Главная Надписи

Основные свойства систем. Основы системной концепции: понятия, сущность, атрибуты Целостность системы подразумевает

Каждая система, помимо общей структуры, обладает и общими природными свойствами, изучив и поняв которые мы сможем более грамотно подходить к решению задач управления /1/.

1) Целостность . Это свойство говорит, что не элементы составляют целое, а наоборот, целое порождает при своем членении элементы системы. Это означает принципиальную несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих ее компонентов и невыводимость свойств целостной системы из свойств компонентов.

Введем обозначения:

n – количество элементов в системе,

C i – свойство i -го элемента системы,

Q – свойство системы.

Следует учитывать две закономерности целостности системы.

а) Свойство системы (целого) зависит от свойств составляющих ее элементов (частей):

Объединенные в систему элементы, как правило, утрачивают часть своих свойств, присущих им вне системы, т.е. система как бы подавляет ряд свойств элементов. Но, с другой стороны, элементы, попав в систему, могут приобрести новые свойства.

б) Свойство системы (целого) Q не является простой суммой свойств составляющих ее элементов (частей) C i :

Любая развивающаяся система находится, как правило, между состоянием абсолютной целостности и абсолютности аддитивности (независимости составных элементов). Для оценки этих тенденций А. Холл ввел две сопряженные закономерности, которые он назвал прогрессирующей факторизацией – стремлением системы к состоянию со все более независимыми элементами, и прогрессирующей

систематизацией – стремлением системы к уменьшению самостоятельности элементов, т.е. к большей целостности (табл. 1.1).

Таблица 1.1 Закономерности развивающейся системы

Закономерности взаимодействия части и целого	Степень целостности a	Коэффициент использования элементов b
Целостность
Прогрессирующая систематизация	a > b
Прогрессирующая факторизация	b > a
Аддитивность (независимость)

2) Взаимозависимость и взаимодействие системы с внешней средой. Система формирует и проявляет свои свойства только под воздействием внешней среды. Система реагирует на воздействие внешней среды, развивается под этим воздействием, но при этом сохраняет качественную определенность и свойства, обеспечивающие относительную устойчивость и адаптивность функционирования системы. Без взаимодействия с внешней средой система не может функционировать. Вместе с тем, чем меньше возмущений во внешней среде, тем устойчивей будет функционировать система.

Для оценки взаимозависимости и взаимодействия системы и внешней среды следует руководствоваться принципом “черного ящика”, имеющего вход, выход, связь с внешней средой и обратную связь. Сначала следует уточнить параметры входа системы, связи с внешней средой, возможности и качество выхода, и только потом качество процесса в системе.

Уровень риска на входе не может быть ниже, чем уровень риска на входе в систему и внутри системы.

3) Структурность . Под структурой понимается совокупность компонентов системы и их связей, определяющих внутреннее строение и организацию объекта как целостной системы.

Оптимальная структура системы должна иметь минимальное количество компонентов, но вместе с тем они в полной мере должны выполнять заданные функции. Эволюция структуры системы по содержанию, в пространстве и во времени отражает процесс ее развития.

4) Иерархичность . Каждый компонент системы может рассматриваться как система (подсистема) более широкой глобальной системы. При структуризации и декомпозиции целей, показателей, функций и т.п. следует соблюдать принцип иерархичности. При проведении системного анализа, моделировании процессов в модель следует включать только показатели соответствующего уровня дерева показателей.

5) Множественность описания системы . Любую систему невозможно полностью познать и описать, так как всегда в системе будет встречаться неопределенность. Глубина и широта изучения и описания системы определяются ее

сложностью, заданными целями, слабым информационным обеспечением процессов моделирования и др.

Неопределенность означает, что мы имеем дело с системой, в которой нам не все известно. Это может быть система с невыясненной структурой, с непредсказуемым ходом процессов, с возможностью отказов в работе элементов, с неизвестными внешними воздействиями и др.

Частным случаем неопределенности выступает случайность – ситуация, когда вид события известен, но оно может либо наступить, либо не наступить. На основе этого определения можно ввести полную группу событий – это такое множество, про которое известно, что одно из них наступит.

Существует несколько способов учета неопределенности в системе, каждый из которых основан на информации определенного вида.

1) Можно оценивать работу системы по «наихудшим» возможным ситуациям. В этом случае определяется некое «граничное» поведение системы, и на его основе делается вывод о поведении вообще. Этот способ называется методом гарантированного результата.

2) По информации о вероятностных характеристиках случайностей (математическому ожиданию, дисперсии, другим оценкам) можно определить вероятностные характеристики выходных переменных в системе. При этом получаются сведения лишь об усредненных характеристиках совокупности однотипных систем.

3) За счет дублирования и других видов резервирования оказывается возможным из «ненадежных» элементов составлять достаточно «надежные» части системы. Математическая оценка эффективности такого приема основана на теории вероятностей и носит название теории надежности.

Для измерения неопределенности в системе можно использовать шенноновскую энтропию , рассматриваемую как меру неопределенности сигнала, передаваемого случайным источником.

