1. Понятия, характеризующие функционирование и развитие систе­мы

2. Закономерности взаимодействия части и целого

3. Закономерности иерархической упорядоченности систем

4. Другие общесистемные закономерности

 

1. Понятия, характеризующие функционирование и развитие систе­мы

Состояние. Понятием состояние обычно характеризуют мгновенную фотографию, "срез" системы, остановку в ее развитии. Его определяют либо через входные воздействия и выходные сигна­лы (результаты), либо через макропараметры, макросвойства си­стемы (давление, скорость, ускорение). Так, говорят о состоянии покоя (стабильные входные воздействия и выходные сигналы), о состоянии равномерного прямолинейного движения (стабильная скорость) и т.д.

Поведение системы характеризует возможность ус­тойчивого, контролируемого перехода системы из одно­го состояния в другое — в таком случае необходимо либо знать, либо выявить закономерности, управляющие по­ведением системы.

Понятие равновесие определяется как способность системы в отсутствии внешних воздействий сохранять сколь угодное время заранее заданное состояние. Простейший пример - равновесие шарика на плоскости. Для экономических, организационных систем это понятие применимо достаточно условно

«Устойчивость» характеризуется как способность си­стемы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была выведена из него под влиянием внешнего воздействия. Разумеется, реально устойчивость систем может достигаться только в определенных пределах.

Понятие «развитие» характеризует совершенствова­ние структуры и функций системы под влиянием глав­ным образом внутренних факторов, в связи с чем пове­дение системы приобретает более упорядоченный и пред­сказуемый характер. Свойством развития обладают многие системы.

 

2. Закономерности взаимодействия части и целого

Первоначально необходимо определиться с понятием «закономерность». Если закон абсолютен и не допускает никаких исключений, то закономерность менее категорична. 

Закономерностью называют часто наблюдаемое, типичное свойство (связь или зависимость), присущее объектам и процессам, которое устанавливается опытом. Для нас наибольший интерес представляет общесистемная закономерность.

Общесистемные закономерности — это закономерности, характеризующие принципиальные особенности построения, функционирования и развития сложных систем. Эти закономерности присущи любым системам, будь то экономическая, биологическая, общественная, техническая или другая система.

 При объединении элементов в систему наблюдается явление эмерджентности.

Эмерджентность (от англ. emergence — возникновение, по­явление нового) — возникновение в системе новых интегративных качеств, не свойственных ее компонентам. Из-за этого невозможно предсказать свойства системы в це­лом, разбирая и анализируя ее по частям.

Более общей закономерностью, чем эмерджентность, является целостность.

Если изменение в одном элементе системы вызывает изменение во всех других элементах и в системе в целом, то говорят, что система ведет себя как целостность или как некоторое связанное образование.

Целостность возникает благодаря связям в системе. Именно связи осуществляют перенос свойств каждого элемента системы на все остальные элементы. Взаимодействие между частями систе­мы оказывается гораздо важнее, нежели результативная работа отдельных ее частей.

Для понимания закономерности целостности необходимо преж­де всего учитывать две ее стороны:

• свойства системы Q не являются простой суммой свойств составляющих ее элементов (частей) q:

    - неаддитивность

• свойства системы зависят от свойств составляющих ее эле­ментов (частей):

Q=f(q_i)

Кроме этих двух основных сторон, следует иметь в виду, что 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.

Пример: производственная система в рабочее время подавляет у своих элемен­тов - рабочих - вокальные, хореографические и некоторые другие способности и использует только те свойства, которые нужны для осуществления процесса производства. Еще в большей степени подавляет проявление способностей че­ловека конвейер.

Синергизм (от греч. synergeia — сотрудничество, содействие) проявляется в виде мультипликативного эффекта при однонап­равленных действиях. Мультипликативность отличается от аддитив­ности тем, что отдельные эффекты не суммируются, а перемножают­ся. Такое часто можно наблюдать в медицине, когда комбинированное действие лекарственных веществ на организм превышает действие, оказываемое каждым компонентом в отдельности.

Примеры: 

1. Пусть система имеет два входа (х₁ и х₂) и один выход у, тогда аддитивный эффект описывается уравнением у=а₁х₁+а₂х₂, а мультипликативный — уравнением у = ax₁x₂.

2. В медицине часто можно наблюдать явление, когда комбинированное действие лекарственных веществ на организм превышает действие, оказываемое каждым компонентом в отдельности.

