System
System ( anden græsk σύστημα "en helhed opbygget af dele; forbindelse") er et sæt af elementer , der er i relationer og forbindelser med hinanden, hvilket danner en vis integritet, enhed [1] .
Helheden er større end summen af dens dele.
Aristoteles .
Metafysik
Behovet for at bruge begrebet "system" opstår i de tilfælde, hvor det er nødvendigt at understrege, at noget er stort, komplekst, ikke helt umiddelbart klart og samtidig helt, samlet. I modsætning til begreberne "sæt", "sæt", lægger begrebet et system vægt på orden, integritet, tilstedeværelsen af mønstre for konstruktion, funktion og udvikling [2] (se nedenfor ).
I den daglige praksis kan ordet "system" bruges i forskellige betydninger, især [3] :
Studiet af systemer udføres af sådanne tekniske og videnskabelige discipliner som generel systemteori , systemanalyse , systemologi , kybernetik , systemteknik , termodynamik , TRIZ , systemdynamik osv.
Systemdefinitioner
Der er mindst flere dusin forskellige definitioner af begrebet "system", der bruges afhængigt af kontekst, vidensfelt og forskningsmål [2] [4] . Den vigtigste faktor, der påvirker forskellen i definitioner, er, at der er en dualitet i begrebet "system": på den ene side bruges det til at henvise til objektivt eksisterende fænomener, og på den anden side som en metode til at studere og repræsentere fænomener, det vil sige som en subjektiv model virkelighed [4] .
I forbindelse med denne dobbelthed forsøgte forfatterne af definitionerne at løse to forskellige problemer: (1) objektivt at skelne et "system" fra et "ikke-system" og (2) at skelne et eller andet system fra omgivelserne. På baggrund af den første tilgang blev der givet en deskriptiv (deskriptiv) definition af systemet, på baggrund af den anden - konstruktive, nogle gange kombineres de [4] .
Således er definitionen givet i præamblen fra Big Russian Encyclopedic Dictionary en typisk beskrivende definition. Andre eksempler på beskrivende definitioner:
Beskrivende definitioner er karakteristiske for systemvidenskabens tidlige periode, hvor de kun omfattede elementer og relationer. Derefter, i processen med at udvikle ideer om systemet, begyndte de at tage hensyn til dets formål (funktion) og efterfølgende observatøren (beslutningstager, forsker, designer osv.) [2] . Den moderne forståelse af systemet indebærer således eksistensen af en funktion eller formål med systemet fra en observatørs eller forskers synspunkt , som er eksplicit eller implicit introduceret i definitionen.
Eksempler på designdefinitioner:
- System - en kombination af interagerende elementer organiseret for at opnå et eller flere mål (GOST R ISO IEC 15288-2005) [8] .
- System - et begrænset sæt af funktionelle elementer og relationer mellem dem, isoleret fra miljøet i overensstemmelse med et specifikt mål inden for et bestemt tidsinterval ( V. N. Sagatovsky ) [9] .
- Systemet er en afspejling i subjektets (forskeren, iagttagerens) sind af objekters egenskaber og deres relationer i løsningen af problemet med forskning, viden ( Yu. I. Chernyak ) [10] .
- Systemet S på objektet A med hensyn til den integrative egenskab (kvalitet) er et sæt af sådanne elementer, der er i sådanne relationer, der genererer denne integrative egenskab (E. B. Agoshkova, B. V. Akhlibininsky) [11] .
- Et system er en samling af integrerede og regelmæssigt interagerende eller indbyrdes afhængige elementer, skabt for at opnå bestemte mål, hvor relationerne mellem elementerne er definerede og stabile, og systemets overordnede ydeevne eller funktionalitet er bedre end en simpel sum af elementer ( PMBOK ) [3] .
I undersøgelsen af visse typer systemer anses deskriptive definitioner af systemet for gyldige; Yu. A. Urmantsevs version af systemteori, skabt af ham til studiet af relativt uudviklede biologiske objekter såsom planter, inkluderer således ikke begrebet formål som usædvanligt for denne klasse af objekter [2] .
