Система

Материал из Systems analysis wiki
Перейти к навигации Перейти к поиску

Систе́ма (от др.-греч. σύστημα «целое, составленное из частей; соединение») — множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую целостность, единство.[1]

Потребность в использовании термина «система» возникает в тех случаях, когда требуется подчеркнуть, что объект рассмотрения является большим, сложным, не полностью сразу понятным, но при этом представляет собой нечто целое, единое. В отличие от понятий «множество» или «совокупность», понятие системы акцентирует внимание на упорядоченности, целостности, наличии закономерностей построения, функционирования и развития.

Общая конецпция

Центральной концепцией теории систем и системного подхода в целом, является понятие системы. Многие авторы анализировали это понятие, развивали определения системы до различной степени формализации. Определение — это языковая модель системы, и, следовательно, различия целей и требований к модели приводят к разным определениям.

В научной литературе имеется множество определений системы, относящихся как к общим системам, так и к конкретным системам различных классов. В соответствии с различными классами задач научной, инженерной, социальной или экономической деятельности можно выделить три точки зрения на определение системы:

  • система рассматривается как взаимосвязанный комплекс материальных объектов — такой подход удобен при исследовании природных объектов или процессов материального производства;
  • система рассматривается как бы состоящей из двух частей: она включает, с одной стороны, набор материальных объектов, а с другой — информацию об их состояниях. Такой подход принят в описании процессов управления материальным производством;
  • система рассматривается в чисто информационном аспекте, то есть как некоторый комплекс отношений (связей, информации). Такой подход используется в задачах, связанных с социально-экономическими отношениями и процессами управления.

Единого, универсально признанного определения не существует. Различные авторы и научные школы предлагают свои подходы к определению, часто ориентируясь на специфику предметной области (например, биологии, техники, социальных наук) или на конкретные исследовательские задачи. Вопрос "что такое система" во многом сводится к тому, "что мы будем называть системой" в конкретном контексте.

Система - термин, используемый в тех случаях, когда хотят охарактеризовать исследуемый или проектируемый объект как нечто целое, взаимосвязанное, сложное, о котором невозможно сразу полно и исчерпывающе дать представление, показать его, изобразить графически или описать математическим выражением, формулой, уравнением и т.п.

На разных этапах представления объекта в виде системы, в различных конкретных ситуациях могут использоваться различные определения системы. Причем по мере уточнения представлений о системе, переходе на тот или иной уровень её описания, ту или иную стадию исследования, определение системы не только может, но и должно уточняться.

На высшем уровне абстракции, на котором обобщаются свойства всех систем, можно дать два взаимно дополняющих определения системы, которые будут соответствовать двум важнейшим сторонам человеческой деятельности — познания действительности и её обратного воздействия:

  • система есть отражение в сознании субъектом свойств объектов и их отношений в решении задачи исследования, познания;[2][3]
  • система есть способ использования субъектом свойств объектов отношений между ними в решении задачи проектирования, эксплуатации или управления.

Ключевые атрибуты (признаки) системы

Несмотря на многообразие подходов (см. Определения системы), большинство описаний системы включают следующие основные атрибуты:

  • Элементы (компоненты, части): Составляющие систему относительно неделимые на данном уровне анализа единицы.[4]
  • Связи и отношения: Устойчивые взаимодействия или зависимости между элементами, которые объединяют их в единое целое и ограничивают степени их свободы.[5][6]
  • Структура: Способ организации элементов и связей, упорядоченность их взаимодействия, обеспечивающая устойчивость системы.[7]
  • Целостность: Свойство системы функционировать как единое целое. Свойства системы как целого не сводятся к простой сумме свойств её элементов.[8]
  • Границы: Условная или реальная линия, отделяющая систему от внешней среды. Определение границ зависит от наблюдателя и целей анализа.
  • Взаимодействие со средой: Обмен веществом, энергией или информацией с окружением через входы и выходы.[9]
  • Цель или Функция: Предназначение системы, желаемое состояние или результат её поведения. Цель может быть внутренней или заданной извне (например, надсистемой или наблюдателем).

