Лекция №1. Понятие системы

Существует множество определений понятия системы. В системологии дается следующие определение: «Система представляет собой определённое множество взаимосвязанных элементов, образующих устойчивое единство и целостность, обладающее интегральными свойствами и закономерностями». В учебном пособии «Основы общей теории систем» дано более полное и содержательное определение, которое описывает систему «как набор объектов, имеющих данные свойства, и набор связей между объектами и их свойствами».

Причины образования системы являются основными в системной теории. Само вовлечение компонентов в систему или выбор их из имеющегося множества происходит до и в процессе формирования цели на основе исходной потребности. Таким образом, потребность есть причинный системообразующий фактор, а цель – функциональный фактор.

Составляющими любого материального объекта являются элемент, связь, взаимодействие, целеполагание (рис. 1).

Элемент – это составная часть сложного целого. В нашем случае сложное целое – система, которая представляет собой комплекс взаимосвязанных элементов. Элемент – неделимая часть системы, обладающая самостоятельностью по отношению к данной системе. Неделимость элемента рассматривается как нецелесообразность учёта в пределах модели данной системы его внутреннего строения. Сам элемент характеризуется только его внешними проявлениями в виде связей и взаимосвязей с остальными элементами.

Множество А элементов системы можно описать в виде

A = {a_i}, i = 1,..., n, (1.1)

где а_i – i-й элемент системы; n – число элементов в системе.

Каждый а_i элемент характеризуется m конкретными свойствами Z_i1, …, Z_im (вес, температура и т.д.), которые определяют его в данной системе однозначно.

Совокупность всех m свойств элемента а_i будем называть состоянием элемента Z_i: Z_i = (Z_i1, Z_i2, Z_i3, …, Z_ik, …,Z_im). (1.2)

Состояние элемента, в зависимости от различных факторов (времени, пространства, внешней среды и т.д.) может изменяться. Последовательные изменения состояния элемента будем называть движением элемента.

Связь – совокупность зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы. Установить связь между двумя элементами – это значит выявить наличие зависимостей их свойств.

Множество Q связей между элементами а_i, и а_j можно представить в виде

Q = {q_ij}, i, j = 1,..., n. (1.3)

Зависимость свойств элементов может иметь односторонний и двусторонний характер. Двусторонняя зависимость свойств одного элемента от свойств других элементов системы называется взаимосвязью.

Взаимодействие – совокупность взаимосвязей и взаимоотношений между свойствами элементов, когда они приобретают характер взаимосодействия друг другу.

Структура системы – совокупность элементов системы и связей между ними в виде множества

D = {A, Q}. (1.4)

Структура является статической моделью системы и характеризует только строение системы, не учитывая множества свойств (состояний) её элементов. Система существует среди других материальных объектов, которые не вошли в неё. Они объединяются понятием «внешняя среда» – объекты внешней среды. По сути дела, очерчивание или выявление системы есть разделение некоторой области материального мира на две части, одна из которых рассматривается как система – объект анализа (синтеза), а другая – как внешняя среда.

Внешняя среда – это набор существующих в пространстве и во времени объектов (систем), которые, как предполагается, действуют на систему. Внешняя среда представляет собой совокупность естественных и искусственных систем, для которых данная система не является функциональной подсистемой.