Рассмотрим одну входную переменную в систему . Если в некоторый момент времени эта переменная может принять значений, каждое из которых имеет соответствующую вероятность появления , то тогда мерой его неопределенности будет энтропия

. (1.3)

В связи с тем, что всегда справедливо неравенство , то является неотрицательной величиной.

В особом случае, когда принимает только одно значение с вероятностью, равной единице, величина равна нулю, что означает отсутствие неопределенности.

С другой стороны, энтропия будет иметь максимальную величину, когда все значений переменной равновероятны: . В этом случае ни одно из возможных значений переменной не имеет приоритета по отношению к другим, и, таким образом, речь идет о полной неопределенности.

Для случая двух значений переменной с вероятностями и энтропия равна

Рис. 1.9 отражает график изменения величины энтропии в зависимости от вероятности появления одного из значений независимой переменной.

Рис. 1.9. Энтропия переменной с двумя состояниями

Если является непрерывной случайной величиной, определенной в некоторой бесконечной области, то эту область необходимо заменить конечной путем отсечения на ее краях бесконечных интервалов с очень малыми вероятностями реализаций, затем дискретизировать случайную величину и для последней вычислить энтропию в соответствии с формулой (1.3).

Указанный способ вычисления энтропии можно использовать для каждой экзогенной переменной.

6) Непрерывность функционирования и эволюции . Система существует, пока функционируют ее компоненты.

Система должна быть способной к обучению и развитию (саморазвитию). Источниками эволюции БСТС являются:

Конкуренция;

Противоречия в различных сферах деятельности;

Многообразие форм и методов функционирования;

Диалектика развития и борьба противоположностей.

Параметры функционирования и развития системы можно прогнозировать с определенной вероятностью их достижения, с учетом различных видов риска и неопределенностей будущих условий и ситуаций.

7) Целенаправленность . Целенаправленность системы проявляется путем построения дерева целей ее функционирования и развития. Наряду с экономическими, в состав целей системы должны включаться социальные, экологические и другие нормативы.

8) Стремление системы к состоянию устойчивого равновесия . Для поддержания системы в состоянии устойчивого равновесия она должна уметь адаптироваться к изменяющимся параметрам внешней среды и внутренним факторам.

9) Альтернативность путей функционирования и развития . По наиболее непредсказуемым в перспективе фрагментам (разделам, показателям) программ, планов, сетевых моделей, оперограмм, имеющим высокую неопределенность и варианты развития, должны разрабатываться альтернативные пути достижения запланированной цели.

10) Наследственность . Следует изучать доминантные и рецессивные признаки наследственности системы, ранжировать и прогнозировать динамику их развития.

11) Приоритет качества . Практика показывает, что выживают те БСТС, которые из всех факторов функционирования и развития отдают приоритет качеству.

12) Приоритет интересов системы более высокой иерархии . Цели отдельных элементов системы не могут быть выше целей системы целиком.

13) Надежность . Для того чтобы система эффективно функционировала, необходимо управлять надежностью системы.

Термин «система» употребляется в различных науках. Соответственно, разных ситуациях применяются различные определения системы: от философских до формальных. Для целей курса лучше всего подходит следующее определение: система – совокупность элементов, объединённых связями и функционирующих совместно для достижения цели.

Системы характеризуются рядом свойств, основные из которых делятся на три группы: статические, динамические и синтетические.

1.1 Статические свойства систем

Статическими свойствами называются особенности некоторого состояния системы. Это то чем обладает система в любой фиксированный момент времени.

Целостность. Всякая система выступает как нечто единое, целое, обособленное, отличающееся от всего остального. Это свойство называется целостностью системы. Оно позволяет разделить весь мир на две части: систему и окружающую среду.

Открытость. Выделяемая, отличаемая от всего остального система не изолирована от окружающей среды. Наоборот, они связаны и обмениваются различными видами ресурсов (веществом, энергией, информацией и т.д.). Эта особенность обозначается термином «открытость».

Связи системы со средой носят направленный характер: по одним среда влияет на систему (входы системы), по другим система оказывает влияние на среду, что-то делает в среде, что-то выдаёт в среду (выходы системы). Описание входов и выходов системы называется моделью чёрного ящика. В такой модели отсутствует информация о внутренних особенностях системы. Несмотря на кажущуюся простоту, такой модели зачастую вполне достаточно для работы с системой.

Во многих случаях при управлении техникой или людьми информация только о входах и выходах системы позволяет успешно достигать цели. Однако для этого модель должна отвечать определённым требованиям. Например, пользователь может испытывать затруднения, если не будет знать, что в некоторых моделях телевизоров кнопку включения нужно не нажимать, а вытягивать. Поэтому для успешного управления модель должна содержать всю информацию, необходимую для достижения цели. При попытке удовлетворить это требование может возникнуть четыре типа ошибок, которые проистекают из того, что модель всегда содержит конечное число связей, тогда как у реальной системы количество связей неограниченно.

