Systém

Systém ( jiné řecké σύστημα  „celek složený z částí; spojení“) je soubor prvků , které jsou ve vzájemných vztazích a spojeních, což tvoří určitou celistvost, jednotu [1] .

Celek je větší než součet jeho částí.

Potřeba používat termín „systém“ vyvstává v těch případech, kdy je třeba zdůraznit, že něco je velké, složité, ne zcela okamžitě jasné a přitom celistvé, jednotné. Na rozdíl od konceptů „set“, „set“, koncept systému zdůrazňuje uspořádanost, celistvost, přítomnost vzorců konstrukce, fungování a vývoje [2] (viz níže ).

V každodenní praxi může být slovo „systém“ používáno v různých významech, zejména [3] :

• teorie , jako je Platónův filozofický systém ;
• klasifikace , např. periodický systém chemických prvků D. I. Mendělejeva ;
• metoda praktické činnosti , např. Stanislavského systém ;
• způsob organizace duševní činnosti , například číselná soustava ;
• soubor přírodních objektů , například sluneční soustava ;
• nějaký majetek společnosti , například politický systém , ekonomický systém atd.;
• soubor zavedených norem života a pravidel chování , například právní systém nebo systém mravních hodnot;
• pravidelnost („v jeho jednání lze vysledovat systém“);
• konstrukční princip („zbraň nového systému“);
• atd.

Studium systémů je prováděno takovými inženýrskými a vědeckými disciplínami, jako je obecná teorie systémů , systémová analýza , systemologie , kybernetika , systémové inženýrství , termodynamika , TRIZ , systémová dynamika atd.

Definice systému

Existuje nejméně několik desítek různých definic pojmu „systém“, používaných v závislosti na kontextu, oblasti znalostí a výzkumných cílech [2] [4] . Hlavním faktorem ovlivňujícím rozdílnost definic je, že v pojetí „systému“ existuje dualita: na jedné straně se používá k označení objektivně existujících jevů a na druhé straně jako metoda studia a reprezentace jevů, tedy jako subjektivní model.realita [4] .

V souvislosti s touto dualitou se autoři definic pokusili vyřešit dva různé problémy: (1) objektivně odlišit „systém“ od „nesystému“ a (2) odlišit nějaký systém od prostředí. Na základě prvního přístupu byla podána deskriptivní (deskriptivní) definice systému, na základě druhého - konstruktivní, někdy se kombinují [4] .

Definice uvedená v preambuli Velkého ruského encyklopedického slovníku je tedy typickou popisnou definicí. Další příklady popisných definic:

• Systém je komplex vzájemně se ovlivňujících komponent ( L. von Bertalanffy ). [5]
• Systém - soubor prvků , které jsou v určitých vztazích mezi sebou a s okolím (L. von Bertalanffy) [6] .
• Systém je souborem vzájemně souvisejících prvků, izolovaných od prostředí a interagujících s ním jako celkem ( F. I. Peregudov , F. P. Tarasenko ) [7] .

Popisné definice jsou charakteristické pro rané období systémové vědy, kdy zahrnovaly pouze prvky a vztahy. Poté, v procesu rozvíjení představ o systému, začali brát v úvahu jeho účel (funkci) a následně pozorovatele (tvůrce rozhodnutí, výzkumník, designér atd.) [2] . Moderní chápání systému tedy implikuje existenci funkce nebo účelu systému z pohledu pozorovatele nebo výzkumníka , který je explicitně nebo implicitně uveden do definice.

Příklady definic designu:

• Systém – kombinace vzájemně se ovlivňujících prvků organizovaných k dosažení jednoho nebo více cílů (GOST R ISO IEC 15288-2005) [8] .
• Systém - konečný soubor funkčních prvků a vztahů mezi nimi, izolovaný od okolí v souladu s konkrétním cílem v určitém časovém intervalu ( V. N. Sagatovsky ) [9] .
• Systém je odrazem v mysli subjektu (výzkumníka, pozorovatele) vlastností objektů a jejich vztahů při řešení problému výzkumu, poznání ( Yu. I. Chernyak ) [10] .
• Systém S na objektu A vzhledem k integrační vlastnosti (kvalitě) je množina takových prvků, které jsou v takových vztazích, které tuto integrační vlastnost generují (E. B. Agoshkova, B. V. Akhlibininsky) [11] .
• Systém je soubor integrovaných a pravidelně interagujících nebo vzájemně závislých prvků, vytvořených k dosažení určitých cílů, kde vztahy mezi prvky jsou definované a stabilní a celkový výkon nebo funkčnost systému je lepší než prostý součet prvků ( PMBOK ) [3] .