Begreber, der karakteriserer systemet
De begreber, der indgår i definitionerne af systemet og karakteriserer dets struktur [2] :
- Et element er grænsen for opdelingen af systemet fra synspunktet om hensynsaspektet, løsningen af et specifikt problem, det fastsatte mål.
- En komponent, et delsystem er en relativt uafhængig del af systemet, der har systemets egenskaber, og i særdeleshed har et delmål.
- Kommunikation, relation - begrænsning af elementernes frihedsgrad : elementer, der interagerer (forbindelse) med hinanden, mister nogle af de egenskaber eller frihedsgrader, som de potentielt besad; selve systemet som helhed får nye egenskaber.
- Struktur - de mest væsentlige komponenter og forbindelser, der ændrer sig lidt under systemets funktion og sikrer eksistensen af systemet og dets grundlæggende egenskaber. Strukturen kendetegner organiseringen af systemet, den stabile rækkefølge af elementer og relationer over tid.
- Målet er et komplekst koncept, afhængigt af konteksten og erkendelsesstadiet, med forskelligt indhold: "ideelle forhåbninger", "endelige resultat", "tilskyndelse til aktivitet" osv. Mange komplekse systemer (f.eks. sociale systemer ) er karakteriseret ved ved tilstedeværelsen af forskellige niveauer af, ofte inkonsekvente mål [12] .
Begreber, der karakteriserer systemets funktion og udvikling [2] :
- State - øjeblikkeligt "foto", "udsnit" af systemet; fastsættelse af værdierne af systemparametre på et bestemt tidspunkt.
- Adfærd - kendte eller ukendte mønstre for systemets overgang fra en tilstand til en anden, bestemt både af interaktion med det ydre miljø og af selve systemets mål.
- Udvikling , evolution er en regelmæssig ændring i et system over tid, hvor ikke kun dets tilstand, men også dets fysiske natur, struktur, adfærd og endda formål kan ændre sig.
- Livscyklussen er stadierne i systemudviklingsprocessen, der starter fra det øjeblik behovet for et sådant system opstår og slutter med dets forsvinden.
Systemdækkende regelmæssigheder
- Afgrænsning fra omgivelserne , integrativitet - systemet er en abstrakt enhed, der har integritet og er defineret inden for dets grænser [3] , mens i et eller andet aspekt, der er essentielt for iagttageren, "styrken" eller "værdien" af elementernes forbindelser i systemet er højere end styrken eller værdien af forbindelserne mellem elementerne i systemet og elementer af eksterne systemer eller miljø . I V. I. Nikolaevs og V. M. Bruks terminologi er det nødvendigt at have betydelige stabile forbindelser (relationer) mellem elementer eller deres egenskaber, der i kraft (styrke) overstiger forbindelserne (relationer) af disse elementer med elementer, der ikke er inkluderet i dette system [13] . Systemdannende, systembevarende faktorer kaldes integrative [2] .
- Synergi , emergens , holisme , systemeffekt , superadditiv effekt - udseendet af egenskaber i systemet, som ikke er iboende i dets elementer; den grundlæggende irreducerbarhed af et systems egenskaber til summen af egenskaberne af dets bestanddele. Et systems kapacitet er større end summen af kapaciteterne af dets bestanddele; den overordnede ydeevne eller funktionalitet af systemet er bedre end den simple sum af elementerne [3] . International Council for Systems Engineering baserer selve definitionen af et system på denne egenskab: et system er en sammensætning af dele (elementer), der i fællesskab genererer adfærd eller mening, som dets individuelle komponenter ikke har [14] .
- Hierarki - hvert element i systemet kan betragtes som et system; selve systemet kan også betragtes som et element i et eller andet supersystem ( ved hjælp af systemet ). Et højere hierarkisk niveau har indflydelse på det lavere niveau og omvendt: de underordnede medlemmer af hierarkiet får nye egenskaber, som de ikke havde i en isoleret tilstand (helhedens indflydelse på elementerne), og som et resultat af udseendet af disse egenskaber, dannes et nyt, anderledes "helhedens udseende" (påvirkningen af grundstoffernes egenskaber til et heltal) [2] [15] .