Ошибка первого рода возникает в том случае, когда субъект ошибочно рассматривает связь как существенную и принимает решение о её включении в модель. Это приводит к появлению в модели лишних, ненужных элементов. Ошибка второго рода, напротив, совершается тогда, когда принимается решение об исключении из модели якобы несущественной связи, без которой, на самом деле, достижение цели затруднено или вообще невозможно.

Ответ на вопрос о том, какая из ошибок хуже, зависит от контекста, в котором он задаётся. Понятно, что использование модели, содержащей ошибку, неизбежно ведёт к потерям. Потери могут быть небольшими, приемлемыми, нетерпимыми и недопустимыми. Урон, наносимый ошибкой первого рода связан с тем, что информация, внесённая ею, лишняя. При работе с такой моделью придётся тратить ресурсы на фиксацию и обработку лишней информации, например, тратить на неё память ЭВМ и время обработки. На качестве решения это, возможно, и не скажется, а на стоимости и своевременности скажется обязательно. Потери от ошибки второго рода – урон от того, что информации для полного достижения цели не хватит, цель не может быть достигнута в полной мере.

Теперь ясно, что хуже та ошибка, потери от которой больше, а это зависит от конкретных обстоятельств. Например, если время является критическим фактором, то ошибка первого рода становится гораздо более опасной, чем ошибка второго рода: вовремя принятое, пусть не наилучшее, решение предпочтительнее оптимального, но запоздавшего.

Ошибкой третьего рода принято считать последствия незнания. Для того, чтобы оценивать существенность некоторой связи, нужно знать, что она вообще есть. Если это не известно, то вопрос о включении связи в модель вообще не стоит. В том случае, если такая связь несущественна, то на практике её наличие в реальности и отсутствие в модели будет незаметно. Если же связь существенна, то возникнут трудности, аналогичные трудностям при ошибке второго рода. Разница состоит в том, что ошибку третьего рода сложнее исправить: для этого необходимо добывать новые знания.

Ошибка четвёртого рода возникает при ошибочном отнесении известной существенной связи к числу входов или выходов системы. Например, точно установлено, что в Англии 19-го века здоровье мужчин, носящих цилиндры, значительно превосходило здоровье мужчин, носящих кепки. Навряд ли из этого следует, что вид головного убора можно рассматривать как вход для системы прогнозирования состояния здоровья.

Внутренняя неоднородность систем, раличимость частей. Если заглянуть внутрь «чёрного ящика», то выяснится, что система неоднородна, не монолитна. Можно обнаружить, что различные качества в разных частях системы отличаются. Описание внутренней неоднородности системы сводится к обособлению относительно однородных участков, проведению границ между ними. Так появляется понятие о частях системы. При более детальном рассмотрении оказывается, что выделенные крупные части тоже неоднородны, что требует выделять ещё более мелкие части. В результате получается иерархическое описание частей системы, которое называется моделью состава.

Информация о составе системы может использоваться для работы с системой. Цели взаимодействия с системой могут быть различными, в связи с чем могут различаться и модели состава одной и той же системы. На первый взгляд различить части системы нетрудно, они «бросаются в глаза». В некоторых системах части возникают произвольно, в процессе естественного роста и развития (организмы, социумы и т.д.). Искусственные системы заведомо собираются из заранее известных частей (механизмы, здания и т.д.). Есть и смешанные типы систем, такие как заповедники, сельскохозяйственные системы. С другой стороны, с точки зрения ректора, студента, бухгалтера и хозяйственника университет состоит из разных частей. Самолёт состоит из разных частей с точки зрения пилота, стюардессы, пассажира. Трудности создания модели состава можно представить тремя положениями.

Во-первых, целое можно делить на часть по-разному. При этом способ деления определяется поставленной целью. Например, состав автомобиля по разному представляют начинающим автолюбителям, будущим профессиональным водителям, слесарям, готовящимся к работе в автосервисе, продавцам в автомагазинах. Естественно задать вопрос о том, существуют ли части системы «на самом деле»? Ответ содержится в формулировке рассматриваемого свойства: речь идёт о различимости, а не о разделимости частей. Можно различать нужные для достижения цели части системы, но нельзя разделять их.

Во-вторых, количество частей в модели состава зависит и от того, на каком уровне остановить дробление системы. Части на конечных ветвях получающегося иерархического дерева называются элементами. В различных обстоятельствах прекращение декомпозиции производится на разных уровнях. Например, при описании предстоящих работ приходится давать опытному работнику и новичку инструкции разной степени подробности. Таким образом, модель состава зависит от того, что считать элементарным. Встречаются случаи, когда элемент имеет природный, абсолютный характер (клетка, индивид, фонема, электрон).

В-третьих, любая система является частью большей системы, а иногда и нескольких систем сразу. Такую метасистему также можно делить на подсистемы по-разному. Это означает, что внешняя граница системы имеет относительный, условный характер. Определение границ системы производится с учётом целей субъекта, который будет использовать модель системы.

