Управление – целенаправленное воздействие на систему для обеспечения координации и согласованности всех элементов системы для достижения общих целей.

Система в общем виде состоит из двух основных частей - управляющей системы (субъект управления) и управляемой системы (объект управления) (рис. 1).

Рис. 1. Модель системы управления

Эти две системы взаимосвязаны и взаимодействуют между собой. Между ними существуют связи и зависимости (прямые и обратные, количественные и качественные).

Прямая связь – обеспечивает воздействие субъекта на объект управления. Информация, поступающая из управляющей системы, называется командной.

Обратная связь - обеспечивает поступление информации о выполнении команды, отражающей изменение состояния системы в результате управляющего воздействия на нее.

Обратная связь — предназначена для выполнения следующих операций:

• сравнение данных на входе с результатами на выходе с выявлением их качественно-количественного различия;
• оценка содержания и смысла различия;
• выработка решения, вытекающего из различия;
• воздействие на ввод.

 

В системах управления связи имеют информационную природу. Информация играет важную роль в системе управления. Как отмечал Н. Винер, количество информации в системе есть мера её организованности.

В организованном целом не может быть порядка больше, чем информации, следовательно, внутренняя организация целого предопределена возможностями преодоления информационной неопределенности в системе.

В системном исследованиях энтропия служит мерой беспорядка, хаоса в системе и определяется числом допустимых состояний системы. Для замкнутых систем справедливо второе начало (закон) термодинамики, согласно которому энтропия замкнутой (изолированной) системы монотонно возрастает (не убывает) со временем, вплоть до достижения максимального значения, когда число допустимых состояний системы максимально. Это означает, что любая изолированная система стремится достичь ситуации, отвечающей наибольшему беспорядку, т. е. ситуации с максимальным значением энтропии.

Наличие и количество информации определяет количество выбора, которое отождествляется Н. Винером с отрицательной энтропией (негэнтропией). Это означает, что в организации дезорганизационные процессы подавляются информационными процессами. Информация становится, подобно количеству вещества или энергии, одной из фундаментальных характеристик. Система, располагающая более полной информацией о внутренней и внешней среде, имеет большую вероятность осуществления устойчивого функционирования и развития.

Классификация систем

Каждая система имеет ряд особенностей, которые отражаются на ее составе, структуре, взаимосвязи с внешней средой и т.д. Учет таких особенностей важен для решения конкретных исследовательских задач.

Рассмотрение основных подходов к классификации систем определяет последующий выбор приемов и методов системного анализа для их изучения.

 

Признак классификации систем	Виды систем
По размеру и сложности	Малые Средние Большие сложные
По объективности существования	Реальные (материальные или физические) Абстрактные
По происхождению	Естественные Искусственные Смешанные
По характеру связи с внешней средой	Закрытые Открытые
По степени изменчивости состояний	Статические Динамические
По степени определенности функционирования системы	Детерминированные Стохастические (вероятностные)
По виду системы	Технические Биологические системы Социально-экономические системы (в том числе производственные)

 

По размеру и сложности

В зависимости от числа элементов, входящих в систему, выделяется три основных вида систем: малые системы (менее 30 элементов), средние системы (от 31 до 300 элементов), большие системы (свыше 300 элементов).

Малые - системы, состоящие из небольшого количества элементов и небольшого количества взаимосвязей.

Например, фирма с численностью сотрудников 25 человек или авторучка. Примеры средней системы - фирма с численностью сотрудников 250 человек, часовой механизм, пылесос.

Системы с небольшим числом элементов, связи между которыми легко поддаются описанию, называются простыми.

Большие – системы, состоящие из большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, способные выполнять сложную функцию.

Примеры больших систем: пассажирский транспорт крупного города; производственный процесс; система управления полетом крупного аэропорта; энергетическая система и др.

По степени сложности, в зависимости от числа входящих в систему компонентов (переменных, состояний) и разнообразия взаимозависимостей между ними, различают простые, сложные и очень сложные системы.

Разделение систем на простые и сложные является условным. Мы будем относить к разряду сложных систем те, для которых характерны следующие признаки:

- наличие большого количества взаимодействующих между собой элементов;

- возможность разбиения системы на подсистемы;

- сложность функционирования системы;

- наличие управления (обработки потоков информации);

- наличие взаимодействия с внешней средой и функционирование в условиях воздействия случайных факторов.

