Сукупність елементів, що знаходяться певного взаємозв'язку. Системи та їх основні властивості

Як у працях Людвіга фон Берталанфі та у творах Олександра Богданова, так і у працях менш значних авторів, розглядаються деякі загальносистемні закономірностіі принципи функціонування та розвитку складних систем. Серед таких зазвичай прийнято виділяти:

• гіпотеза семіотичної безперервності«Онтологічна цінність системних досліджень, як можна вважати, визначається гіпотезою, яку можна умовно назвати «гіпотезою семіотичної безперервності». Відповідно до цієї гіпотези, система єобраз її середовища. Це слід розуміти тому, що як елемент універсуму відбиває деякі істотні властивості останнього»::93. «Семіотична» безперервність системи та середовища поширюється і за межі власне структурних особливостей систем, екстраполіруючись також і на динаміку їхнього розгортання. « Зміна системиє одночасно і зміна її оточення, причому джерела зміни можуть коренитися як змінах самої системи, і у змінах оточення. Тим самим дослідження системидозволило б розкрити кардинальні діахронічні трансформації оточення »94. У даному разі дана гіпотеза є лише половину істини, оскільки у разі не беруться до уваги власні, внутрішні потенціали системного центру, власне, і організуючого процеси у системі, оформляються межі системного центру та її середовища;
• принцип зворотного зв'язкуСтановище, за яким стійкість у складних динамічних формах досягається рахунок замикання петель зворотний зв'язок: «якщо дію між частинами динамічної системи має цей круговий характер, ми говоримо, що у ній є зворотний зв'язок»:82. Принцип зворотної аферентації , сформульований академіком Анохіним П. До. , що у свою чергу конкретизацією принципу зворотний зв'язок, фіксує що регулювання здійснюється «з урахуванням безперервної зворотної інформації про пристосувальний результат»;
• принцип організаційної безперервності(А. А. Богданов) стверджує, що будь-яка можлива системавиявляє нескінченні «відмінності» на її внутрішніх кордонах, і, як наслідок, будь-яка можлива системапринципово розімкнена щодо свого внутрішнього складу (тобто відкрита до його поелементної і навіть комплексної модифікації), і тим самим вона пов'язана в тих чи інших ланцюгах опосередкування з усім універсумом - зі своїм середовищем, середовищем і т. д. Дане слідство експлікує принципову неможливість «порочних кіл», зрозумілих в онтологічній модальності. «Світова інгресія (входження з наповненням) у сучасній науці виражається як принцип безперервності. Він визначається по-різному; тектологічна ж його формулювання проста і очевидна: між будь-якими двома комплексами всесвіту, при достатньому дослідженні встановлюються проміжні ланки, що вводять їх в один ланцюг інгресії»:122;
• принцип сумісності(М. І. Сетров), фіксує, що «умовою взаємодії між об'єктами є наявність у них відносної властивості сумісності», тобто відносної якісної та організаційної однорідності: так, щеплення різних плодоносних гілок між різними плодовими рослинами можливе завдяки їхній відносній сумісності - але при цьому трансплантація тканин від тварини до людини або навіть між різними людьми дуже проблематична, і стала можливою лише в результаті розвитку медицини протягом багатьох тисячоліть;
• принцип взаємно-додаткових співвідношень(Сформулював А. А. Богданов), доповнює закон розбіжності, фіксуючи, що «системне розбіжність містить у собі тенденцію розвитку, спрямовану до додаткових зв'язків»:198. При цьому сенс додаткових співвідношень цілком «зводиться до обмінного зв'язку: в ній стійкість цілого, системи, підвищується тим, що одна частина засвоює те, що дезасмімілюється інший, і назад. Це формулювання можна узагальнити і всі і всякі додаткові співвідношення»:196. Додаткові співвідношення є характерною ілюстрацією конституюючої (встановлюючої) ролі замкнутих контурів зворотних зв'язків у визначенні цілісності системи. Необхідною «основою будь-якої сталої системної диференціації є розвиток взаємно-додаткових зв'язків між її елементами». Даний принцип застосовний до всіх деривативів складно організованих систем;
• закон необхідної різноманітності(У. Р. Ешбі). Дуже образне формулювання цього принципу фіксує, що «тільки різноманітність може знищити різноманітність»:294. Очевидно, що зростання різноманітності елементів систем як цілих може призводити як до підвищення стійкості (за рахунок формування великої кількості міжелементних зв'язків та обумовлюваних ними компенсаторних ефектів "дій"), так і до її зниження (зв'язки можуть і не носити міжелементного характеру у разі відсутності сумісності або слабкої механізації, напр., і призводити до диверсифікації);
• закон ієрархічних компенсацій(Є. А. Сєдов) фіксує, що «дійсне зростання різноманітності на найвищому рівні забезпечується його ефективним обмеженням на попередніх рівнях». «Цей закон, запропонований російським кібернетиком і філософом Є. Сєдовим, розвиває та уточнює відомий кібернетичний закон Ешбі про необхідну різноманітність». З цього положення випливає очевидний висновок: оскільки у реальних системах (у сенсі цього терміну) первинний матеріал однорідний, отже, складність і різноманітність впливів регуляторів досягається лише відносним підвищенням рівня організації. Ще А. А. Богданов неодноразово вказував, що системні центри в реальних системах виявляються більш організованими, ніж периферичні елементи: закон Сєдова лише фіксує, що рівень організації системного центру з необхідністю має бути вищим по відношенню до периферичних елементів. Однією з тенденцій розвитку систем є тенденція прямого зниження рівня організації периферичних елементів, яка веде до безпосереднього обмеження їхньої різноманітності: «тільки за умови обмеження різноманітності нижчого рівня можна формувати різноманітні функції та структури що знаходяться на вищих рівнях», т.ч. «Зростання різноманітності на нижньому рівні [ієрархії] руйнує верхній рівень організації». У структурному сенсі закон означає, що «відсутність обмежень ... призводить до деструктуралізації системи як цілого», що призводить до загальної диверсифікації системи в контексті її середовища;
• принцип моноцентризму(А. А. Богданов), фіксує, що стійка система «характеризується одним центром, і якщо вона складна, ланцюгова, вона має один вищий, загальний центр»:273. Поліцентричні системи характеризуються дисфункцією процесів координації, дезорганізованістю, нестійкістю тощо. буд. Подібні ефекти виникають при накладенні одних координаційних процесів (пульсів) інші, чим зумовлена ​​втрата цілісності;
• закон мінімуму(А. А. Богданов), узагальнюючий принципи Лібіха і Мітчерліха, фіксує: «стійкість цілого залежить від найменших відносних опорів його частин у всякий момент»:146. «У всіх випадках, коли є хоч якісь реальні відмінності у стійкості різних елементів системи стосовно зовнішнім впливам, загальна стійкість системи визначається найменшою її частковою стійкістю». Назване також «законом найменших відносних опорів», це положення є фіксацією прояву принципу лімітуючого (обмежує)фактора: темпи відновлення стійкості комплексу після її впливу, що порушує, визначаються найменшими частковими, а так як процеси локалізуються в конкретних елементах, стійкість систем і комплексів визначені стійкістю найслабшої її ланки(елемента);