Структурированность. Свойство структурированности заключается в том, что части системы не изолированы, не независимы друг от друга; они связаны между собой, взаимодействуют друг с другом. При этом свойства системы существенно зависят от того, как именно взаимодействуют её части. Поэтому так частот важна информация о связях элементов системы. Перечень существенных связей между элементами системы называется моделью структуры системы. Наделённость любой системы определённой структурой и называется структурированностью.

Понятие структурированности дальше углубляет представление о целостности системы: связи как бы скрепляют части, удерживают их как целое. Целотность, отмеченная ранее как внешнее свойство, получает подкрепляющее объяснение изнутри системы – через структуру.

При построении модели структуры также встречаются определённые трудности. Первая из них связана с тем, что модель структуры определяется после того, как выбирается модель состава, и зависит от того, каков именно состав системы. Но даже при фиксированном составе модель структуры вариабельно. Связано это с возможностью по-разному определить существенность связей. Например, современному менеджеру рекомендуется наряду с формальной структурой его организации учитывать существование неформальных отношений между работниками, которые тоже влияют на функционирование организации. Вторая трудность проистекает из того, что каждый элемент системы, в свою очередь, представляет собой «маленький чёрный ящичек». Так что все четыре типа ошибок возможны при определении входов и выходов каждого элемента, включаемого в модель структуры.

Несколько фрагментарно, но энциклопедически ёмко представлены формализованные азы философского видения и взаимодействия двух широких понятий: целого и системы. Эти монады мышления мощны по абстрагированному рассмотрению уровней восприятия и обобщения предметов: от микрочастиц – до макрокосмоса. Они пронизывают буквально все аспекты человеческого бытия и мировосприятия.

Сергей Костюченко даёт собственное оригинальное толкование целого и системы, отчего интерес к представленному материалу, безусловно, только повышается.

Статья помещена в разделе "Дискуссии – Наука", априори предполагая возможность высказывания полемических суждений.

Определения – канва учения.

1. Существуют различные определения "системы" 1 .

Чаще всего учёные исходят от древнегреческого слова σύστημα (сочетание, соединение), квалифицируя систему как множество (совокупность, единство) <взаимосвязанных> элементов, организованных связями в некое единое образование.

Чем хороша отправная точка в виде "множества"? – Множество – есть начальное аксиоматическое понятие. Оно не сводится к другим понятиям и не имеет определения.

Однако можно дать описание множества:

как соединение в некое целое M определённых хорошо различимых предметов m нашего созерцания;
«единое имя для совокупности всех объектов, обладающих данным свойством» либо «объединение в одно целое объектов, хорошо различимых нашей интуицией или мыслью» (Г. Кантор) ;
совокупность различных элементов, мыслимая как единое целое (Б. Рассел).

Имеет место единственное ограничение, когда представление «множество всех множеств» приводит к парадоксу Рассела, типа брадобрея.

Многочисленные определения понятия "системы" обстоятельно проанализированы В. Садовским (40 определений) , А. Уёмовым (34 определения) .

Среди них можно, например, выделить:

комплекс

совокупность

«упорядоченное определенным образом множество элементов, взаимосвязанных между собой и образующих некоторое целостное единство» ;
«множество объектов, которые обладают заранее определенными свойствами с фиксированными между ними отношениями» ;
«совокупность объектов, взаимодействие которых вызывает возникновение новых интегративных качеств, несвойственных образующим её компонентам» .

В работе система определяется посредством объекта: «Система – это объект...».

Объект (лат. objectum ) – предмет, явление или процесс, а также субъект (личность, общество). Чисто формально, конечно, допустимо и через объект, хотя попадаем на тавтологический круг взаимного определения одного через другое.

К тому же в понятийном многообразии не обязательно главенствует объектный ракурс.

Под таким углом зрения весьма непросто квалифицировать такие системы как собрание принципов, система уравнений, форма организации (избирательная система и др.), порядок расположения книг на полке, вторая сигнальная система, система оценивания знаний и т.п.

В философии обычно рассматривают устоявшиеся категориальные триады :

"целое–строение–часть";

"система–структура–элемент".

При этом "целое" и "часть" выступают как антонимы.

Одновременно система (по Костюченко) – «функционирование <совокупности> частей как нечто целого», когда обретаются «в этой совокупности новые свойства или поведение».

Снова видно распыление контрапунктов, теперь уже в виде сужения предметной области, поскольку в общем случае "нечто целое" и новизна могут не иметь явного выражения, например, в суммативной системе. Последняя возникает путем простого соединения (объединения) качеств составляющих её элементов по выбранному основанию.

2. В определении "целого", на наш взгляд, также имеются некоторые издержки.

Первое, что бросается в глаза «целое – ... единое и неделимое (?)». Контекст неделимости до конца не ясен, поскольку целое всегда предполагает наличие частей. Без частей нет целого. Другое дело "нераздельное", "монолитное", но потенциально делимое. Кстати само гипотетическое деление не обязательно подразумевает абсолютную потерю целостности: деление клеток, стая птиц, фракталы и т.п.