3. В экономике доходы от совместного использования ресурсов превышают сумму доходов от использования тех же ресурсов по отдельности.

Любая развивающаяся система находится, как правило, между состоянием абсолютной целостности и абсолютной аддитив­ности. И ее состояние в конкретный момент времени можно охарак­теризовать тенденцией к изменению ее состояния в сторону целост­ности или аддитивности.

Если изменения в системе приводят к постепенному пе­реходу от целостности к суммативности, то гово­рят, что система подвержена прогрессирующей изо­ляции (факторизации).

Такое возможно в результате роста системы в направлении возрастающего деления на подсистемы, подподсистемы или возра­стающей дифференциации функций.

Прогрессирующая изоляция может носить как прогрессивный (развивающий) характер, так и деструктивный. В связи с этим различают два типа прогрессирующей изоляции:

1. распад системы на независимые части с потерей общесистемных свойств;

2. изменения в направлении возрастающего деления на подсистемы с увеличением их самостоятельности или в направлении возрастающей дифференциации функций, что характерно для систем включающих в себя некоторый творческий рост или процессы эволюции и развития.

Примеры:

1. Эмбриональное развитие, при котором зародыш проходит путь от целостности до такого состояния, когда он ведет себя как совокупности частей, независимо развивающихся в специальные органы.

2. При развитии таких технических систем, как телефонная есть или автоматизированные системы управления, в соответствии с определенным замыслом происходит разделение на подсистемы, конструирование и развитие которых впоследствии осуществляются относительно независимо.

Прогрессирующая систематизация — противополож­ность прогрессирующей изоляции, т. е. процесс, при котором изменение системы идет в сторону целостности.

Иными словами, прогрессирующая систематизация проявля­ется в виде усиления ранее существовавших отношений между эле­ментами или развития отношений между частями, ранее не связан­ными между собой.

Прогрессирующая изоляция и прогрессирующая систематизация не являются взаимоисключающими явлениями — они могут проходить в системе одновременно или протекать последовательно, сменяя друг друга.
Пример. В начале колонизации Америки группы людей из разных стран колонизировали различные ее области, и эти группы становились все более и более независимыми. В последующем стал усиливаться обмен, было образовано общее правительство, и новая страна становилась все более целостной.

Под изоморфизмом понимается соответствие соотно­шения закономерностей элементов одной системы свойствам элементов другой системы.

Системы, находящиеся в отношении изоморфизма, называются изоморфными.

Особенностью системного подхода как раз и является призна­ние изоморфизма систем различной природы: биологических, тех­нических, социально-политических, что позволяет, изучая одну из них, устанавливать свойства другой.

Возможность моделировать с помощью средств вычислитель­ной техники сложные системы любой природы позволяет считать такую технику изоморфной любой системе.

Отсюда следует общесистемная закономерность: системы, находящиеся между собой в состоянии изоморфизма и изофункционализма, имеют сходные системные свойства.

Примеры: 

1. Из периодической системы Д.И. Менделеева следует, что химические элементы со сходной структурой имеют схожие свойства.

2. Многие процессы в химии, экономика, биологии и других областях описываются экспоненциальными зависимостями от времени. В связи с этим следует ожидать сходных реакций таких систем на однотипные возмущения.
Возможность моделировать сложные системы любой природы с помощью средств вычислительной техники с соответствующим программным обеспечением позволяет считать такой программно-технический комплекс изоморфным и изофункциоиальным любой системе.

 

3. Закономерности иерархической упорядоченности систем

В дан­ном случае рассматривается взаимодействие системы с ее окруже­нием, со средой, надсистемой, с подчиненными системами.

Иерархическая упорядоченность мира была осознана уже в Древней Греции. Такая упорядоченность наблюдается на любом уровне развития Вселенной: химическом, физическом, биологическом, социальном.
Иерархия — это соподчиненность, любой согласованный по подчиненности порядок объектов.

Термин первоначально возник как наименование «служебной лестницы» в религии, потом он стал широко применяться для характеристики взаимоотношений в аппарате управления государством, армией и т. д. В настоящее время, говоря об иерархии, имеют в виду любой согласованный по подчиненности порядок объектов, порядок подчинения низших по должности и чину лиц высшим в социальных организациях, при управлении предприятием, регионом, государством и т. п.