• принцип зовнішнього доповнення(Виведений Ст. Біром) «зводиться до того, що в силу теореми неповноти Геделя будь-яку мову управління в кінцевому рахунку недостатній для виконання завдань, що стоять перед ним, але цей недолік може бути усунений завдяки включенню "чорного ящика " в ланцюг управління ". Безперервність контурів координації (взаємоупорядкування) досягається лише за допомогою специфічного пристрою гіперструктури, деревоподібність якої відображає висхідну лінію сумування впливів. Кожен координатор вбудований в гіперструктуру так, що передає по висхідній лише часткові впливи від елементів, що координуються (наприклад, сенсорів). Висхідні впливу до системного центру піддаються своєрідному «узагальнення» при сумації їх у вузлах, що зводять, гілок гіперструктури. Східні по гілках гіперструктури координаційні впливи (наприклад, до ефекторів) асиметрично висхідним піддаються «розузагальненню» локальними координаторами: доповнюються впливами, що надходять зворотними зв'язками від локальних процесів. Іншими словами, низхідні від системного центру координаційні імпульси безперервно специфікуються залежно від характеру локальних процесів рахунок зворотних зв'язків від цих процесів.
• теорема про рекурсивні структури(Ст. Бір) припускає, що у випадку, «якщо життєздатна системамістить у собі життєздатну систему, тоді їхні організаційні структури мають бути рекурсивними»;
• закон розбіжності(Г. Спенсер), також відомий як принцип ланцюгової реакції: активність двох тотожних систем має тенденцію до прогресуючого накопичення відмінностей При цьому «розбіжність вихідних форм йде „лавиноподібно“, на кшталт того, як зростають величини в геометричних прогресіях, - взагалі, за типом ряду, прогресивно висхідного»:186. Закон має і дуже тривалу історію: «як каже Г. Спенсер, „різні частини однорідної агрегації неминуче схильні до дій різнорідних сил, різнорідних за якістю чи напруженістю, унаслідок чого й змінюються по-різному“. Цей спенсеровський принцип неминуче виникає різнорідності всередині будь-яких систем... має першорядне значення для тектології». Ключова цінність цього закону полягає у розумінні характеру накопичення «відмінностей», різко непропорційних періодам дії екзогенних факторів середовища.
• закон досвіду(У. Р. Ешбі) охоплює дію особливого ефекту, окремим виразом якого і те, що « , що з зміною параметра , має тенденцію руйнувати і заміщати інформацію про початковому стані системы»:198. Загальносистемне формулювання закону, що не пов'язує його дію з поняттям інформації, стверджує, що постійна «одноподібна зміна входів деякої множини перетворювачів має тенденцію зменшувати різноманітність цієї множини»:196 - у вигляді множини перетворювачів може виступати як реальна множина елементів, де дії на вхід синхронізовані, так і один елемент, дії на який розосереджені в діахронічному горизонті (якщо лінія його поведінки виявляє тенденцію повернення до вихідного стану, і т.с. він описується як безліч). При цьому вторинне, додаткове «зміна значення параметра уможливлює зменшення різноманітності до нового, нижчого рівня»:196; більше: скорочення різноманітності при кожному зміні виявляє пряму залежність від довжини ланцюга змін значень вхідного параметра. Даний ефект у розгляді за контрастом дозволяє більш повним чином осмислити закон розбіжності А. А. Богданова - а саме положення, згідно з яким «розбіжність вихідних форм йде „лавиноподібно“»:197, тобто у прямій прогресуючій тенденції: оскільки у разі одноманітних впливів на безліч елементів (тобто «перетворювачів») не відбувається збільшення різноманітності станів, що виявляються ними (і воно скорочується при кожній зміні вхідного параметра, тобто сили впливу, якісних сторін, інтенсивності і т. д.), то до початкових відмінностей вже не «приєднуються несхідні зміни»:186. У цьому контексті стає зрозумілим, чому процеси, що протікають в агрегаті однорідних одиниць, мають силу до скорочення різноманітності станів останніх: елементи подібного агрегату «перебувають у безперервному зв'язку та взаємодії, у постійній кон'югації, в обмінному злитті активностей. Саме остільки ж і відбувається, очевидно вирівнювання розбіжностей, що розвиваються, між частинами комплексу»:187: однорідність і однотипність взаємодій одиниць поглинають будь-які зовнішні збурювальні впливи і розподіляють нерівномірність по площі всього агрегату.
• принцип прогресуючої сегрегації(Л. фон Берталанфі) означає прогресуючий характер втрати взаємодій між елементами в ході диференціації, проте до оригінальної версії принципу слід додати момент, що ретельно замовчується Л. Фон Берталанфі: в ході диференціації відбувається становлення опосередкованих системним центром каналів взаємодій між елементами. Зрозуміло, що відбувається втрата лише безпосередніх взаємодій між елементами, що істотно трансформує принцип. Цей ефект виявляється втратою «сумісності». Є важливою та обставина, що сам процес диференціації в принципі нереалізований поза централістично регульованими процесами (інакше координація частин, що розвиваються, виявилася б неможливою): «розбіжність частин» з необхідністю не може бути простою втратою взаємодій, і комплекс не може перетворюватися на якусь безліч « незалежних каузальних ланцюгів», де кожен такий ланцюг розвивається самостійно незалежно від інших. Безпосередні взаємодії між елементами в ході диференціації дійсно слабшають, проте не інакше як через їхнє опосередкування центром.
• принцип прогресуючої механізації(Л. фон Берталанфі) є найважливішим концептуальним моментом. У розвитку систем «частини стають фіксованими по відношенню до певних механізмів». Первинні регулювання елементів у вихідному агрегаті «зумовлені динамічною взаємодією всередині єдиної відкритої системи, яка відновлює свою рухливу рівновагу. Там накладаються внаслідок прогресуючої механізації вторинні механізми регуляції, керовані фіксованими структурами переважно типу зворотний зв'язок». Істота цих фіксованих структур була докладно розглянута Богдановим А. А. та найменована «дегресією»: у ході розвитку систем формуються особливі «дегресивні комплекси», що фіксують процеси у пов'язаних з ними елементах (тобто обмежують різноманітність мінливості, станів та процесів). Таким чином, якщо закон Сєдовафіксує обмеження розмаїття елементів нижніх функціонально-ієрархічних рівнів системи, то принцип прогресуючої механізації позначає шляхи обмеження цього розмаїття - утворення стійких дегресивних комплексів: «"скелет", пов'язуючи пластичну частину системи, прагне утримати її у межах своєї форми, а тим самим затримати її зростання , обмежити її розвиток», зниження інтенсивності обмінних процесів, відносна дегенерація локальних системних центрів і т. д. Слід зазначити, що функції дегресивних комплексів не вичерпуються механізацією (як обмеженням різноманітності власних процесів систем і комплексів), але також поширюються на обмеження різноманітності .
• принцип актуалізації функцій(Вперше сформулював М. І. Сетров) також фіксує дуже нетривіальне становище. «Згідно з цим принципом об'єкт постає як організований лише тому випадку, якщо властивості його елементів (елементів) виявляються як функції збереження та розвитку цього об'єкта», або: «підхід до організації як безперервному процесу становлення функцій її елементів може бути названий принципом актуалізації функцій» . p align="justify"> Таким чином, принцип актуалізації функцій фіксує, що тенденція розвитку систем є тенденція до поступальної функціоналізації їх елементів; саме існування систем та зумовлено безперервним становленням функцій їх елементів.

