ахазез. А.О. Огнев. 1-36-08. Основы системологии
 Скачать 1.8 Mb.
|
|
Классификация систем по степени организованности. Впервые раз- деление систем по степени организованности, по аналогии с классификацией Г. Саймона и А. Ньюэлла (хорошо структуризованные, плохо структуризованные и неструктуризованные проблемы), было предложено В.В. Налимовым (1970 г.), который выделил класс хорошо организованных и класс плохо орга- низованных, или диффузных, систем. Позднее к этим двум классам был добавлен еще класс самоорганизую- щихся систем, который включает рассматриваемые иногда в литературе раз- дельно классы систем саморегулирующихся, самообучающихся, самонастраи- вающихся и т.п. Выделенные классы практически можно рассматривать как подходы к отображению объекта или решаемой задачи, которые могут выбираться в зависимости от стадии познания объекта и возможности получения ин- формации о нем. Кратко охарактеризуем эти классы. 1. Представление объекта или процесса принятия решения в виде хоро- шо организованной системы возможно в тех случаях, когда исследователю удается определить все элементы системы и их взаимосвязи между собой и с целями системы в виде детерминированных (аналитических, графических) зависимостей. Для отображения сложного объекта в виде хорошо организованной системы приходится выделять существенные и не учитывать относительно несущественные для конкретной цели рассмотрения компоненты. Представление объекта в виде хорошо организованной системы исполь- зуется в тех случаях, когда может быть предложено детерминированное опи- 46 сание и экспериментально показана правомерность его применения, т.е. экспе- риментально доказана адекватность модели реальному объекту или процессу. Для сложных многокомпонентных многокритериальных задач найти требуемые аналитические зависимости между компонентами и целями систе- мы крайне сложно. Более того, если даже это и удается, то практически невоз- можно поставить эксперимент, доказывающий адекватность модели. Поэто- му в большинстве случаев при представлении сложных объектов и проблем на начальных этапах исследования их отображают классами, характеризуе- мыми далее. 2. При представлении объекта в виде плохо организованной (или диффуз- ной) системы не ставится задача определить все учитываемые компоненты и их связи с целями системы. Система характеризуется некоторым набором макро- параметров и закономерностями, которые выявляются на основе исследова- ния не всего объекта или класса явлений, а путем изучения определенной с помощью некоторых правил достаточно представительной выборки компонен- тов, характеризующих исследуемый объект или процесс. На основе такого (выборочного) исследования получают характеристики, или закономерности (статистические, экономические и т.п.) и распространяют эти закономерности на поведение системы в целом. При этом делаются соответствующие оговор- ки. Например, при получении статистических закономерностей их распростра- няют на поведение системы с какой-то вероятностью, которая оценивается с помощью специальных приемов, изучаемых математической статистикой. Отображение объектов в виде диффузных систем находит широкое при- менение при определении пропускной способности систем разного рода, чис- ленности штатов в обслуживающих, например ремонтных, цехах предприятия и в обслуживающих учреждениях (для решения подобных задач применяют мето- ды теории массового обслуживания), при исследовании документальных пото- ков информации и т.д. 3. Отображение объектов в виде самоорганизующейся (развивающейся) системы позволяет исследовать наименее изученные объекты и процессы с большой неопределенностью на начальном этапе постановки задачи. Класс самоорганизующихся, или развивающихся, систем характеризуется рядом признаков, особенностей, приближающих их к реальным развивающимся объектам. Эти особенности, как правило, обусловлены наличием в системе активных элементов и носят двойственный характер: они являются новыми свойствами, полезными для существования системы, приспособляемости ее к изменяющимся условиям среды, но в то же время вызывают неопределен- ность, затрудняют управление системой. Основные из этих особенностей следующие: нестационарность параметров и стохастичность поведения; уникальность и непредсказуемость поведения системы в конкретных условиях (благодаря наличию активных элементов у системы как бы проявляется «свобода воли»); способность адаптироваться к изменяющимся условиям среды и помехам (причем как к внешним, так и к внутренним, что весьма затрудняет управление системой): способность про- тивостоять энтропийным (разрушающим систему) тенденциям и проявлять 47 негэнтропийные тенденции; способность вырабатывать варианты поведения и изменять свою структуру, сохраняя при этом целостность и основные свойст- ва; способность и стремление к целеобразованию; стремление использовать энергию не для поддержания стабильности, устойчивости, а для поддержания себя в неравновесном состоянии (особенность впервые обнаружена Э.