3.8. Механизм процесса описания системных объектов

Описание систем является важнейшей задачей системных исследований. Системными объектами при этом могут выступать самые различные целостные образования, существующие в природе, технике, обществе, и их комплексы.

В самом общем виде механизм описания систем включает в себя следующие этапы:

1) выделение объекта среди других и представление его как системы;

2) классификационная характеристика системы;

3) определение целей, задач и назначения (функций) системы;

4) установление связей системы с другими системами;

5) осуществление декомпозиции систем, выделение структурных компонентов;

6) исследование поведения системы;

7) изучение состояния системы и направленности ее изменения.

Ответы на вопросы, заложенные в этих этапах, фактически и будут описывать системный объект. Причем в своем единстве это описание будет давать целостный образ объекта. Обратимся к более подробному анализу каждого этапа. Это позволит увидеть и понять механизм системного описания целостных сложноорганизованных процессов и явлений.

Описание системы начинают с выделения объекта среди других и представления его как целостного образования. Без этого невозможно изучение сложноорганизованных процессов и явлений. Выделить систему - это значит очертить ее пограничные контуры, четко определить предмет изучения. Общество, организм, клетка, предприятие - каждое из этих образований может быть описано как система только в случае, если оно будет отделено от других объектов.

Установление признаков, выделяющих данную систему среди других, уже само по себе является описанием системы. Оно не просто определяет предметную область исследования, но и характеризует свойства и черты системы. Границы объекта, отделяющие его от окружающей среды, могут быть описаны различным образом. Он может быть выделен по таким признакам, как размер, объем, масса, функциональные свойства, конкретные связи и отношения и т.д. Предположим, что в качестве системы рассматривается город N. Его границы вполне могут быть определены через географические координаты, занимаемую площадь, численность, плотность и состав населения, инфраструктуру, производственную сферу. Отсюда достаточно ясно видно, что, устанавливая границы, мы описываем конкретные свойства исследуемой системы. Разумеется, далеко не всегда легко и просто вычленить объект. Значительно легче это сделать, когда разграничительные полосы очерчены и могут быть вычислены с помощью известных математических формул, уравнений, а также подчинены статистическим законам. Но не все системы поддаются ограничительному описанию с помощью количественных параметров. Выделение многих из них связано с использованием исключительно качественных или качественно-количественных показателей. Границы при этом приобретают достаточно условный характер. В этих случаях обращаются к применению метода исключения. Смысл его сводится к тому, что шаг за шагом от объекта отсоединяется все то, что не влияет на его целостность. «Отсоединенные элементы» выводятся из объекта и передаются в окружающую его среду.

Второй пункт механизма описания систем предполагает выяснение, к какому классу, роду, виду принадлежит данный объект. Известно, что всякая система является всегда разновидностью систем более высокого порядка. Не секрет также и то, что целостные образования низшего порядка вбирают в себя основные свойства систем более высокого порядка, принадлежащих к данному виду, роду, классу. Например, в природе насчитывается более 50 видов ромашек, каждый из которых имеет немало общего. Одновременно ромашка несет в себе целый ряд черт однолетних трав, к роду которых она принадлежит. В ней также содержатся свойства семейства сложноцветковых, в состав которых она входит. То же самое можно сказать и о человеке. Обладая своей индивидуальностью, он вмещает в себя определенные качества, обусловленные его принадлежностью к конкретной группе, классу, нации. Рассматривая общие, особенные и единичные черты системы через ее принадлежность к системам более высокого порядка, описываются и ее свойства.

На третьем этапе описания системы определяют ее цели, задачи и назначение (функции). Среди всего многообразия целостных образований далеко не все имеют цель, в первую очередь это относится к системам неживой природы. Они не в состоянии задать себе определенную цель. В природе они лишь решают строго обозначенные для них задачи и имеют собственное функциональное предназначение, главным образом связанное с процессом взаимообмена. В какой-то мере исключение составляют искусственные неживые системы. Но и здесь цель задается не системой изнутри, а человеком извне.

