Структура и функции системы

Любая система строго и однозначно определяется ее структурой и функциями входящих в нее элементов.

Других понятий для ее определения, или вычленения из ряда других систем не требуется

1. Структура системы представляет собой организованную совокупность связей между ее подсистемами и элементами, которые рассматриваются безотносительно к процессам, происходящим в этих связях.

Предполагается, что элементы структуры не зависят от времени, не меняются с течением времени???

2. В теории систем функция [< лат. functio - исполнение] означает совокупность воздействий, влияний одного объекта на другой, ведущих к получению некоторого количественно или качественно определенного результата, к изменению объекта или к достижению некоторой частной цели

ФУНКЦИЯ системы характеризует проявление ее свойств в данной совокупности отношений и представляет собой способ действия системы при взаимодействии с внешней средой.

Другими словами, функция - это ПОВЕДЕНИЕ системы в некоторой среде .

3. Под связью систем (элементов) понимается возможность воздействия одного объекта на другой. Формально воздействие по установленной связи заключается в том, что изменение или сохранение состояния одного из элементов вызывает закономерное изменение или сохранение состояния другого.

• невещественность систем;

• всеобщность систем;

• эквипотенциальность систем (каждая система может быть представлена как элемент системы более высокого уровня системной иерархии, а каждый элемент может быть рассмотрен как самостоятельная система).

ОПР…

• Структура системы - это устойчивая упорядоченность ее элементов и связей.

• Структура есть форма представления некоторого объекта в виде составных частей.

• Структура - это множество всех возможных отношений между подсистемами и элементами внутри системы.

• Под структурой понимается совокупность элементов и связей между ними, которые определяются, исходя из распределения функций и целей, поставленных перед системой.

• Структура системы - это то, что остается неизменным в системе при изменении ее состояния, при реализации различных форм поведения, при совершении системой операций и т.п.

СТРУКТУРА СИСТЕМЫ:

• элементный состав,

• наличие связей,

• инвариантность (неизменность) во времени

Понятие изоморфизма

Основной постулат ОТС:

Если структура одной системы и внешние функции ее элементов изоморфны структуре другой системы и внешним функциям ее элементов, то внешние свойства этих систем неразличимы в области их изоморфизма.

• невещественность систем;

• всеобщность систем;

• эквипотенциальность систем;

• свойство изоморфности

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМНЫХ СТРУКТУР

Структура системы

Структура системы - совокупность тех ее свойств, которые являются существенными с точки зрения проводимого исследования и обладают инвариантностью на всем интересующем исследователя интервале функционирования или на каждом непересекающемся подмножестве, на которые разбит этот интервал.

Структура системы представляет собой организованную совокупность связей между ее подсистемами и элементами, которые рассматриваются безотносительно к процессам, происходящим в этих связях.

Структура - это закономерные устойчивые связи (отношения) между элементами системы, отражающие пространственное и временное расположение элементов и характер их взаимодействия.

Именно структура делает систему некоторым качественно определенным целым, так как структура предполагает взаимодействие элементов друг с другом по-разному, выдвигая на первый план те или иные стороны, свойства элементов.

Структура является важнейшей характеристикой системы, так как при одном и том же составе элементов, но при различном взаимодействии между ними меняется и назначение системы, и ее возможности.

«Выделение» систем

Система выделяется исследователем из внешнего “фона” (среды) исходя из целей исследования.

Способ выделения системы определяется, прежде всего, целью исследования

Функция системы

Функция - это внешнее проявление свойств объекта (системы или ее элемента) в данной системе отношений, определенный способ взаимодействия объекта с окружающей средой.