«Целое обладает внутренней структурой ». – Можно и так. Но говоря в дуальном отношении с системой, более рельефным и выразительным становится выражение: «Целое обладает внутренним строением». Оно более гармонично и "одушевлённо" соотносится с описанием даже такого целого, как булыжник. Структуру лучше "отдать" системе.

Исходные предпосылки. «Целое – это следующий шаг, по сравнению с системой, в уровне организованности (внешнее отличие целого и от системы : наличие тако й "внутренней структуры", которая отсутствует у системы ). Целое – один шаг от предельно структурированной системы » .

Этим самым задаётся соподчинённость и иерархичность одностороннего или полупроводникового типа по мере возрастания сложности: от системы к целому.

Целое выделяется из предельно структурированной системы и по уровню организованности уходит вперёд, минимум на один условный шаг.

В "целом", напротив, подобного строения не видно, и оно воспринимается извне монолитным образованием (см. подраздел "целых два чина...").

«Целое "хитрым" образом воспроизводит себя, каждый раз с некоторым "дельта" от целого – от подвижного покоя самотождественного разнородного различия. Эта "дельта" есть внутреннее побуждение, "градиентный" импульс становления целого » .

Здесь уже целый букет красивых художественных образов: от лукавой хитрости целого самовоспроизводиться (как Феникс) до градиентного импульса – некоего вечного двигателя побуждающей дельты-моржи. Знал бы обычный целый кирпич, какой он важный на самом деле, никогда бы в жизни не раскалывался на половинки.

Целое – троица. Рассматривая вкупе с другими авторскими работами, можно высказать предположение о подоснове таких умозаключений, которая прослеживается без особых затруднений: поставить целостность выше над системностью . И далее: целое – нечто такое, что и словами трудно передать. А за счёт "дельты" – и вообразить невозможно.

Ничего удивительного в этом нет. Выделение и возвышение целого в сравнение с той же системностью прямо проистекает из холизма 2 (др.-греч. ὅλος, целый, цельный) – идеалистического учения, рассматривающего мир как результат творческой эволюции, направляемой нематериальным "фактором целостности".

Так, в частности, исподволь подводится фундамент под научное обоснование догмата теологической троицы. Не знамо, что это такое, но "особо целое". И ни в коем случае ни система. Даже "сверхцелое" и необычное. Как говорится, «что ни вздумать, ни взгадать» и «ни в сказке сказать, ни пером описа ть».

Собственно, а почему бы и нет...

Хотя зачем? – Догмат-то – слово не ругательное.

По-научному он очень близок к аксиоме (гр. axiōma значимое, бесспорное), как исходной (отправной) предпосылке.

Она не доказывается, особо не объясняется (не "разжевывается"), а просто принимается. Обычно сообществом людей (собранием) как апробация в её исконном понимании-проявлении "одобрять". – Не путать с коммунистическим "одобрям-с".

В рамках концепции, принятой когда-то голосованием, аксиому нельзя ни доказать, ни опровергнуть. Как на съезде взяли и произвольно присвоили электрону отрицательный заряд. И точка... После чего здесь не спасают никакие кульбиты с целостностью и системностью. Да это уже и не нужно, за ненадобностью.

Так или иначе, но аксиомы зиждутся (пусть и неявно) на комплексе признаков, составляющих базовую часть знаний, которая входит (внедряется) в сознание и не может быть выражена в терминах познания.

Вместо аксиомы для церковной догмы, пожалуй, больше подходит её научный эквивалент – постулат (лат. postulatum требуемое) – «исходное положение или утверждение, принимаемое без строгого доказательства... но веское и обоснованное» .

Оговариваемый уровень истинности постулата, если так можно выразиться, также достаточно высок, но всё-таки не так безоговорочно как в аксиоме.

Целых два чина: дурак и дурачина. Эта русская поговорка-аллегория как нельзя, кстати, подходит к диаде «целое – система». Бо льшая часть взаимосвязанных множеств в наблюдаемом мире одинаково успешно, на уровне гетеротипной синонимии воспроизводится обоими понятиями, приобретая таким образом "целых два чина".

Не случайно австрийский биолог Л.Берталанфи – "отец общей теории систем" – эксплицитно отождествлял систему и целое .

У В.Афанасьева «целое – это такая система, в которой внутренние связи частей между собой являются преобладающими по отношению к движению этих частей и к внешнему воздействию на них» . По его мнению, всякое целое есть система, но не всякая система – целое, так как не всякая система целостна. Целым будет лишь целостная система.

Другие концепции воспроизводят похожие подходы, так или иначе, сводясь к этим двум.

При этом понятие системы становится шире целого.

«Всё то, что в этих концепциях определяется как целое, может быть определено через систему, так как все объекты, обозначенные вышеперечисленными терминами, полностью могут быть описаны через системные термины» . С другой стороны, та же суммативная система единодушно считается нецелым.

"Хаотическое множество", "неорганизованная совокупность" также плохо уживаются с контекстом целого. Но могут свободно исследоваться в рамках системного подхода.

А для кибернетической системы как совокупности моделей, адекватной решаемой задачи, вообще трудно подобрать адекватное целое.