Визначення системи

Існує щонайменше кілька десятків різних визначень поняття «система», що використовуються в залежності від контексту, галузі знань та цілей дослідження. Основний фактор, що впливає на відмінність у визначеннях, полягає в тому, що у використанні поняття «система» є двоїстість: з одного боку воно використовується для позначення об'єктивно існуючих феноменів, а з іншого боку – як метод вивчення та подання феноменів, тобто як суб'єктивна модель дійсності.

У зв'язку з цією двоїстістю автори визначень розрізняють щонайменше два аспекти: як відрізнити системний об'єкт від несистемного і побудувати систему шляхом виділення її з довкілля. На основі першого підходу дається дескриптивне (описове) визначення системи, на основі другого – конструктивне, іноді вони поєднуються. Підходи до визначення системи також пропонують ділити на онтологічний(відповідає дескриптивному), гносеологічнийі методологічний(Останні два відповідають конструктивному).

Так, це в преамбулі визначення з БРЕС є типовим дескриптивним визначенням.

Приклади дескриптивних визначень:

Приклади конструктивних визначень:

Таким чином, головна відмінність конструктивних визначень полягає у наявності мети існування чи вивчення системи з погляду спостерігача чи дослідника, який у своїй явно чи неявно вводиться у визначення.

Властивості систем

Загальні для всіх систем

Класифікація систем

Практично у кожному виданні з теорії систем та системного аналізу обговорюється питання класифікації систем, у своїй найбільше розмаїття точок зору спостерігається при класифікації складних систем . Більшість класифікацій є довільними (емпіричними), тобто їх авторами просто перераховуються деякі види систем, суттєві з точки зору розв'язуваних завдань, а питання про принципи вибору ознак (підстав) поділу систем та повноту класифікації при цьому навіть не ставляться.

Класифікації здійснюються за предметним чи за категоріальним принципом.

Предметний принцип класифікації полягає у виділенні основних видів конкретних систем, що існують у природі та суспільстві, з урахуванням виду відображуваного об'єкта (технічні, біологічні, економічні тощо) або з урахуванням виду наукового напряму, що використовується для моделювання (математичні, фізичні, хімічні) та ін.).

При категоріальної класифікації системи поділяються за загальним характеристикам, властивим будь-яким системам незалежно від своїх матеріального втілення . Найчастіше розглядаються такі категоріальні характеристики:

Однією з відомих емпіричних класифікацій запропоновано Ст. Біром. У її основі лежить поєднання ступеня детермінованості системи та рівня її складності:

Незважаючи на очевидну практичну цінність класифікації Ст. Біра відзначаються та її недоліки. По-перше, критерії виділення типів систем не визначено однозначно. Наприклад, виділяючи складні та дуже складні системи, автор не вказує, щодо яких саме засобів і цілей визначається можливість та неможливість точного та докладного опису. По-друге, не показується, на вирішення яких саме завдань виявляється необхідним і достатнім знання саме запропонованих типів систем. Такі зауваження по суті характерні всім довільних класифікацій .

Крім довільних (емпіричних) підходів до класифікації, існує і логіко-теоретичний підхід, при якому ознаки (підстави) поділу намагаються логічно вивести з визначення системи. У цьому підході безліч виділяються типів систем потенційно необмежено, породжуючи питання, хоча який об'єктивний критерій виділення з нескінченного безлічі можливостей найбільш відповідних типів систем .

Як приклад логічного підходу можна послатися пропозицію А. І. Уємова з урахуванням його визначення системи, що включає «речі», «властивості» і «відносини» будувати класифікації систем з урахуванням «типів речей» (елементів, у тому числі складається система), «властивостей» і «відносин», що характеризують системи різного виду.

Пропонуються і комбіновані (гібридні) підходи, які покликані подолати недоліки обох підходів (емпіричного та логічного). Зокрема, В. Н. Сагатовський запропонував наступний принцип класифікації систем. Усі системи діляться різні типи залежно від характеру їх основних компонентів. У цьому кожен із зазначених компонентів оцінюється з погляду певного набору категоріальних характеристик. У результаті отриманої класифікації виділяються ті типи систем, знання яких найважливіше з погляду певної задачі .

