Понятия, характеризующие строение и функционирование систем

Принятая в повседневной практике трактовка понятий элемент, связь, цель и другие не всегда совпадает с их значением как специальных терминов системного описания и анализа объектов. Поэтому рассмотрим основные понятия, помогающие уточнять представление о системе. Понятия, входящие в определение системы, тесно связаны между собой, и, по мнению Л. Фон Берталанфи, не могут быть определены независимо, а определяются, как правило, одно через другое, уточняя друг друга, и поэтому принятую здесь последовательность их изложения следует считать условной.

Под элементом принято понимать простейшую, неделимую часть системы. Однако ответить на вопрос, что является такой частью, не всегда просто. Например, в качестве элементов стола можно назвать ножки, ящики, крышку и т. д., а можно - атомы, молекулы, в зависимости от того какая задача стоит перед исследователем. В системе управления компанией элементами можно считать подразделения аппарата управления, а можно - каждого сотрудника или каждую выполняемую операцию.

Поэтому в теории систем принято следующее определение: элемент - это предел членения системы с точки зрения аспекта рассмотрения, решения конкретной задачи, поставленной цели [6, С. 24.].

Систему можно расчленять на элементы различными способами в зависимости от формулировки задачи, цели и ее уточнения в процессе проведения системного исследования. При необходимости можно изменять принцип расчленения, выделять другие элементы и получать с помощью нового расчленения более адекватное представление об анализируемом объекте или проблемной ситуации.

Компоненты и подсистемы. Нередко термин элемент используют в более широком смысле, особенно в тех случаях, когда система не может быть сразу разделена на составляющие, являющиеся пределом ее членения. Однако при многоуровневом расчленении системы лучше использовать другие термины, принятые в теории систем: сложные системы принято вначале делить на подсистемы или на компоненты.

Понятие подсистема подразумевает, что выделяется часть системы, обладающая ее свойствами, и в частности имеющая свою цель или подцель, на достижение которой ориентирована подсистема, а также другие свойства - целостности, коммуникативности и т. п., определяемые закономерностями систем.

Если же части системы не обладают такими свойствами, а представляют собой просто совокупности однородных элементов, то такие части принято называть компонентами.

Связь. Это понятие входит в любое определение системы и обеспечивает возникновение и сохранение ее целостных свойств. Это понятие одновременно характеризует и строение (статику), и функционирование (динамику) системы.

Связь определяют как ограничение степени свободы элементов. Действительно, элементы, вступая во взаимодействие (связь) друг с другом, утрачивают часть своих свойств, которыми они потенциально обладали в свободном состоянии.

В определениях системы термины связь и отношение обычно используются как синонимы. Однако существуют разные точки зрения: одни исследователи считают связь частным случаем отношения; другие - напротив, отношение рассматривают как частный случай связи; третьи - предлагают понятие связь применять для описания статики системы, ее структуры, а понятием отношение характеризовать некоторые действия в процессе функционирования (динамики) системы.

Не решен (и, видимо, вряд ли будет решен в общем виде) вопрос о достаточности и полноте сети связей для того, чтобы систему можно было считать системой. Один из подходов к решению этой проблемы предлагается, например, В. И. Николаевым и В. М. Бруком. Они считают: чтобы система не распалась на части, необходимо обеспечить превышение суммарной силы (мощности) связей между элементами системы, т. е. внутренних связей над суммарной мощностью связей между элементами системы и элементами среды, т. е. внешних связей [11].

На практике подобные измерения в организационных системах реализовать проблематично, однако можно оценивать тенденции изменения этого соотношения с помощью косвенных факторов².

Связи можно охарактеризовать направлением, силой, характером (или видом). По первому признаку связи делят на направленные и ненаправленные. По второму - на сильные и слабые (иногда пытаются ввести «шкалу» силы связей для конкретной задачи). По характеру (виду) различают связи подчинения, порождения (или генетические), равноправные (или безразличные), управления.

Связи в конкретных системах могут быть одновременно охарактеризованы несколькими из названных признаков.

