Поняття про систему та її складові

Під системою в літературі розуміється " комплекс елементів, що знаходяться у взаємодії" (Л. Берталанфі), " щось таке, що може змі­нюватися з часом", " будь-яка сукупність змінних..., властивих реа­льній машині" (Рос Ешбі), " безліч елементів з відносинами між ними і між їх атрибутами" (Хол А., Фейджін Р.), " сукупність елементів, організованих таким чином, що зміна, виключення або введення но­вого елементу закономірно відбиваються на решті елементів" (Топо-ров В. Н.), " взаємозв'язок будь-яких різних елементів", " все, що складається з пов'язаних один з одним частин" (Бір), " відображення входів і станів об'єкта у виходах об'єкта" (Месаровіч М.).

Система - це віддзеркалення об'єктивної реальності.

Система - деякі загальні відомості про об'єкт, що вивчається, з погляду завдання і спостерігача.

Тут виявляється властивість відносності, оскільки ми спираємося на точку зору спостерігача.

Система - віддзеркалення в природі і в свідомості людей об'єктивних причинно-наслідкових зв'язків навколишнього реально­го світу.

Система також розуміється як цілісність, визначувана деякою органі­зуючою спільністю цього цілого.

Система (гр. - " складене з частин", " з'єднання", від " сполучаю, складаю") — об'єктивна єдність закономірно пов'язаних один з од­ним предметів, явищ, а також знань про природу і суспільство.

Інтерпретуючи реальний об'єкт як систему, дослідник виділяє в ній частини (компоненти), створюючи те або інше представлення системи.

Система - це деяка цілісність, що складається з взаємозалежних ча­стин, кожна з яких вносить свій внесок до характеристики цілого.

Система - певна впорядкованість компонентів, що відособлена від середовища і взаємодіє з нею як єдине ціле, реалізує конкретні цілі.

У цьому визначенні система — деяке щось, відособлене від сере­довища, обмежене в просторі і в часі, тобто що має межі. Система складається з набору конкретних компонентів і є впорядкованістю компонентів.

У основі поняття системи лежить мета, система є засобом реаліза­ції мети. Спочатку ставиться мета, а потім створюється система.

При створенні системи беруться ті компоненти, які потрібні для реалізації мети.

Таким чином, можна виділити ті поняття, які входять у визна­чення системи:

система - засіб реалізації мети;

система - те, що виділене з навколишньої реальності; система має зовнішні межі, що відокремлюють її від навко­лишнього середовища;

система - набір компонентів певної природи, взаємозв'язаних між собою зв'язками та відносинами.

Поняття " система" завжди розглядається як протилежне безлад­ній сукупності різних об'єктів - хаосу. Основні її відмінні властивос­ті - певний порядок, взаємозв'язок, взаємодія.

Основними складовими, що створюють систему, є елементи, зв'язки, відносини. Система може знаходитися в певних станах, і в ній можуть відбуватися процеси.

Елемент — це об 'єкт, що не підлягає подальшому діленню на ча­стини при даному підході до системи.

Поняття " елемент" є відносним. Наприклад, у системі " підпри­ємство" елементами можуть бути окремі одиниці устаткування, ро­бочі місця, технологічні лінії.

Дослідник не знає або не помічає внутрішньої структури об'єкта. Він враховує тільки властивості, що визначають взаємодію даного об'єкта або системи, що впливають на якість, у цілому.

Елементи системи взаємодіють завдяки зв 'язкам, що забезпе­чують їх узгоджене функціонування.

Зв 'язок — це обмін речовиною, енергією або інформацією між елементами системи, між: елементами і зовнішнім середовищем, між системою і зовнішнім середовищем.

Зв'язки підрозділяють на вхідні (вхід) і вихідні (вихід). Через вихід елемент впливає на інші елементи або на навколишнє сере­довище, а через вхід сам випробовує вплив ззовні. Так, на підпри­ємство, як елемент системи, через входи поступають матеріали, устаткування, робоча сила, а звідти - продукція, що випускається.

При графічному представленні систем елементи прийнято зо­бражати прямокутниками, а їх входи і виходи - стрілками (рис. 1.2). Кожен елемент має один або декілька входів і один або декілька виходів.

Встановлення зв'язків між елементами і створення, таким чином, системи здійснюється шляхом об'єднання входів одних елементів з ви­ходами інших (рис. 1.3). В окремих випадках можуть об'єднуватися входи і виходи одного і того ж елементу.

Деякі входи і — виходи не замикаються на елементах системи. Через них одна система впливає на іншу або сприймає дію іншій, ви­ступаючою як зовнішнє середовище. Тому вони є одночасно входами і виходами даної системи в цілому.

Відносини в системі відображають характер і зміст зв 'язків.

Відносини є рушійною силою системи, умовою ефективного фу­нкціонування та якості її прояву.

їх розрізняють за формою і змістом.