Класифікація систем В. Н. Сагатовського:

Закон необхідності різноманітності (закон Ешбі)

При створенні проблемної системи необхідно, щоб ця система мала більшу різноманітність, ніж різноманітність розв'язуваної проблеми, або була здатна створити таку різноманітність. Інакше кажучи, система повинна мати можливість змінювати свій стан у відповідь на можливе обурення; різноманітність обурень потребує відповідного йому розмаїття можливих станів. В іншому випадку така система не зможе відповідати завданням управління, що висуваються довкіллям, і буде малоефективною. Відсутність чи недостатність різноманітності можуть свідчити про порушення цілісності підсистем, що становлять цю систему.

Примітки

1. Система / / Великий Російський енциклопедичний словник. - М: БРЕ. – 2003, с. 1437
2. В. К. Батоврін. Тлумачний словник з системної та програмної інженерії. - М.: ДМК Прес. – 2012 р. – 280 с. ISBN 978-5-94074-818-2
3. Агошкова Є.Б., Ахлібінінський Б.В. Еволюція поняття системи// Питання філософії. – 1998. – №7. С.170-179
4. Берталанфі Л. тло. Загальна теорія систем – критичний огляд //Дослідження загальної теорії систем: Збірник перекладів / Общ. ред. та вст. ст. В. Н. Садовського та Е. Г. Юдіна. - М.: Прогрес, 1969. С. 23-82.
5. ГОСТ Р ІСО МЕК 15288-2005 Системна інженерія. Процеси життєвого циклу систем (аналог ISO/IEC 15288:2002 System engineering - System life cycle processes)
6. Сагатовський В. Н. Основи систематизації загальних категорій. Томськ. 1973

Див. також

Література

• Берталанфі Л. тло.Історія та статус загальної теорії систем // Системні дослідження. – М.: Наука, 1973.
• Бір Ст.Кібернетика та управління виробництвом = Cybernetics and Management. - 2. - М.: Наука, 1965.
• Волкова Ст Н., Денисов А. А.Теорія систем: навчальний посібник. – М.: Вища школа, 2006. – 511 с. - ISBN 5-06-005550-7
• Коріков А.М., Павлов С.М.Теорія систем та системний аналіз: навч. допомога. - 2. - Томськ: Томс. держ. ун-т систем управління та радіоелектроніки, 2008. – 264 с. - ISBN 978-5-86889-478-7
• Месарович М., Такахара І.Загальна теорія систем: математичні засади. – М.: Світ, 1978. – 311 с.
• Перегудов Ф. І., Тарасенко Ф. П.Введення у системний аналіз. – М.: Вища школа, 1989.
• Уйомов А. І.Системний підхід та загальна теорія систем. – М.: Думка, 1978. – 272 с.
• Черняк Ю. І.Системний аналіз управління економікою. – М.: Економіка, 1975. – 191 с.
• Ешбі У. Р.Введення у кібернетику. – 2. – М.: КомКнига, 2005. – 432 с. - ISBN 5-484-00031-9

Посилання

• Петров У. Історія розробки законів розвитку технічних систем (2002).
• Гринь А. В. Системні засади організації об'єктивної реальності / А. В. Гринь. – Москва: Московський державний університет друку, 2000. – 300 с. - ISBN 5-8122-0200-1. http://www.i-u.ru/biblio/archive/grin_sistemnie/02.aspx

Wikimedia Foundation. 2010 .

1. Системи систем - це напрямок системної інженерії, що займається інженерією систем, окремі частини яких можуть існувати автономно, були розроблені незалежно один від одного, і тим самим є повноцінною цільовою системою. Тим не менш, з цих автономних та незалежних систем (комусь) хочеться зробити систему з емерджентними властивостями.

2. Приклади, через які довелося запроваджувати поняття системи систем:
а) телекомунікаційні системи ("мережі мереж"), насамперед інтернет.
б) мультимодальні транспортні системи
в) які забезпечують системи ("розширене підприємство") у будь-якому великому проекті системної інженерії
г) всякі взаємодії пологів військ у театрі бойових дій
д) будь-яка організаційна система (з швидким проскоком усіх рівнів від "групи людей" до "суспільства в цілому" і виходу на суцільну гуманітарщину без будь-якої інженерії - але з деякими особливостями, див. пункт 10). Тим самим у підході "інженерії системи систем" можна розглядати інженерію, що забезпечує системи проекту, системної інженерії (див. пункт 11), реінжиніринг (або навіть інжиніринг, у системах систем ці межі хибки) якогось промислового холдингу, тимбілдинг, створення країнових блоків, освіта картелів, функціонування консорціумів, державне будівництво тощо. Як завжди у разі перетину інженерних технологій та систем з (зрештою) людей, роблю застереження про безпеку (див. також пункт 10в).

3. Основна проблема в тому, що для такої певної системи не підходять традиційні методи системної інженерії:
а) системи (підсистеми цільової системи) не потрібно проектувати, закуповувати і т.д.. Вони, як правило, вже є - вже які є.
б) зовсім необов'язково системний інженер (зокрема архітектор) має впливом геть власників систем-составляющих. Його можуть слухати, а також можуть не слухати.
в) оскільки автономні системи зазвичай повинні продовжувати працювати, а "складати із себе нову систему" у них є лише додатковою функцією до їх основних функцій, то не можна "все зупинити, створити та налагодити систему, а потім запустити в роботу заново". Доводиться правити на ходу, узгоджуючи ретельно невеликі зміни (звідси практично консенсус: говорять не стільки про стадійний життєвий цикл, скільки про "еволюцію", "інкрементальні зміни", "моніторинг змін"). Більше того, правити кожну систему, швидше за все, буде персонал цієї системи-складової - а не співробітники цільової системи систем, у якої часто й персоналу немає.
г) особливо слід зазначити, що замовлення системи систем здійснюється у термінах capabilities (можливостей), а чи не functions (функцій якихось систем). Тобто замовники намагаються купити можливість щось досягти, а не власне системи. Системи вже давно куплені, існують, у них є власники та всі необхідні функції. Але треба досягти можливості щось цим системам спільно зробити, і тоді говорять про систему систем.
Capabilities формулюються як "дана система повинна забезпечувати можливість [і далі хоча б одне дієслово тієї дії, яку вона повинна давати можливість зробити]".
д) системи систем з'являються там і тоді, де в окремих систем різні власники, і для їх спільної роботи потрібно влаштовувати переговорний процес (за теорією мовних актів Хабермаса мати два рівні: дискурс з домовленістю про протокол взаємодії і потім дотримання протоколу взаємодії з регулярним вивалюванням в дискурс у разі непрацювання цього протоколу). Зокрема, власники системи навряд чи будують свої системи на базі якоїсь загальної онтології: у них своя (на кшталт) діяльність, і тому з необхідністю використовується різна онтологія (тобто їхні погляди на світ аж ніяк не різні групи описів однієї архітектури!) загальної архітектури у складових систем без системи систем за визначенням немає!Тим самим для опису системи систем нам потрібно застосовувати хитре семантичне моделювання - ми не можемо гарантувати парадигмальну одноманітність опису при декомпозиції, причому ця неоднорідність зовсім іншого сорту, ніж парадигмальна різноманітність при описі зі зміною методу описів (viewpoint) при зрушенні від стейкхолдера до стейхолдеру: для кожної складової системи в SoS змінюється весь набір зацікавлених сторін і віддані ними мови та нотації!

