотель та Платон, обґрунтували ідеї системного змісту: аксіоматичні, геометричні, логічних побудов. Системні уявлення античності були сприйняті та знайшли продовження в системно-онтологічних концепціях Б.Спінози та Т.Лейбніца, а також в конструкціях наукової систематики ХVІІ-ХVІІІ ст., що прагнули до системного тлумачення оточуючого світу. У філософії і науці нового часу поняття системи використовувалось для дослідження наукового знання. При цьому спектр пропонованих рішень був надзвичайно широким: від заперечення системного характеру науково-теоретичного знання до перших спроб філософського обґрунтування логіко-дедуктивної природи знань.

Одну з перших спроб наукового обгрунтування системного пізнання світу зробив А.А.Богданов, який в 1913 році дав визначення таких важливих понять, як система та її види, зовнішнє середовище, взаємодія із середовищем.

Основоположником загальної теорії систем вважається Л.Берталанфі. Біля витоків теорії систем також були американські вчені Р.Калман, М.Месарович та вітчизняні – А.М.Колмогоров, В.М.Глушков, М.М.Мойсєєв.

Виникнення системних наукових уявлень пов’язують і змістовно, і хронологічно [23] з кібернетикою. М.А. Ампер (1843 р.) обґрунтував науку про управління, яка оперує системними об’єктами. Але розвиток кібернетики як науки припадає на кінець першої половини ХХ ст. Н.Вінер у 1948 р. опублікував книгу “Кібернетика”, де визначив її як самостійну науку про управління і зв’язок.

В процесі розвитку кібернетика поширила свої ідеї на різноманітні сфери знання, де досить ефективно застосовувалась її методологія. Виникли специфічні галузі кібернетики, зокрема, біологічна, військова, медична, технічна, економічна і т. д. З часом постала проблема узагальнення традиційних задач управління в різних галузях, що в підсумку зумовило появу теорії систем, або загальної теорії систем.

Загальна теорія систем утворилася як науковий напрям на початку другої половини ХХ ст. Вагомий внесок у її становлення зробили К.Боулінг, Р.Жерар, М. Месарович, А. Хол, В. Афанасьєв, І. Блауберг, П. Анохін, В. Садовський.

Створене в 1954 р. у США “Товариство досліджень в області загальної теорії систем” започаткувало видання щорічника “General Systems”. В 1959 р. створений центр системних досліджень при Кейсівському технологічному інституті, а в 1963 р. – Інститут системних досліджень.

Практичне вирішення складних багатоваріантних задач в різних галузях та їх узагальнення викликали формування своєрідної теорії аналізу систем, яка, вдосконалившись за рахунок сприйняття концепцій теорії систем, оформилась у науково-практичний напрям – системний аналіз.

Свій внесок в теорію систем зробив також науковий напрям під назвою теорія дослідження операцій, який зародився в 40-і роки минулого століття як наука про дослідження масових явищ та підвищення ефективності їх використання. Пізніше цю теорію доповнили методи математичного програмування, теорія ігор, прикладні задачі теорії ймовірності.

Зокрема, теорія ігор має за мету відшукання оптимальних рішень в конфліктних ситуаціях, базуючись на математичному апараті. Сферою її застосування є вибір рішення в умовах невизначеності. Логічною основою цієї теорії є формалізація понять конфлікту, прийняття рішення в ньому і оптимальність такого рішення. Ця теорія базується на великій різноманітності математичних методів і тісно пов’язана з математичним програмуванням. Її застосовують при дослідженні операцій, в економіці, математичній статистиці.

Дослідження операцій – один з напрямів дослідження та проектування систем типу “людина – машина” і ґрунтується на математичному моделюванні процесів і явищ. Цей напрям застосовує системний підхід для відшукання істотної взаємодії в оцінці діяльності або виборі стратегії. Висновки здійснюються стосовно конкретних об’єктів (систем) на основі математичних моделей систем. При побудові моделей прагнуть виразити критерій, що характеризує якість функціонування системи, через керовані і некеровані змінні. При цьому використовуються методи імітаційного моделювання, теорії масового обслуговування, теорії випадкових процесів, математичної статистики. За допомогою дослідження операцій вирішують такі основні типи задач: розподілу, управління запасами, заміни, масового обслуговування, впорядкування і координації, вибору маршруту, пошуку. Ці задачі мають прикладне значення для транспорту, торгівлі, постачання, маркетингу і т.п.