Где и как начинается либо заканчивается целое во фрактальных образованиях, – также не самоочевидно.

Целое – часть. Рассматривая двуединый характер целого в статике–динамике, С. Костюченко приходит к выводу, что «у целого нет частей и элементов, как в системе».

В результате вместо составляющей каркаса философии понятие "целое" превращается в аморфно-бестелесное образование. Единственный признак, который неотделим от понятия целого и делает его таковым, – это наличие частей .

То есть необходимое условие образование целого – это его составление из частей (реальное или гипотетическое).

Также как и «самая простая система состоит из двух элементов. Не существует систем, состоящих из одного элемента» .

Напомним, как философские категории «часть и целое» 3 известны со времён Аристотеля и выражают отношение между совокупностью предметов и объективной связью, которая их объединяет и приводит к появлению новых (интегративных) свойств и закономерностей.

Эта связь выступает как целое, а предметы – в качестве его частей.

Свойства целого несводимы к свойствам его частей, но и не мыслимы без них.

Близнецы–братья... Кто более матери-истории ценен? Понятия системы и целого близки по содержанию, но полностью не совпадают.
«Понятие "целое" по своему объему у же понятия системы. Системами являются не только целостные, но и суммативные системы, не принадлежащие к классу целостных». Кроме того, «в понятии "целое" акцент делается на специфичности, на единстве системного образования, а в понятии "система" – на единстве в многообразии. Целое соотносимо с частью, а система – с элементами и структурой» .

Хорошо известно, что ещё Л. Берталанфи ввёл в классификацию системных объектов функцию "суммативности" в противоположность по смыслу "интегративности". Свойства суммативных (аддитивных) систем равны сумме свойств ее компонентов. Это груда камней (по массе), куча песка, штабель досок, классификация норм права (по различным основаниям), скопление машин, покупатели в магазине, пассажиры в любом виде транспорта и т.п., когда составляющие части могут существовать сами по себе автономно.

Все признаки системы здесь налицо 4: конечное множество людей, общий интерес, взаимосвязь, взаимодействие на основе этого интереса. Но есть и специфика: энергия внутренних связей системы равна или немногим выше энергии внешних воздействий со стороны среды. В силу этого суммативные системы легко распадаются.

Некое промежуточное положение между интегративной и сумативной системой занимает, например, спортивная команда, единая по духу. Хотя и бывает разлад.

Системы могут быть шире целого и в том, что существуют чисто абстрактные системы: понятия, гипотезы, теории, научные знания о системах, лингвистические (языковые), формализованные, логические системы и др. 5

Так или иначе, но система и целое не составляют иерархию.

Тот же системный подход достаточно универсален и определяет принципы исследования структур или строения целого.

Из системного мышления выросла синергетика – учение о процессах самоорганизации сложных систем. А вот холизм в философии, основанный на идее целостности бытия, так и не вышел за рамки её аморфного понимания и потому не смог внести серьезного вклада в развитие онтологии, эпистемологии и методологии познания .

Система подчеркивает организованный характер множества элементов. Целое лишь указывает на связь составляющих его частей (компонентов).

В узком представлении система больше напоминает схему, алгоритм, каркас и т.п. Причём подобных систем у одного целого может быть несколько: кровеносная система, нервная система, скелет, двигательный аппарат и т.п.

В определённой мере система сравнима с инструментарием, основанным на систематике – учении о принципах и методах образования систем в виде их упорядочения, систематизации (сведения групп), классификации и т.д.

Масло масленое. Другой феномен связан с объединяющей связью в диаде «целое – система», приводящей к новым словосочетаниям.

Часто с целью большей убедительности для системы добавляется прилагательное "целостная", "комплексная" и т.п. Целостность, в свою очередь, может приобрести характерный статус "системной целостности".

Так формируются (синтезируются) целостные системы <обучения>, <подготовки воина>, <стратегического планирования>, < диагностики>...

Благодаря В. Афанасьеву они получили вид на жительство в научной практике:

3 Философский сл. – http://www.edudic.ru/fil/170/. Энциклопедический сл. – http://www.edudic.ru/bes/69790/.

4 Исследование систем управления. – http://informatique.org.ru/isu/logic.php.
]

Лекция 2: Системные свойства. Классификация систем

Итак, состоянием системы называется совокупность существенных свойств, которыми система обладает в каждый момент времени.

Под свойством понимают сторону объекта, обуславливающую его отличие от других объектов или сходство с ними и проявляющуюся при взаимодействии с другими объектами.

Характеристика - то, что отражает некоторое свойство системы.

Какие свойства систем известны.

Из определения «системы» следует, что главным свойством системы является целостность, единство, достигаемое посредством определенных взаимосвязей и взаимодействий элементов системы и проявляющиеся в возникновении новых свойств, которыми элементы системы не обладают. Это свойство эмерджентности (от анг. emerge - возникать, появляться).

Эмерджентность - степень несводимости свойств системы к свойствам элементов, из которых она состоит.
Эмерджентность - свойство систем, обусловливающее появление новых свойств и качеств, не присущих элементам, входящих в состав системы.