Při studiu určitých druhů systémů jsou popisné definice systému považovány za platné; Verze teorie systémů Yu. A. Urmanceva, kterou vytvořil pro studium relativně nevyvinutých biologických objektů, jako jsou rostliny, tedy nezahrnuje koncept účelu jako neobvyklý pro tuto třídu objektů [2] .

Pojmy charakterizující systém

Pojmy zahrnuté v definicích systému a charakterizující jeho strukturu [2] :

• Prvek  je hranice členění systému z hlediska hlediska úvahy, řešení konkrétního problému, stanoveného cíle.
• Komponenta, subsystém  je relativně nezávislá část systému, která má vlastnosti systému, a zejména má dílčí cíl.
• Komunikace, vztah  - omezení míry volnosti prvků: prvky, které se vzájemně ovlivňují (spojují), ztrácejí některé vlastnosti nebo stupně volnosti, které potenciálně měly; samotný systém jako celek získává nové vlastnosti.
• Struktura  - nejpodstatnější součásti a vazby, které se během fungování systému málo mění a zajišťují existenci systému a jeho základní vlastnosti. Struktura charakterizuje organizaci systému, stabilní řazení prvků a vztahů v čase.
• Cílem  je komplexní koncept, závislý na kontextu a stádiu poznání, mající různý obsah: „ideální aspirace“, „konečný výsledek“, „podněcování k aktivitě“ atd. Charakterizuje mnoho komplexních systémů (např. sociální systémy ). přítomností různých úrovní, často nekonzistentních cílů [12] .

Pojmy charakterizující fungování a vývoj systému [2] :

• Stav  - okamžitá "fotka", "výřez" systému; stanovení hodnot parametrů systému v určitém okamžiku.
• Chování  - známé či neznámé vzorce přechodu systému z jednoho stavu do druhého, určované jak interakcí s vnějším prostředím, tak i cíli samotného systému.
• Vývoj , evoluce  je pravidelná změna systému v průběhu času, ve které se může měnit nejen jeho stav, ale i fyzická podstata, struktura, chování a dokonce i účel.
• Životní cyklus  jsou fáze procesu vývoje systému, počínaje okamžikem vzniku potřeby takového systému a konče jeho zánikem.

Systémové zákonitosti

• Vymezení z prostředí , integrativita  - systém je abstraktní entita, která má integritu a je definována ve svých hranicích [3] , přičemž v nějakém aspektu, který je pro pozorovatele podstatný, je "síla" nebo "hodnota" spojení prvků uvnitř systému je vyšší než síla nebo hodnota spojení prvků systému s prvky vnějších systémů nebo prostředí . V terminologii V. I. Nikolaeva a V. M. Bruka je třeba mít mezi prvky nebo jejich vlastnostmi výrazné stabilní vazby (vztahy), které svou silou (sílou) převyšují vazby (vztahy) těchto prvků s prvky, které do tohoto systému nejsou zahrnuty. [13] . Systémotvorné, systém zachovávající faktory se nazývají integrativní [2] .
• Synergie , vznik , holismus , systémový efekt , superaditivní efekt  - vzhled vlastností v systému, které nejsou vlastní jeho prvkům; základní neredukovatelnost vlastností systému na součet vlastností jeho složek. Schopnosti systému jsou větší než součet schopností jeho součástí; celkový výkon nebo funkčnost systému je lepší než prostý součet prvků [3] . Mezinárodní rada pro systémové inženýrství na této vlastnosti zakládá samotnou definici systému: systém je složení částí (prvků), které společně generují chování nebo význam, který jeho jednotlivé komponenty nemají [14] .
• Hierarchie  - každý prvek systému lze považovat za systém; samotný systém lze také považovat za prvek toho či onoho supersystému ( pomocí systému ). Vyšší hierarchická úroveň má dopad na úroveň nižší a naopak: podřízení členové hierarchie získávají nové vlastnosti, které v izolovaném stavu neměli (vliv celku na prvky), a v důsledku toho vzhledu těchto vlastností vzniká nový, odlišný „vzhled celku“ (vliv vlastností prvků na celé číslo) [2] [15] .

