Системный анализ как основа принятия и обоснования решений

   Варианты  определения системы.

   Совокупность  элементов, соединенных отношениями, порождающими интегративное, или системное, качество, отличающее данную совокупность от среды и приобщающее к этому качеству каждый из ее компонентов.

   Объект, представляющий собой некоторое множество элементов, находящихся в рациональных отношениях и связях между собой, и образующий целостность, единство, границы которого задаются пределами управления.

   Совокупность  элементов, находящихся в отношениях и связях между собой и образующих определенную целостность, единство.

   Искусственные системы - это системы, созданные человеком. Диапазон их реализаций очень широк: от простейших механизмов до сложных производственных комплексов в технике; от лаборатории, кафедры, института, воинского подразделения до министерства и Совета министров в организационных структурах,

   Естественные  системы - это системы, объективно существующие в действительности, в живой и неживой природе и обществе: атом, молекула. клетка, организм, популяция, общество, вселенная и т.п.  

   Среди специалистов по системному подходу  используется, по крайней мере, два-три способа выделения систем. Первый, наиболее распространенный, когда сложный объект, явление или процесс расчленяется на множество составных элементов и между ними выявляются системообразующие межэлементные связи и отношения, придающие этому множеству целостность. При таком представлении окружающий нас мир можно разделить на системы различной природы.

   Другой  способ - это представление не всего  исследуемого объекта, явления, или  процесса как системы, а только лишь его отдельных сторон, аспектов, граней, разрезов, которые считаются существенными для исследуемой проблемы. В этом случае каждая система в одном и том же объекте выражает лишь определенную грань его сущности. Например, единый объект государство имеет много различных граней, которые составляют военную систему, политическую, экономическую, образовательную, научную, культурную и др. Такое применение понятия системы позволяет досконально и цельно изучать разные аспекты или грани единого объекта. Эти системы взаимосвязаны между собой, а при необходимости целиком рассмотреть сложный объект как общую систему, в котором уже выделены системы соответственно его разным граням, их можно представить как подсистемы общей системы.  

Наиболее  характерные признаки систем  

   В настоящее время, как было сказано  выше, отсутствует общепринятое и достаточно корректное определение системы - имеются лишь различные ее толкования. Анализ различных определений и толкований показывает, что существуют, по крайней мере, четыре основных признака, которыми должен обладать объект, явление или их отдельные грани (срезы), чтобы их можно было считать системой.

   Первая  пара признаков - это признаки целостности  и членимости объекта. С одной  стороны, система это целостное  образование и представляет целостную  совокупность элементов, а, с другой стороны, в системе четко можно  выделить ее элементы (целостные объекты). Для системы главным является признак целостности, т.е. она рассматривается как единое целое, состоящее из взаимодействующих или взаимосвязанных частей (элементов), часто разнокачественных, но совместимых.

   Второй  признак - это наличие более или  менее устойчивых связей (отношений) между элементами системы, превосходящих по своей силе (мощности) связи (отношения) этих элементов с элементами, не входящими в данную систему.

   В системах любой природы между  элементами существуют те или иные связи (отношения). При этом с системных позиций определяющими являются не любые связи, а только лишь существенные связи (отношения), которые определяют интегративные свойства системы. Именно интегративные свойства отличают систему от простого конгломерата и выделяют систему в виде целостного образования из окружающей среды. Обмен информацией, энергией и веществом между элементами системы и между системой и окружающей средой осуществляется при помощи связи, представляющей физический канал.

   Третий  признак - это наличие интегративных свойств (качеств), присущих системе в целом, но не присущих ее элементам в отдельности. Интегративные свойства системы обуславливает тот факт, что свойство системы, несмотря на зависимость от свойств элементов, не определяется ими полностью. Из этого следует, что простая совокупность элементов и связей между ними еще не система, и поэтому, расчленяя систему на отдельные части (элементы) и изучая каждую из них в отдельности, нельзя познать все свойства нормально (хорошо) организованной системы в целом. Интегративное свойство (качество) - это то новое, которое формируется при согласованном взаимодействии объединенных в структуру элементов и которым элементы до этого не обладали.

   Четвертый признак - это организация (организованность) развивающихся систем. Этот признак характеризует наличие в системе определенной организации, что проявляется в снижении степени неопределенности системы, по сравнению с неопределенностью системоформирующих факторов, определяющих возможность создания системы. Системообразующими факторами являются: число элементов системы; число существенных связей, которыми может обладать элемент; число системозначных свойств элемента; число квантов пространства и времени, в которых может находиться и существовать элемент, связь и их свойства. Понятия «организация» и «система» связаны весьма тесно. Однако организация охватывает только те свойства элементов, которые связаны с процессами сохранения и развития целостности, т.е. существования системы. Организация возникает в том случае, когда между некоторыми исходными объектами (явлениями) возникают закономерные устойчивые связи или/и отношения, актуализирующие какие-то свойства элементов и ограничивающие иные их свойства. Организация связана с упорядоченностью и согласованностью функционирования автономных частей системы и проявляется, прежде всего, в снижении энтропии по сравнению с энтропией системоформирующих факторов. Организация проявляется в структурных особенностях системы, сложности, способности сохранения системы и ее развития. На практике пользуются таким понятием как степень организованности, сложность организации и совершенство организации.

   Интегративным качеством искусственных систем, создаваемых людьми для определенных целей, является их основное назначение, а интегративные качества эволюционных систем, возникающих естественным путем, совпадают с понятием ее сущности.  

Понятие структуры  

   Основной  общий признак, который присутствует практически во всех определениях и  теоретических моделях понятия  «система», - это наличие структуры.

