Định nghĩa hệ thống

Định nghĩa hệ thống — khái niệm «hệ thống» có rất nhiều định nghĩa khác nhau, được sử dụng tùy theo ngữ cảnh, lĩnh vực tri thức và mục tiêu nghiên cứu. Điều này xuất phát từ tính chất liên ngành của phương pháp tiếp cận hệ thống và sự phát triển của chính khái niệm hệ thống.

Nguyên nhân của sự đa dạng trong các định nghĩa

Sự khác biệt trong các định nghĩa hệ thống được quy định bởi một số yếu tố:

• Tính lưỡng nghĩa của khái niệm: Hệ thống được xem xét vừa như một hiện tượng tồn tại khách quan, vừa như một mô hình hay phương pháp nghiên cứu thực tại do chủ thể tạo ra (Khách quan và chủ quan trong phân tích hệ thống).
• Ngữ cảnh và lĩnh vực: Các định nghĩa được điều chỉnh phù hợp với nhu cầu của từng lĩnh vực cụ thể (sinh học, kỹ thuật, kinh tế, xã hội học, tin học).
• Mục tiêu nghiên cứu: Tùy thuộc vào nhiệm vụ (phân tích cấu trúc, hành vi, quản lý, thiết kế), các trọng tâm trong định nghĩa sẽ thay đổi.
• Mức độ trừu tượng: Các định nghĩa có thể mang tính triết học chung hoặc mang tính chuyên biệt hẹp, được hình thức hóa.
• Sự phát triển của khái niệm: Lịch sử phát triển của tư duy hệ thống đã dẫn đến việc bổ sung các khía cạnh mới (mục tiêu, môi trường, người quan sát) vào các định nghĩa.

Các thành phần chung của các định nghĩa

Bất chấp sự khác biệt, việc phân tích hầu hết các định nghĩa cho phép xác định các thành phần chung phản ánh các thuộc tính bản chất của hệ thống:

• Các phần tử (thành phần, bộ phận): Các yếu tố cấu thành hệ thống.
• Liên kết (quan hệ): Sự tương tác giữa các phần tử.
• Cấu trúc: Tổ chức của các phần tử và liên kết.
• Tính toàn vẹn (thống nhất): Hệ thống như một thể thống nhất, các thuộc tính của nó không thể quy về thuộc tính của các bộ phận.
• Ranh giới: Sự phân tách hệ thống khỏi môi trường.
• Tương tác với môi trường: Trao đổi qua đầu vào và đầu ra (Hệ thống mở).
• Mục tiêu hay Chức năng: Mục đích hoặc định hướng hành vi của hệ thống.

Các định nghĩa khác nhau có thể nhấn mạnh một hoặc nhiều thành phần trong số này.

Phân loại các phương pháp tiếp cận định nghĩa

Các định nghĩa hệ thống có thể được phân loại theo trọng tâm chính:

• Mô tả (Diễn giải): Tập trung vào việc mô tả khách quan thành phần (phần tử) và các mối liên hệ. Đặc trưng cho giai đoạn đầu của lý thuyết hệ thống.
• Kiến tạo (Mục tiêu): Nhấn mạnh mục tiêu hoặc chức năng của hệ thống, sự tổ chức của nó để đạt được kết quả, thường bao gồm vai trò của người quan sát hoặc người thiết kế.
• Chức năng (Điều khiển học): Xem hệ thống như bộ biến đổi đầu vào thành đầu ra, nhấn mạnh hành vi và quản lý.
• Cấu trúc-chức năng: Kết hợp mô tả cấu trúc với chỉ định chức năng của các phần tử hoặc toàn bộ hệ thống.

Ví dụ về các định nghĩa hệ thống

Bảng dưới đây trình bày các định nghĩa khác nhau về khái niệm «hệ thống» với chỉ dẫn tác giả (nếu biết) và phân tích các ý tưởng chính cũng như trọng tâm của mỗi định nghĩa. Điều này cho phép nhìn thấy sự đa dạng của các phương pháp tiếp cận đối với việc hiểu khái niệm căn bản này.