Основные свойства (принципы) систем

Системам присущи общие свойства, проявляющиеся независимо от их природы:

  • Эмерджентность (Синергичность, Холизм): Возникновение у системы новых качеств, отсутствующих у её элементов по отдельности. Возможности системы как целого могут превосходить сумму возможностей её частей.[10]
  • Иерархичность: Организация системы по уровням. Каждый элемент может быть рассмотрен как подсистема (система нижнего уровня), а сама система является частью надсистемы (системы более высокого уровня).[11]

Динамические аспекты системы

Системы существуют и изменяются во времени:

  • Состояние: Фиксация значений ключевых параметров системы в определённый момент времени.[12]
  • Поведение: Процесс изменения состояний системы во времени под влиянием внутренних и внешних факторов.[13]
  • Развитие: Закономерное, часто необратимое, изменение системы, приводящее к возникновению новых структур, функций или качеств.
  • Жизненный цикл: Последовательность стадий, через которые проходит система от замысла до вывода из эксплуатации.

Типология систем (основные классы)

Системы классифицируют по различным признакам для удобства анализа:

По взаимодействию со средой:

  • Открытые: Активно обмениваются веществом, энергией, информацией со средой. Большинство реальных систем открыты.[14]
  • Закрытые: Обмениваются со средой только энергией, но не веществом.
  • Изолированные: Не обмениваются со средой ни веществом, ни энергией (теоретическая модель)

По происхождению:

  • Естественные (природные): Биологические, геологические, космические и т.д.
  • Искусственные (созданные человеком): Технические, организационные, социальные, программные и т.д.
  • Смешанные (гибридные).

По предсказуемости поведения:

  • Детерминированные: Поведение полностью определяется начальным состоянием и входами.
  • Вероятностные (стохастические): Поведение описывается вероятностными законами.

По характеру изменений во времени:

  • Статические: Параметры и структура не меняются со временем.
  • Динамические: Состояние изменяется во времени.

По сложности:

  • Простые: Небольшое число элементов и связей, легко описываемые.
  • Сложные: Большое число элементов, разнообразные связи, нелинейное поведение, высокая сложность описания и управления.[15]

Более подробные классификации представлены в статье Классификации систем.

Изучение и моделирование систем

Изучением систем занимаются теория систем, системный подход, системный анализ, кибернетика, системная инженерия и другие научные и инженерные дисциплины. Основным инструментом изучения является моделирование — построение моделей, упрощённо представляющих систему для целей анализа, прогнозирования или проектирования, например:

  • Черный ящик (функциональная модель): система рассматривается как преобразователь входных сигналов в выходные.
  • Математическая (абстрактная) модель: система задаётся как множество элементов и отношений (графовая или алгебраическая модель). Например, «математическая абстракция, модель динамического явления»​
  • Структурная модель: система как сеть элементов и связей (см. определения Холла и Урсула)​

Многообразие определений

Описание и границы любой системы зависят от наблюдателя (исследователя, проектировщика, пользователя) и целей рассмотрения (см. Объективное и субъективное в системном анализе). Это приводит к существованию множества различных определений системы, акцентирующих внимание на разных её аспектах. Эволюция представлений о том, что такое система, рассматривается в статье Понятие системы.

Примеры определений:

  • Комплекс взаимодействующих компонентов. (Л. фон Берталанфи)
  • Совокупность элементов, находящихся в определённых отношениях друг с другом и со средой. (Л. фон Берталанфи)
  • Целое, составленное из многих частей. Ансамбль признаков. (К. Черри)
  • Множество взаимосвязанных элементов, обособленное от среды и взаимодействующее с ней, как целое. (Ф. И. Перегудов, Ф. П. Тарасенко)
  • Размещение, множество или собрание вещей, связанных или соотносящихся между собой таким образом, что вместе они образуют некоторое единство, целостность; размещение физических компонентов, связанных или соотносящихся между собой таким образом, что они образуют или действуют как целостная единица. (Дистефано)
  • Комбинация взаимодействующих элементов, организованных для достижения одной или нескольких поставленных целей. (ГОСТ Р ИСО МЭК 15288–2005)
  • Конечное множество функциональных элементов и отношений между ними, выделенное из среды в соответствии с определенной целью в рамках определенного временного интервала. (В. Н. Сагатовский)
  • Отражение в сознании субъекта (исследователя, наблюдателя) свойств объектов и их отношений в решении задачи исследования, познания. (Ю. И. Черняк)
  • Система S на объекте А относительно интегративного свойства (качества) есть совокупность таких элементов, находящихся в таких отношениях, которые порождают данное интегративное свойство. (Е. Б. Агошкова, Б. В. Ахлибининский)
  • Совокупность интегрированных и регулярно взаимодействующих или взаимозависимых элементов, созданная для достижения определенных целей, причем отношения между элементами определены и устойчивы, а общая производительность или функциональность системы лучше, чем у простой суммы элементов. (PMBOK)