4. У літературі розглядаються різні варіанти появи зацікавлених у системі систем сторін: хтось один з грошима або без, кілька в різному зацікавлених сторін з грошима і без, а також ситуації, коли до цих сторін входять або не входять власники складових системи . Тим самим розмова про систему систем виникає щоразу, коли йдеться про соціотехнічну систему.

5. У програмуванні, моделюванні все частіше говорять про програмування та моделювання у великому, коли потрібно зробити велику програмну систему з різних компонентів, що працюють на різних комп'ютерах. Теорія цього in-the-lagre тільки-но з'являється, в житті основні проблеми переходять туди (замість програмування окремих коротких автономних програм все частіше доводиться програмувати зв'язки між такими програмами). Більше того, все частіше кажуть, що "все, що могли, вже автоматизували - і тепер стоїть завдання інтеграції острівців автоматизації". Greenfield програмування перейшло в brownfield. Ось те саме обговорюється для системи систем. Відмінність у тому, що складові системи з системою систем - актори (тобто мають власну поведінку). Якщо продовжити програмістські аналогії, то різниця між "системами систем" і "просто системами" як між Smalltalk-71 та Smalltalk-80 - а саме, вбудованим у них акторським розумінням. "Просто системи" - це об'єкт-орієнтований підхід з пасивними об'єктами, які "не можуть не послухатися", а системи систем - це актори, які працюють асинхронно та автономно, і вимагають для своєї організації зовсім іншого відношення (парадигми програмування), ніж об'єкти. Звідси кумедні наслідки для об'єкт-орієнтованого моделювання (наприклад, SysML/UML): оскільки воно не актор-орієнтоване, для опису архітектури системи систем потрібно як мінімум змінювати мову моделеорієнтованої системної інженерії! З UML/SysML-діаграмами в системах систем робити нічого, хоча таких робіт безліч.

6. Тема системи систем - найголовніша зараз тема у західних військових закупівлях. Бо зброї вже накуплено стільки, що можна вбити всіх (на глобусі, а не тільки в стані потенційного супротивника) тисячу разів. Систем розвідки вже є стільки, що можна розвідати все ще трохи. Транпорту хоч греблю гати. Єдине завдання: потрібно, щоб усе це якось працювало разом - домовляючись про цілі, засоби, час завдання ударів, розуміючи наслідки, оцінюючи ризики, допомагаючи один одному. А разом усі сучасні військові системи не працюють, і як цього домогтися без спільного проектування заново всіх систем, що вже є, в загальному випадку незрозуміло. Тому військові сильно вкладаються в проблематику системи систем - нав'язуючи свою термінологію, засмічуючи мережу своїми "писаними кров'ю" статутами інженерії систем систем, і "просто систем" з обов'язковим додаванням туди випадків системи систем (http://www.acq.osd.mil) /se/docs/SE-Guide-for-SoS.pdf , http://www.ndia.org/Divisions/Divisions/SystemsEngineering/Documents/Committees/Mission%20Analysis%20Committee/Support%20Documentation/Early%20Systems%20 %20Guide%2031Mar09.pdf і т.д.).

7. Вирізняють такі види системи систем:
- Керовані (directed), в яких є призначений архітектор, який може видавати накази складовим системам та розпоряджається ресурсами.
- підтверджені (acknowledged), у яких визнаний архітектор є, але може лише вмовляти складові системи самозмінитися відповідно до розробленої їм архітектурі.
-- співробітничі (collaborative), у яких всі системи домовляються одна з одною щодо кожного чиху, але архітектора, менеджера проекту чи аналогічного виділеного органу управління немає.
- Віртуальні (virtual), в яких системи взагалі не знають одна про одну нічого і не впливають одна на одну (наприклад, сучасний інтернет. Smart Grid теж збирається бути такою системою).

8. У військових є і інший частий випадок, який "плутається" з системами систем: сімейство систем - коли всі системи, що складають сімейство, не виявляють емерджентності при взаємодії - але замовляються, використовуються, розробляються разом. До цієї концепції сімейства систем близька концепція продуктних ліній, про яку зовсім окрема пісня. у цій презентації також відзначається - "The System of Systems Engineering Community speaks of directed vs. collaborative vs. acknowledged systems of systems. ".

9. Більшість робіт з інженерії систем є шаблоном, в якому
а) формулюється складність проблеми системи систем (що ведеться до "не хочуть, гади"!),
б) постулюється повна відсутність методів роботи з системами у системній інженерії (бо системна інженерія займається менеджером технічних систем, а не людських) та необхідність робити хоч що-небудь
в) радісного зауваження, що "ось тут зовсім випадково ми виявили метод [далі захлинаючись" розповідається про давні давно відомі в менеджменті, економіці, соціології, проектному управлінні, політології тощо "гуманітарні" школи думки - але використовується термінологія "системи" систем" і "еволюція"], і застосували цей метод [опис якого-небудь "пілотного проекту"]".
Тим самим поточна "наука" про системи систем зводиться до переказу ідей, давно і добре відомих гуманітарникам інженерною мовою.