So sánh các định nghĩa khái niệm "Hệ thống"

Định nghĩa	Tác giả	Phân tích khái niệm / Ý tưởng chính	Trọng tâm
Phức hợp các thành phần tương tác với nhau.	L. von Bertalanffy	Định nghĩa cơ bản, nhấn mạnh sự tương tác như nền tảng của hệ thống.	Tương tác, Thành phần
Tập hợp các phần tử ở trong những quan hệ nhất định với nhau và với môi trường.	L. von Bertalanffy	Bổ sung vào các phần tử các quan hệ và sự tương tác với môi trường.	Phần tử, Quan hệ, Môi trường
Một thể được tạo thành từ nhiều bộ phận. Tổ hợp các đặc trưng.	C. Cherry	Nhấn mạnh tính toàn vẹn và tính tổ hợp của hệ thống.	Tính toàn vẹn, Bộ phận/Đặc trưng
Tập hợp các phần tử có liên hệ lẫn nhau, được tách biệt khỏi môi trường và tương tác với nó như một thể thống nhất.	F. I. Peregudov, F. P. Tarasenko	Định nghĩa kinh điển, kết hợp các thuộc tính chính: phần tử, liên kết, ranh giới, tương tác với môi trường và tính toàn vẹn.	Phần tử, Liên kết, Môi trường, Tính toàn vẹn
Sự sắp xếp, tập hợp hoặc bộ sưu tập các sự vật được liên kết hoặc có quan hệ với nhau theo cách mà chúng tạo thành một sự thống nhất, một chỉnh thể; sự sắp xếp các thành phần vật lý...	Distefano	Nhấn mạnh sự kết hợp (sắp xếp) các thành phần (kể cả vật lý) thành một thể thống nhất.	Thống nhất, Toàn vẹn, Thành phần (vật lý)
Tổ hợp các phần tử tương tác, được tổ chức để đạt được một hoặc nhiều mục tiêu đặt ra.	ISO 15288	Định nghĩa kiến tạo từ tiêu chuẩn kỹ thuật hệ thống. Đưa rõ ràng mục tiêu và tính tổ chức vào.	Phần tử, Tương tác, Tổ chức, Mục tiêu
Tập hữu hạn các phần tử chức năng và các quan hệ giữa chúng, được tách ra khỏi môi trường theo một mục tiêu nhất định trong khuôn khổ một khoảng thời gian nhất định.	V. N. Sagatovsky	Định nghĩa kiến tạo, bao gồm các phần tử chức năng, quan hệ, mục tiêu, môi trường và khung thời gian.	Phần tử (chức năng), Quan hệ, Mục tiêu, Môi trường, Thời gian
Sự phản ánh trong ý thức của chủ thể (nhà nghiên cứu, người quan sát) các thuộc tính của các đối tượng và các quan hệ của chúng trong quá trình giải quyết nhiệm vụ nghiên cứu, nhận thức.	Yu. I. Chernyak	Định nghĩa hướng chủ thể. Hệ thống như một mô hình tinh thần, phụ thuộc vào người quan sát.	Chủ thể/Người quan sát, Nhận thức, Mô hình
Hệ thống S trên đối tượng A tương đối với thuộc tính tích hợp (chất) là tập hợp các phần tử đó ở trong những quan hệ đó mà sinh ra thuộc tính tích hợp đã cho.	E. B. Agoshkova, B. V. Akhlibinskiy	Nhấn mạnh sự xuất hiện các thuộc tính tích hợp (nổi sinh) từ sự tương tác của các phần tử và quan hệ của chúng.	Nổi sinh, Thuộc tính tích hợp
Tập hợp các phần tử được tích hợp và tương tác hoặc phụ thuộc lẫn nhau thường xuyên, được tạo ra để đạt được các mục tiêu nhất định, trong đó các quan hệ giữa các phần tử được xác định và ổn định, còn hiệu suất hoặc chức năng tổng thể của hệ thống tốt hơn tổng đơn giản của các phần tử.	PMBOK	Định nghĩa từ quản lý dự án. Kết hợp tích hợp, tương tác, mục tiêu và nổi sinh (hiệu suất > tổng).	Tích hợp, Tương tác, Mục tiêu, Nổi sinh/Hiệp lực
Thiết bị nhận một hoặc nhiều đầu vào và tạo ra một hoặc nhiều đầu ra.	Drenick	Định nghĩa điều khiển học. Hệ thống như bộ biến đổi, mô hình «hộp đen».	Đầu vào, Đầu ra, Biến đổi
Thiết bị, quá trình hoặc sơ đồ... chức năng... trong việc xử lý... thông tin và (hoặc) năng lượng và (hoặc) vật chất...	D. Ellis, F. Ludwig	Định nghĩa chức năng, mở rộng định nghĩa điều khiển học; chỉ ra việc xử lý các luồng.	Chức năng, Quá trình, Biến đổi (thông tin/năng lượng/vật chất)
Trừu tượng toán học phục vụ như mô hình của một hiện tượng động.	G. Freeman	Quan điểm toán học. Hệ thống như mô hình toán học của động lực học.	Mô hình, Toán học, Động lực học
Tập hợp tích hợp các phần tử tương tác, được dùng để thực hiện hợp tác một chức năng được xác định trước.	R. Gibson	Nhấn mạnh sự hợp tác của các phần tử để thực hiện chức năng chung.	Tích hợp, Tương tác, Hợp tác, Chức năng
Tập hợp các đối tượng cùng với các quan hệ giữa các đối tượng và giữa các thuộc tính của chúng.	A. Hall, R. Fagen	Định nghĩa hình thức, lý thuyết tập hợp, bao gồm các thuộc tính của đối tượng.	Đối tượng, Quan hệ, Thuộc tính