Чаще всего функции проявляются в форме действий и отражают возможности системы

Другими словами, функция - это ПОВЕДЕНИЕ системы в некоторой среде

Формирование структуры системы

Классы системных структур

1. Централизованные

2. Скелетные

3. Сетевые

Критерии оценки системной структуры

• мобилизационный потенциал

• быстродействие

• управляемость

• адаптационная способность

• надежность

• устойчивость

Выводы по типам структур

• тип среды (агрессивная, неагрессивная);

• определенность цели (жестко определенная цель; слабо определенная цель);

…

Конструктивное и дескриптивное определение системы

целенаправленные (самоорганизующиеся) = системы, основой для организации которых служат факторы целеполагания и целесообразности, поэтому они способны к выбору модели своего поведения в зависимости от выбранной (имманентной) цели

казуальные = системы, основой формирования организации которых является результат действия причинно-следственных связей. Характерной особенностью этих систем является отсутствие внутренней цели. Целевая функция, если она присутствует, задается извне. К этому классу относятся искусственные и естественные системы

1. системы, способные обмениваться с внешней средой массой, энергией и информацией

2. системы, которые в рамках чувствительности принятой модели не взаимодействуют с внешней средой

3. системы завершенные в данный момент времени

Дескриптфивное и конструктивное определение системы

ДЕСКРИПТИВНОЕ (описательное) ОПРЕДЕЛЕНИЕ = Дескриптивное (описательное) определение, должно отвечать на вопрос о том, как отличить системный объект от несистемного

КОНСТРУКТИВНОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ = конструктивное определение должно помочь исследователю в ответе на вопрос о том, как строить систему путем выделения ее из среды

Система представляет из себя целостную совокупность элементов, находящихся между собой в связях и отношениях и образующих новое качественное единство

Под системой, понимается объект свойства которого не сводятся без остатка к свойствам составляющих его дискретных элементов (эмержентность). Эмержентное свойство системы обеспечивает ее целостность, качественно новое образование по сравнению с составляющими ее частями

Попытки классификации систем по «сложности»

1. По С. Биру деление происходит в зависимости от способа описания детермированного (простые системы); вероятностного (сложные системы).

2. По А. И. Бергу описание сложной системы не сводимо к одному формальному языку и должно проводиться по крайней мере на двух различных языках, например теории ДУ и алгебры логики.

3. По А. А. Вавилову сложная система представляет собой множество взаимосвязанных и взаимодействующих между собой подсистем управления, выполняющих самостоятельные и общесистемные функции и цели управления.

4. По А. А. Воронину сложной системой можно называть такую, которая содержит по крайней мере два нелинейных элемента, не сводимых к одному

1. уровень статической структуры

2. уровень простой динамической системы с детерминированными, необходимыми движениями

3. уровень управляющего механизма, (кибернетическая система)

4. уровень открытой системы, (самосохраняющаяся структура)

5. уровень генетического сообщества

6. уровень животных

7. уровень человека

8. уровень социальной системы

9. трансцендентальные системы

Условия рассмотрения объекта как системы

1. (в объекте не выделяются элементы, т.е. объект рассматривается как единое целое) человек

2. (совокупность образований, обладающая разнообразием и определенностью. Элементы могут взаимодействовать, но эти взаимодействия не носят обязательного характера) люди на улице

3. (множество, обусловленное некоторой внешней необходимостью) люди в автобусе

4. (объединение, обладающее внутренней необходимостью и структурой) люди в армии

Взаимодействие систем

Виды взаимодействий (связи):

1. механическое

2. энергетическое

3. информационное

• невещественность систем;

• всеобщность систем;

• эквипотенциальность систем

• свойство изоморфности;

• способность к взаимодействию

Эмерджентность

Признаки эмержентного (иерархического) перехода

1. Система обладает системными свойствами (свойствами, отсутствующими у отдельных элементов). Соответственно, на следующем иерархическом уровне, данная система, совместно со многими другими, формирует новую, более сложную систему со своими новыми свойствами.

2. На каждом уровне иерархии существует «своя жизнь», внешне не похожая на то, что происходит на других уровнях иерархии.