В нинішніх умовах існують певні методологічні проблеми, що пов’язані із виконанням наукою складних завдань із вивчення та прогнозування глобальних загальносвітових, загальнолюдських процесів. Саме теорія систем володіє потужним методологічним потенціалом та арсеналом методів, що дозволяють всебічно досліджувати такі складні об’єкти та процеси і на основі такого вивчення здійснювати управління та регулювання.

 

Структура системи

Поняття структури (лат. struktura – будова, розташування, порядок) системи відображує дві суттєві її характеристики: а) склад (з яких елементів вона складається); б) спосіб їх взаємодії. Властивості, кількісні і якісні параметри будь-якої системи, таким чином, визначаються, насамперед, її структурою. Адже від того, з яких елементів складається система, від властивостей та функцій цих елементів буде залежити і спосіб їх взаємодії, і характер їх зв’язків. Наприклад, всі сучасні автомобілі складаються з одних і тих же, загалом подібних, елементів. В той же час автомобіль марки “BMW” має якісно кращі характеристики (швидкість, надійність, довговічність), ніж автомобіль “ЗАЗ - 966”. Технічна система “BMW” має переваги за рахунок властивостей своїх елементів (двигун, система запалювання, трансмісія і т.п.), а також за рахунок іншого способу їх взаємодії (автоматична коробка передач, гальмівна система і т.п.). Тобто, від властивостей елементів у великій мірі залежить характер та якість системи.

Важливою характеристикою структури є просторові відношення, бо і сама система і її компоненти володіють певними розмірами, протяжністю. Як правило елементи системи неоднакові за розмірами, але незалежно від цього вони, певним чином, в певному порядку розташовані, підігнані один до одного. Від такого порядку, від просторового розміщення частин та відстаней між ними у великій мірі залежить міцність та життєздатність системи. Результати системних досліджень свідчать про те, що система є стійкою далеко не при будь-яких, а лише при певних (оптимальних) розмірах та конфігурації.

Час – притаманна риса структури системи. Існування системи характеризується певним віком, періодичністю, ритмічністю, етапністю, стадійністю. Такі характеристики знаходять вияв у часовій структурі системи, яка передбачає її стабільність у часі та динамічну стійкість.

Крім просторово-часових зв’язків структура системи характеризується множиною інших видів взаємодії: безпосередніх і опосередкованих, суттєвих і не суттєвих, необхідних і випадкових і т.п.

В структурі (в складі) системи виділяються якісно відмінні одна від одної частини: елемент – компонент – підсистема.

Під складовою частиною системи, зазвичай, розуміють певну просторову, змістовну, матеріальну, функціональну відособленість. Але така відособленість є умовною, точніше, відособленість – це певна автономність частини у складі (структурі) системи, що може виражатися в формі, величині, функціях цієї частини.

Елемент – це першооснова системи, вихідна, неподільна в умовах даної системи її частина, з якої складаються інші частини системи. Елемент (елементарний) означає кінцевий, неподільний, останній. Елемент – це поріг членування в межах даної якості системи й елементарний його носій. Зрозуміло, елемент неподільний не взагалі, а тільки в рамках даної якості. Членування елемента виводить дослідника в якісно іншу систему.

Компонент – це частина системи, що виділяється за певними ознаками (спільністю властивостей елементів або їх формою), це взаємодіючі структури, що підкоряються тим же законам, що і вся система. Так, жіноча частина виробничого колективу може розглядатися як його компонент. Компоненти виділяються, як правило, за зовнішніми ознаками, а не за функціями, і не за наявністю певних зв’язків між елементами. Таке виділення компонентів є, в повній мірі, суб’єктивним і здійснюється з пізнавальною метою.

