Systemet
System ( annan grekiska σύστημα "en helhet uppbyggd av delar; samband") är en uppsättning element som står i relationer och förbindelser med varandra, vilket bildar en viss integritet, enhet [1] .
Helheten är större än summan av dess delar.
Aristoteles .
Metafysik
Behovet av att använda termen "system" uppstår i de fall det är nödvändigt att betona att något är stort, komplext, inte helt omedelbart tydligt och samtidigt helt, enhetligt. Till skillnad från begreppen "uppsättning", "uppsättning", betonar begreppet ett system ordning och reda, integritet, närvaron av mönster för konstruktion, funktion och utveckling [2] (se nedan ).
I den dagliga praktiken kan ordet "system" användas i olika betydelser, särskilt [3] :
- teori , såsom Platons filosofiska system ;
- klassificering , till exempel, det periodiska systemet av kemiska element av D. I. Mendeleev ;
- metod för praktisk aktivitet , till exempel Stanislavsky-systemet ;
- sätt att organisera mental aktivitet , till exempel talsystem ;
- en uppsättning naturliga objekt , till exempel solsystemet ;
- någon egendom i samhället , till exempel politiskt system , ekonomiskt system , etc.;
- en uppsättning etablerade levnadsnormer och uppföranderegler , till exempel ett rättssystem eller ett system av moraliska värderingar;
- regelbundenhet ("ett system kan spåras i hans handlingar");
- konstruktionsprincip ("det nya systemets vapen");
- och så vidare.
Studiet av system utförs av sådana tekniska och vetenskapliga discipliner som allmän systemteori , systemanalys , systemologi , cybernetik , systemteknik , termodynamik , TRIZ , systemdynamik , etc.
Systemdefinitioner
Det finns åtminstone flera dussin olika definitioner av begreppet "system", som används beroende på sammanhang, kunskapsområde och forskningsmål [2] [4] . Den huvudsakliga faktorn som påverkar skillnaden i definitioner är att det finns en dualitet i begreppet "system": å ena sidan används det för att referera till objektivt existerande fenomen, och å andra sidan som en metod för att studera och representera fenomen, det vill säga som en subjektiv modell verklighet [4] .
I samband med denna dualitet försökte definitionsförfattarna lösa två olika problem: (1) att objektivt skilja ett ”system” från ett ”icke-system” och (2) att särskilja något system från omgivningen. Utifrån det första tillvägagångssättet gavs en deskriptiv (beskrivande) definition av systemet, utifrån den andra - konstruktiva, ibland kombineras de [4] .
Sålunda är definitionen som ges i ingressen från Big Russian Encyclopedic Dictionary en typisk beskrivande definition. Andra exempel på beskrivande definitioner:
Beskrivande definitioner är karakteristiska för systemvetenskapens tidiga period, då de endast inkluderade element och samband. Sedan, i processen att utveckla idéer om systemet, började de ta hänsyn till dess syfte (funktion), och därefter observatören (beslutsfattare, forskare, designer, etc.) [2] . Den moderna förståelsen av systemet innebär alltså att det finns en funktion eller syfte med systemet från en observatörs eller forskares synvinkel , vilket uttryckligen eller implicit införs i definitionen.
Exempel på designdefinitioner:
- System - en kombination av interagerande element organiserade för att uppnå ett eller flera mål (GOST R ISO IEC 15288-2005) [8] .
- System - en ändlig uppsättning funktionella element och relationer mellan dem, isolerade från miljön i enlighet med ett specifikt mål inom ett visst tidsintervall ( V. N. Sagatovsky ) [9] .
- Systemet är en reflektion hos subjektet (forskaren, observatören) av objektens egenskaper och deras relationer för att lösa problemet med forskning, kunskap ( Yu. I. Chernyak ) [10] .
- Systemet S på objektet A med avseende på den integrativa egenskapen (kvalitet) är en uppsättning sådana element som är i sådana relationer som genererar denna integrativa egenskap (E.B. Agoshkova, B.V. Akhlibininsky) [11] .
- Ett system är en samling integrerade och regelbundet interagerande eller ömsesidigt beroende element, skapade för att uppnå vissa mål, där relationerna mellan elementen är definierade och stabila, och systemets övergripande prestanda eller funktionalitet är bättre än en enkel summa av element ( PMBOK ) [3] .