Важную роль в моделировании систем играет понятие обратной связи. Она может быть:

• положительной - сохраняющей тенденции происходящих в системе изменений того или иного выходного параметра (что используется при разработке генераторов разного рода, при моделировании развивающихся систем);

• отрицательной - противодействующей тенденциям изменения выходного параметра, т. е. направленной на сохранение, стабилизацию требуемого значения параметра (например, стабилизацию выходного напряжения, или в системах организационного управления - количества выпускаемой продукции и т. п.).

Обратная связь является основой саморегулирования, развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования.

Понятие цель и связанные с ним понятия целесообразности, целенаправленности лежат в основе развития системы. Изучению этих понятий уделяется большое внимание в философии, психологии, кибернетике.

Процесс целеобразования и соответствующий ему процесс обоснования целей в организационных системах весьма сложен. На протяжении всего периода развития философии и теории познания происходило развитие представлений о цели.

Анализ определений цели и связанных с ней понятий показывает, что в зависимости от стадии познания объекта, этапа системного анализа, в понятие цель вкладывают различные оттенки - от идеальных устремлений (цель - выражение активности сознания [9] или человек и социальные системы вправе формулировать цели, достижение которых, как им заведомо известно, невозможно, но к которым можно непрерывно приближаться [1]) до конкретных целей - конечных результатов, достижимых в пределах некоторого интервала времени [12], формулируемых иногда даже в терминах конечного продукта деятельности [13].

Противоречие понятия цель - необходимость быть побуждением к действию, опережающим отражением (термин введен П. К. Анохиным) или опережающей идеей и одновременно материальным воплощением этой идеи, т. е. быть достижимой, проявлялось с момента возникновения этого понятия: так древнеиндийское артха означало одновременно мотив, причину, желание, цель и даже способ [9].

В русском языке вообще не было термина цель. Он заимствован из немецкого языка и имеет значение, близкое к понятиям «мишень», «финиш», «точка попадания». В английском языке есть несколько терминов, отражающих различные оттенки понятия цели, в пределах рассматриваемой шкалы.

Для того чтобы отразить противоречие понятия цель, в Большой советской энциклопедии (БСЭ) дается следующее определение: «цель - один из элементов поведения и сознательной деятельности человека, который характеризует предвосхищение в мышлении результата деятельности и пути его реализации с помощью определенных средств. Цель выступает как способ интеграции различных действий человека в некоторую последовательность или систему» [5]. В этом определении важно отметить, что предвосхищение в мышлении, но все же результата деятельности; подчеркивается также, что понятие цели связано с человеком, с его сознательной деятельностью, т. е. с наличием сознания.

Структура. Система может быть представлена простым перечислением элементов или черным ящиком (моделью «вход - выход»). Однако чаще всего при исследовании объекта такого представления недостаточно, так как требуется выяснить, что собой представляет объект, что в нем обеспечивает выполнение поставленной цели, получение требуемых результатов. В этих случаях систему отображают путем расчленения на подсистемы, компоненты, элементы с взаимосвязями, которые могут носить различный характер, и вводят понятие структуры.

Понятие структура имеет несколько отличающиеся принятые определения, хотя смысл их практически тождественен. Например, в БСЭ дается одновременно два определения данному понятию. Первое - структура (от лат. structura - строение, расположение) - определенная взаимосвязь, взаиморасположение составных частей системы; строение, устройство чего-либо. Второе - совокупность устойчивых связей объекта, обеспечивающих его целостность и тождественность самому себе, т. е. сохранение основных свойств при различных внешних и внутренних изменениях [4]. Основное различие данных определений состоит в том, что первое из них характерно для представления систем в статике, а второе подчеркивает сохранение основных свойств системы в динамике. Эта неоднозначность в определении важнейшего понятия подчеркивает объективную сложность формирования понятийного аппарата теории систем.

Одна и та же система может быть представлена разными структурами в зависимости от стадии познания объектов или процессов, от аспекта их рассмотрения, цели создания. При этом по мере развития исследований или в ходе проектирования структура системы может изменяться.

Структуры, особенно иерархические, могут помочь в раскрытии неопределенности сложных систем. Структурные представления систем являются средством их исследования.