Литература

  • Берталанфи Л. фон. Общая теория систем. - М.: Прогресс, 1969.
  • Садовский В.Н. Основания общей теории систем. - М.: Наука, 1974.
  • Блауберг И.В., Садовский В.Н., Юдин Э.Г. Системный подход и системный анализ. - М.: Наука, 1977.
  • Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. - М.: Высшая школа, 1989.
  • Система // Новая философская энциклопедия: в 4 т. / Ин-т философии РАН. - М.: Мысль, 2001.
  • Система // Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Система (дата обращения: 28.04.2025).
  • Волкова В.Н. Козлов В.Н. — Системный анализ и принятие решений. Словарь-справочник. М: Высшая школа, 2004
  • Волкова В. Н., Денисов А. А. — Теория систем и системный анализ : учебник для вузов. М: Издательство Юрайт, 2025
  • Волкова В.Н. — Истоки и перспективы развития наук о системах. СПб. Политех-Пресс, 2022
  • Системные исследования. Ежегодник. М. Издательство Наука, 1969-88

Примечания

  1. ↑ «Комплекс элементов, находящихся во взаимодействии.» — Л. фон Берталанфи, Системные исследования. Ежегодник 1969. С. 17.
  2. ↑ «система есть отражение в сознании субъекта свойств объектов и их отношений в решении задачи исследования, познания;» — Ю. И. Черняк, статья «Системный анализ в управлении экономикой».
  3. ↑ «Система — это результат выбора исследователя, связанный с его целью и методологией.» — В.Н. Волкова, А.А. Денисов, Теория систем и системный анализ. С. 20.
  4. ↑ «Элемент — это предел членения системы с точки зрения аспекта рассмотрения, решения конкретной задачи, поставленной цели.» — В.Н. Волкова, А.А. Денисов, Теория систем и системный анализ. С. 25.
  5. ↑ «Связь — это ограничение степени свободы элементов.» — В.Н. Волкова, А.А. Денисов, Теория систем и системный анализ. С. 25.
  6. ↑ «Существенным моментом характеристики любой системы является выделение... системообразующих связей и отношений.» — В. Н. Садовский, Основания общей теории систем. С. 83.
  7. ↑ «...структура системы — это совокупность отношений между ее частями.» — А. Рапопорт, Системные исследования. Ежегодник 1969. С. 64.
  8. ↑ «При этом под системой в первом приближении понимается множество взаимосвязанных элементов, выступающее как определенная целостность.» — В. Н. Садовский, Основания общей теории систем. С. 16.
  9. ↑ «Система как относительно обособленная целостность противостоит среде, окружению.» — В. Н. Садовский, Основания общей теории систем. С. 83.
  10. ↑ «Целостность (эмерджентность) проявляется в системе в появлении... у нее новых свойств, отсутствующих у элементов.» — В.Н. Волкова, А.А. Денисов, Теория систем и системный анализ. С. 59.
  11. ↑ «Следствием иерархического строения системы является возможность последовательного включения систем более низкого уровня в системы более высокого уровня.» — В. Н. Садовский, Основания общей теории систем. С. 84.
  12. ↑ «В каждый данный момент времени система находится в некотором состоянии...» — В. Н. Садовский, Основания общей теории систем. С. 84.
  13. ↑ «...последовательный набор состояний системы образует ее поведение.» — В. Н. Садовский, Основания общей теории систем. С. 84.
  14. ↑ «Замкнутая система — это система, изолированная от окружающей среды... В противоположность этому открытая система имеет «входы» и «выходы»...» — А. Рапопорт, Системные исследования. Ежегодник 1969. С. 61.
  15. ↑ «...к категории сверхсложных систем мы относим человеческий мозг, сообщества организмов, сложнейшие производственные объединения, социальный строй общества...» — В. Н. Садовский, Основания общей теории систем. С. 3.

См. также



Источник — https://systems-analysis.ru/wiki/index.php?title=Система&oldid=3127