Vid studiet av vissa typer av system anses deskriptiva definitioner av systemet vara giltiga; Således innehåller Yu. A. Urmantsevs version av systemteorin, skapad av honom för studier av relativt outvecklade biologiska objekt som växter, inte begreppet syfte som är ovanligt för denna klass av objekt [2] .
Begrepp som kännetecknar systemet
De begrepp som ingår i definitionerna av systemet och som kännetecknar dess struktur [2] :
- Ett element är gränsen för uppdelningen av systemet ur synvinkeln av hänsynsaspekten, lösningen av ett specifikt problem, det uppsatta målet.
- En komponent, ett delsystem är en relativt oberoende del av systemet som har systemets egenskaper, och i synnerhet har ett delmål.
- Kommunikation, relation - begränsning av graden av frihet för element: element, som interagerar (koppling) med varandra, förlorar några av de egenskaper eller frihetsgrader som de potentiellt hade; systemet som helhet får nya egenskaper.
- Struktur - de viktigaste komponenterna och anslutningarna som förändras lite under systemets funktion och säkerställer existensen av systemet och dess grundläggande egenskaper. Strukturen kännetecknar systemets organisation, den stabila ordningen av element och relationer över tid.
- Målet är ett komplext begrepp, beroende på kontext och kognitionsstadium, med olika innehåll: "ideala strävanden", "slutresultat", "uppvigling till aktivitet", etc. Många komplexa system (till exempel sociala system ) karaktäriseras genom närvaron av olika nivåer av , ofta inkonsekventa mål [12] .
Begrepp som kännetecknar systemets funktion och utveckling [2] :
- State - omedelbar "foto", "slice" av systemet; fastställa värdena för systemparametrar vid en viss tidpunkt.
- Beteende - kända eller okända mönster för systemets övergång från ett tillstånd till ett annat, bestämt både av interaktion med den yttre miljön och av själva systemets mål.
- Utveckling , evolution är en regelbunden förändring i ett system över tid, där inte bara dess tillstånd, utan också dess fysiska natur, struktur, beteende och till och med syfte kan förändras.
- Livscykeln är stadierna i systemutvecklingsprocessen, från det ögonblick behovet av ett sådant system uppstår och slutar med att det försvinner.
Systemomfattande regelbundenheter
- Avgränsning från omgivningen , integrativitet - systemet är en abstrakt enhet som har integritet och definieras inom dess gränser [3] , medan i någon aspekt som är väsentlig för betraktaren, "styrkan" eller "värdet" av kopplingarna mellan element inom systemet är högre än styrkan eller värdet av kopplingarna mellan elementen i systemet och element i externa system eller miljö . I V. I. Nikolaevs och V. M. Bruks terminologi är det nödvändigt att ha betydande stabila kopplingar (relationer) mellan element eller deras egenskaper som överstiger i kraft (styrka) kopplingarna (relationerna) mellan dessa element med element som inte ingår i detta system [13] . Systembildande, systembevarande faktorer kallas integrativa [2] .
- Synergi , uppkomst , holism , systemeffekt , superadditiv effekt - utseendet av egenskaper i systemet som inte är inneboende i dess element; den grundläggande irreducerbarheten av egenskaperna hos ett system till summan av egenskaperna hos dess beståndsdelar. Ett systems förmågor är större än summan av förmågorna hos dess beståndsdelar; systemets övergripande prestanda eller funktionalitet är bättre än den enkla summan av elementen [3] . International Council for Systems Engineering baserar själva definitionen av ett system på denna egenskap: ett system är en sammansättning av delar (element) som gemensamt genererar beteende eller mening som dess individuella komponenter inte har [14] .
- Hierarki - varje element i systemet kan betraktas som ett system; själva systemet kan också betraktas som en del av ett eller annat supersystem ( med hjälp av systemet ). En högre hierarkisk nivå har en inverkan på den lägre nivån och vice versa: de underordnade medlemmarna i hierarkin förvärvar nya egenskaper som de inte hade i ett isolerat tillstånd (helhetens inflytande på elementen), och som ett resultat av utseende av dessa egenskaper bildas en ny, annorlunda "helhetens utseende" (påverkan av elementens egenskaper till ett heltal) [2] [15] .