Группа закономерностей иерархической упорядоченности систем тесно связана с закономерностью целостности; кроме того, большое внимание направлено на взаимодействие системы с ее окружением, со средой, надсистемой, с подчиненными системами. К этой группе закономерностей относятся коммуникативность и иерархиность.

Коммуникативность

Система не изолирована от других систем, она связана мно­жеством коммуникаций с окружающей средой, представляющей собой сложное и неоднородное образование, содержащее:

надсистему — систему более высокого порядка, задающую требования и ограничения рассматриваемой системе;

элементы — (подсистемы) — нижележащие, подведомствен­ные системы;

системы одного уровня с рассматриваемой.

Такое сложное единство со средой названо закономер­ностью коммуникативности.

В силу закономерности коммуникативности каждый уровень иерархической упорядоченности имеет сложные взаимоотношения с вышестоящим и нижележащим уровнями. Отсюда следует, что каждый уровень иерархии как бы обладает свойством «двуликого Януса»: o «лик», направленный в сторону нижележащего уровня, имеет характер автономного целого — системы; o «лик», направленный в сторону вышестоящего уровня, проявляет свойства зависимой части — элемента вышестоящей системы.

Иерархичность

Закономерность иерархичности заключается в том, что любую систему можно представить в виде иерархического образования. При, этом на всех уровнях иерархии действует закономерность целостности. 

Более высокий иерархический уровень оказывает направ­ляющее воздействие на подчиненный ему нижележащий уровень. Особенности иерархических систем наблюдаются как на биологическом уровне развития Вселенной, так и в социальных организациях, при управлении предприятием, объединением или государством; при представлении замысла проектов сложных тех­нических комплексов и т. п.

Между уровня­ми и элементами иерархических систем существуют более сложные взаимосвязи, чем это может быть отражено в графическом изображении иерархической структуры. Если даже между элементами одного уровня иерархии нет явных связей ("горизонтальных" свя­зей), то они все равно взаимосвязаны через вышестоящий уровень.

Пример. В производственной и организационной структурах предприятия от вышестоящего уровня зависит, какой из этих элементов будет выбран для поощрения (что исключает поощрение других) или, напротив, какому из элемен­тов будет поручена непрестижная или невыгодная работа (опять-таки это освобо­дит от нее других).

Таким образом, иерархические представления помогают луч­ше понять и исследовать феномен сложности.

4. Другие общесистемные закономерности

4.1. Закономерность осуществимости систем – эквифинальность

Термин «эквифинальность» предложил Л. фон Берталанфи для описания закономерности открытых систем. Дело в том, что состояние равновесия в закрытых системах полностью определяется начальными условиями. Для открытых же систем их конечное состояние не зависит от начального состояния, а определяется особенностями протекающих внутри системы процессов и характером ее взаимодействия со средой.

Эквифинальность — способность системы достигать определенного состояния, которое не зависит ни от времени, ни от ее начальных условий, а опре­деляется исключительно параметрами системы.

Эта закономерность характеризует как бы предельные возмож­ности системы, что важно учитывать при проектировании как орга­низаций, так и информационных систем.

Живые организмы по мере эволюции усложняются, в разные периоды их жизни можно наблюдать различные состояния эквифинальности. В наибольшей мере это проявляется у человека, что является предметом изучения многих исследователей – биологов, философов, инженеров, которые выделяют примерно следующие уровни: материальный, эмоциональный, семейно-общественный, социально-общественный, интеллектуальный и т.п.

4.2. Полисистемность

Любой объект окружающего мира принадлежит в качестве элемента одновременно многим системам.

При этом между всеми системами, которым принадлежит об­щий элемент, существуют противоречия: каждая из этих систем стремится к своей, особой цели, используя любой свой элемент в качестве средства.

Примеры:

Работник фирмы принадлежит одному из ее подразделений, фирме в целом, профсоюзной организации, может быть, политической партии, семье, спортивному клубу, городу, стране и т. д. Это порождает противоречивость его поведения при вхождении в разные системы, что вызывает "расщепленность" его сознания.

Любой станок, используемый на предприятии, будучи элементом этого предприятия, в то же время принадлежит и многим другим системам: энергети­ческой, технологической, ремонтной, а также тем системам, которые его сконст­руировали и построили. Все это придает ему специфические, уникальные черты, накладывает отпечаток на процесс его использования в производстве.