Эмерджентность - принцип противоположный редукционизму, который утверждает, что целое можно изучать, расчленив его на части и затем, определяя их свойства, определить свойства целого.

Свойству эмерджентности близко свойство целостности системы. Однако их нельзя отождествлять.

Целостность системы означает, что каждый элемент системы вносит вклад в реализацию целевой функции системы.

Целостность и эмерджентность - интегративные свойства системы.

Наличие интегративных свойств является одной из важнейших черт системы. Целостность проявляется в том, что система обладает собственной закономерностью функциональности, собственной целью.

Организованность - сложное свойство систем, заключающиеся в наличие структуры и функционирования (поведения). Непременной принадлежностью систем является их компоненты, именно те структурные образования, из которых состоит целое и без чего оно не возможно.

Функциональность - это проявление определенных свойств (функций) при взаимодействии с внешней средой. Здесь же определяется цель (назначение системы) как желаемый конечный результат.

Структурность - это упорядоченность системы, определенный набор и расположение элементов со связями между ними. Между функцией и структурой системы существует взаимосвязь, как между философскими категориями содержанием и формой. Изменение содержания (функций) влечет за собой изменение формы (структуры), но и наоборот.

Важным свойством системы является наличие поведения - действия, изменений, функционирования и т.д.

Считается, что это поведение системы связано со средой (окружающей), т.е. с другими системами с которыми она входит в контакт или вступает в определенные взаимоотношения.

Процесс целенаправленного изменения во времени состояния системы называется поведением . В отличие от управления, когда изменение состояния системы достигается за счет внешних воздействий, поведение реализуется исключительно самой системой, исходя из собственных целей.

Поведение каждой системы объясняется структурой систем низшего порядка, из которых состоит данная система, и наличием признаков равновесия (гомеостаза). В соответствии с признаком равновесия система имеет определенное состояние (состояния), которое являются для нее предпочтительным. Поэтому поведение систем описывается в терминах восстановления этих состояний, когда они нарушаются в результате изменения окружающей среды.

Еще одним свойством является свойство роста (развития). Развитие можно рассматривать как составляющую часть поведения (при этом важнейшим).

Одним из первичных, а, следовательно, основополагающих атрибутов системного подхода является недопустимость рассмотрения объекта вне его развития , под которым понимается необратимое, направленное, закономерное изменение материи и сознания. В результате возникает новое качество или состояние объекта. Отождествление (может быть и не совсем строгое) терминов «развитие» и «движение» позволяет выразиться в таком смысле, что вне развития немыслимо существование материи, в данном случае - системы. Наивно представлять себе развитие, происходящее стихийно. В неоглядном множестве процессов, кажущихся на первый взгляд чем-то вроде броуновского (случайного, хаотичного) движения, при пристальном внимании и изучении вначале как бы проявляются контуры тенденций, а затем и довольно устойчивые закономерности. Эти закономерности по природе своей действуют объективно, т.е. не зависят от того, желаем ли мы их проявления или нет. Незнание законов и закономерностей развития - это блуждание в потемках.

Кто не знает, в какую гавань он плывет, для того нет попутного ветра

Поведение системы определяется характером реакции на внешние воздействия.

Фундаментальным свойством систем является устойчивость , т.е. способность системы противостоять внешним возмущающим воздействиям. От нее зависит продолжительность жизни системы.

Простые системы имеют пассивные формы устойчивости: прочность, сбалансированность, регулируемость, гомеостаз. А для сложных определяющими являются активные формы: надежность, живучесть и адаптируемость.

Если перечисленные формы устойчивости простых систем (кроме прочности) касается их поведения, то определяющая форма устойчивости сложных систем носят в основном структурный характер.

Надежность - свойство сохранения структуры систем, несмотря на гибель отдельных ее элементов с помощью их замены или дублирования, а живучесть - как активное подавление вредных качеств. Таким образом, надежность является более пассивной формой, чем живучесть.

Адаптируемость - свойство изменять поведение или структуру с целью сохранения, улучшения или приобретение новых качеств в условиях изменения внешней среды. Обязательным условием возможности адаптации является наличие обратных связей.

Всякая реальная система существует в среде. Связь между ними бывает настолько тесной, что определять границу между ними становится сложно. Поэтому выделение системы из среды связано с той или иной степенью идеализации.

Можно выделить два аспекта взаимодействия:

во многих случаях принимает характер обмена между системой и средой (веществом, энергией, информацией);
среда обычно является источником неопределенности для систем.

Воздействие среды может быть пассивным либо активным (антогонистическим, целенаправленно противодействующее системе).

Поэтому в общем случае среду следует рассматривать не только безразличную, но и антогонистическую по отношению к исследуемой системе.

В нашем мире существует ряд понятий, которые на первый взгляд имеют достаточно простую трактовку. При этом они применяются в совершенно разных сферах деятельности. В зависимости от того, в каком контексте мы их употребляем, и объясняется их смысл. Одним из подобных сложных и многогранных терминов является «целостность». Это слово часто встречается в повседневной жизни, но мало кто может дать ему четкое определение. Что же, попробуем сейчас справиться с этим непростым заданием.