Tập hợp các thực thể... nhận... đầu vào và hành động... để tạo ra... đầu ra, theo đuổi... mục tiêu tối đa hóa một số hàm của đầu vào và đầu ra.	R. Kershner	Định nghĩa điều khiển học, bao gồm mục tiêu như tối ưu hóa hàm biến đổi đầu vào/đầu ra.	Đầu vào, Đầu ra, Mục tiêu (tối ưu hóa hàm)
Vùng được giới hạn trong không gian và thời gian, trong đó các bộ phận-thành phần được kết nối bằng các quan hệ chức năng.	J. Miller	Nhấn mạnh ranh giới không-thời gian và các liên kết chức năng giữa các bộ phận.	Ranh giới (không gian/thời gian), Quan hệ chức năng
Từ quan điểm toán học... tập hợp các quan hệ giữa... các đơn vị. Quan hệ càng chặt chẽ, hệ thống càng có tổ chức...	A. Rapoport	Quan điểm toán học/cấu trúc, tập trung vào các quan hệ và mức độ tổ chức.	Quan hệ, Tính tổ chức
Tập hợp các hành động (chức năng), được liên kết trong không gian và thời gian bởi tập hợp các nhiệm vụ thực tiễn về ra quyết định và đánh giá hành vi...	S. Sengupta, R. Ackoff	Phương pháp tiếp cận hoạt động. Hệ thống như tập hợp chức năng/hành động để giải quyết các nhiệm vụ quản lý.	Hành động/Chức năng, Nhiệm vụ, Ra quyết định, Quản lý
Thuật ngữ... để chỉ... sự sắp xếp... có quy tắc... hoặc tập hợp... các phần tử... cần thiết để thực hiện một số thao tác.	A. Wilson, M. Wilson	Chỉ ra hai nghĩa: thể thống nhất có thứ tự (cấu trúc) và tập hợp các phần tử để thực hiện thao tác (chức năng).	Sắp xếp/Trật tự, Thao tác/Chức năng
Tập hợp không rỗng các phần tử... trong đó các phần tử... ở trong những quan hệ, liên kết nhất định với nhau.	G. Kröber	Định nghĩa cấu trúc tối giản.	Phần tử, Quan hệ/Liên kết
Hệ thống trừu tượng... tập hợp được kết nối một phần các đối tượng trừu tượng...	L. Zadeh, C. Desoer	Định nghĩa hình thức của hệ thống trừu tượng.	Trừu tượng, Đối tượng, Kết nối một phần
Tập hợp các phần tử hoạt động có liên kết.	O. Lange	Định nghĩa ngắn gọn, nhấn mạnh tính hoạt động/hành động của các phần tử.	Phần tử, Liên kết, Hành động
Bất kỳ hình thức phân phối hoạt động trong chuỗi nào, được một người quan sát nào đó coi là có quy luật.	G. Pask	Phương pháp tiếp cận hành vi/điều khiển học với trọng tâm là quy luật được quan sát và vai trò của người quan sát.	Hoạt động, Quy luật, Người quan sát
Tập hợp các thành phần... có liên kết, được sắp xếp theo các quan hệ... được đặc trưng bởi sự thống nhất, được biểu hiện trong các thuộc tính và chức năng tích hợp...	V. S. Tyukhtin	Kết hợp các thành phần, quan hệ, tính có thứ tự, thống nhất và các thuộc tính/chức năng tích hợp.	Thành phần, Quan hệ, Thứ tự, Thống nhất, Thuộc tính tích hợp
Sự đa dạng của các quan hệ và liên kết của các phần tử trong tập hợp, tạo thành sự thống nhất toàn vẹn... tập hợp có tổ chức...	A. D. Ursul	Nhấn mạnh sự đa dạng của liên kết, tính toàn vẹn và tính tổ chức.	Quan hệ/Liên kết, Đa dạng, Toàn vẹn, Tổ chức
Phức hợp các thành phần được đưa vào một cách có chọn lọc, ở đó sự tương tác... mang tính chất hỗ trợ lẫn nhau... hướng tới việc đạt được kết quả hữu ích tập trung.	P. K. Anokhin	Phương pháp tiếp cận sinh học/chức năng. Nhấn mạnh «sự hỗ trợ lẫn nhau» của các thành phần để đạt được «kết quả hữu ích» (Mục tiêu/Chức năng).	Thành phần, Hỗ trợ lẫn nhau, Kết quả hữu ích (Mục tiêu/Chức năng)
	L. A. Blyumenfeld	Định nghĩa thao tác chi tiết, bao gồm liên kết, tính không thể phân chia của các phần tử, tính toàn vẹn của tương tác với môi trường, bảo toàn danh tính khi tiến hóa.	Phần tử, Liên kết, Không thể phân chia, Toàn vẹn, Môi trường, Tiến hóa/Danh tính
Tập hợp các đối tượng, trên đó được thực hiện... quan hệ... Đối nghịch với nó sẽ là định nghĩa... tập hợp các đối tượng có... các thuộc tính với... quan hệ cố định.	A. I. Uemov	Phương pháp tiếp cận logic-triết học. Đề xuất hai định nghĩa kép thông qua đối tượng/quan hệ và đối tượng/thuộc tính.	Đối tượng, Quan hệ, Thuộc tính (cấu trúc logic)
Tổ hợp các bộ phận (phần tử) cùng nhau tạo ra hành vi hoặc ý nghĩa không có trong từng thành phần riêng lẻ của nó.	Hội đồng Quốc tế về Kỹ thuật Hệ thống (INCOSE)	Định nghĩa hiện đại từ kỹ thuật hệ thống, nhấn mạnh tính nổi sinh của hành vi hoặc ý nghĩa.	Bộ phận/Phần tử, Hành động chung, Hành vi/Ý nghĩa nổi sinh

