Hệ thống đóng (lý thuyết hệ thống)

From Systems analysis wiki
Jump to navigation Jump to search

Hệ thống đóng

Hệ thống đóng — là hệ thống hầu như không trao đổi năng lượng, vật chất hay thông tin với môi trường bên ngoài. Trong phân tích hệ thống, khái niệm hệ thống đóng được dùng để mô tả các mô hình và đối tượng mà hoạt động của chúng có thể được xem xét như là tự trị so với các tác động bên ngoài.

Đặc điểm chung

Hệ thống đóng được đặc trưng bởi các dấu hiệu sau:

  • vắng mặt hoặc giảm thiểu các dòng vật chất, năng lượng và thông tin giữa hệ thống và môi trường;
  • tính tự trị trong hoạt động — trạng thái và hành vi của hệ thống được xác định bởi các cấu trúc và quá trình bên trong của nó;
  • tính độc lập tương đối so với những thay đổi của môi trường bên ngoài;
  • sự hạn chế về tài nguyên và khả năng phát triển bên trong hệ thống.

Các hệ thống hoàn toàn đóng trong thực tế rất hiếm gặp. Tuy nhiên, mô hình hệ thống đóng thường được sử dụng để phân tích đơn giản hóa các quá trình, khi ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài có thể bỏ qua hoặc được loại trừ có chủ đích.

Đặc điểm phân biệt của hệ thống đóng

  • Cô lập khỏi môi trường — các liên kết của hệ thống với các đối tượng bên ngoài hoặc không có, hoặc rất không đáng kể.
  • Vòng hoạt động khép kín — các quá trình diễn ra bên trong hệ thống mà không có sự đưa vào hay thoát ra của các tác động bên ngoài.
  • Tính ổn định của cấu trúc — các hạn chế về tác động bên ngoài góp phần duy trì cấu trúc và các liên kết nội tại.
  • Tính tất định của hành vi — trong mô hình giả định rằng trạng thái của hệ thống được xác định hoàn toàn bởi các quy luật nội tại và điều kiện ban đầu của nó.

Ví dụ về hệ thống đóng

  • hệ thống nhiệt lý tưởng hóa, cô lập khỏi môi trường bên ngoài (trong khuôn khổ mô hình nhiệt động lực học);
  • hệ thống kỹ thuật tự trị trong buồng thử nghiệm với các điều kiện không đổi;
  • các mô hình toán học khép kín, trong đó tất cả các tham số đầu vào và đầu ra đều được cố định và xác định sẵn.

Điều quan trọng cần hiểu là trong thực tế, các hệ thống đóng hoàn toàn hầu như không tồn tại — bất kỳ hệ thống thực nào cũng tương tác với môi trường xung quanh ở mức độ này hay mức độ khác.

Hệ thống đóng trong phân tích hệ thống

Trong phân tích hệ thống, các mô hình hệ thống đóng được sử dụng để:

  • đơn giản hóa việc phân tích các quá trình phức tạp bằng cách loại trừ các yếu tố bên ngoài;
  • nghiên cứu các quy luật hoạt động nội tại của hệ thống;
  • xây dựng các mô hình cơ bản, sau đó được phức tạp hóa bằng cách tính đến tính mở;
  • kiểm tra các giả thuyết về hành vi của hệ thống trong các điều kiện ổn định.

Việc phân tích hệ thống đóng cho phép xác định các nguyên tắc cơ bản về hoạt động của các cơ chế nội tại của hệ thống, trước khi chuyển sang tính đến các tác động bên ngoài.

Hạn chế của mô hình hệ thống đóng

Mô hình hệ thống đóng có một số hạn chế:

  • không thể tính đến các tính chất thích nghi của các hệ thống thực;
  • bỏ qua tác động của những thay đổi trong môi trường bên ngoài;
  • không có khả năng mô tả các quá trình tự phát triển và tự tổ chức;
  • khả năng áp dụng hạn chế đối với các hệ thống năng động, đang tiến hóa.

Do đó, trong phân tích hệ thống, việc mô hình hóa các hệ thống đóng thường là giai đoạn trung gian của nghiên cứu, chuyển tiếp sang các mô hình đầy đủ hơn của các hệ thống mở.

Hệ thống đóng và hệ thống mở

Hệ thống đóng được đối lập với hệ thống mở, vốn tích cực trao đổi năng lượng, vật chất và thông tin với môi trường bên ngoài.

So sánh các đặc điểm chính:

Đặc điểm Hệ thống đóng Hệ thống mở
Trao đổi với môi trường bên ngoài Vắng mặt hoặc tối thiểu Trao đổi tích cực
Phụ thuộc vào môi trường Độc lập Phụ thuộc
Khả năng thích nghi Hạn chế Phát triển
Khả năng tiến hóa Thấp Cao

Liên kết với các khái niệm khác

Khái niệm hệ thống đóng liên quan đến các khái niệm cơ bản của phân tích hệ thống:

  • Hệ thống
  • Môi trường của hệ thống
  • Ranh giới của hệ thống
  • Hệ thống mở
  • Mô hình hệ thống
  • Cấu trúc hệ thống

Xem thêm

  • Phương pháp tiếp cận hệ thống
  • Lý thuyết hệ thống
  • Mô hình hóa