Фирма в целом принадлежит одновременно многим системам, которые пытаются господствовать над ней, навязывать ей свои интересы. В частности, различные требования предъявляют к предприятию, например, его потребители, правительство, профсоюзы или акционеры. В связи с этим внутренняя структура фирмы должна быть построена таким образом, чтобы в какой-то мере удовлетво­рить интересы всех систем, в которые входит фирма, гармонизировать их проти­воречивые цели.

4.3. Закономерность развития во времени - историчность

С точки зрения диалектики очевидно, что любая система не может быть неизменной, что она не только возникает, функцио­нирует, развивается, но и погибает. Поэтому в практике проектирования и управления все больше начинают обращать внимание на необходимость учета закономер­ности историчности.

В частности, при разработке технических комплексов преду­сматривают "жизненные циклы", "очереди" (информационные сис­темы первой и второй очередей и т. д.). Жизненный цикл — это период времени от возникновения потребности в системе и ее становления до снижения эффективности функционирования и «смерти» или ликвидации системы.
В последнее время понятие жизненного цикла стали связывать с закономерностью историчности — время является непременной характеристикой системы, поэтому каждая система исторична.
Если для биологических и социальных систем легко можно привести примеры становления, расцвета, упадка и даже смерти (гибели), то для конкретных случаев развития организационных систем и сложных технических комплексов трудно определить эти периоды. Не всегда руководители организаций и конструкторы технических систем учитывают закономерности историчности.

Примеры:

1. При создании атомных электростанций мало задумывались о том, что через 30 лет закончится срок их службы и потребуются большие финансовые затраты при остановке и закрытии станций.

2. Менеджеры мало задумываются о том, что руководимые ими компании или подразделения когда-то морально и физически устареют и не смогут выполнять возлагаемые на них функции.

3. Руководители организаций с огорчением узнают, что информационная система, в которую вложено столько средств, морально и физически стареет и требуется ее замена. Поэтому при внедрении информационной системы следует примерно в середине ее «жизненного цикла» начинать концептуальное — проектирование и формирование технического задания на проектирование последующей очереди информационной системы.
В последнее время специалисты и руководители все больше начинают осознавать необходимость учета закономерности историчности систем при исследовании, моделировании, проектировании и управлении.

При создании сложных технических комплексов предлагают корректировать технический проект с учетом старения идеи, положенной в его основу, уже в процессе проектирования и создания системы: рекомендуется в процессе проектирования рассматривать не только вопросы со­здания и обеспечения развития системы, но и вопрос о том, когда и как ее нужно уничтожить (возможно, усмотрев "механизм" ее уничтожения или самоликвидации). Рекомендуется при создании технической документации, сопровождающей систему, включать в нее не только вопросы эксплуатации системы, но и срок жизни, способы ее ликвидации. При регистрации предприятий требуется, чтобы в уставе был предусмотрен этап его ликвидации.

Однако закономерность историчности можно учитывать, не только пассивно фиксируя старение, но и используя для упреж­дения "смерти" системы "механизмы" реконструкции, реорганиза­ции для сохранения ее в новом качестве. Так, при внедрении ин­формационной системы следует примерно в середине ее "жизненного цикла" начинать концептуальное проектирование и формирование технического задания на проектирование последующей очереди информационной системы.

4. 4. Закономерность неравномерного развития и расхождения темпов выполнения функций элементами системы

Чем сложнее система, тем более неравномерно развиваются ее составные части. При этом в процессе функционирования или развития системы ее элементы выполняют свои локальные функ­ции в соответствии со своими темпами. Это закономерно приводит к рассогласованию темпов выполнения функций элементами, что угрожает целостности системы и может привести к потере ее спо­собности выполнять свои функции, к дезорганизации всей системы и даже ее остановке.

Пример. С развитием тоннажа грузовых судов быстро росла мощность дви­гателей, при этом средства торможения развивались медленно. Поэтому возник­ло противоречие: все крупные корабли и танкеры не могли эффективно затормо­зить - от начала торможения до полной остановки они успевают пройти несколько миль.