Формою:

• безпосередні - опосередковані;

• прості — складні;

• внутрішні - зовнішні;

• суб'єктивні - об'єктивні;

• формальні — неформальні.
За змістом:

• підпорядкування - рівноправ'я;

• товариські - недружні;

• залежні - незалежні.

Стани — фіксовані віддзеркалення в певному порядку в якийсь момент часу властивостей системи за допомогою безлічі різних по­казників.

Стани описують окремі елементи, зв'язки, відносини, входи та виходи в систему в цілому.

Стани описуються якісними та кількісними показниками.

Стан будь-якої реальної системи визначається безліччю різних показників, що характеризують окремі елементи, їх входи та виходи. Показники можна вимірювати кількісно і представляти у вигляді, конкретних чисел, що відображають координати місцезнаходження системи, підсистеми або окремих елементів у просторі, їх розмі­ри, температуру, швидкість руху, інтенсивність споживання мате­ріальних, енергетичних або інших видів ресурсів.

Число показників теоретично необмежено. Проте на практиці вивчається лише незначна їх частина - найістотніші. Наприклад, при вивченні виробництва в окремих випадках дослідників цікав­лять об'єм випуску продукції і собівартість, в інших випадках -продуктивність, кількість робочої сили:

Якщо показники характеризують стан елементів системи, при­чому відомий конкретний вираз функції /((), то можна вивчати зміни, що відбуваються в системі з часом. Таким чином, функція А = /(() як би відображає рух системи в часі. Тому її називають траєкторією або лінією поведінки системи. Значення функції при 1 = 0 визначає стан системи на початку даного періоду часу, а при / = її - стан системи через /, ■ одиниць часу.

Деякі з показників а, за час дослідження системи не змінюють­ся або змінюються так мало, що цим нехтують. Такі показники називаються параметрами. Зв'язки, що не змінюються, називають жорсткими, постійними, або статичними. Для набору показників п/і, що характеризують ці зв'язки, функція, що визначає лінію поведінки системи, є постійною:

Щоб мати повне уявлення про систему, необхідно знати стан кожного з її елементів і зв'язків між ними, тобто стан входів і виходів. За наявності т ізольованих елементів, кожен з яких може знаходитися в одному з N можливих станів, для фіксації всіх мо­жливих станів буде потрібно т*И чисел. Якщо, створюючи сис­тему, з'єднати кожен з т елементів з іншими двосторонніми зв'язками, то для опису зв'язків системи буде потрібно додатко­во т(т-1) чисел. Система з чотирьох елементів (рис. 1.4) матиме їхМ= 4*3 = 12'

Якщо будь-який зв'язок може приймати п різних станів і для опису кожного необхідне одне число, то для опису всіх можливих станів зв'язків системи з т елементів потрібно М = гі" °" ~^1> чисел. На­приклад, для системи з чотирьох елементів, якщо кожен зв'язок при­ймає лише два різні стани (п = 2), потрібно М = 212 = 4096 чисел.

Процесом називають послідовну зміну станів системи та її еле­ментів, що є безперервним єдиним рухом.

Процес - це стадії розвитку системи і її елементів (процес зрос­тання, роботи, старіння і т. д.).

Показники системи, які змінюються істотно, а зміни врахову­ються в дослідженнях, називають змінними. Зв'язки між елементами системи, завдяки яким і здійснюється їх узгоджене функціонуван­ня, тобто показники стану входів і виходів елементів, також не всі стабільні.

Зв'язки, що змінюються з часом, між елементами називаються гнучкими, змінними, або динамічними. Для таких зв'язків функція траєкторії руху системи за часом не є постійною:

Умовою протікання процесу в системі є наявність ресурсів. Розрізняють процеси: залежні — незалежні; керовані - некеровані; прості - складні; однорідні - неоднорідні; випадкові - передбачені; безперервні — дискретні; стаціонарні - нестаціонарні.

Оскільки системи можуть приймати величезну кількість станів, докладне вивчення великих систем неможливе. Тому виділяють окремі порівняно великі підрозділи - підсистеми. Підсистемами на­зивають самостійні, до певної міри ізольовані групи елементів, що мають обмежене число зв 'язків з іншими елементами системи або зовнішнім середовищем.

Виділення окремих підсистем складної системи умовне і віднос­не, як і ділення останньою на елементи.

Угрупування елементів залежить і від аспекту дослідження. Кі­лькість виділених підсистем при різних аспектах розгляду також різна.

Ділення системи на підсистеми, як і виділення елементів, зале­жить від її властивостей, підходу до досліджень, вибору мети і хара­ктеру поставлених завдань. Одна і та ж група елементів може висту­пати як система, підсистема або окремий елемент. І навпаки, підсистемою можуть бути при різних аспектах розгляду різні набори взаємозв'язаних і таких, що функціонують до певної міри самостійно елементів. Проте у кожному конкретному випадку, якщо вже вибра­ний об'єкт, точно сформульовані цілі та завдання дослідження, до виділення підсистем слід підходити строго. Правильне виділення під­систем полегшує дослідження. Спрощуються розрахунки, з'являється можливість наочніше представити результати досліджень.