Системные представления

На начальных стадиях системных исследований дается обобщенное определение системы, выражающее общие свойства объектов исследования. Оно не позволяет увязать цели и задачи системы с конкретными способами их достижения. Поэтому на дальнейших этапах анализа возникает необходимость и появляется возможность в построении понятия системы, обладающего более конкретными чертами, присущими сложным объектам, и позволяющего рассмотреть объект исследования с различных точек зрения.

Для формулировки такого понятия системы бывает необходимо построить несколько различных системных представлений: система, с одной стороны, должна быть описана динамически как процесс, а с другой – статически с описанием её структуры, а также с точки зрения или внешних, или внутренних характеристик.

Выделяют 5 основных системных представлений: процессуальное, функциональное, макроскопическое, иерархическое и микроскопическое.

В процессуальном представлении система рассматривается динамически как процесс, остальные же системные представления отражают ее статические аспекты. В макроскопическом представлении описываются внешние характеристики системы, в остальных – внутренние. В функциональном и микроскопическом представлениях фиксируется, соответственно, способ функционирования и структурные аспекты системы. В иерархическом представлении – способы разбиения системы на подсистемы.

Эти представления тесно связаны между собой.

- микроскопическое представление системы основано на интуитивном ее понимании как совокупности взаимосвязанных элементов, которые для данной системы в данных исследованиях являются абсолютно неделимыми. Рассматриваются связи между элементами, которые делятся на прямые и косвенные. Прямые связи характеризуются непосредственным взаимодействием элементов друг на друга и характеризуют взаимное расположение элементов в данной системе и связи между ними, а косвенные - через систему как целое.

Например, если четыре металлических шарика соединены (рис.2. 1) между собой пружинами только последовательно, то шарики, расположенные друг против друга, косвенно связаны. Они не соединены пружинами, но при попытке «вынуть» один из таких шариков последний «потянет» за собой и все остальные: они связаны через систему в целом, т. е. через всю совокупность пружинных связей, образующих данную механическую систему.

- функциональное представление связано с пониманием системы как совокупности функций (действий) для достижения определенной цели. Каждый элемент выполняет определенные функции, которые делятся на функции первого и второго порядков. Функции первого порядка направлены на достижение основных целей системы, ради них элемент и вводится в систему; функции второго порядка – это нежелательные свойства, которые привносят элементы с собой в систему. Функциональные свойства элементов в полной мере невозможно учесть при проектировании, они раскрываются в процессе эксплуатации. Поэтому на основе опыта эксплуатации подобных других систем необходимо собрать статистический материал и стремиться учесть как можно больше этих свойств при проектировании новой системы;

- макроскопическое представление связано с пониманием системы как нерасчлененного целого для учета ее взаимодействия с окружающими системами. Ни одна система не может быть рассмотрена вне системного окружения. Под системным окружением понимается совокупность всех объектов вне рассматриваемой системы, изменения свойств которых влияют на данную систему и на которые влияет изменения свойств этой системы;

- иерархическое представление основано на понятии системы как совокупности подсистем и элементов, составляющих системную иерархию, которая замыкается снизу предельной единицей, которая может делиться только на элементы. Понятие неделимости элемента относительно и применимо только в пределах данного исследования.

Совокупность единиц, принадлежащих одному горизонтальному ряду системной иерархии, называется уровнем иерархии. Существует понятие уровня анализа, которое характеризует глубину системной иерархии от системы до элемента.

Между единицами системной иерархии существуют горизонтальные связи (связи координации) и вертикальные связи (связи субординации). Горизонтальные связи устанавливаются между единицами одного уровня, бывают однонаправленные и двунаправленные. Вертикальные связи устанавливаются между единицами разных уровней иерархии и являются внешними по отношению к единицам более низкого уровня и внутренними - к единицам более высокого уровня.

- процессуальное представление предполагает понимание системного объекта как совокупности процессов, характеризуемых последовательностью состояний системы во времени. Период жизни Т системы разбивается на ряд моментов [t₀, t₁...t_n]. Для каждого момента определяются состояния системы [St₀, St₁...St_n], являющиеся результатами процессов, протекающих в системе, которые могут быть разделены на основные и вспомогательные. К основным процессам относятся развитие и функционирование системы; при этом развитие является внешним процессом системы, а функционирование – внутренним, и определяет выполнение системой основных целей и задач, ради которых она создается. Вспомогательные процессы поддерживают равновесие системы и обеспечивают ее нормальное функционирование.