Понятия, характеризующие строение, функционирование и развитие систем

Обыденная трактовка рассмотренных ниже понятий (элемент, связь и др.) не всегда совпадает с их значением как специальных терминов системного описания и анализа объектов. Поэтому кратко рассмотрим основные понятия, помогающие уточнять представление о системе.

Обычно принято делить понятия на две группы (рис. 1.3): 1) понятия, входящие в определения системы и характеризующие ее строение; 2) понятия, характеризующие функционирование и развитие системы.

Рис. 1.3.

Понятия, характеризующие строение системы

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.

Элемент. Под элементом принято понимать простейшую, неделимую часть системы. Однако ответ на вопрос, что является такой частью, может быть неоднозначным.

Пример

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.

Аналогично в системе управления предприятием элементами можно считать подразделения аппарата управления, а можно — каждого сотрудника или каждую операцию, которую он выполняет. С непониманием этой проблемы была связана типичная ошибка при обследовании существующей системы управления как первой стадии разработки АСУ: инженеры в соответствии со своим подходом обеспечения полноты подвергали анализу все документы, вплоть до реквизитов, что существенно затягивало работу, в то время как для разработки технического задания на создание АСУП такой детализации не требовалось.

Поэтому примем следующее определение: элемент — это предел членения системы с точки зрения аспекта рассмотрения, решения конкретной задачи, поставленной цели.

Для помощи в выделении элементов при анализе конкретных проблемных ситуаций можно, как показано в гл. 3, использовать информационный подход, и в частности, меру информации восприятия J = А/?А, где ДА — минимальное количество материального свойства, А (квант), с точностью до которого исследователя интересует информация об этом свойстве при формировании модели. Примеры использования этого способа определения элементной базы будут приведены в гл. 6−8 (в частности, при моделировании рыночной ситуации).

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.

Определяя элемент, пришлось употребить понятие цель, которое будет охарактеризовано ниже (понятия, входящие в определение системы, как было отмечено выше, не могут быть определены независимо друг от друга), поэтому была сделана попытка не использовать понятие цели, а поставить рядом с ним понятия аспекта рассмотрения, задачи, хотя точнее использовать понятие цель.

Компоненты и подсистемы. Иногда термин «элемент» используют в более широком смысле, даже 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, предусмотренные в теории систем: сложные системы принято вначале делить на подсистемы, или на компоненты.

Понятие «подсистема» подразумевает, что выделяется относительно независимая часть системы, обладающая свойствами системы, и в частности, имеющая подцель, на достижение которой ориентирована подсистема, а также другие свойства — целостности, коммуникативности и т. п., определяемые закономерностями систем, рассматриваемыми в параграфе 1.6.

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

Расчленяя систему на подсистемы, следует иметь в виду, что так же, как и при расчленении на элементы, выделение подсистем зависит от цели и может меняться по мере ее уточнения и развития представлений исследователя об анализируемом объекте или проблемной ситуации.

Связь. Понятие «связь» 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 может быть 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 [51], которые считают, что для того, 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 :

(1.6).

К сожалению, на практике подобные измерения (особенно в организационных системах) трудно реализовать, однако можно оценивать тенденции изменения этого соотношения с помощью косвенных факторов.

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, модели которой приведены в параграфе 2.6. Обратная связь является основой саморегулирования, развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования.

Многоконтурные модели управления экономическими системами предлагались, например, в словаре-справочнике по математике и кибернетике в экономике [53]. При разработке моделей функционирования сложных саморегулирующихся, самоорганизующихся систем в них, как правило, одновременно присутствуют и отрицательные, и положительные обратные связи. На использовании этих понятий базируется, в частности, имитационное динамическое моделирование [88].

Цель. Понятие «цель» и связанные с ним понятия «целесообразность» и «целенаправленность» лежат в основе развития системы.

Изучению этих понятий большое внимание уделяется 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 (с историей развития понятия «цель» можно познакомиться в книге М. Г. Макарова [52]).

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 (рис. 1.4) — от идеальных устремлений (цель — «выражение активности сознания» [52]; «человек и социальные системы вправе формулировать цели, достижение которых, как им заведомо известно, невозможно, но к которым можно непрерывно приближаться» [13]), до конкретных целей — конечных результатов, достижимых в пределах некоторого интервала времени, формулируемых иногда даже в терминах конечного продукта деятельности [66, 67].

В некоторых определениях цель как бы трансформируется, принимая различные оттенки в пределах условной «шкалы» — от иде-

Рис. 1.4.

альных устремлений к материальному воплощению, конечному результату деятельности.

