Дайте визначення поняттю «система». Приведіть загальну класифікацію типів систем та їх основні властивості. Висвітліть загальні підходи до опису систем.

Систе́ма (від дав.-гр. σύστημα — «сполучення») — множина взаємопов'язаних елементів, відокремлена від середовища і яка взаємодіє з ним, як ціле.Під системою розуміють сукупність об’єктів, розглядувану як єдине ціле.

Класифікація та властивості систем

Формуючи класи систем, застосовують різні класифікаційні (сис­темотвірні) ознаки, головними з яких вважають природу та походження елементів, тривалість існування, мінливість властивостей (поводження), ступінь складності, відносини до середовища тощо. Одну з можливих класифікацій систем наведено в табл. 1.1.

Таблиця 1.1

Класифікація систем

№ з/п	Класифікаційна ознака	Класи систем
	Природа елементів	Реальні, фізичні, абстрактні
	Походження елементів	Природні, штучні
	Тривалість існування	Постійні, тимчасові
	Мінливість властивостей та поводження	Статичні, динамічні, стохастичні, детерміновані
	Ступінь складності	Прості, складні, великі
	Ступінь стійкості	Стійкі (рівноважні), нерівноважні
	Реакція на збурювальні впливи	Активні, пасивні
	Характер поводження	З управлінням, без управління
	Ступінь участі в реалізації управлінських впливів людей	Технічні, людино-машинні (ергатичні), організаційні
	Ступінь зв’язку із зовнішнім середовищем	Відкриті, закриті й ізольовані

Спинимося докладніше на деяких основних типах систем.

Абстрактні системи складаються з елементів, що не мають фізичних аналогів у реальному світі. Наприклад, системи рівнянь, системи числення, ідеї, плани, гіпотези, теорії тощо.

Штучні — це системи, які створила людина.

Прості системи — такі, що їх можна описати з достатньою точністю.

Великі складні системи — складаються з численних взаємозалежних і таких, що взаємодіють між собою, різнорідних елементів та підсистем. Приклади складних систем: живий організм, підприємство, галузь економіки, система управління телекомунікаціями і т. ін. Такі системи характеризуються високим рівнем невизначеності свого поводження.

Ізольовані (закриті) системи — на відміну від відкритих систем не обмінюються із зовнішнім середовищем енергією, речовиною або інформацією.

Організаційні системи — соціальні системи, групи, колективи людей, суспільство в цілому.

Кібернетичні системи — складні динамічні системи з управ­лінням. Кібернетична система — це множина взаємозалежних об’єк­тів (її елементів), здатних сприймати, запам’ятовувати і переробляти інформацію, а також обмінюватися нею. Приклади кібернетичних систем: автопілот, регулятор температури, комп’ютер, люд­ський мозок, живий організм, підприємство, людське суспільство.

Загальні підходи до опису систем

Приклад графічного та аналітичного опису системи. Описуючи систему, найчастіше вдаються до двох способів: графічного (схеми, графи) та аналітичного (математичні вирази, системи рівнянь). Скажімо, схему можна розглядати як графічну модель системи. Від схемного опису можна перейти до аналітичного. При цьому передбачається, що кожний з елементів виконує перетворення, яке було притаманне йому, перш ніж його включили до системи.

Нехай елементи системи — лінійні перетворювачі; φ і f — перетворювачі, що реалізують відповідно функції φ і f; — суматори (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Графічний опис системи

Звідси маємо:

Динамічний опис систем. Системи, в яких із часом відбуваються деякі зміни, називають динамічними. Стан системи в довільний момент часу можна описати за допомогою набору певних величин — параметрів, що характеризують виходи системи. Зміну станів системи з часом називають рухом системи.

Описуючи зміну станів та рух системи, застосовують такі способи:

вербальний — послідовно перелічують та описують характеристики стану системи, дістаючи в результаті перше наближення динамічного опису;

графічний — будують діаграми та графіки, що дають наочне уявлення про динаміку процесу в системі;

табличний — подають кількісну оцінку стану системи в дискретні моменти часу;

математичний — записують функціональну залежність стану системи від часу та значень входів системи.

Розрізняють три характерних типи поводження, або три режими, в яких може перебувати динамічна система: рівноважний, періодичний, перехідний. Рівноважний режим функціонування, або рівновага системи — це здатність її зберігати свій стан як завгодно довго (як за відсутності, так і за наявності зовнішніх збурювальних впливів).

Під стійкістю системи розуміють здатність системи повертатися до стану рівноваги після виведення її з цього стану під впливом зовнішніх збурень. Стан рівноваги, до якого система здатна повертатися, називають стійким станом рівноваги. У складних кібернетичних системах залежно від характеру досліджуваних задач і типу збурень застосовують різні критерії стійкості.

Періодичний режим функціонування системи — це режим, коли протягом рівних проміжків часу система приходить до одного й того самого стану (потрапляє в точку фазового простору).

Перехідним режимом називається рух динамічної системи з одного стійкого режиму (періодичного або рівноважного) до іншого. Швидкість перехідного процесу характеризує інерційність системи.

Усі ці режими характеризують динаміку розвитку соціально-економічних систем. Скажімо, дослідженню рівноважних станів економіки (моделі ринкової рівноваги) та економічним циклам (сезонні цикли, цикли Кондратьєва) приділяється значна увага в економічні теорії.

Функція та схема системи. Довільна система має певну функ­цію та схему. Функцією вважатимемо закон перетворення входів сис­теми на її виходи. Схемою назвемо сукупність елементів, що беруть участь у реалізації функції системи, а також структуру їхніх зв’язків.

Очевидно, що таку дійову систему доводиться описувати вже у двох аспектах: з погляду її функцій і дій та з погляду тих методів і засобів, за допомогою яких ці дії реалізовуються. Відповідно така система матиме і дві структури: функціональну та схемну. Зазначену систему можна подати в матричній формі, де найменуваннями рядків будуть елементарні функції, а найменуваннями стовпців — елементарні схеми. Елементи системи міститимуться на перетині рядків і стовпців цієї матриці. Вектор-рядок елементів, пов’язаних із реалізацією певної функції, буде функціональною підсистемою, а вектор-стовпець елементів — схемною підсистемою, що реалізує певний набір функцій.

Такий двовимірний опис системи зручний для будь-яких типів систем. Наприклад, систему управління підприємством або галуззю можна подати, з одного боку, як певний набір функціональних підсистем (планування, керівництва, обліку, матеріального забезпечення), а з другого — як набір схемних підсистем, що відбивають комплекси методів і засобів, за допомогою яких ці функції реалізовуються (інформаційна підсистема, організаційно-правова підсистема, підсистема технічного забезпечення, підсистема математичного забезпечення і т. ін.).