Бауэром, 1936г.); неоднозначность использования понятий (например, «цель» - «средство», «система» - «подсистема» и т.п.). В реальной жизни мы наблюдаем огромное богатство самых разнообраз- ных видов систем, а их классификация позволяет увидеть все многообразие ре- ального мира, связей между системами, выделить особые свойства и черты раз- личных видов целостных образований. Контрольные вопросы 1. Какие системы можно отнести к реальным (или материальным)? 2. Какие системы можно отнести к концептуальным (или идеальным)? 3. Почему в природе большинство объектов являются открытыми системами? 4. В чём отличие стохастических систем от детерминистических? 5. Особенности детерминировано-стохастических систем. 6. Классификация систем по форме движения материи. 48 6. ИЕРАРХИЯ, СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ СИСТЕМ Представление об иерархии широко используется при исследовании объек- тов различной природы и их классификации. Что понимают под иерархией? Основополагающим исследованием природы иерархии в философии яви- лось представление об основных формах движения материи, развитое Г. Геге- лем, Ф. Энгельсом, в наше время – философом Б.М. Кедровым и связанное с учением об основных уровнях организации материи или естественной иерар- хии (или квазииерархии) ее объектов как конкретном выражении того или ино- го уровня [36]. Рассматривая иерархию природы, Б.М. Кедров связывает ее с принципом субординации (соподчиненности) и определяет выводимость одного уровня ор- ганизации из другого. При этом выделяются определенные типы связи и взаи- модействия [37]. Принцип субординации определяет отношения качеств системных объек- тов, когда низшая форма движения как бы подчиняется высшей, но в то же время каждая из них опирается на свои специфические закономерности и обла- дает известной автономией. Существование такой субординации есть проявле- ние иерархической упорядоченности мира, которая позволяет обозреть все его многообразие. На рис.8 показаны характерные для материальной действитель- ности последовательно возникшие иерархии [38]. По мере развития общества возрастает сложность систем, изучаемых нау- кой и создаваемых человеком. При этом наблюдается тенденция перехода от малых систем через большие и сложные к очень сложным самоорганизующим- ся. Системологи подчеркивают, что чем выше уровень сложности, тем больше ученый или конструктор имеет дело не с конкретными вещами, которые со- ставляют систему, а с понятием системы как определённой целостности, то есть с её внутренними отношениями и её поведением в данной окружающей среде. Каждую систему в иерархии систем можно исследовать в двух аспектах: как элемент суперсистемы и как обособленную систему. В первом случае кон- центрируется внимание на связях системы с суперсистемой. Система представляется здесь в виде так называемого черного ящика, иссле- дуемого со стороны входов и выходов, а суперсистема – в качестве внешней среды. Во втором случае исследуется главным образом связи элементов внутри системы. При исследовании системы в иерархии систем на различных уровнях встает вопрос о соотношении целостности и обособленности систем. При пере- ходе с уровня на уровень вверх по иерархии существенно увеличивается слож- ность задач, решаемых системами. Соответственно увеличивается и сложность систем. 49 Рис. 8. Схема иерархической упорядоченности мира (по Б.С. Флейшману с дополнениями Л.Ф. Дементьева [38]): Иерархии: I – физическая; II – геологическая; III – биологическая; IV – социальная; V – техническая; Vа – геолого-технические комплексы, Vб – биотехнические комплексы 50 Чем сложнее задача, чем больше ее “удельный вес”, тем более самостоя- тельной, обособленной становится система, ее реализующая. С другой стороны, усложнение системы по этой же причине вызывает ослабление целостности системы. Иными словами, при переходе к более высоким уровням иерархии увеличивается обособленность систем и снижается ее целостность [11]. Таким образом, иерархически организованные системы, к которым отно- сятся многие социальные и живые системы, имеют сложное строение, опреде- ляемое структурой системы. Типичным примером иерархической системы мо- жет служить человеческий организм, который состоит из нервной, сердечно- сосудистой, дыхательной, пищеварительной и других подсистем. В