10. Тим не менш, інженерна специфіка в системах систем важлива: вона цілком може дозволити зробити прориви в тих гуманітарних дисциплінах, бо
а) основним методом роботи із системами систем пропонується отримання їхньої архітектури as is та архітектури to be. Для цього перш за все потрібно зрозуміти та відмоделювати (перейти від розуміння архітектури до архітектурного опису) "систему систем". Особливо зазначу, що "архітектура" визначається ISO 42010 як основна організаціясистеми (а не основна структура: у приклад наводиться саме інтернет, у якого структури за фактом немає, а от організаціяє). "Організація", до речі, у найбільш загальному онтологічному сенсі - це розподіл функцій за матеріалом, з якого виготовлена ​​система. Саме архітектурний опис має бути основним інтеграційним засобом, довкола якого розгортається комунікація власників складових систем та інших зацікавлених сторін, які ведуть еволюцію системи систем.
б) оскільки основне в архітектурі - це моделі, то розмова про архітектуру з невизначеністю вимагає формального моделювання (із зазначенням обраної мови, нотації, контролем конфігурації архітектурної мегамоделі, що виходить і т.д.). Це дає строгість у міркуваннях, зазвичай недоступну представникам гуманітарних дисциплін. Навколо формальних моделей важко емоційно сперечатися, аргументуючи розмахуванням рук. Тому інженери мають шанс просунути теорії, які довго і з дуже змінним успіхом розробляли гуманітарники.
в) Окремо залишимо питання безпеки: звісно, ​​інженерні рішення до створення системи систем можуть призвести до цілком інженерному створенню організацій-систем систем, саме існування яких важко виправдати морально чи етично. Але ця дискусія про безпеку вбудована в сучасну інженерію (але часто не вбудована в "гумантирані науки", як це не дивно), тому є шанс просунутися і в цьому питанні.

11. Особливим випадком "системи систем" є система проекту системної інженерії, що забезпечує: та організація (у системній інженерії визначається як сукупність людей, обладнання зі зрозумілим поділом праці, повноваженнями і відповідальністю), яка просуває цільову систему за її життєвим циклом. Ця забезпечує система є системою систем за визначенням: адже там є люди, які володіють собою самі, і лише домовляються працювати разом в організації - частиною ці домовленості є явними, а частиною є відлуння уявлень про такі домовленості, що знаходяться "в культурі" ( усній, письмовій, у стандартах, а то й у законодавстві – тобто не лише в домовленостях, а й у звичаях, і навіть законах).

12. Ще один "особливий випадок" - це розуміння того, як влаштована сучасна промисловість, яка повільно, але вірно повзе від безпосереднього конструювання своїх виробів та сервісів до проектування виробів із покупних деталей, самих по собі досить складних. Виробники комп'ютерів закуповують мікросхеми та роз'єми, нафтовики закуповують насоси та трубопровідну арматуру, все щось закуповують на базі промислових каталогів. І потім вся ця "система виробничих систем" діє як Промнет.

13. Smart Grid, що визначається нині, як Enernet (таку назву дав нещодавно автор Ethernet Боб Меткалф - http://news.cnet.com/8301-11128_3-10203683-54.html). Генератори-споживачі, кожен із яких працює автономно, і чи то продає, чи купує енергію залежно від ситуації. Власники ліній електропередачі, власники засобів телекомунікацій, та багато інших агентів, які складають із себе мережу. У випадку Росії ситуація трохи інша, ніж у всьому світі: ми вже маємо об'єднану енергосистему (до якої багато країн тільки хочуть наблизитися), і треба вирішувати, як на цій живій інфраструктурі розгортати ("еволюціонувати") Smart Grid як систему систем.

14. Залишається зрозуміти, у чому полягає специфіка підходу інженерії системи систем та які можна запропонувати методи цієї інженерії:
а) практично консенсус, що взаємодія (interoperability) забезпечується стандартами (внутрішньосистемними, або про що простіше домовитися - зовнішніми, тобто галузевими або міжнародними).
б) практично консенсус, що зміни інкрементальні, та описуються словом "еволюція". Більше того, визнається, що поки змінюється складова система А, складова система B може потрапити в сувору палітурку зі зміною всіх планів, і вся "еволюція" інших систем повинна на це відреагувати. Тому в архітекторів дивна додаткова функція "моніторингу" несподіваної зміни складових систем своєї системи систем (уявіть собі системного інженера, у якого раптом турбіна проектованої електростанції раптом під тиском зовнішніх обставин вирішила змінити свою вихідну напругу та спосіб підключення до мережі в односторонньому порядку - і навіть забула про це його повідомити, адже це в системах систем штатна ситуація).
в) практично консенсус, що системи мають рефлексувати те, що вони роблять (моделювати методи своєї роботи). Бо без цього виявляється неможливим щось змінити. Для мене це означає, що для роботи з системами систем потрібно використовувати ISO 24744, що дозволяє відмоделювати метод (вважаю, що цей стандарт може бути застосований не тільки до методів розробки, але й просто до методів роботи в цілому).
г) поступово назріває консенсус, що від "словникових" взаємодій інформаційних систем доведеться переходити до семантичних технологій (це йде від американської армії, флоту та авіації, які з'ясували, що їх "мережні взаємодії" іншим способом просто не забезпечити, і тому "еволюційно" "переходять зараз на семантичні технології). У цьому випадку простіше думати про використання ISO 15926.
д) назріває розуміння, що доведеться імпортувати сучасні методи менеджменту організаційних змін - принагідно формалізувавши і замінивши термінологію на "системну".
е) нормативну базу (наприклад, регламенти діяльності кожної окремої системи) правильно було б оцифрувати (ті ж "семантичні технології"), щоб мати хоч якусь можливість валідизувати їхню потенційну спільну роботу при функціонуванні в системі систем. Можна, звичайно, і "вручну", але комп'ютером всяке пошук колізій простіше робити. Тут, звісно, ​​треба єхидно помітити, що водночас треба розумітися із забезпеченням відповідності " процесів у житті " і " процесів із регламентів " -- написано і вбито у програми комп'ютерів одне, а робиться зазвичай зовсім інше. Але ніхто не казав, що буде легко.
е) всякі "теорії складності" та інші схожі заклинання по лінії "просунутого системного мислення", на жаль, поки не показали своєї застосовності (як і багато суто кібернетичних ідей з "зворотними зв'язками"). Хоча публікацій, звісно, ​​вистачає.
ж) реальний прогрес слід очікувати тоді, коли гуманітарні (менеджменту, конфліктології, політології тощо) теорії, агентський підхід (з його "бажаннями", "моделлю світу" та "співробітництвом" агентів) та системно-інженерний підхід (з поняттями систем-холонів, кожна з яких є частиною цілого і в свою чергу цілим одночасно, життєвого циклу, а також архітектурними ідеями та ідеями моделювання) склеюються на місці. Це і буде майбутнясистемосистемна інженерія.