Systemklassificeringar
Praktiskt taget varje publikation om systemteori och systemanalys diskuterar frågan om systemklassificering, med den största mångfalden av synpunkter som observerats vid klassificeringen av komplexa system . De flesta klassificeringar är godtyckliga (empiriska), det vill säga deras författare listar helt enkelt några typer av system som är väsentliga med tanke på de uppgifter som ska lösas, och frågor om principerna för att välja tecknen (grunderna) för att dela system och klassificeringens fullständighet har inte ens höjts [4] .
Klassificeringar utförs enligt ämnes- eller kategoriprincipen.
Ämnesprincipen för klassificering är att identifiera huvudtyperna av specifika system som finns i naturen och samhället, med hänsyn till typen av visat objekt (tekniskt, biologiskt, ekonomiskt, etc.) eller med hänsyn till vilken typ av vetenskaplig riktning som används för modellering (matematisk, fysikalisk, kemisk och etc.).
Med en kategorisk klassificering delas system in enligt gemensamma egenskaper som är inneboende i alla system, oavsett deras materiella utformning [4] . Följande kategoriska egenskaper beaktas oftast:
- Kvantitativt kan alla komponenter i system karakteriseras som monokomponenter (ett element, ett förhållande) och polykomponenter (många egenskaper, många element, många samband).
- För ett statiskt system är det karakteristiskt att det är i ett tillstånd av relativ vila, dess tillstånd förblir konstant över tiden. Ett dynamiskt system ändrar sitt tillstånd över tiden.
- Öppna system utbyter ständigt materia, energi eller information med miljön. Ett system stängs (stängt) om inget ämne, energi eller information släpps in i det och ut ur det.
- Beteendet hos deterministiska system är helt förklarligt och förutsägbart baserat på information om deras tillstånd. Beteendet hos ett probabilistiskt system bestäms inte helt av denna information, vilket bara tillåter att tala om sannolikheten för systemets övergång till ett visst tillstånd.
- I homogena system (till exempel i en population av organismer av en given art) är elementen homogena och därför utbytbara. Heterogena system består av heterogena element som inte har egenskapen utbytbarhet.
- Diskreta system anses bestå av klart avgränsade (logiskt eller fysiskt) element; kontinuerliga system betraktas ur regelbundenhet och processer. Dessa begrepp är relativa: samma system kan vara diskret från en synvinkel och kontinuerligt från en annan; ett exempel är våg-partikeldualitet .
- Genom ursprung särskiljs artificiella , naturliga och blandade system.
- Beroende på graden av organisation särskiljs en klass av välorganiserade , en klass av dåligt organiserade ( diffusa ) system och en klass av utvecklande ( självorganiserande ) system.
- När man delar in system i enkla och komplexa finns det den största skillnaden i synpunkter, men oftast ges systemets komplexitet av sådana egenskaper som ett stort antal element, mångfalden av möjliga former av deras koppling, mångfalden av mål, mångfalden av elementens natur, variationen i sammansättningen och strukturen, etc. [4]
- När det gäller materialitet kan system vara både fysiska och konceptuella (funktionella) , eller en kombination av båda [14] . Fysiska system är sammansatta av materia och energi, kan innehålla information och uppvisa ett visst beteende . Konceptuella system är abstrakta, sammansatta av ren information och uppvisar mening snarare än beteende [14] .
En av de välkända empiriska klassificeringarna som föreslagits av St. Birom [16] . Det är baserat på en kombination av graden av determinism i systemet och nivån på dess komplexitet:
System
|
Enkel (bestående av ett litet antal element)
|
Komplex (ganska förgrenad, men beskrivningsvänlig)
|
Mycket komplex (inte mottaglig för exakt och detaljerad beskrivning)
|
deterministisk
|
Mekaniskt verkstadsprojekt för fönsterspärr
|
Datorautomation _
|
|
Probabilistiskt
|
Myntkastning Manetrörelse Statistisk kvalitetskontroll
|
Lagerlagring Konditionerade reflexer Vinst av ett industriföretag
|
Economics Brain Firm
|
Trots det tydliga praktiska värdet av klassificeringen av art. Även Birs brister uppmärksammas. För det första är kriterierna för att välja systemtyper inte entydigt definierade. Till exempel, medan författaren pekar ut komplexa och mycket komplexa system, anger inte författaren i förhållande till vilka särskilda medel och mål möjligheten och omöjligheten av en korrekt och detaljerad beskrivning bestäms. För det andra visas det inte för lösningen av vilka problem det är nödvändigt och tillräckligt att känna till exakt de föreslagna typerna av system. Sådana anmärkningar är i huvudsak karakteristiska för alla godtyckliga klassificeringar [4] .