Підсистема – це цілісне утворення в складі певної системи, підсистема – це система в системі більш високого порядку (надсистемі). Наприклад, в системі «університет» підсистемами будуть факультети. Тобто, підсистема – це система нижчого порядку у великій системі. Продовжуючи приклад, можна говорити, що факультет – це підсистема першого порядку, курс – підсистема другого порядку, академгрупа – підсистема третього порядку, студент – елемент системи «університет».

Підсистеми утворюються компонентами нижчого порядку стосовно системи в цілому. Будь-який поділ цілого на частини, поділ системи на підсистеми є відносним, деякою мірою умовним. Наприклад, гальмівну систему автомобіля можна віднести або до ходової частини, або до підсистеми керування. Іншими словами, границі між підсистемами умовні, відносні.

Оскільки реальна дійсність системно організована, то будь-яка окремо взята система функціонує в умовах більшої системи, яка є зовнішнім середовищем для конкретної системи. Так, «університет» функціонує в умовах системи навчальних закладів міста, регіону і т.д. А в масштабах міста система «університет» буде розглядатися як «елемент» територіальної соціально-економічної системи «місто». Велику систему, в умовах якої функціонує конкретно досліджувана система, називають «суперсистемою» або «надсистемою». Так, університет буде надсистемою стосовно академгрупи студентів.

Цілісність системи

Цілісність є головною, визначальною властивістю системи. Для виявлення системності необхідне, насамперед, знання цілісності, а не навпаки. Таке співвідношення понять “цілісність” і “системність” виявляється і підтверджується як історією науки, так і кожним конкретним дослідженням. Дотримання такого співвідношення є необхідною умовою системного дослідження.

Поняття цілого і системи (“цілісності” і “системності”) відрізняється між собою також і за змістом: по-перше, за ступенем абстрактності; по-друге, по суті. Якщо системність передбачає наявність зв’язків між компонентами об’єкту, їх впорядкованість, то цілісність відображує силу та істотність цих зв’язків в порівнянні із зовнішніми зв’язками об’єкта. Саме істотність та більша сила зв’язків даних частин однієї з одною, ніж з іншими об’єктами, і створює цілісність, якісну визначеність, виділеність даного об’єкта.

Будь-яке явище дійсності зв’язане з іншими великою кількістю різноманітних зв’язків та відношень: можна з певною мірою умовності говорити, що опосередковано дане явище взаємодіє з усіма існуючими явищами. В універсальному взаємозв’язку виявляється властивість неперервності матеріального світу. Проте в такій неперервності спостерігаються помітні відмінності в інтенсивності взаємодії між окремими явищами. Власне відмінність в інтенсивності зв’язків та відношень і дозволяє виділяти “окремі” явища, що в свою чергу і є виразом їх цілісності, певної автономності, незалежності. А це й буде виявом перервності (дискретності) реальної дійсності, що виступає в формі “окремості” об’єктів, як наслідку їх цілісності.

Інтенсивність внутрішніх зв’язків об’єкту, відносно більша величина їх сили, міцності та постійності створює нові властивості (або стає умовою їх вияву), робить якісно відмінним даний об’єкт від усіх інших (кількісні зміни сили зв’язків зумовлюють якісні зміни їх форми). Структура, що об’єднує елементи і властивості об’єкта, виступає як певний закон даного об’єкта чи класу об’єктів. Цей закон є об’єктивним, його існування не залежить від нашої волі, і тому, як би ми не комбінували всі можливі варіанти поєднання властивостей та елементів, річ (система, об’єкт) буде залишатися такою, якою вона є. І якщо ми захочемо пізнати, яким є “закон” цього об’єкта, ми повинні звернутися до самого об’єкта або до такої логічної моделі, яка ізоморфна його структурі (адекватно, істинно відображує цей реальний об’єкт у свідомості людини), а не до довільного поєднання його певних, окремих властивостей і відношень. Це означає, що “системність” ідеальних моделей (а відповідно, їх цілісність і впорядкованість) повинна бути адекватним відображенням відповідних їм реальних систем (об’єктів).