   Под внутренней структурой, или просто структурой, системы  понимается устойчивая упорядоченность в пространстве и во времени ее элементов и связей между ними, определяющая функциональную компоновку системы и ее взаимодействие с внешней средой.

   Структура системы является наиболее консервативной характеристикой системы: она может сохраняться неизменной весьма длительное время, а состояние системы при этом может существенно изменяться.

   Примерами структур могут быть структура студентов  на курсе, структура государственного устройства, структура кристаллической решетки вещества, структура микросхемы и др. Кристаллическая решетка алмаза - структура неживой природы; пчелиные соты, полосы зебры - структуры живой природы; озеро - структура экологической природы; партия (общественная, политическая) - структура социальной природы; Вселенная - структура как живой и неживой природы.   

   Структура - это все то, что вносит порядок  во множество объектов, т.е. совокупность связей и отношений между частями целого, необходимые для достижения цели.

   Структуры систем бывают разного типа, разной топологии (или же пространственной структуры). Рассмотрим основные топологии  структур (систем). Соответствующие  схемы приведены на рисунках ниже.  
 

   Линейные  структуры:   

   

   Рис. 2.1. Структура линейного типа.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Иерархические, древовидные структуры:   

   

   Рис. 2.2. Структура иерархического (древовидного) типа.

          

   Часто понятие системы предполагает наличие  иерархической структуры, т.е. систему иногда определяют как иерархическую целостность.  
 
 
 
 
 

   Сетевая структура:   

   

Рис. 2.3. Структура  сетевого типа.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

   Матричная структура:

   

   Рис. 2.3. Структура матричного типа.  

   Примером  линейной структуры является структура  станций метро на одной (не кольцевой) линии.

   Примером  иерархической структуры является структура управления вузом: “Ректор - Проректора - Деканы - Заведующие кафедрами  и подразделениями - Преподаватели  кафедр и сотрудники других подразделений”.

   Пример  сетевой структуры - структура организации  строительно-монтажных работ при строительстве дома: некоторые работы, например, монтаж стен, благоустройство территории и др. можно выполнять параллельно.

   Пример  матричной структуры - структура  работников отдела НИИ выполняющих  работы по одной и той же теме.

   Понятие структуры, которое (явно или неявно) присутствует во всех общих определениях системы, также относится к числу интуитивных, размытых понятий, как и понятие «система». Дать структуре удовлетворительное определение не так-то легко. Может быть, поэтому в литературе встречается большое число различных определений. Наиболее типичными определениями структуры являются следующие: структура есть форма представления некоторого объекта в виде составных частей, или структура - это множество всех возможных отношений между подсистемами и элементами внутри системы, или структура - это совокупность элементов и связей между ними, которые определяются исходя из распределения функции и цели, поставленных перед системой, или структура - это то, что остается неизменным в системе при изменении ее состояния, при реализации различных форм поведения, при совершении системой операции и т.п.

   В простейшем случае под структурой будем  понимать множество элементов системы, между которыми имеются связи (взаимоотношения). Математически это выражается множеством элементов с одним или более отношением, определенным на данном множестве. В такой простой структуре все элементы считаются неделимыми.

   Ясно, что очень многие реальные системы  обладают более сложной структурой и не соответствуют такому простому описанию. Стремясь учесть этот факт, иногда в понятие структуры системы вводят иерархию ее подсистем.

   Следует отметить, что в любой системе  под структурными элементами системы понимают ту ее наименьшую часть, поведение которой еще подчиняется структурным закономерностям системы. Что касается самих структурных закономерностей, то они порождают те свойства системы, по которым окружающий мир выделяет эту систему как целую среди других. В каждой системе имеется некий минимальный уровень размеров элементов, ниже которого система как бы не существует. Поэтому для того, чтобы определить структурный элемент, сначала выясняют, какие свойства системы интересуют исследователя. Затем находят те закономерности, которые порождают эти свойства, - так называемые структурные закономерности. А затем уже находят наименьшую часть системы, которая еще подчиняется данным структурным закономерностям, т.е. структурный элемент. Очевидно, что этот структурный элемент сам может содержать свои собственные структурные элементы.

   Подсистема, в первую очередь, является системой для своих подсистем, и поэтому и подсистемы образуют иерархию. При этом структурным элементом или структурной подсистемой считается та наименьшая часть системы, которая еще подчиняется системообразующим закономерностям.

   Есть  трактовки понятия структуры, основанные на довольно узком понятии системы - имеется в виду только пространственное или пространственно-временное разбиение системы на элементы и, возможно, подсистемы; при этом связи и отношения элементов также рассматриваются в пространстве или времени. Однако во многих сложных объектах. которые принято называть системами, имеются связи и отношения совсем иного содержания (например, в логических системах, системах знаний). Такое произвольное, широкое (по смыслу) толкование отношения согласуется с математической трактовкой понятия структуры, где говорится о (любых по смыслу) отношениях на множестве элементов системы.  

Понятие целостности  

   Второй  общий признак, отличающий системы, - это целостность совокупности элементов системы.

   Под целостностью часто понимают внутреннее единство и принципиальную несводимость свойств системы к сумме свойств, составляющих ее элементов. Однако средства, которыми пытаются выразить целостность, бывают различными.

   В простейшем случае считается, что наличие  связей и отношений между элементами системы как раз и выражает ее целостность, так что никаких  специальных средств, кроме задания  этих отношений, не требуется. При этом признак целостности не вводится в определение системы. Понятно, что не всякие отношения придают множеству элементов целостность. Поэтому выделяются специальные отношения, которые принято называть системообразующими.