Организованность и упорядоченность, мера организованности, структура

Элемент, подсистема, связь, состояние. поведение, устойчивость, цель

Другой способ - это представление не всего исследуемого объекта, явления, или процесса как системы, а только лишь его отдельных сторон, аспектов, граней, разрезов, которые считаются существенными для исследуемой проблемы. В этом случае каждая система в одном и том же объекте выражает лишь определенную грань его сущности. Например, единый объект государство имеет много различных граней, которые составляют военную систему, политическую, экономическую, образовательную, научную, культурную и др.

Таким образом, при структурировании сложного объекта в целях его анализа можно выделить в нем подсистемы или элементы как путем расчленения на части, так и путем выделения его различных граней или аспектов.

Известен еще один способ выделения систем в сложном объекте без его расчленения на части. Гранями там служат существенные процессы, протекающие в сложном объекте, поэтому рассматриваются те подсистемы, которые принимают участие в этих процессах. Например, могут выделяться процессы изменения уровня организованности, процессы эволюции.

По мере развития различных вариантов теорий систем и системного подхода в целом возрастает роль установления строгих определений системных понятий. Рассмотрим на качественном уровне основные понятия, характеризующие строение и функционирование систем.

Элемент. Под элементом принято понимать простейшую неделимую часть системы. Элемент – предел членения системы с точки зрения решения конкретной задачи и поставленной цели.

Подсистема. Подсистемы представляют собой компоненты более крупные, чем элементы и в то же время более детальные, чем система в целом. Возможность деления на подсистемы связана с вычленением совокупностей взаимосвязанных элементов, способных выполнять относительно независимые функции, подцели, направленные на достижение общей цели системы.

Внешняя среда. Под внешней средой понимается множество элементов, которые не входят в систему, но изменение их состояния вызывает изменение поведения системы. Ближайшее окружение системы, во взаимодействии с которым система формирует и проявляет свои свойства.

Связь. Общее определение. Внутри системы и между системами важную роль выполняют связи, которые соединяют элементы между собой в систему. Предполагается, что связи существуют между всеми системными элементами, между подсистемами и системами. В частности, элементы (подсистемы) считаются взаимосвязанными, если по изменению происходящего в одном из элементов можно судить об изменениях, происходящих в других элементах.

Более технологичное определение. Связью назовем важный для целей рассмотрения обмен между элементами веществом, энергией, информацией. Единичным актом связи выступает воздействие. Обозначая все воздействия элемента М₁ на элемент М₂ через х₁₂,a элемента М₂ на М₁ — через х₂₁, можно изобразить связь графически (рис.1.).

 

 

 

Рис.1. Связь двух элементов

Для данного элемента можно выделить: а) все те воздействия, которые он испытывает со стороны других элементов и внешней среды; б) воздействия, которые он оказывает на другие элементы и внешнюю среду. Первую группу воздействий принято называть входами (воздействия «на элемент»), а вторую—выходами (воздействия «от элемента»).

Связь характеризуется:

1) направлением (направленные, ненаправленные);

2) силой (сильные, слабые);

3) характером (связи взаимодействия, связи порождения генетические, связи управления, связи функционирования, связи развития и т.д.).

4) местом приложения (внутренние и внешние);

5) по направленности процессов в системе в целом и в отдельных ее подсистемах (прямые, обратные).

Состояние. Мгновенная фотография, «срез» системы, остановка в ее развитии. Состояние – это совокупность значений существенных свойств системы в определенный момент времени.

Поведение. Если система способна переходить из одного состояния в другое (например, z₁®z₂®z₃), то говорят, что она обладает поведением. Поведение – множество последовательных во времени состояний системы.

Равновесие – это способность системы в отсутствие внешних возмущающих воздействий (или при постоянных воздействиях) сохранять свое состояние сколь угодно долго.

Устойчивость. Под устойчивостью понимается способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних возмущающих воздействий. Эта способность обычно присуща системам при постоянном внешнем воздействии, если только отклонения не превышают некоторого предела.