Förutom godtyckliga (empiriska) ansatser till klassificering finns det även en logisk-teoretisk ansats, där man försöker logiskt härleda divisionens tecken (baser) från definitionen av systemet. I detta tillvägagångssätt är uppsättningen av olika typer av system potentiellt obegränsad, vilket ger upphov till frågan om vad som är det objektiva kriteriet för att välja de mest lämpliga typerna av system från en oändlig uppsättning möjligheter [4] .
Som ett exempel på ett logiskt tillvägagångssätt kan man hänvisa till förslaget från A. I. Uyomov , baserat på hans definition av ett system, som inkluderar "saker", "egenskaper" och "relationer", att bygga klassificeringar av system baserade på "typer av saker” (element som utgör systemet), ”egenskaper” och ”relationer” som kännetecknar system av olika slag [17] .
Kombinerade (hybrid) tillvägagångssätt föreslås också, som är utformade för att övervinna bristerna med båda tillvägagångssätten (empiriska och logiska). I synnerhet föreslog V. N. Sagatovsky följande princip för klassificering av system. Alla system är indelade i olika typer beroende på arten av deras huvudkomponenter. Dessutom utvärderas var och en av dessa komponenter utifrån en viss uppsättning kategoriska egenskaper. Som ett resultat särskiljs dessa typer av system från den resulterande klassificeringen, vars kunskap är viktigast med tanke på en specifik uppgift [9] .
Klassificering av system av V. N. Sagatovsky:
Kategoriska egenskaper
|
Egenskaper
|
Element
|
Relationer
|
Mono
|
|
|
|
Poly
|
|
|
|
Statisk
|
|
|
|
Dynamisk (fungerande)
|
|
|
|
öppna
|
|
|
|
Stängd
|
|
|
|
deterministisk
|
|
|
|
Probabilistiskt
|
|
|
|
Enkel
|
|
|
|
Komplex
|
|
|
|
The Law of the Necessity of Variety ( Ashbys lag )
När man skapar ett problemlösningssystem är det nödvändigt att detta system har en större variation än variationen av det problem som löses, eller kunna skapa en sådan variation. Med andra ord måste systemet kunna ändra sitt tillstånd som svar på en eventuell störning; olika störningar kräver en motsvarande mängd möjliga tillstånd. Annars kommer ett sådant system inte att kunna uppfylla de kontrolluppgifter som den yttre miljön lägger fram och kommer att vara ineffektivt. Frånvaron eller otillräckligheten av mångfald kan tyda på en kränkning av integriteten hos de delsystem som utgör detta system.
Allmän systemteori
Allmän systemteori är ett vetenskapligt och metodologiskt koncept för att studera objekt som är system. Det är nära relaterat till det systematiska tillvägagångssättet och är en specifikation av dess principer och metoder.
Den första versionen av en allmän systemteori lades fram av Ludwig von Bertalanffy . Hans huvudidé var att erkänna isomorfismen i de lagar som styr systemobjektens funktion [18] .
Modern forskning inom allmän systemteori bör integrera den utveckling som ackumulerats inom områdena "klassisk" allmän systemteori, cybernetik, systemanalys, operationsforskning , systemteknik, etc.
Se även
Anteckningar
- ↑ System // Stor rysk encyklopedisk ordbok . — M.: BRE . — 2003, sid. 1437
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Volkova V. N., Denisov A. A., 2014 .
- ↑ 1 2 3 4 Batovrin V. K. Förklarande ordbok över system- och mjukvaruteknik. — M.: DMK Tryck. - 2012 - 280 sid. ISBN 978-5-94074-818-2
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Korikov A.M., Pavlov S.N., 2008 .