Целевой параметр присущ только социальным системам, ибо он связан с сознательными действиями, предвидением состояния системы в будущем. Цель системы - это не просто идеальным образом выраженный результат, но и центральный мотив, побуждающий к деятельности по ее достижению. Она неразрывно взаимосвязана с итогами этой деятельности и может быть рассмотрена как мера ее эффективности. Допустим, что планируемой целью коммерческой операции является получение прибыли в размере, обозначенном m. Реально же она составила m'. Отношение планируемой целевой величины к полученной в действительности называется коэффициентом эффективности реализации цели. В нашем примере он рассчитывается по формуле:

Если этот коэффициент меньше единицы, то значит цель не достигнута, или достигнута не полностью. При его равенстве единице можно утверждать, что цель выполнена, а когда он больше единицы, то справедливо утверждение о ее перевыполнении. Хотя последнее утверждение еще не говорит о высокой эффективности системы. Можно превысить целевую установку по производству продукции, но она не найдет сбыта на рынке,

В реальной жизни система может иметь множество целевых установок. Обозначим их через m₁, m₂,…,m_n. Соответственно их конечные результаты обозначим как m₁', m₂',…, m_n'. Тогда суммарный коэффициент эффективности реализации целей будет определяться по формуле:

В такой более усложненной интерпретации выполнение целевых установок будет зависеть от их реализации по каждому целевому параметру. Их анализ будет показывать на причины и обстоятельства эффективного или недостаточно эффективного «срабатывания» системы, как в целом, так и по отдельным целевым показателям.

Задачи, решаемые системой, отражают конкретные действия, направленные на достижение цели или целей. Их описание характеризует пути, средства, приемы, с помощью которых можно оптимальным образом добиться планируемого результата. Например, одной из целевых установок предприятия может быть доставка грузов в различные пункты назначения. Ее реализация требует решения соответствующих транспортных задач.

Важным является описание назначения системы. Оно указывает на то, зачем нужна данная система, какую функциональную нагрузку она несет. Свое конкретное предназначение системы получают только тогда, когда вступают во взаимодействие со своими подсистемами или другими системами. Говорят об основной и дополнительных функциях системы. Основное предназначение телевизора - это преобразование сигналов телевещательных программ в изображение и звук. Но современные телевизоры дополнительно дают возможность для просмотра телетекстов, видеозаписей, съемок, сделанных видеокамерой и т.д.

Четвертым компонентом механизма описания систем является обнаружение связей данного целостного образования с другими. Они имеют принципиально важное значение, потому что отображают процессы обмена веществом, энергией и информацией с внешним миром. В ходе этого обмена формируются как жизнеобеспечивающие, так и жизнеразрушающие комплексы системы. Нередко эти связи рассматривают исключительно в одностороннем плане как влияние внешней среды на систему. При этом полагают, что окружающие объекты одновременно и дают жизненную энергию целостному образованию, и способствуют его гибели, С этим нельзя не согласиться. Но нельзя не замечать и то, что всякая система, взаимодействуя со своим окружением, влияет и на него, и на себя. Она оказывает на другие объекты или позитивное, способствующее развитию, воздействие, или негативное, ведущее к его разрушению, влияние, или, в крайнем случае, нейтральное действие. Но при этом система отдает свою энергию, нарушает свой энергетический баланс, расходует свои силы, что постепенно изменяет ее состояние и ведет к старению и распаду.

Поэтому описание внешних связей системы возможно лишь на основе анализа трех форм этих связей, характеризующих:

1) влияние окружающих объектов на систему;

2) воздействие системы на внешний мир;

3) влияние системы на саму себя в процессе взаимодействия со средой.

Большое значение при описании внешних связей имеет выявление сильнодействующих факторов и условий, а также критических точек, ведущих к преобразованию системы в качественно иную определенность. Эти факторы и условия могут быть выражены математическим языком, конкретными величинами. Например, на воду как неживую общественную систему существенное воздействие оказывает температурный режим. При нагревании свыше 100 градусов она закипает и начинает трансформироваться в пар. При охлаждении ниже нуля градусов вода превращается в кристаллическое вещество - лед.

Изучение сильнодействующих факторов и условий представляет значительный интерес и с другой точки зрения. Анализ воздействия внешних объектов на систему позволяет градуировать их на оказывающие благотворное или неблаготворное воздействие. Аналогичным образом могут быть выяснены последствия воздействия данной системы на окружающую среду, что особенно важно в экологическом отношении. Не менее актуальным является и выяснение расходования системой собственных ресурсов. Понятно, что те объекты, на которые она воздействует сильнее, отбирают у нее больше энергии, ресурсов, информации. Значение этих факторов и условий чрезвычайно важно не практике. Регулирование и манипулирование ими позволяет одни системы поддерживать в устойчивом состоянии, а другие при необходимости разрушать.

Следующим этапом механизма описания системы является осуществление декомпозиции и структурирования. Первостепенное значение имеет выяснение внутреннего строения исследуемого процесса или явления. Вначале выделяют и описывают части или подсистемы данной системы. Затем из каждой вычленяют элементы. Тем самым осуществляется описание реестра компонентов, которые образуют конкретную целостность и придают ей строгую и качественную определенность.