Простые – системы, не имеющие разветвлённых структур, состоящие из небольшого количества взаимосвязей и небольшого количества элементов. Такие элементы служат для выполнения простейших функций, в них нельзя выделить иерархические уровни. Отличительной особенностью простых систем является детерминированность (четкая определенность) номенклатуры, числа элементов и связей как внутри системы, так и со средой.

Простые системы, не имеющие цели и внешнего действия (атом, молекула, кристалл, механически соединенные тела, часовой механизм, термостат и т.п.), — это неживые системы.

Ст. Бир предложил относить к простым системам те, которые имеют до 10³ состояний, к сложным - от 10³ до 10⁶ состояний и к очень сложным - системы, имеющие свыше миллиона состояний.

Сложные – системы с большим числом элементов и внутренних связей, их неоднородностью и разно-качественностью, структурным разнообразием, выполняющие сложную функцию или ряд функций. Компоненты сложных систем могут рассматриваться как подсистемы, каждая из которых может быть детализирована ещё более простыми подсистемами и т.д. до тех пор, пока не будет получен элемент.

Сложные системы, имеющие цель и «выполняющие заданную функцию», — это живые системы, или системы, созданные живым: вирус, бактерия, нервная система, многоклеточный организм, сообщество организмов, экологическая система, биосфера, человек и материальные системы, созданные человеком, — механизмы, машины, компьютеры, Интернет, производственные комплексы, хозяйственные системы, глобальная техносфера и, конечно, различные организации.

Примерами сложных систем являются живые организмы (животные, люди), социальные организации.

При большом количестве элементов простые системы называются большими системами.

Основные признаки больших сложных систем:

1. Большие размеры, многообразие природы входящих в систему компонентов (подсистем) и элементов, связанных большим числом разнообразных связей, наличие сложной иерархической структуры.

2. Функционирование в условиях существенной неопределённости и воздействия среды на систему, что обусловливает динамичный, а часто и стохастический (вероятностный) характер функциональных процессов.

3. Способность изменять свою структуру и формировать варианты поведения, сохраняя целостность и основные свойства.

4. Способность адаптироваться к изменяющимся условиям.

5. Целенаправленный выбор системой своего поведения.

2. По объективности существования

Все системы можно разбить на две большие группы: реальные (материальные или физические) и абстрактные системы.

Реальные (материальные и физические) - все системы, объективно существующие в пространстве и времени.

Реальными системами являются объекты, состоящие из материальных элементов, имеющих физическую субстанцию.

Абстрактные – это системы, имеющие невещественную субстанцию. 

Абстрактные системы включают элементы, не имеющие прямых аналогов в реальном мире. Они образуются в результате творческой деятельности человека и являются продуктом мышления. Например, это системы счисления, идеи, планы, гипотезы и понятия, алгоритмы и компьютерные программы.

Абстрактные системы разделяют на системы непосредственного отображения (отражающие определенные аспекты реальных систем) и системы генерализирующего (обобщающего) отображения. К первым относятся математические и эвристические модели, а ко вторым — концептуальные системы (теории) и языки.

По происхождению.

В зависимости от происхождения системы делятся на естественные и искусственные.

Естественные системы - это системы, объективно существующие в действительности, в живой и неживой природе.

Естественные системы создаются природой или обществом, например система мироздания, циклическая система землепользования, стратегия устойчивого развития мировой экономики.

К ним относятся системы неживой (физические, химические) и живой (биологические) природы. Естественные системы, будучи продуктом развития природы, возникли без вмешательства человека.

Искусственные системы — это результат созидательной деятельности человека, это системы, созданные человеком. 

Искусственные системы создаются человеком для своих нужд или образуются в результате целенаправленных действий. Примеры: самолет, предприятие, город, государство, общественная организация и т. п.

Все существующие организационные системы можно считать искусственными. Например, такие системы, как социально-культурная, образовательная, экономическая, техническая, технологическая имеет специальное целевое назначение для организации общественной жизни человека.

Кроме того, можно говорить о третьем классе систем — смешанных системах, которые объединяют в себе материальные и нематериальные системы. К ним относятся человеко-машинные, автоматизированные, биотехнические и другие системы.