Анонс: у Москві 18-20 жовтня проходитиме міжнародний семінар із систем систем - http://personal.stevens.edu/~bsauser/System_Readiness_Level/ICUMT_2010.html , я планую там виступити. Щоб потрапити туди, пишіть на вказані контактні адреси.

Що люди мають на увазі, коли говорять про систему? Адже більшість із нас вживають це слово інтуїтивно, не замислюючись про його значення. У цій статті розповімо про те, що таке система у загальному розумінні.

Визначення: що таке система

У зв'язку з тим, що це поняття використовується в різних сферах діяльності людини та наукових дисциплінах, визначень у нього багато. Використання тієї чи іншої визначення залежить від цього, яку систему йдеться (область знань), й у якому контексті розглядається система. Однак всі визначення зводяться до того, що система – це чітко впорядкована сукупність кількох елементів, які є єдиним цілим, всі елементи системи підпорядковуються одним законам і взаємопов'язані. Також, система може бути частиною більш масштабної системи, і в даному випадку вона виступатиме елементом більшої системи.

З цього визначення випливає ще одне поняття – «елемент». Отже, напрошується ще одне питання: що таке елемент системи?

Елемент системи – це складова частина системи. Частиною системи може бути різні предмети, організми, явища, відомості, знання.

Багато хто з нас хоч раз, та чув такі словосполучення як: «політична система», «інформаційна система», «система харчування», «нервова система», «система освіти» тощо. Усе це системи різних галузей знань.

Ознаки системи

Для того щоб об'єкт можна було розглядати як систему, він повинен мати певні властивості (ознаки):

• Цілісність. Насамперед система розглядається як сукупність елементів. Елементи, що входять до системи можуть відрізнятися за функціями та властивостями, але при цьому є сумісними, і функціонують як єдине ціле.
• Структура (сукупність зв'язків). Створення єдиного цілого з розрізнених частин без чіткої структури – неможливо, тому наступна важлива ознака системи, це взаємозв'язки елементів. Залежно від цього, як елементи взаємопов'язані у системі, властивості системи будуть різні. Тобто одні й самі елементи, при різних зв'язках утворюватимуть різні за властивостями системи. Крім того, зв'язки між елементами системи сильніші за зв'язки цих же елементів із зовнішнім середовищем.
• Емерджентність. Система може мати властивості не властиві жодному елементу системи, тобто кожен елемент системи окремо визначає властивості системи, саме зв'язку між цими елементами.
• Синергія. Функціональність системи, її властивості перевершують сумарні можливості всіх елементів системи.

Класифікація систем

Існує досить велика різноманітність класифікацій систем. Розглянемо деякі з них:

• За походженням виділяють: природну, штучну та змішану системи. У різних ситуаціях та сама система може ставитися до одного чи іншого виду. Наприклад, екологічна система, це природна система, утворена природними силами, що має певні характеристики, і населена різними живими організмами. Якщо ми говоримо про озеро, це природна екологічна система, а водосховище, це вже штучно створена екосистема.
• За кількістю елементів та складності їх зв'язків розрізняють: прості та складні системи.
• По взаємозв'язку із зовнішнім середовищем розрізняють: відкриті та закриті (замкнуті) системи. Наприклад, підлідне озеро Антарктики є замкнутою системою і вплив навколишнього середовища на нього практично відсутній. Але якщо ми говоримо про озера на поверхні Землі, то всі вони є відкритими екосистемами, на які впливають опади, річки, що впадають у них, люди та інші елементи зовнішнього середовища.
• За здатністю розвиватися: статичні та динамічні. Статичні системи не змінюються з часом, динамічні навпаки.
• За ступенем організованості: дифузні (погано організовані), що самоорганізуються (розвиваються), добре організовані. Так суб'єкти господарювання (система), що працюють в одній сфері досягають різних цілей, і більшою мірою їх успіхи залежать наскільки ефективно управління в цих організаціях, наскільки оперативно реагує система на зміну зовнішнього середовища (наприклад, стан ринку, для торгової організації).

Що таке тип системи

Різними типами систем називають системи, що складаються з однотипних елементів, що знаходяться в різних зв'язках, і виконують схожі функції. Відмінним прикладом є типи нервових систем різних організмів: дифузна нервова система, стовбурова нервова система та інші.

Тепер Ви знаєте, що таке система, і сміливо можете вживати цей термін у своїй промові.

У цій статті ми розглянемо визначення системи як пристрою, що складається з різних структурних елементів. Тут буде порушено питання про класифікацію систем та їх характеристику, а також постановка закону Ешбі та поняття про загальну теорію.

Вступ

Визначення системи є множинний ряд елементів, які знаходяться у певному зв'язку між собою і утворюють цілісність.

Використання системи як терміна обумовлюється необхідністю підкреслити різні характеристики чогось. Йдеться, як правило, про складний і величезний об'єкт. Розібрати такий механізм найчастіше складно однозначно, що є ще однією причиною експлуатації терміна «система».

Визначення системи має характерну відмінність від «множини» чи «сукупності», яка виявляє себе в тому, що основний термін статті говорить нам про впорядкованість та цілісність у певному об'єкті. У системі завжди присутня певна закономірність її побудови та функціонування, а також вона має специфіку розвитку.

Визначення терміна

Існують різні визначення системи, які можуть класифікуватися за різноманітними характеристиками. Це дуже широке поняття, яке може використовуватися практично до всього і в будь-яких науках. Зміст контексту про систему, галузі знання та мету вивчення та аналізу також сильно впливає на визначення цього поняття. Проблема вичерпної характеристики полягає у використанні терміна як об'єктивного, і суб'єктивного.

Розглянемо деякі дескриптивні визначення:

• Система – це комплексне утворення взаємодіючих фрагментів цілісного «механізму».
• Система - загальне скупчення елементів, які у певному відношенні друг стосовно другові, і навіть що з середовищем.
• Система - це набір взаємопов'язаних компонентів та деталей, відокремлених від середовища, але взаємодіючих з нею та працюючих як єдине ціле.