свою оче- редь, эти подсистемы содержат в своем составе определенные органы, состоя- щие из тканей, ткани состоят из клеток, а клетки из молекул. По такому же ие- рархическому принципу построены и многочисленные социальные системы. Все подобные системы состоят из подсистем разного уровня, в которых каждый низший уровень подчинен высшему, но в то же время обладает относительной самостоятельностью. Подсистемы – это наиболее крупные и основополагающие компоненты целостного образования. Они состоят из частей, которые ее образуют (в при- мере с человеческим организмом – это органы). Структурно части подразделя- ются на элементы, которые означают предел дробления системы на компонен- ты. Элементы выступают в роли нерасчленяемого носителя для данного качест- ва, так как дальнейшее расщепление объекта становится бессмысленным, ибо оно ведет к выделению компонентов, активно влияющих на образование цело- стных свойств объекта. Набор компонентов системы, связи и взаимодействия между ними определяют структуру системы. Благодаря наличию связей и взаимодействия между компонентами системы возникают новые интегратив- ные свойства системы, отсутствующие у ее компонентов. Чтобы подчеркнуть отличие вновь возникающих свойств от свойств, присущих ее компонентам, за- падные исследователи их называют эмерджентными. Именно связи и отношения между компонентами системы определяют ста- новление, развитие и функционирование системы. Любые изменения в этой связи (порядка взаимодействия – частей и элементов или интенсивности их протекания) свидетельствуют о преобразованиях в данной системе или харак- теризуют уже иную целостность. Поэтому для нормального функционирования и развития систем большое значение имеет устойчивость структуры. Ее разрушение приводит к распаду системы, переходу ее в качественно другое состояние. Чем больше сила сопротивляемости внутренних связей и отношений сис- темы к внешним возмущениям, тем она устойчивее, стабильнее, успешнее про- двигается к своему равновесному состоянию. Структуры любых систем подчиняются действию ряда универсальных за- конов, отражающих не единичные или особые сущностные свойства внутрен- него строения и связей компонентов, а общие, присущие всем целостным сис- темам [8]. 51 Закон субординации – указывает на иерархичность, главенство как опре- деленных компонентов структуры, так и связей и отношений между ними. Сущность закона субординации сводится к установлению порядка в связях и отношениях компонентов, последовательности их взаимодействия, передачи информации и обмена энергией. Он характеризует вертикальные связи элемен- тов системы и определяет зависимости между более главными и менее главны- ми ее компонентами. В социальных системах он проявляется в отношениях ме- жду начальниками и подчиненными, политический элитой и основной массой населения, отражая складывающийся между ними комплекс зависимостей. Закон координации связей и отношений всех компонентов целостной системы определяет согласование и приведение в соответствие действия всех связей и отношений, имеющих место в системе. Отображая это взаимодейст- вие, закон характеризует его в горизонтальной плоскости. В природе и техни- ческих системах согласование происходит объективно, естественным путем или посредством заданных технических параметров. В социальных системах дело обстоит значительно сложнее. Координация в них осуществляется людьми в соответствии с их целями. Она связана с активностью человеческого фактора, действующими в обществе противоречиями, возможными случайностями и не- предвиденными обстоятельствами. Поэтому действие этого закона в социаль- ной сфере гораздо многограннее и богаче. Горизонтальные и вертикальные связи системы соподчинены друг другу. Вертикальные как бы задают то, что должны делать горизонтальные. Они яв- ляются причиной, подталкивающей к действию пространственные связи. Но одновременно горизонтальные структуры определяют реализацию вертикально заданных параметров. Приказ или распоряжение вышестоящего начальника выполняется через всю горизонталь подчиненных ему людей. Но качество реа- лизации приказа всецело определяется порядком, который царит среди испол- нителей. А в своем единстве действие горизонтальных и вертикальных струк- тур во многом обеспечивает меру упорядоченности системы. Закон совместимости компонентов системы определяет согласованность и взаимодополняемость функционирования разнородных и разнопорядковых структур, чем обеспечивается стабильность функционирования всей системы. Общество будет стабильным, если все социальные слои и группы согласуют свои действия и связаны между собой прочными отношениями партнерства. Совместимость