Anzeichen des Systems und ihre Eigenschaften. Anzeichen von Systematik und Systemkonzepten. Vielzahl von Systemmodellen. Definition des Begriffs „Problem“, „Ziel“, „System“

Der Begriff „System“ wird in Wissenschaft, Technik und Alltag häufig verwendet, wenn es um eine geordnete Sammlung beliebiger Inhalte geht. Ein System ist ein grundlegendes Konzept sowohl der Systemtechnik als auch grundlegender theoretischer Disziplinen (Systemtheorie, Operations Research, Systemanalyse und Kybernetik). System - Dies ist eine objektive Einheit natürlicher Beziehungen zueinander Mit andere Gegenstände, offenbarte Informationen sowie Wissen über Natur, Gesellschaft und m.p.. Um als System betrachtet zu werden, muss jedes Objekt vier grundlegende Eigenschaften oder Merkmale aufweisen (Integrität und Teilbarkeit, Vorhandensein stabiler Verbindungen, Organisation und Entstehung).

Hauptmerkmale von Systemen

Integrität und Teilbarkeit. Ein System ist zunächst einmal eine integrale Menge von Elementen. Dies bedeutet, dass das System einerseits ein integrales Gebilde ist und andererseits integrale Objekte (Elemente) innerhalb seiner Zusammensetzung eindeutig identifiziert werden können. Es ist zu beachten, dass Elemente nur im System vorhanden sind. Außerhalb des Systems handelt es sich bestenfalls um Objekte, die über systemrelevante Eigenschaften verfügen. Beim Eintritt in ein System erhält ein Element eine systemdefinierte Eigenschaft anstelle einer systemrelevanten. Für das System ist das primäre Zeichen Integrität, das heißt, es wird als ein einziges Ganzes betrachtet, das aus interagierenden Teilen besteht, die oft von unterschiedlicher Qualität sind, aber gleichzeitig kompatibel sind.

Verfügbarkeit stabiler Verbindungen. Das Vorhandensein signifikanter stabiler Verbindungen (Beziehungen) zwischen Elementen und/oder ihren Eigenschaften, die an Kraft (Stärke) die Verbindungen dieser Elemente mit Elementen übertreffen, die nicht in einem bestimmten System enthalten sind, ist das nächste Attribut des Systems. Ein System existiert als eine Art ganzheitliche Formation, wenn die Kraft (Stärke) signifikanter Verbindungen zwischen den Elementen des Systems über einen Zeitraum ungleich Null größer ist als die Kraft der Verbindungen zwischen denselben Elementen und der äußeren Umgebung. Bei der Informationskommunikation kann die Bewertung der potenziellen Leistung der Durchsatz eines bestimmten Informationssystems sein, und die tatsächliche Leistung kann die tatsächliche Menge des Informationsflusses sein. Im Allgemeinen ist es jedoch bei der Beurteilung der Leistungsfähigkeit von Informationsverbindungen erforderlich, die qualitativen Merkmale der übermittelten Informationen (Wert, Nützlichkeit, Zuverlässigkeit usw.) zu berücksichtigen.

Organisation. Diese Eigenschaft ist durch das Vorhandensein einer bestimmten Organisation gekennzeichnet, die sich in einer Abnahme der Entropie (Unsicherheitsgrad) des Systems äußert H(S) im Vergleich zur Entropie systembildender Faktoren H(F), Bestimmung der Möglichkeit, ein System zu erstellen.

Entstehung. Emergenz setzt das Vorhandensein solcher Qualitäten (Eigenschaften) voraus, die dem System als Ganzes innewohnen, aber für keines seiner Elemente einzeln charakteristisch sind.

Das Vorhandensein integrierter Qualitäten zeigt, dass die Eigenschaften des Systems zwar von den Eigenschaften der Elemente abhängen, aber nicht vollständig von ihnen bestimmt werden. Daraus können wir Schlussfolgerungen ziehen:

1) das System ist nicht auf eine einfache Menge von Elementen reduziert;

2) Wenn man das System in einzelne Teile aufteilt und jeden einzelnen Teil einzeln untersucht, ist es unmöglich, alle Eigenschaften des Systems als Ganzes zu kennen.

Jedes Objekt, das alle betrachteten Eigenschaften aufweist, kann als System bezeichnet werden. Dieselben Elemente können (je nachdem, nach welchem ​​Prinzip sie zu einem System zusammengefasst werden) Systeme mit unterschiedlichen Eigenschaften bilden. Daher werden die Eigenschaften des Systems als Ganzes nicht nur und nicht so sehr durch die Eigenschaften seiner Bestandteile bestimmt, sondern durch die Eigenschaften der Verbindungen zwischen ihnen. Das Vorhandensein von Beziehungen (Wechselwirkungen) zwischen Elementen bestimmt eine besondere Eigenschaft komplexer Systeme – organisierte Komplexität. Das Hinzufügen von Elementen zum System führt nicht nur neue Verbindungen ein, sondern verändert auch die Merkmale vieler oder aller vorherigen Beziehungen, was dazu führt, dass einige von ihnen ausgeschlossen werden oder neue entstehen.

Das Konzept einer „Black Box“

Eines der wichtigsten Mittel zur Überwindung der organisierten Komplexität eines Systems ist Zersetzung, d.h. die Aufteilung des Systems in Teile (sog „Black Boxes“) und die Organisation dieser Teile in einem hierarchischen System. Das System ist in untergeordnete Teile unterteilt, sodass jeder Teil Objekte enthält, die am engsten miteinander verbunden sind. Folglich wird das System nach schwachen Verbindungen unterteilt.