Systemklassifikationer
Stort set alle publikationer om systemteori og systemanalyse diskuterer spørgsmålet om systemklassificering, med den største mangfoldighed af synspunkter observeret i klassificeringen af komplekse systemer . De fleste klassifikationer er vilkårlige (empiriske), det vil sige, at deres forfattere blot opregner nogle typer systemer, der er væsentlige ud fra de opgaver, der skal løses, og spørgsmål om principperne for valg af tegn (fundamenter) for opdeling af systemer og fuldstændigheden af klassificeringen er ikke engang hævet [4] .
Klassifikationer udføres efter emnet eller det kategoriske princip.
Klassifikationens fagprincip er at identificere de hovedtyper af specifikke systemer, der findes i naturen og samfundet, under hensyntagen til typen af det viste objekt (teknisk, biologisk, økonomisk osv.) eller under hensyntagen til typen af videnskabelig retning, der anvendes til modellering (matematisk, fysisk, kemisk osv.).
Med en kategorisk klassificering opdeles systemer i henhold til fælles karakteristika, der er iboende i ethvert system, uanset deres materielle udførelsesform [4] . Følgende kategoriske karakteristika overvejes oftest:
- Kvantitativt kan alle komponenter i systemer karakteriseres som monokomponenter (et element, et forhold) og polykomponenter (mange egenskaber, mange elementer, mange forhold).
- For et statisk system er det karakteristisk, at det er i en relativ hviletilstand, dets tilstand forbliver konstant over tid. Et dynamisk system ændrer sin tilstand over tid.
- Åbne systemer udveksler konstant stof, energi eller information med miljøet. Et system er lukket (lukket), hvis intet stof, energi eller information frigives ind i det og ud af det.
- Deterministiske systemers adfærd er fuldstændig forklarlig og forudsigelig baseret på information om deres tilstand. Et sandsynlighedssystems adfærd er ikke fuldstændig bestemt af denne information, hvilket kun giver mulighed for at tale om sandsynligheden for, at systemet går over til en bestemt tilstand.
- I homogene systemer (for eksempel i en population af organismer af en given art) er grundstofferne homogene og derfor udskiftelige. Heterogene systemer består af heterogene elementer, der ikke har egenskaben udskiftelighed.
- Diskrete systemer anses for at bestå af klart afgrænsede (logisk eller fysisk) elementer; kontinuerlige systemer betragtes ud fra et synspunkt om regelmæssigheder og processer. Disse begreber er relative: det samme system kan være diskret fra ét synspunkt og kontinuerligt fra et andet; et eksempel er bølge-partikel dualitet .
- Efter oprindelse skelnes kunstige , naturlige og blandede systemer.
- Alt efter organisationsgraden skelnes der mellem en klasse af velorganiserede , en klasse af dårligt organiserede ( diffundere ) systemer og en klasse af udviklende ( selvorganiserende ) systemer.
- Når man opdeler systemer i simple og komplekse , er der den største divergens af synspunkter, men oftest er systemets kompleksitet givet af sådanne karakteristika som et stort antal elementer, mangfoldigheden af mulige former for deres forbindelse, mangfoldigheden af mål, mangfoldigheden af elementernes karakter, variabiliteten af sammensætningen og strukturen osv. [4]
- Med hensyn til materialitet kan systemer være både fysiske og konceptuelle (funktionelle) eller en kombination af begge [14] . Fysiske systemer er sammensat af stof og energi, kan omfatte information og udvise en vis adfærd . Begrebssystemer er abstrakte, sammensat af ren information og udviser mening snarere end adfærd [14] .
En af de velkendte empiriske klassifikationer foreslået af St. Birom [16] . Det er baseret på en kombination af graden af determinisme af systemet og niveauet af dets kompleksitet:
Systemer
|
Enkel (bestående af et lille antal elementer)
|
Kompleks (temmelig forgrenet, men egnet til beskrivelse)
|
Meget kompleks (ikke modtagelig for præcis og detaljeret beskrivelse)
|
deterministisk
|
Vindueslås Mekanisk værkstedsprojekt
|
Computer automatisering
|
|
Probabilistisk
|
Møntkast vandmandsbevægelse Statistisk kvalitetskontrol
|
Lageropbevaring Betingede reflekser Fortjeneste af en industrivirksomhed
|
Økonomi Hjernefirma _
|
På trods af den klare praktiske værdi af klassificeringen af art. Birs mangler bemærkes også. For det første er kriterierne for valg af systemtyper ikke entydigt defineret. For eksempel, mens forfatteren udskiller komplekse og meget komplekse systemer, angiver forfatteren ikke i forhold til hvilke særlige midler og mål muligheden og umuligheden af en nøjagtig og detaljeret beskrivelse er bestemt. For det andet er det ikke vist til løsningen af, hvilke problemer det er nødvendigt og tilstrækkeligt at kende nøjagtigt de foreslåede typer af systemer. Sådanne bemærkninger er i det væsentlige karakteristiske for alle vilkårlige klassifikationer [4] .