Например, М. Г. Макаров [52], наряду с приведенным выше определением, целью называет «то, к чему стремится, чему поклоняется и за что борется человек» (" борется" подразумевает достижимость в определенном интервале времени); Л. А. Растригин и П. С. Граве [30, 70], под целью понимают «модель желаемого будущего» (при этом в понятие «модель» можно вкладывать различные оттенки реализуемости) и, кроме того, вводится понятие, характеризующее разновидность цели, и кроме того, вводят понятие «мечта» — это цель, не обеспеченная средствами ее достижения" [30]. Противоречие, заключенное в понятии «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 понятие «артха» включало в себя одновременно значения терминов «мотив», «причина», «желание», «цель» и даже — «способ» .

В русском языке вообще не было термина «цель». Этот термин заимствован из немецкого 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» .

Пример

Purpose (цель — намерение, целеустремленность, воля), object и objective (цель — направление действия, направление движения), aim (цель — стремление, прицел, указание), goal (цель — место назначения, задача), target (цель — мишень для стрельбы, задание, план), end (цель — финиш, конец, окончание, предел).

Сущность диалектической трактовки понятия цели раскрывается в теории познания, в которой показывается взаимосвязь понятий цели, оценки, средства, целостности (и ее «самодвижения»).

Изучение взаимосвязи этих понятий показывает, что, в принципе, поведение одной и той же системы может быть описано и в терминах цели или целевых функционалов, связывающих цели со средствами их достижения (такое представление называют аксиологическим (53]), и без упоминания понятия цели, в терминах непосредственного влияния одних элементов или описывающих их параметров на другие, в терминах «пространства состояний» (или каузально [53]). Поэтому одна и та же ситуация в зависимости от склонности и предшествующего опыта исследователя может быть представлена тем или иным способом. В большинстве практических ситуаций лучше понять и описать состояние системы и ее будущее позволяет сочетание этих представлений.

Для того чтобы отразить диалектическое противоречие, заключенное в понятии «цель», в БСЭ дается следующее определение: цель — «заранее мыслимый результат сознательной деятельности человека, группы людей» ^[1].

" Заранее мыслимый", но все же «результат», воплощение замысла; подчеркивается также, что понятие цели связано с человеком, его «сознательной деятельностью», т. е. с наличием сознания, а для характеристики целеустремленных, негэнтропийных тенденций на более низких ступенях развития материи принято использовать другие термины.

Рассмотренное понимание цели очень важно при организации процессов коллективного принятия решений в системах управления.

В реальных ситуациях необходимо оговаривать, в каком смысле на данном этапе рассмотрения системы используется понятие «цель», что в большей степени должно быть отражено в ее формулировке — идеальные устремления, которые помогут коллективу лиц, принимающих решение, увидеть перспективы, или реальные возможности, обеспечивающие своевременность завершения очередного этапа на пути к желаемому будущему.

Проведенный анализ определений понятия «цель» и графическая интерпретация «размытости» философских трактовок цели (см. рис. 1.4), стали важным шагом на пути к практической реализации процессов целеобразования.

В более поздних работах В. А. Чабровского, Г. М. Вапнэ, А. М. Гендина было выработано весьма полезное для практического применения представление о двух различных понятиях цели: «цель деятельности» (актуальная, конкретная цель) и бесконечная по содержанию «цель — стремление» (цель — идеал, потенциальная цель) [20]; предложена концепция анализа процесса формулирования и структуризации целей с позиций диалектической логики и высказана идея о единстве цели, средства (варианта) ее достижения и критерия оценки.

Структура. Система может быть представлена, как уже отмечалось, 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 «структура» .

Структура (от лат. " structure" , означающего строение, расположение, порядок) отражает «определенные взаимосвязи, взаиморасположение составных частей системы, ее устройство, строение«^[2].

При этом в сложных системах структура включает не все элементы и связи между ними (в предельном случае, когда пытаются применить понятие структуры к простым, полностью детерминированным объектам, понятия структуры и системы совпадают), а лишь наиболее существенные компоненты и связи, которые мало меняются при текущем функционировании системы и обеспечивают существование системы и ее основных свойств. Иными словами, структура характеризует организованность системы, устойчивую упорядоченность элементов и связей.

Структурные связи обладают относительной независимостью от элементов и могут выступать как инвариант при переходе от одной системы к другой, перенося закономерности, выявленные и отраженные в структуре одной из них, на другие. При этом системы могут иметь различную физическую природу.

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, как показано ниже, могут помочь в раскрытии неопределенности сложных систем. Иными словами, структурные представления систем являются средством их исследования.

В связи с этим полезно выделить определенные виды (классы) структур и исследовать их, что подробнее рассмотрено в параграфе 1.3.

• [1] БСЭ. — 2-е изд. — Т. 46. — С. 498.
• [2] БСЭ. — 2-е изд. — Т. 41. — С. 154.