Цель. Общее определение. Цель – это некоторое (возможно, воображаемое) положение дел, к осуществлению которого стремятся. Цель – субъективный образ (абстрактная модель) несуществующего, но желаемого состояния среды (системы), которое решило бы возникшую проблему.

Более технологичное определение. Понятие цели системы часто определяют как задачу получения желаемого выходного воздействия (или выходной траектории) или достижения желаемого состояния системы (поведения).

Структура (строение, расположение, порядок). Следует отметить следующее обстоятельство: как нет единого определения понятия системы, так нет и единого определения понятия структуры.

Наиболее типичными определениями структуры являются следующие:

- структура - это множество всех возможных отношений между подсистемами и элементами внутри системы;

- структура – это устойчивая упорядоченность в пространстве и во времени ее элементов и связей между ними, определяющая функциональную компоновку системы и ее взаимодействие с внешней средой;

- структура - это то, что остается неизменным в системе при изменении ее состояния, при реализации различных форм поведения, при совершении системой операции.

В совокупности эти определения отражают главное, что присутствует в любой структуре: элементный состав, наличие связей, неизменность (инвариантность) во времени (на всем интересующем исследователей интервале функционирования системы или на каждом из непересекающихся подмножеств, на которые разбит интервал функционирования системы).

Организованность и упорядоченность. Структура системы определяет внутреннюю упорядоченность и организованность системы. Уровень организованности или упорядоченности определяется степенью отклонения системы от максимально неупорядоченного состояния. Он обуславливается достаточной структурной и функциональной сложностью системы, степенью разнообразия ее элементов и связей между ними, многотипностью и количеством элементов и связей между ними.

В качестве меры упорядоченности или организованности системы R обычно понимают степень отклонения состояния системы от ее термодинамического равновесия. К. Шенон эту степень отклонения обозначил через «избыточность».

Уровень организованности или упорядоченности системы оценивают величиной:

,

где Э_реал - реальное или текущее значение энтропии (неопределенности) системы, НЭ - негэнтропия системы, Э_макс - максимально возможная энтропия или неопределенность по структуре и функции системы. Из уравнения следует, что переход к более высокому уровню упорядоченности и организованности системы означает уменьшение ее текущей неопределенности (энтропии) за счет накопления информации (негоэнтропии). Поэтому для повышения организованности системы необходим приток извне, из среды и изнутри информации и энергии. Если система полностью детерминирована и организованная, то R = 1 и Э_реал = 0. Если же система полностью дезорганизованная, то R = 0 и Э_реал=Э_макс

Для любой, вероятностной системы мера относительной организованности лежит в пределах 01. Считается, что организованность системы представляет более высокую ступень упорядоченности системы. Организованная система способна бороться за поглощение, сохранение и увеличение НЭ против энтропии Э.

Организованность и упорядоченность системы повышается только при целесообразном и направленном взаимодействии элементов системы. Если возникают случайные факторы, различного рода флуктуации, шумы, то они не способствуют росту организованности системы, а, наоборот, нарушают программу функционирования системы.

2.2.4 Понятие о задаче и её решении

Задача - некоторое множество исходных посылок (входных данных к задаче), описание цели, определенной над множеством этих данных и, может быть, описание возможных стратегий достижения этой цели или возможных промежуточных состояний исследуемого объекта.

Пример. Глобальная экономическая задача, с которой сталкивается любое общество - корректное разрешение конфликта между фактически неограниченным человеческим потреблением товаров и услуг и ограниченными ресурсами (материальными, энергетическими, информационными, людскими), которые могут быть актуализированы для удовлетворения этих потребностей. При этом рассматривают следующие основные экономические задачи общества:

1) что производить (какие товары и услуги)?

2) как производить (каким образом и где)?

3) для кого производить (для какого покупателя, рынка)?

Решить задачу - означает определить четко ресурсы и пути достижения указанной цели при исходных посылках.

Конец лекции № 2