Загалом можна говорити, що властивість цілісної системи акумулює і синтезує такі її характеристики, як взаємозв’язок і взаємодію елементів, відмежованість від середовища, інтегративність, взаємодію з середовищем.

В основі утворення і функціонування будь-якої системи лежать зв’язки між її елементами та взаємодія таких елементів. Найістотнішим виразом зв’язків є обмін між елементами. Тобто зв’язки обміну – це є потоки речовини або енергії або інформації або сукупність їх від одного елемента системи до іншого. Зв’язки також зумовлюють взаємодію та певні відношення між елементами. Наприклад, функціональні зв’язки, взаємодоповнення, компенсаційні зв’язки і т.п. Чим складніше система, тим більша кількість і різноманітність її взаємозв’язків. З іншого боку складність, взаємозв’язків визначає складність системи.

Іншим виявом цілісності системи є її відмежованість від зовнішнього середовища. Одне з найбільш лаконічних визначень системи звучить так: система є відмежована сукупність взаємодіючих елементів [ 1, с.43]. Діалектика понять цілісності і відмежованості досить складна. Так, М. Сєтров стверджує, що зовнішня відмежованість предмету і є виразом його внутрішньої цілісності [17]. Але А. Авер’янов звертає увагу на те, що відмежованість є зовнішньою властивістю системи, в той час як “цілісність” – є її внутрішньою властивістю, якої вона набуває в процесі розвитку. Система, за словами цього вченого, завжди є відмежованою, але не завжди цілісною. В той же час достатньо очевидною є взаємозалежність і взаємна невіддільність цих понять, бо чим більше система виділена, відмежована від середовища, тим більше вона внутрішньо цілісна, індивідуальна, оригінальна.

Цілісність системи виявляється у великій інтенсивності внутрішніх взаємозв’язків між її елементами, але це не означає, що система абсолютно відмежована, тобто, це не означає відсутність взаємозв’язків системи з середовищем її існування. Навпаки, взаємодія системи з середовищем є обов’язковою умовою функціонування системи і це є ще одним виявом її цілісності. Бо саме цілісність зумовлює певну відмежованість системи від середовища та необхідність її взаємодії з цим середовищем. Роль середовища, як умови існування системи, надзвичайно велика. Бо саме середовище є одним з головних факторів зародження, становлення, розквіту та руйнування системи. Про це більш докладно сказано в лекції 4.

Цілісність системи зумовлює також виникнення нових інтегративних, системних якостей, що не властиві окремо взятим її компонентом, не зводяться до простої суми їх властивостей. Ціле завжди більше суми частин, що його утворюють – в цьому суть інтегративної властивості системи, яку називають емерджентністю.

Від сили вияву властивості емерджентності у великій мірі залежить стійкість (надійність) системи, яка визначається як здатність системи та її елементів безвідмовно функціонувати в умовах деструктивного впливу (механічного, енергетичного, інформаційного) зовнішнього середовища системи. Це означає, що стійка система здатна зберігати свою структуру та виконувати притаманні їй функції в несприятливих умовах середовища, тобто протистояти та переборювати негативний вплив середовища (за рахунок свого внутрішнього потенціалу (резерву) розвитку). У зв’язку з цим доцільно звернути увагу на таку характеристику системи як надлишковість, під якою розуміють перевищення складності системи (структури, тісноти та кількості зв’язків і функцій) над її зовнішніми характеристиками, що є мінімально необхідними для виконання функцій (вирішення завдання, досягнення мети) в умовах певного середовища. Можна говорити про таку залежність: чим більше надлишковість системи, тим більша її стійкість та надійність.

Надлишковість системи може бути штучною або природною. Штучна надлишковість формується і вводиться до системи зовнішніми факторами для поліпшення основних властивостей (характеристик) системи, природна надлишковість є еволюційно притаманною для багатьох систем живої та неживої природи. Вона ускладнює систему, тому в багатьох випадках люди прагнуть її зменшити.

Таким чином, властивість цілісної системи виявляється в тісному взаємозв’язку між її елементами, у відмежованості від середовища та у взаємодії з ним, в її емерджентності.