компонентов целостного образования проявляет себя двояким образом. С одной стороны, она означает совместимость частей между собой, а с другой - совместимость структур в целом. Любое ее нарушение приводит к сбоям функционирования системы или к её гибели [8]. Закон специализации компонентов системы. Каждая подсистема, часть, элемент системы выполняет строго определенные функции и операции. Дейст- вие одного из компонентов затрагивает другой компонент. Единичный элемент в этом случае выступает как относительно самостоятельный, но в то же время он является причиной движения всей цепочки связей и отношений, имеющихся в системе. Изъятие из системы любого из них приводит к нарушению функцио- 52 нирования всей цепочки и вызывает глубокие изменения в качественных харак- теристиках объекта. Закон строго определенной пространственно-временной расположен- ности компонентов системы. Суть этого закона заключается в том, что все части целого расположены в заданном для них порядке и последовательности в конкретные временные промежутки. Этим обеспечивается пространственно- временная локализация систем. Так, в зависимости от расположения атомов в кристаллической решетке могут образовываться молекулы различных веществ. При выходе за пределы собственных пространственно-временных параметров система может существенным образом видоизменяться или преобразовываться. Все системы выполняют определенные функции. Функция системы – это проявление свойств, качеств системы во взаимодействии с другими системами, выражающими относительную устойчивость реакции системы на изменения ее внутреннего состояния и внешних связей [8]. Каждый компонент системы обладает собственными функциями, которые направлены на ее сохранение, развитие и совершенствование. Но функции це- лого не есть простая совокупность функций частей, ибо они отражают резуль- тат уже другой по своей сути системы. Поэтому неправомерным является пере- несение функций компонентов на всю систему. Функции, выполняемые элек- троном и ядром атома, не тождественны функциям самого атома. Точно так же в социальной сфере отдельно взятые функции политической, нравственной, правовой, эстетической культуры неравнозначны функциям культуры вообще. Все системы подразделяются на многофункциональные и однофункцио- нальные. Последние встречаются редко и только в органическом мире. Подав- ляющее число систем многофункциональны. Простейший пример: чайник мо- жет служить как средством нагревания воды, так и средством хранения различ- ных жидкостей либо предметов. В то же время многофункциональность систем не означает равнозначности всех их функций. Одни из них являются основны- ми, главными, а другие – второстепенными, вспомогательными. Велосипед мо- жет выполнять самые разнообразные функции. Он может использоваться как средство обучения езде на нем, доставки небольших грузов, прогулочных и де- ловых поездок. Но его главная функция – это функция средства передвижения. В редких случаях предмет способен выполнять и не свойственные ему функ- ции. Топор, предназначенный для рубки древесины, при определенных услови- ях может быть использован в качестве орудия защиты или нападения. Функции системы проявляют себя в разных аспектах. Бывают внешние и внутренние функции. Внешние показывают, какую роль выполняет данная система в отношении других, каково ее значение для них. Они фокусируют в себе результат интегрированного взаимодействия всех частей целого. Через эти функции проявляются свойства, качества системы во взаимодействии с други- ми объектами. Они возникают как ответная реакция системы на внешние раз- дражители и возмутители. Но одновременно через их реализацию возникают и устанавливаются связи конкретной системы с окружающим миром. Например, политическая система выполняет многообразные функции в обществе, в том числе такие, как управление социальными процессами, политической социали- 53 зации людей, сплочения населения и т. д. Но, реализуя эти функции, она про- никает в экономическую, идеологическую, культурную, нравственную и другие системы общественной жизни. Внутренние функции указывают на роль, выполняемую системой в отно- шении самой себя. Они прежде всего обусловлены процессами, направленными на достижение естественных конечных результатов деятельности целостной системы. Эти функции направлены на поддержание системы в определенном состоянии, обеспечение заданного режима ее работы, защиты от внешних воз- действий. В наиболее общем виде система может иметь функции обеспечения прочности связей компонентов, сохранения внутреннего строения, достижения равновесия и др. В процессе работы системы возникают различного рода |