Systémové klasifikace

Prakticky každá publikace o teorii systémů a systémové analýze pojednává o otázce klasifikace systémů, přičemž největší rozmanitost hledisek je pozorována u klasifikace komplexních systémů . Většina klasifikací je libovolná (empirická), to znamená, že jejich autoři pouze uvádějí některé typy systémů, které jsou podstatné z hlediska řešených úloh, a otázky ohledně zásad pro výběr znaků (základů) pro dělení systémů a úplnost klasifikace nejsou ani zdůrazněny [4] .

Klasifikace se provádí podle věcného nebo kategoriálního principu.

Předmětným principem klasifikace je identifikace hlavních typů specifických systémů, které existují v přírodě a společnosti, s přihlédnutím k typu zobrazovaného předmětu (technický, biologický, ekonomický atd.) nebo s přihlédnutím k typu vědeckého směru používaného pro modelování (matematické, fyzikální, chemické atd.).

Pomocí kategoriální klasifikace jsou systémy rozděleny podle společných charakteristik, které jsou vlastní všem systémům, bez ohledu na jejich materiálové provedení [4] . Nejčastěji se berou v úvahu následující kategorické charakteristiky:

• Kvantitativně lze všechny složky systémů charakterizovat jako monokomponenty (jeden prvek, jeden vztah) a polykomponenty (mnoho vlastností, mnoho prvků, mnoho vztahů).
• Pro statický systém je charakteristické, že je ve stavu relativního klidu, jeho stav zůstává v čase konstantní. Dynamický systém v průběhu času mění svůj stav.
• Otevřené systémy si neustále vyměňují hmotu, energii nebo informace s okolím. Systém je uzavřený (uzavřený), pokud se do něj a z něj neuvolňuje žádná látka, energie nebo informace.
• Chování deterministických systémů je zcela vysvětlitelné a předvídatelné na základě informací o jejich stavu. Chování pravděpodobnostního systému není těmito informacemi zcela určeno, umožňuje pouze mluvit o pravděpodobnosti přechodu systému do určitého stavu.
• V homogenních systémech (například v populaci organismů daného druhu) jsou prvky homogenní, a tedy zaměnitelné. Heterogenní systémy se skládají z heterogenních prvků, které nemají vlastnost zaměnitelnosti.
• Diskrétní systémy jsou považovány za sestávající z jasně vymezených (logicky nebo fyzicky) prvků; spojité systémy jsou uvažovány z hlediska zákonitostí a procesů. Tyto pojmy jsou relativní: stejný systém může být z jednoho úhlu pohledu diskrétní az jiného spojitý; příkladem je dualita vlna-částice .
• Podle původu se rozlišují umělé , přírodní a smíšené systémy.
• Podle stupně organizace se rozlišuje třída dobře organizovaných , třída špatně organizovaných ( difúzních ) systémů a třída vyvíjejících se ( samoorganizujících ) systémů.
• Při dělení systémů na jednoduché a složité dochází k největším rozdílům hledisek, nejčastěji je však složitost systému dána takovými vlastnostmi, jako je velké množství prvků, rozmanitost možných forem jejich spojení, mnohost cílů, rozmanitost povahy prvků, variabilita složení a struktury atd. [4 ]
• Z hlediska významnosti mohou být systémy jak fyzické , tak koncepční (funkční) nebo kombinace obou [14] . Fyzikální systémy se skládají z hmoty a energie, mohou zahrnovat informace a vykazovat určité chování . Konceptuální systémy jsou abstraktní, složené z čisté informace a vykazují spíše význam než chování [14] .