- ↑ Bertalanffy L. bakgrund. General Systems Theory - A Critical Review ed. och vst. Konst. V.N. Sadovsky och E.G. Yudin . — M.: Framsteg , 1969. S. 23-82.
- ↑ Bertalanffy L. fon., 1973 .
- ↑ Peregudov F.I., Tarasenko F.P., 1989 .
- ↑ GOST R ISO IEC 15288-2005 Systemteknik. Systemlivscykelprocesser (liknar ISO/IEC 15288:2002 Systemteknik - Systemlivscykelprocesser)
- ↑ 1 2 Sagatovsky V. N. Grunderna för systematisering av universella kategorier. Tomsk. 1973
- ↑ Chernyak Yu. I., 1975 .
- ↑ Agoshkova E. B., Akhlibininsky B. V. Utveckling av konceptet för ett system Arkivexemplar av 27 februari 2005 på Wayback Machine // Questions of Philosophy . - 1998. - Nr 7. P. 170-179
- ↑ V. N. Sadovsky. System // New Philosophical Encyclopedia : i 4 volymer / föregående. vetenskaplig-ed. råd av V. S. Stepin . — 2:a uppl., rättad. och ytterligare - M . : Tanke , 2010. - 2816 sid.
- ↑ Nikolaev, V.I. Systemteknik: metoder och tillämpningar / V.I. Nikolaev, V.M. Bruk. - L .: Mashinostroenie, 1985. - 199 sid.
- ↑ 1 2 3 System- och SE-definition Arkiverad 4 november 2019 på Wayback Machine // International Council on Systems Engineering
- ↑ Engelhardt V. A. Om några attribut i livet: hierarki, integration, erkännande // Filosofis frågor . - 1976. - Nr 7. - S. 65-81
- ↑ Beer St., 1965 .
- ↑ Uyomov A.I., 1978 .
- ↑ General Systems Theory Arkiverad 8 juli 2012 på Wayback Machine // Philosophical Dictionary / Ed. I. T. Frolova. - 4:e uppl.-M.: Politizdat, 1981. - 445 sid.
Litteratur
- Bertalanfi L. bakgrund. Historia och status för allmän systemteori // Systemforskning. — M .: Nauka , 1973.
- Beer St. Cybernetik och produktionsledning = Cybernetik och ledning. - 2. - M . : Nauka , 1965.
- Volkova V. N., Denisov A. A. Systemteori och systemanalys: lärobok för akademisk kandidatexamen. - 2:a. — M .: Yurayt , 2014. — 616 sid. — ISBN 978-5-9916-4213-2 .
- Korikov A.M., Pavlov S.N. Systemteori och systemanalys: lärobok. ersättning. - 2. - Tomsk: Toms. stat University of Control Systems and Radioelectronics, 2008. - 264 sid. — ISBN 978-5-86889-478-7 .
- Mesarovich M., Takahara I. Allmän systemteori: matematiska grunder. — M .: Mir , 1978. — 311 sid.
- Peregudov F. I., Tarasenko F. P. Introduktion till systemanalys. - M . : Högre skola , 1989.
- System / Sadovsky V. N. // Saint-Germains fred 1679 - Social trygghet. - M . : Great Russian Encyclopedia, 2015. - S. 293-295. - ( Great Russian Encyclopedia : [i 35 volymer] / chefredaktör Yu. S. Osipov ; 2004-2017, v. 30). - ISBN 978-5-85270-367-5 .
- V. N. Sadovsky. System // New Philosophical Encyclopedia : i 4 volymer / föregående. vetenskaplig-ed. råd av V. S. Stepin . — 2:a uppl., rättad. och ytterligare - M . : Tanke , 2010. - 2816 sid.
- Uyomov A. I. Systemansats och allmän systemteori. - M . : Thought , 1978. - 272 sid.
- Chernyak Yu. I. Systemanalys i ekonomisk förvaltning. - M .: Ekonomi , 1975. - 191 sid.
- Ashby W. R. Introduktion till cybernetik. - 2. - M . : KomKniga , 2005. - 432 sid. — ISBN 5-484-00031-9 .