Обобщенная краткая трактовка

Итак, согласно толковому словарю, целостность - это общая характеристика предметов или объектов, которые обладают сложной внутренней структурой. Данное понятие является олицетворением автономности, самодостаточности, а также интегрированности определенных объектов. Дополнительно можно сказать, что целостность - это характеристика качества, уникальность, своеобразие, которые сформировались в определенной среде обитания и соответствуют лишь конкретному предмету. Иными словами, термин указывает на сочетание определенного количества составляющих в одном объекте, которые развиваются и функционируют сообща, образуя, таким образом, замкнутую и полноценную систему. Такой системой может быть любая биологическая единица (как клетка, так и человек), государство или маленькое общество, программное обеспечение и т. д.

Наука и философия

Очевидно, что слово «целостность» - это производное от «целого» или «единого». Часто мы употребляем их для того, чтобы охарактеризовать нечто отдельное, что полностью сформировалось и стало самодостаточным. Пример, который был предоставлен выше - клетка как биологическая единица. Она обрамлена специальной мембраной, через которую не может просочиться, а внутри нее находятся все те компоненты, которые обеспечивают необходимый обмен веществ внутри этой системы. Из таких клеток состоят все живые организмы - люди, животные, растения. Клетки входят в состав каждого внутреннего органа, определяя его целостность. В совокупности мы получаем полноценный живой организм, работа которого слажена и не зависит от других подобных ему. Но она зависит от окружающей среды - воздуха, воды, света. Эти компоненты, состоящие из молекул, также самодостаточны и индивидуальны, но в сочетании с человеком, животными и всеми остальными жителями нашей планеты они образуют биомассу. В свою очередь, биомасса также является единой структурой, внутри которой слаженно функционируют все живые организмы.

Психология

На примере точных наук мы только что рассмотрели, Теперь же давайте обратимся к психологам и к терминам, которые они употребляют чаще всего. Одним из таковых является «принцип целостности личности». Человеческая личность - понятие духовное. Ее нельзя пощупать, вдохнуть или ощутить на себе, как, допустим, человека или воду. Но личность строится на основе компонентов, которые ее формируют и совершенствуют. Среди таковых назовем жизненный опыт, ошибки, страдания, радости, дружбу и предательство, любовь, построение семьи, карьерный рост, и пристрастия, интересы и многое другое. Формирование личности - процесс крайне индивидуальный. В истории человечества есть люди, которые стали самодостаточными и независимыми в совсем юном возрасте. А в некоторых случаях бывает так, что зрелый человек, проведший на Земле более полувека, до сих пор не сумел сделать свою духовную и самодостаточной.

Границы государств

Политологам и историкам постоянно приходится сталкиваться с таким понятием, как территориальная целостность. Суть ее ничем не отличается от всего, что было описано выше. Разница лишь в том, что в данном случае мы говорим о конкретных земельных границах определенной страны, о ее национальном языке, флаге, гимне и прочих атрибутах. Ранее в политическом понятии принцип целостности государства строился также на национальных принципах. Ассимиляция народов если и имела место, то была незначительной. Поэтому на территории современной Италии жили латины, во Франции - кельты, в Германии - готы, а на наших землях - предки-славяне. Сегодня народы, которые населяют то или иное государство, не влияют на его целостность.

Информатика и современные технологии

Целостность - понятие, которое с недавних пор стало широко применяться в сфере научных технологий, в программировании и ведении интернет-деятельности. В частности, речь идет о первозданности и неизменности исходных кодов программ и файлов. Для примера возьмем самый обыкновенный сайт, составленный программистом из ряда исходных кодов. Для каждой отдельной страницы использовались определенные шифры, сочетания символов, цифр и знаков. В совокупности они образовали целостную картину, которая стала основой для интернет-ресурса. При некорректном обращении с исходным кодом происходит нарушение деятельности дочернего продукта. Сбиваются настройки, в результате общая картинка исчезает. Следует отдельно отметить, что в данной ситуации будет уместна проверка целостности информации. Сделать это можно, выполнив определенный набор функций. Также для восстановления исходных данных можно провести операцию отката системы.

Нарушение целостности

В биологии, психологии, географии и политике, в информатике и высоких технологиях - везде присутствует целостность. Но в любом из этих случаев это самое единство может быть нарушено. Что касается биологии, то ярким примером нарушения целостности служат болезни, прекращение работы определенных органов, ампутации. В психологии нарушение целостности личности - это различные ментальные расстройства. Тут можно упомянуть шизофрению, амнезию, психоз, неврастению и многие другие душевные недуги. Покушение на территорию государства, разрушение ее символики - это крах его единства. Такое явление наблюдается во время войны и вооруженных международных конфликтов. Ну а вопрос о том, как может быть нарушена целостность интернет-продуктов, мы уже подробно рассмотрели.

Статьи по теме