Udover arbitrære (empiriske) tilgange til klassifikation findes der også en logisk-teoretisk tilgang, hvor divisionens tegn (grundlag) forsøges logisk udledt af definitionen af systemet. I denne tilgang er sættet af adskilte typer af systemer potentielt ubegrænset, hvilket giver anledning til spørgsmålet om, hvad der er det objektive kriterium for at vælge de bedst egnede typer systemer fra et uendeligt sæt af muligheder [4] .
Som et eksempel på en logisk tilgang kan man henvise til A. I. Uyomovs forslag , baseret på hans definition af et system, som omfatter "ting", "egenskaber" og "relationer", om at bygge klassifikationer af systemer baseret på "typer af ting" (elementer, der udgør systemet), "egenskaber" og "relationer", der karakteriserer systemer af forskellige typer [17] .
Der foreslås også kombinerede (hybride) tilgange, som er designet til at overvinde manglerne ved begge tilgange (empiriske og logiske). Især V. N. Sagatovsky foreslog følgende princip for klassificering af systemer. Alle systemer er opdelt i forskellige typer afhængigt af arten af deres hovedkomponenter. Desuden evalueres hver af disse komponenter ud fra et bestemt sæt kategoriske karakteristika. Som følge heraf adskilles disse typer systemer fra den resulterende klassifikation, hvis viden er vigtigst set ud fra en specifik opgaves synspunkt [9] .
Klassificering af systemer af V. N. Sagatovsky:
Kategoriske egenskaber
|
Ejendomme
|
Elementer
|
Relationer
|
Mono
|
|
|
|
Poly
|
|
|
|
Statisk
|
|
|
|
Dynamisk (fungerende)
|
|
|
|
åben
|
|
|
|
Lukket
|
|
|
|
deterministisk
|
|
|
|
Probabilistisk
|
|
|
|
Enkel
|
|
|
|
Kompleks
|
|
|
|
Loven om mangfoldighedens nødvendighed ( Ashbys lov )
Ved oprettelse af et problemløsningssystem er det nødvendigt, at dette system har en større variation end variationen af det problem, der løses, eller være i stand til at skabe en sådan variation. Med andre ord skal systemet være i stand til at ændre sin tilstand som reaktion på en mulig forstyrrelse; forskellige forstyrrelser kræver en tilsvarende række mulige tilstande. Ellers vil et sådant system ikke være i stand til at imødekomme de kontrolopgaver, som det ydre miljø fremlægger, og vil være ineffektivt. Fraværet eller utilstrækkeligheden af mangfoldighed kan indikere en krænkelse af integriteten af de delsystemer, der udgør dette system.
Generel systemteori
Generel systemteori er et videnskabeligt og metodisk koncept for at studere objekter, der er systemer. Den er tæt forbundet med den systematiske tilgang og er en specifikation af dens principper og metoder.
Den første version af en generel systemteori blev fremsat af Ludwig von Bertalanffy . Hans hovedidé var at anerkende isomorfien i de love, der styrer systemobjekternes funktion [18] .
Moderne forskning i generel systemteori bør integrere udviklingen akkumuleret inden for områderne "klassisk" generel systemteori, kybernetik, systemanalyse, operationsforskning , systemteknik osv.
Se også
Noter
- ↑ System // Big Russian Encyclopedic Dictionary . — M.: BRE . - 2003, s. 1437
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Volkova V. N., Denisov A. A., 2014 .
- ↑ 1 2 3 4 Batovrin V. K. Forklarende ordbog over system- og softwareudvikling. — M.: DMK Tryk. - 2012 - 280 s. ISBN 978-5-94074-818-2
- ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Korikov A.M., Pavlov S.N., 2008 .