4.5.     Закономерность "наиболее слабых мест"

Устойчивость всей системы зависит от наиболее слабых эле­ментов в системе. Эта закономерность гласит, что "где тонко, там и рвется". Структурная устойчивость (неразрушимость, при­способленность) системы определяется устойчивостью наиболее слабой подсистемы. Там, где относительное сопротивление будет меньше необходимого, произойдет сбой. На этой же закономернос­ти основывается обеспечение устойчивого состояния организации. Если руководитель правильно осуществляет управление организа­цией, но в одном важном вопросе ослабляет внимание, то тем са­мым может способствовать снижению устойчивости организации.

 

 

Презентация по теме

https://prezi.com/p/0g0findfexes/  Закономерности функционирования и раазвития систем

 

Термины по теме:

1.   Эмерджентность (от англ. emergence — возникновение, по­явление нового) — возникновение в системе новых интегративных качеств, не свойственных ее компонентам. Из-за этого невозможно предсказать свойства системы в це­лом, разбирая и анализируя ее по частям.

2.   Для понимания закономерности целостности необходимо преж­де всего учитывать две ее стороны:

•  свойства системы Q не являются простой суммой свойств составляющих ее элементов (частей) q:

    - неаддитивность

•  свойства системы зависят от свойств составляющих ее эле­ментов (частей):

Q=f(q_i)

Кроме этих двух основных сторон, следует иметь в виду, что 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.

3.   Синергизм (от греч. synergeia — сотрудничество, содействие) проявляется в виде мультипликативного эффекта при однонап­равленных действиях. Мультипликативность отличается от аддитив­ности тем, что отдельные эффекты не суммируются, а перемножают­ся.

4.   Под изоморфизмом понимается соответствие соотно­шения закономерностей элементов одной системы свойствам элементов другой системы. Системы, находящиеся в отношении изоморфизма, называются изоморфными.

5.    Коммуникативность

Система не изолирована от других систем, она связана мно­жеством коммуникаций с окружающей средой, представляющей собой сложное и неоднородное образование, содержащее:

надсистему — систему более высокого порядка, задающую требования и ограничения рассматриваемой системе;

элементы — (подсистемы) — нижележащие, подведомствен­ные системы;

системы одного уровня с рассматриваемой.

6.   Эквифинальность — способность системы достигать определенного состояния, которое не зависит ни от времени, ни от ее начальных условий, а опре­деляется исключительно параметрами системы.

7.   Полисистемность

Любой объект окружающего мира принадлежит в качестве элемента одновременно многим системам.

При этом между всеми системами, которым принадлежит об­щий элемент, существуют противоречия: каждая из этих систем стремится к своей, особой цели, используя любой свой элемент в качестве средства.

8.   Закономерность развития во времени - историчность

С точки зрения диалектики очевидно, что любая система не может быть неизменной, что она не только возникает, функцио­нирует, развивается, но и погибает. Поэтому в практике проектирования и управления все больше начинают обращать внимание на необходимость учета закономер­ности историчности.

9.   Устойчивость всей системы зависит от наиболее слабых эле­ментов в системе. Эта закономерность гласит, что "где тонко, там и рвется". Структурная устойчивость (неразрушимость, при­способленность) системы определяется устойчивостью наиболее слабой подсистемы. 

10.   Если изменение в одном элементе системы вызывает изменение во всех других элементах и в системе в целом, то говорят, что система ведет себя как целостность или как некоторое связанное образование.

 

Вопросы к теме:

1.   Понятия, характеризующие функционирование и развитие систе­мы

2.   Закономерности взаимодействия части и целого (целостность, синергизм, прогрессирующая систематизация, изоморфизм)

3.   Закономерности иерархической упорядоченности систем

4.   Закономерность осуществимости систем - эквифинальность

5.   Полисистемность

6.   Закономерность развития во времени - историчность

7.   Закономерность неравномерного развития и расхождения темпов выполнения функций элементами системы

8.   Закономерность "наиболее слабых мест"

 

Литература по теме:

Силич, М.П. Основы теории систем и системного анализа: учебное пособие / М.П. Силич, В.А. Силич; Министерство образования и науки Российской Федерации, Томский Государственный Университет Систем Управления и Радиоэлектроники (ТУСУР). - Томск: ТУСУР, 2013. - 340 с.: ил. - Библиогр.: с. 333-337. - ISBN 978-5-86889-663-7; То же [Электронный ресурс]. - URL: http://biblioclub.ru/index.php?page=book&id=480615 (24.07.2019) стр. 14-29.

 

 тп