3. Функционирование всех уровней иерархии взаимосвязано между собой. Элементы формируют систему, воздействуя на ее свойства. Система, в свою очередь воздействует на элементы…

Гомеостаз

1. Все явления внутри нас и в окружающем мире представляют собой взаимодействие атрибутов материи: энергии; вещества; информации.

Гомеостат – система, где обеспечен динамический гомеостаз, т.е. постоянство жизненно важных параметров при наличии внутренних и внешних взаимодействий

В реальных условиях указанные отношения проявляются в различных комбинациях, образующих сложные организационные структуры

ПЕРВЫЙ ПОСТУЛАТ существования гомеостатов в природе и обществе:

Два антагониста, как устойчивые, так и неустойчивые, а также их комбинация (один устойчивый, второй неустойчивый) могут быть объединены в устойчивую систему, если выполняются необходимые и достаточные условия для их "склеивания".

ВТОРОЙ ПОСТУЛАТ существования гомеостатов в природе и обществе:

Необходимым условием "склеивания" антагонистов в гомеостате является их "зеркальное" объединение, чтобы для каждого антагониста его "зеркальный" оппонент образовывал цепь обратной связи (возможно всего восемь способов "склеивания" антагонистов, удовлетворяющих этим условиям).

ТРЕТИЙ ПОСТУЛАТ существования гомеостатов в природе и обществе:

Достаточными условиями "склеивания" является выполнение трех требований: - асимметрия параметров антагонистов не должна превышать определенного предела асимметрии; - асимметрия заданий, прикладываемых к потенциальным антагонистам не должна превышать определенного предела асимметрии; - степень неустойчивости потенциальных антагонистов не должна превышать определенного критического значения

Роль субъекта управления

при правильно выбранных параметрах или условиях конструирования гомеостата, внутреннее напряжение, вызванное антагонистами, и внешнее воздействие компенсируется изменением (усилением или ослаблением) прямой и обратной связей между управляемыми объектами, а также изменением величины и характера воздействия управляющего органа на управляемые объекты

изменение «классического» представления об управлении организацией

1. снижение приведенных затрат на управление 10% - 25%

2. недопустимость двойного подчинения

3. Понятие асимметрии в отношении антагонистов (исполнителей) на любом уровне управления предполагает, что на каждом горизонтальном уровне управления исполнители не могут резко отличаться по возрасту, уровню профессиональной подготовки, опыту, организаторским способностям, уровню ответственности, личным качествам и пониманием корпоративных целей фирмы.

4. При проектировании организационных систем управления необходимо до минимума сократить прямые и обратные связи со звеньями более низкого уровня управления

5. Работа всех гомеостатов должна быть подчинена одной стратегической цели

6. При анализе систем управления необходимо учитывать не только структуру управления, но и все прямые и обратные связи между исполнителями

7. Нарушение гомеостаза в системе управления может быть вызвано резким изменением структуры системы и появлением новых объектов с неустановившимися связями. Все изменения в структуре должны происходить постепенно и только после достижения равновесия при появлении в ней нового элемента и обновления системы связей с ним.
Одновременное включение многих элементов опасно, так как надолго может вывести систему из равновесия.

Нарушение гомеостаза в системе управления может быть вызвано резким изменением структуры системы и появлением новых объектов с неустановившимися связями. Все изменения в структуре должны происходить постепенно и только после достижения равновесия при появлении в ней нового элемента и обновления системы связей с ним.
Одновременное включение многих элементов опасно, так как надолго может вывести систему из равновесия. М. Хаммер

8. Все системы управления гомеостатического типа, стремятся к упрощению структуры при общем сохранении ее основных функций. => каждый элемент такой системы (кроме главного) должен постоянно доказывать необходимость своего существования в структуре с позиций стратегической цели деятельности фирмы

Диссипативные системы

Системы, гомеостаз в которых поддерживается за счет управления с затратами энергии, называются диссипативными

PR. Организмические системы.

Выход гомеостазируемых параметров за допустимые границы вызывает в системе патологические процессы (критичный случай – разрушение системы)