- ↑ Bertalanffy L. baggrund. Generel systemteori - en kritisk gennemgang udg. og vst. Kunst. V. N. Sadovsky og E. G. Yudin . — M.: Fremskridt , 1969. S. 23-82.
- ↑ Bertalanffy L. fon., 1973 .
- ↑ Peregudov F.I., Tarasenko F.P., 1989 .
- ↑ GOST R ISO IEC 15288-2005 Systems Engineering. Systemlivscyklusprocesser (svarende til ISO/IEC 15288:2002 Systemudvikling - Systemlivscyklusprocesser)
- ↑ 1 2 Sagatovsky V. N. Grundlæggende om systematisering af universelle kategorier. Tomsk. 1973
- ↑ Chernyak Yu. I., 1975 .
- ↑ Agoshkova E. B., Akhlibininsky B. V. Udvikling af konceptet om et system Arkivkopi af 27. februar 2005 på Wayback Machine // Questions of Philosophy . - 1998. - Nr. 7. S. 170-179
- ↑ V. N. Sadovsky. System // New Philosophical Encyclopedia : i 4 bind / prev. videnskabeligt udg. råd fra V. S. Stepin . — 2. udg., rettet. og yderligere - M . : Tanke , 2010. - 2816 s.
- ↑ Nikolaev, V.I. Systemteknik: metoder og applikationer / V.I. Nikolaev, V.M. Bruk. - L .: Mashinostroenie, 1985. - 199 s.
- ↑ 1 2 3 System- og SE-definition Arkiveret 4. november 2019 på Wayback Machine // International Council on Systems Engineering
- ↑ Engelhardt V. A. Om nogle af livets egenskaber: hierarki, integration, anerkendelse // Filosofiens spørgsmål . - 1976. - Nr. 7. - S. 65-81
- ↑ Beer St., 1965 .
- ↑ Uyomov A.I., 1978 .
- ↑ General Systems Theory Arkiveret 8. juli 2012 på Wayback Machine // Philosophical Dictionary / Ed. I. T. Frolova. - 4. udg.-M.: Politizdat, 1981. - 445 s.
Litteratur
- Bertalanfi L. baggrund. Historie og status for generel systemteori // Systemforskning. — M .: Nauka , 1973.
- Øl St. Kybernetik og produktionsledelse = Kybernetik og ledelse. - 2. - M . : Nauka , 1965.
- Volkova V. N., Denisov A. A. Systemteori og systemanalyse: lærebog til akademisk bachelorgrad. - 2. — M .: Yurayt , 2014. — 616 s. — ISBN 978-5-9916-4213-2 .
- Korikov A.M., Pavlov S.N. Systemteori og systemanalyse: lærebog. godtgørelse. - 2. - Tomsk: Toms. stat University of Control Systems and Radioelectronics, 2008. - 264 s. — ISBN 978-5-86889-478-7 .
- Mesarovich M., Takahara I. Generel systemteori: matematiske grundlag. — M .: Mir , 1978. — 311 s.
- Peregudov F. I., Tarasenko F. P. Introduktion til systemanalyse. - M .: Højere skole , 1989.
- System / Sadovsky V. N. // Saint-Germains fred 1679 - Social sikring. - M . : Great Russian Encyclopedia, 2015. - S. 293-295. - ( Great Russian Encyclopedia : [i 35 bind] / chefredaktør Yu. S. Osipov ; 2004-2017, v. 30). - ISBN 978-5-85270-367-5 .
- V. N. Sadovsky. System // New Philosophical Encyclopedia : i 4 bind / prev. videnskabeligt udg. råd fra V. S. Stepin . — 2. udg., rettet. og yderligere - M . : Tanke , 2010. - 2816 s.
- Uyomov A. I. Systemtilgang og generel systemteori. - M . : Thought , 1978. - 272 s.
- Chernyak Yu. I. Systemanalyse i økonomisk ledelse. - M .: Økonomi , 1975. - 191 s.
- Ashby W. R. Introduktion til kybernetik. - 2. - M . : KomKniga , 2005. - 432 s. — ISBN 5-484-00031-9 .