Jedna ze známých empirických klasifikací navržená St. Birom [16] . Je založen na kombinaci stupně determinismu systému a úrovně jeho složitosti:

Navzdory jasné praktické hodnotě klasifikace Čl. Birovy nedostatky jsou také zaznamenány. Za prvé, kritéria pro výběr typů systémů nejsou jednoznačně definována. Autor například při vyčleňování složitých a velmi složitých systémů neuvádí, ve vztahu ke kterým konkrétním prostředkům a cílům je určena možnost a nemožnost přesného a podrobného popisu. Zadruhé není ukázáno, pro jejichž řešení je nutné a postačující přesně znát navrhované typy systémů. Takové poznámky jsou v podstatě charakteristické pro všechny svévolné klasifikace [4] .

Vedle arbitrárních (empirických) přístupů ke klasifikaci existuje i logicko-teoretický přístup, kdy se znaky (základy) dělení snaží logicky odvodit z definice systému. V tomto přístupu je množina rozlišených typů systémů potenciálně neomezená, což vyvolává otázku, jaké je objektivní kritérium pro výběr nejvhodnějších typů systémů z nekonečné množiny možností [4] .

Jako příklad logického přístupu lze uvést návrh A. I. Uyomova , založený na jeho definici systému, který zahrnuje „věci“, „vlastnosti“ a „vztahy“, vybudovat klasifikaci systémů na základě „typů věci“ (prvky tvořící systém), „vlastnosti“ a „vztahy“, které charakterizují systémy různých typů [17] .

Navrhují se také kombinované (hybridní) přístupy, které jsou navrženy tak, aby překonaly nedostatky obou přístupů (empirického i logického). Zejména V. N. Sagatovský navrhl následující princip pro klasifikaci systémů. Všechny systémy jsou rozděleny do různých typů v závislosti na povaze jejich hlavních součástí. Každá z těchto složek je navíc hodnocena z hlediska určitého souboru kategoriálních charakteristik. Tím se od výsledné klasifikace odlišují ty typy systémů, jejichž znalost je z hlediska konkrétního úkolu nejdůležitější [9] .

Klasifikace systémů V. N. Sagatovského:

Zákon nutnosti rozmanitosti ( Ashbyho zákon )

Při vytváření systému řešení problémů je nutné, aby tento systém měl větší rozmanitost, než je rozmanitost řešeného problému, nebo byl schopen takovou rozmanitost vytvořit. Jinými slovy, systém musí být schopen změnit svůj stav v reakci na možnou poruchu; rozmanitost poruch vyžaduje odpovídající rozmanitost možných stavů. V opačném případě nebude takový systém schopen plnit kontrolní úkoly kladené vnějším prostředím a bude neúčinný. Absence nebo nedostatečnost diverzity může znamenat narušení integrity subsystémů, které tento systém tvoří.

Obecná teorie systémů

Obecná teorie systémů je vědecký a metodologický koncept studia objektů, které jsou systémy. Úzce souvisí se systematickým přístupem a je specifikací jeho principů a metod.

První verze obecné systémové teorie byla předložena Ludwigem von Bertalanffy . Jeho hlavní myšlenkou bylo rozpoznat izomorfismus zákonů řídících fungování systémových objektů [18] .

Moderní výzkum v obecné teorii systémů by měl integrovat vývoj nashromážděný v oblastech „klasické“ obecné teorie systémů, kybernetiky, systémové analýzy, operačního výzkumu , systémového inženýrství atd.

Viz také

• Adaptivní systém
• Architektura systému
• Systematika
• Systémový přístup
• Holon
• Složitý systém