Перші визначення системи дескриптивного характеру відносяться до раннього періоду розвитку науки про системи. У таку термінологію включалися лише елементи та набір зв'язків. Далі стали включати різні поняття, наприклад, функції.

Система у повсякденності

Людина використовує визначення системи в різних сферах життя і діяльності:

• За найменування теорій, наприклад філософської системи Платона.
• Під час створення класифікації.
• Під час створення конструкції.
• При найменуванні сукупності життєвих норм і поведінкових правил. Прикладом є система законодавства чи моральних цінностей.

Дослідження систем - це хід розвитку в науці, який вивчається в найрізноманітніших дисциплінах, наприклад, в інженерії, теорії систем, системному аналізі, системології, термодинаміці, системній динаміці і т.д.

Характеристика системи у вигляді її складових компонентів

Основні визначення системи включають ряд характеристик, за допомогою аналізу яких можна так чи інакше дати їй вичерпний опис. Розглянемо головні:

• Межею розчленування системи на фрагменти є визначення елемента. З погляду аналізованих аспектів, розв'язуваних завдань, і поставленої мети можуть по-різному класифікуватися і відрізнятися.
• Компонентом називають підсистему, яка представлена ​​нам у вигляді відносно незалежної частки системи і має при цьому її деякі властивості та підцілі.
• Зв'язком називають взаємовідносини між елементами системи та тим, що вони обмежують. Зв'язок дозволяє знижувати ступінь свободи фрагментів "механізму", але набувати при цьому нових властивостей.
• Структура - перелік найважливіших компонентів і зв'язків, мало змінюваних у процесі поточного функціонування системи. Вона відповідає за наявність основних якостей.
• Основним поняттям у визначенні системи є поняття мети. Мета - це багатогранне поняття, яке можна визначати в залежності від даних контексту та етапу пізнання, на якому система знаходиться.

Підхід до визначення системи також залежить від таких понять, як стан, поведінка, розвиток та життєвий цикл.

Наявність закономірностей

При аналізі основного терміну статті важливо буде звернути увагу на наявність деяких закономірностей. Першою є наявність обмеженості від загального середовища. Іншими словами, це інтегративність, яка визначає систему як абстрактну сутність, що має цілісність і чітко поставлені межі своїх кордонів.

Система має синергічність, емерджентність і холізм, а також системний і нададитивний ефект. Елементи системи можуть бути взаємопов'язані між конкретними компонентами, а з деякими не взаємодіяти, проте вплив у будь-якому випадку виявляється всеохоплюючим. Воно проводиться у вигляді непрямої взаємодії.

Визначення системи - це термін, тісно пов'язаний із явищем ієрархічності, яке є визначенням різних деталей системи як окремих систем.

Класифікаційні дані

Практично всі видання, які вивчають теорію систем і системний аналіз, обговорюють питання про те, як їх правильно класифікувати. Найбільша різноманітність серед переліку думок про таку відмінність відноситься до визначення складних систем. Переважна частина класифікацій відноситься до довільних, які також називають емпіричними. Це означає, що найчастіше автори довільно використовують даний термін у разі потреби охарактеризувати певну задачу, що вирішується. Відмінність найчастіше здійснюється за визначенням предмета та категоріального принципу.

Серед головних властивостей найчастіше звертають увагу на:

• Кількісну величину всіх компонентів системи, саме на монокомпонентність чи полікомпонентність.
• При розгляді статичної структури необхідно брати до уваги стан відносного спокою та наявність динамічності.
• Відношення до закритого чи відкритого типу.
• Характеристику детермінованої системи у конкретний момент часу.
• Необхідно враховувати гомогенність (наприклад, популяцію організмів як) чи гетерогенність (наявність різних елементів із різними властивостями).
• При аналізі дискретної системи завжди чітко обмежують закономірності та процеси, а відповідно до походження виділяють: штучну, природну та змішану.
• Важливо брати до уваги ступінь організованості.

Визначення системи, видів систем та системи загалом пов'язане ще й із питанням про сприйняття їх як складних чи простих. Однак тут є найбільша кількість розбіжностей при спробі дати вичерпний перелік характеристик, відповідно до яких необхідно їх розмежовувати.

Поняття ймовірнісної та детермінованої системи

Визначення терміна «система», створене та запропоноване Ст. Біром, став одним з найвідоміших і поширених по всьому світу. В основу фундаменту відмінності він вклав поєднання рівнів детермінованості та складності та отримав імовірнісні та детерміновані. Прикладом останніх можуть бути прості структури, наприклад віконні засувки та проекти механізованих майстерень. Складні представлені комп'ютерами та автоматизацією.

Імовірнісним пристроєм елементів у простій формі може бути підкидання монети, пересування медузи, наявність статистичного контролю стосовно якості продукції. Серед складних прикладів системи можна згадати про зберігання запасів, умовні рефлекси і т. д. Надскладні форми імовірнісного типу: поняття економіки, структура мозку, фірма і т. д.

Закон Ешбі

Визначення поняття системи тісно пов'язане із законом Ешбі. У разі створення певної структури, в якій компоненти мають зв'язки між собою, необхідно зумовити наявність проблемної здатності. Важливо, щоб система мала різноманітність, що перевищує цей же показник у проблеми, над якою йде робота. Другою рисою є наявність у системи можливості створити таку різноманітність. Іншими словами, пристрій системи необхідно регулювати так, щоб вона могла змінювати свої властивості у відповідь на зміну умов задачі, що вирішується, або прояв обурення.

У разі відсутності подібних характеристик у явищі, що вивчається, система не зможе задовольняти вимоги до управлінських завдань. Вона стане малоефективною. Важливо також звернути увагу на наявність різноманітності у переліку підсистем.

Поняття про загальну теорію

Визначення системи - це її загальна характеристика, а й набір різних важливих аспектів. Одним з них є поняття про загальну теорію систем, яке представлене у вигляді наукової та методологічної концепції досліджень об'єктів, що утворюють систему. Вона взаємопов'язана з такою термінологічною одиницею, як «системний підхід» і є переліком його конкретизованих принципів та методологій. Першу форму загальної теорії висунув Л. Фон Берталанфі, а ідея його ґрунтувалася на визнанні ізоморфізму основоположних тверджень, які відповідають за управління та функціональні можливості об'єктів системи.