Nguyên nhân không có một định nghĩa thống nhất về hệ thống

• Sự phát triển của nhận thức: Theo thời gian, khái niệm hệ thống ngày càng phức tạp hơn: từ các cách hiểu ban đầu như «tập hợp có tổ chức» đến việc đưa vào mục tiêu, vai trò của người quan sát và các phương thức biểu diễn hệ thống.
• Ngữ cảnh và mục tiêu nghiên cứu: Định nghĩa hệ thống phụ thuộc vào mục tiêu phân tích, mức độ xem xét và nhiệm vụ nghiên cứu. Ở các giai đoạn phân tích khác nhau, các định nghĩa «làm việc» khác nhau được đưa ra, nhấn mạnh các khía cạnh quan trọng nhất.
• Sự đa dạng của đối tượng và phương pháp tiếp cận: Các hệ thống khác nhau về bản chất (ví dụ, có tổ chức tốt, có tổ chức kém, tự tổ chức), điều này đòi hỏi các mô hình và phương pháp tiếp cận khác nhau. Trong một số trường hợp, mục tiêu của hệ thống có thể vắng mặt trong định nghĩa (ví dụ, đối với các đối tượng tự nhiên).
• Hệ thống như một kiến trúc nhận thức: Hệ thống là phương tiện đơn giản hóa và biểu diễn thực tại một cách có ý thức. Các nhiệm vụ nhận thức và phân tích thực tại khác nhau đòi hỏi việc xây dựng các mô hình hệ thống khác nhau.