После установления внутреннего строения системы важно выяснить роль и функции каждого компонента, образующего систему как целостность. Их описание дает общее представление о том, как из, казалось бы, выполняющих разнородные и разнопорядковые функции элементов складывается единое целое. Изучение структуры предполагает описание связей и отношений, возникающих между компонентами системы. Здесь также происходит обмен веществом, энергией, информацией. Всякая система имеет источники, вырабатывающие собственную энергию и информацию для своего жизнеобеспечения. Причем расход энергии, в конечном счете, всегда превышает ее выработку. В этом лежит причина невозможности создания вечного двигателя и постепенного распада и гибели систем.

Следующим этапом механизма описания системы является исследование ее поведения. Поведение системы отражает функционально-динамический способ ее действия. Оно подразумевает любые изменений объекта относительно окружающей среды. Поведение системы не есть простая сумма всех связей и отношений компонентов. Некоторые связи и отношения никак не влияют на поведение системы, они абсолютно нейтральны. Поведение системы является результатом интегрированного действия и взаимодействия составляющих систему частей и элементов, а поэтому обладает собственными законами, свойствами и параметрами.

В широком понимании поведение сводится к трансформации входных элементов в выходные элементы посредством преобразования в самой системе первых во вторые. Причем эти преобразования могут протекать и в цепи обратной связи. Поведение системы во многом определяется значением ее энтропии.

И, наконец, завершающим механизмом описания системы является изучение ее состояния и направленности изменения. Состояние служит интегральной характеристикой систем. Это понятие дает представление о качественных состояниях свойств и отношений объекта, его изменении. Оно неразрывно связано с поведением системы. Чем лучше состояние системы, тем ближе ее поведение к оптимальному, и тем меньше влияние на нее энтропийного эффекта.

Состояние системы неотделимо от ее жизненного цикла. На ранних ступенях его развития она набирает силу и достигает своего расцвета. В этот период способ действия, поведения достигает своего апогея. Затем состояние системы начинает ухудшаться, в нем появляется все больше неопределенностей и, в конечном счете, она или погибает, или существенным образом преобразуются, приобретая другую качественную определенность. Новое техническое устройство (если оно произведено без брака) всегда отличается оптимальностью его функционирования, максимальностью соответствия техническим параметрам. Но по мере старения его элементов изменяется и состояние этого устройства. Точно таким же образом протекает жизненный цикл товара. Первоначально спрос на него набирает силу, затем закрепляется на определенной критической точке, после которой он начинает падать. Современный данный товар либо совсем уходит с рынка, либо заменяется на новый, более - совершенный, а, следовательно, состояние системы характеризует непрерывный процесс изменения качественных параметров и свойств элементов и самой системы.

На основании определения состояния системы делают вывод о необходимости ее улучшения. Как уже отмечалось в первой главе, оно предполагает определение задачи, реального состояния и поведения системы, степени отклонения от установленных стандартов, построение соответствую­щих гипотез и формулирование выводов. Состояние системы позволяет делать прогнозы о ее поведении. Нередко в этих целях используют методы экстраполяции и интерполяции.

Таким образом, описание систем является важнейшим элементом познавательного процесса.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

Исторические предпосылки возникновения общей теории систем

Предмет и содержание общей теории систем. Системология. Системные исследования.

Основные понятия системного анализа.

Принципы системного подхода.

Основные определения понятия «система».

Категории системы, ее свойства и признаки.

Системообразующие факторы.

Системоразрушающие факторы.

Классификация системных объектов.

Структура, функции и этапы развития систем

Законы структуры систем.

Типы противоречий.

Взаимодействие систем с внешней средой.

Системный подход как методология системного исследования.

Проблемы согласования целей и оценки связей в системе.

Моделирование как метод системного анализа.

Основные этапы системного анализа.

Целостная природа организаций и управления ими.

Механизм процесса описания системных объектов.

Принципы описания систем.

Процесс моделирования систем.

Основные этапы проектирования систем.

Примеры практического применения системного подхода в экономике.

Какие типы систем Вы знаете?

Какие системы относятся к сложным системам? Какими основными признаками характеризуются сложные системы?

Какие системы называются открытыми информационными системами?

Что такое элемент системы, среда, подсистема?

Как можно охарактеризовать элемент?

Что понимается под процессом функционирования систем?

Есть ли разница между эффективностью процесса, реализуемого системой, и качеством системы?

Как определить структуру системы?

Зачем используется моделирование систем?

Какие типы моделей систем Вы знаете?

Какие виды моделирования систем Вы знаете?

Каковы основные принципы построения математических моделей?

В чем состоят основные принципы системного анализа?

Как осуществляется декомпозиция системы?

Какие типы задач решаются при анализе системы?