Определение системы. Свойства систем и их характеристики. Классификация систем.

1. Первые определения в 30-е годы. Изучение систем и системных свойств началось в процессе создания сложных технических систем человеком. Основным моментом при этом являлась достижение системой определенной цели, для которой эта система создавалась. Первое определение системы было таким: Система есть средство достижения цели.

· Причем системой являлся не только создаваемый объект, но и коллектив создающий его. Приведем несколько примеров соответствия цели и созданных систем достижения этой цели.

· Положительным моментом первого определения системы является его прагматичность, конструктивность, нацеленность на его свойства, но научная ценность его невелика.

2. Модель черного ящика (40-50 годы). Для более определенной и точной характеристики системы необходимо иметь ее модель, преобразуя имеющиеся сведения так, чтобы вычленить существенные ее стороны, такие как взаимосвязи, соподчиненность и т.д. Большую роль сыграло представление системы как черного ящика с определенными функциями на входе и выходе. Эта максимально простая модель определяет:

· (+) два системных свойства: целостность и обособленность от среды.

· (+) одновременно ящик не абсолютно обособлен от среды, он имеет входы и выходы. Выходы системы ящика соответствуют цели системы. Входы – управление системой.

· (+) Определение системы в виде черного ящика допускает множественность вложения, но требует учета всех взаимосвязей.

· (-) Недостатком модели черного ящика являлась А) недостаточное внимание к структуре системы, Б) недооценка синергетических явлений.

3. Система есть совокупность взаимосвязанных элементов, обособленная от среды и взаимодействующая с ней как единое целое (60-е годы).

· Термин белый ящик - для подчеркивания выделения всех связей и элементов системы внутри и с окружающей средой.

· Часто такую структурную схему выполняют в виде графа. При этом элементы являются вершинами графа, а ребра обозначают связи. Если выделены направления связей, то граф является ориентированным. В противном случае граф неориентированный.

· Примеры структур: линейная, древовидная (иерархическая), матричная и сетевая. Особое место занимают структуры с обратной связью.

Свойства систем:

1. Целостность - появление нового качества в объединении именно этого набора элементов и потеря системных качеств при исключении любого из выделенных элементов системы.

2. Разнообразие - наличие качественно различных элементов системы, имеющих различные функции.

3. Связность - осуществление обмена информацией между элементами системы, невозможность включения в систему элементов без информационного обмена.

4. Целенаправленность - возможность управления системой путем изменения параметров в одном элементе для преобразования состояния других.

5. Устойчивость (гомеостаз) - способность сохранения свойств 1-4 при достаточно широком изменении параметров среды. Бывают и обратные случаи:

· поисковые системы устроены так, чтобы искать состояние, которое отсутствует в данный момент (например, образование).

· целеустремленные системы. Системы способны сами вырабатывать цели и методы их достижения. Системы с участием человека – пилотируемый самолет, системы управления объектами.

Примеры систем: Живые существа, ЭВМ, экономические структуры, большинство механизмов, транспортные средства и т.д.

Классификация систем.

Подводным камнем в классификации систем является проблема цели. Когда мы говорили о машинах, все было очень просто, но, говоря о животном, экологической системе, мы касаемся сложной философской проблемы целесообразности жизни, существования тех или иных систем. Для их разделения все системы делят:

1. Естественные системы и искусственные по происхождению. Многие исследователи по этому признаку даже не признают за человеком право называться системой. Другие ученые полагают цель неизвестной и все-таки относят естественные объекты к системам.

Определим классифицирующие признаки и виды технических систем:

1. Характер взаимоотношений о средой	Открытые системы (непрерывный обмен), Закрытые системы (эпизодическая связь)
2. Причинная обусловленность	Детерминированные, Стохастические
3. По назначению	Устойчивые Поисковые Целеустремленные
4. Степень подчиненности	Простые системы (каждый с каждым) Иерархические системы (существует соподчиненность)
5. По отношению к времени	Статические Динамические
6. По степени сложности	Простые системы (мало элементов <9) Большие Сложные и очень сложные

Наличие двух категорий «Большие» и «Сложные» обусловлено историческими причинами.

2. Большие системы, моделирование которых затруднено вследствие их размерности,

3. Сложные системы, для моделирования которых недостаточно информации.

4. Иногда выделяют еще очень сложные системы, для моделирования которых человечество не обладает нужной информацией. Это мозг, вселенная, социум.

При моделировании больших систем применяют метод декомпозиции, в котором снижение размерности осуществляется путем разбиения на подсистемы.