 

Функціональність

Система може виникнути і зберігати своє існування лише за умови, коли властивості її елементів знаходяться у відповідності з умовами її збереження, тобто, коли частини відповідають цілому. Таке відношення частин до цілого виявляється як функція системи. Елементи знаходяться в стані взаємодії з системою лише в тому розумінні, що властивості будь-якого іншого елемента, з яким перший не взаємодіє, визначаються не лише його власним внутрішнім змістом, але й сумарним результатом впливу на нього всіх інших елементів даної системи. Звідси функцію, в системному її розумінні можна визначити як таке відношення частин до цілого, при якому саме існування частини забезпечує існування цілого. По-іншому можна сказати, що функція – це зовнішній вияв властивості і внутрішнього змісту елемента, що спрямовані на збереження та розвиток системи.

Функції системи є інтегративним результатом активного вияву властивостей її елементів, тоді як функції елементів – багато в чому є результатом впливу на них загальносистемних функцій. В системі функції виявляються і як форми, способи прояву активності окремих елементів чи системи в цілому; і як форми поведінки, що сприяють, забезпечують збереження компонентів, зокрема, та системою в цілому; і як взаємозв’язок, що визначає порядок включення компонентів в систему. Часто функції відіграють роль основи або умови виникнення нових компонентів. В такому випадку компоненти виступають як матеріалізація функцій, як результат задоволення потреби системи в нових органах свого руху, розвитку.

Функціональна залежність виявляється:

- між окремими елементами даної системи;

- між елементом і системою в цілому;

- між системою в цілому та іншою, більшою системою, компонентом якої вона є.

При цьому одні компоненти функціонують одночасно, поряд один з одним; інші – послідовно, один за одним. Іншими словами, функції компонентів узгоджені в часі і просторі.

Важливою ознакою функцій елементів є їх доцільний характер по відношенню до системи, в протилежному випадку елемент випадає з системи, стає для неї “чужим” тілом. Важливою обставиною є те, що функції “прив’язані” до елементів і здійснюються в рамках властивої даній системі структурі і організації. Тому зміни в природі, внутрішньому змісті елементів, в характері їх взаємодії (тобто в структурі) з необхідністю викликають відповідні зміни в функціях як самих компонентів, так і системи в цілому.

Через функції системи виявляються її регуляція та саморегуляція. Система буде здатною зберігати цілісність своєї структури і спрямованість свого руху лише за наявності в ній регуляційних процесів. Найбільш загальним виразом регуляційності системи є принцип Ле-Шательє: система лише тоді є системою, коли в її структурі в умовах впливу зовнішніх сил, виникають процеси, спрямовані на протидію цим силам і на збереження існуючого стану системи. Ці процеси називаються регуляційними.

Саморегуляція – прагнення до такого стану узгодженості властивостей елементів, при якому б всі вони набували функціонального (доцільного) характеру стосовно головної функції системи, тобто були б зосереджені на виконанні цієї головної функції. Таке прагнення виявляється в адаптації – зміні характеристик елементів (чи системи в цілому) або способу функціонування, що спрямовані на підвищення її ефективності. Тому адаптація – це оптимальна саморегуляція системи.

Функції, як невід’ємний атрибут структури системи, є важливою передумовою існування зв’язків в системі, вони відіграють важливу роль в процесах координації та субординації елементів. Узгодженість і доцільність функцій великою мірою визначають організованість, впорядкованість структури системи. Велику роль функцій в системі формально підкреслює той факт, що принципи організації системи побудовані на основі функціональності (див. лекцію 7).

У зв’язку з цим необхідно звернути увагу на категорію функціональної системи, що являє собою – динамічну взаємодію організму із середовищем. Це поняття запровадив вітчизняний фізіолог П.К. Анохін у 1935 році, виділивши в структурі функціональної системи зворотну реакцію, як елемент складної переробки інформації про середовище і організм, як елемент прогнозування. Концепція функціональної системи передувала багатьом ідеям кібернетики, що з’явились пізніше. Структурна схема функціональної системи охоплює взаємодію пам’яті, мотивації, ситуаційної та пускової афферента