Poznámky

1. ↑ Systém // Velký ruský encyklopedický slovník . — M.: BRE . — 2003, s. 1437
2. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Volkova V. N., Denisov A. A., 2014 .
3. ↑ 1 2 3 4 Batovrin V. K. Vysvětlující slovník systémového a softwarového inženýrství. — M.: DMK Press. - 2012 - 280 s. ISBN 978-5-94074-818-2
4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Korikov A.M., Pavlov S.N., 2008 .
5. ↑ Bertalanffy L. pozadí. Obecná teorie systémů - kritická recenze vyd. a vst. Umění. V. N. Sadovský a E. G. Yudin . — M.: Progress , 1969. S. 23-82.
6. ↑ Bertalanffy L. fon., 1973 .
7. ↑ Peregudov F.I., Tarasenko F.P., 1989 .
8. ↑ GOST R ISO IEC 15288-2005 Systémové inženýrství. Procesy životního cyklu systému (podobné ISO/IEC 15288:2002 Systémové inženýrství – Procesy životního cyklu systému)
9. ↑ 1 2 Sagatovsky V. N. Základy systemizace univerzálních kategorií. Tomsk. 1973
10. ↑ Chernyak Yu. I., 1975 .
11. ↑ Agoshkova E. B., Akhlibininsky B. V. Evolution of the concept of a system Archivní kopie z 27. února 2005 na Wayback Machine // Questions of Philosophy . - 1998. - č. 7. S. 170-179
12. ↑ V. N. Sadovský. System  // New Philosophical Encyclopedia  : ve 4 svazcích  / předchozí. vědecky vyd. rada V. S. Stepina . — 2. vyd., opraveno. a doplňkové - M .  : Myšlenka , 2010. - 2816 s.
13. ↑ Nikolaev, V.I. Systémové inženýrství: metody a aplikace / V.I. Nikolaev, V.M. Bruk. - L .: Mashinostroenie, 1985. - 199 s.
14. ↑ 1 2 3 Definice systému a SE Archivováno 4. listopadu 2019 na Wayback Machine // International Council on Systems Engineering
15. ↑ Engelhardt V. A. K některým atributům života: hierarchie, integrace, uznání // Otázky filozofie . - 1976. - č. 7. - S. 65-81
16. ↑ Beer St., 1965 .
17. ↑ Uyomov A.I., 1978 .
18. ↑ Obecná teorie systémů archivována 8. července 2012 na Wayback Machine // Philosophical Dictionary / Ed. I. T. Frolová. - 4. vyd.-M.: Politizdat, 1981. - 445 s.

Literatura

• Bertalanfi L. pozadí. Historie a stav obecné teorie systémů // Systémový výzkum. — M .: Nauka , 1973.
• Pivo sv. Kybernetika a řízení výroby = Kybernetika a management. - 2. - M .: Nauka , 1965.
• Volkova V. N., Denisov A. A. Systémová teorie a systémová analýza: učebnice pro akademický bakalářský stupeň. - 2. — M .: Yurayt , 2014. — 616 s. — ISBN 978-5-9916-4213-2 .
• Korikov A.M., Pavlov S.N. Teorie systémů a systémová analýza: učebnice. příspěvek. - 2. - Tomsk: Toms. Stát Univerzita řídicích systémů a radioelektroniky, 2008. - 264 s. — ISBN 978-5-86889-478-7 .
• Mesarovich M., Takahara I. Obecná teorie systémů: matematické základy. — M .: Mir , 1978. — 311 s.
• Peregudov F. I., Tarasenko F. P. Úvod do systémové analýzy. - M .: Vyšší škola , 1989.
• Systém  / Sadovský V. N. // Mír ze Saint-Germain 1679 - Sociální zabezpečení. - M .  : Velká ruská encyklopedie, 2015. - S. 293-295. - ( Velká ruská encyklopedie  : [ve 35 svazcích]  / šéfredaktor Yu. S. Osipov  ; 2004-2017, v. 30). - ISBN 978-5-85270-367-5 .
• V. N. Sadovský. System  // New Philosophical Encyclopedia  : ve 4 svazcích  / předchozí. vědecky vyd. rada V. S. Stepina . — 2. vyd., opraveno. a doplňkové - M .  : Myšlenka , 2010. - 2816 s.
• Uyomov A. I. Systémový přístup a obecná teorie systémů. - M .: Myšlenka , 1978. - 272 s.
• Chernyak Yu. I. Systémová analýza v ekonomickém řízení. - M. : Ekonomie , 1975. - 191 s.
• Ashby W. R. Úvod do kybernetiky. - 2. - M . : KomKniga , 2005. - 432 s. — ISBN 5-484-00031-9 .