Die Zerlegung ist eine herkömmliche Technik, die es letztendlich ermöglicht, den Grad der Komplexität eines Objekts zu bewerten und es auf einige finite Elemente zu reduzieren, deren Analyse mit bekannten Methoden durchgeführt werden kann. Davon gehen wir aus Element - Dies ist ein Teil des Systems, dessen weitere Aufteilung zur Störung der funktionalen Verbindungen des Elements und zum Erhalt von Eigenschaften der ausgewählten Menge führt, die den Eigenschaften des Elements als Ganzes nicht angemessen sind.

Der Vorteil der Verwendung von Blackboxen besteht darin, dass der Benutzer nur die Eingabe und Ausgabe der Blackbox und ihren Zweck, d. h. die ausgeführte Funktion, kennen muss, ohne auf die Funktionsprinzipien und die verwendeten Algorithmen einzugehen. Im Alltag stoßen wir oft auf „Black Boxes“ und nutzen diese gerne. Beispielsweise verwenden wir einen Drucker, um Dokumente vorzubereiten, ohne zu wissen, wie er Informationen umschlüsselt und druckt. Wir können den Drucker im Falle einer Panne durch einen anderen oder durch einen moderneren ersetzen, ohne dass wir uns auf den technischen Support spezialisiert haben. Die Idee, „Black Boxes“ in hierarchischen Strukturen zu organisieren, hat der Mensch aus der Natur übernommen. Alle komplexen Systeme des Universums sind in Hierarchien organisiert. Und das Universum selbst umfasst Galaxien, Sternensysteme, Planeten usw.

Hierarchisches System

Wenn eine Menge von Elementen nach einem bestimmten Merkmal zu einem System zusammengefasst wird, ist es immer möglich, einige zusätzliche Merkmale einzuführen, um diese Menge in Teilmengen zu unterteilen und so ihre Bestandteile vom System zu trennen – Subsysteme. Die Möglichkeit der wiederholten Aufteilung eines Systems in Teilsysteme führt dazu, dass jedes System eine Reihe von Teilsystemen enthält, die durch Trennung vom ursprünglichen System entstanden sind. Diese Subsysteme bestehen wiederum aus kleineren Subsystemen usw.

Subsysteme, die durch Trennung von einem Quellsystem entstehen, werden als Subsysteme derselben Ebene oder desselben Rangs klassifiziert. Bei weiterer Unterteilung erhalten wir Subsysteme einer niedrigeren Ebene. Diese Abteilung heißt Hierarchie(Aufteilung der Positionen in höhere und niedrigere, die Reihenfolge der Unterordnung von Personen mit niedrigerem Rang unter Personen mit höherem Rang usw.). Dasselbe System kann auf unterschiedliche Weise in Subsysteme unterteilt werden – dies hängt von den gewählten Regeln für die Zusammenfassung von Elementen zu Subsystemen ab. Das Beste wird natürlich ein Regelwerk sein, das dem System als Ganzes die effektivste Erreichung des Ziels ermöglicht.

Bei der Aufteilung eines Systems in Subsysteme sollten Sie die Regeln für eine solche Aufteilung beachten:

Jedes Subsystem muss eine einzelne Funktion des Systems implementieren;

· Die dem Subsystem zugewiesene Funktion sollte unabhängig von der Komplexität ihrer Implementierung leicht verständlich sein.

· Die Kommunikation zwischen Subsystemen sollte nur dann eingeführt werden, wenn eine Verbindung zwischen den entsprechenden Funktionen des Systems besteht.

· Verbindungen zwischen Subsystemen sollten (soweit möglich) einfach sein.

Die Anzahl der Ebenen und die Anzahl der Subsysteme jeder Ebene können unterschiedlich sein. Eine wichtige Regel muss jedoch immer beachtet werden: Subsysteme, die direkt in ein übergeordnetes System eingebunden sind und zusammenarbeiten, müssen alle Funktionen des Systems ausführen, zu dem sie gehören.

Die Führung einer Organisation, die Waren herstellt oder Dienstleistungen erbringt, basiert auf einem hierarchischen Prinzip. Aktivitäten zur Schaffung von Gütern und Dienstleistungen finden in allen Organisationen statt. Produktion - Dabei handelt es sich um die Schaffung von Gütern und die Bereitstellung von Dienstleistungen durch die Umwandlung des Inputs des Systems (notwendige Ressourcen aller Art) in seinen Output (fertige Güter und Dienstleistungen). In produzierenden Unternehmen sind Produktentwicklungsaktivitäten in der Regel offensichtlich. Das Ergebnis sind bestimmte Güter (z. B. Maschinen oder Flugzeuge). In anderen Organisationen. Bei denjenigen, die keine physischen Güter herstellen, sind die Produktionsfunktionen möglicherweise weniger offensichtlich und vor der Öffentlichkeit und den einzelnen Käufern verborgen. Dabei handelt es sich beispielsweise um eine Tätigkeit, die in einer Bank, einem Fluglinienbüro oder einer Hochschule ausgeübt wird. Die Aktivitäten solcher Unternehmen werden aufgerufen Service. Betriebsleiter treffen die notwendigen Entscheidungen, um Ressourcen in Waren und Dienstleistungen umzuwandeln.

In einem hierarchischen Steuerungssystem ist jedes Subsystem einer bestimmten Ebene einem übergeordneten Subsystem untergeordnet, zu dem es gehört und von dem es gesteuert wird. Bei Steuerungssystemen ist eine Teilung des Systems möglich, bis das bei der nächsten Teilung erhaltene Teilsystem keine Steuerungsfunktionen mehr ausführt. Aus dieser Sicht sind das Steuerungssystem der untersten Hierarchieebene diejenigen Subsysteme, die bestimmte Werkzeuge, Mechanismen, Geräte oder technologische Prozesse direkt steuern. Ein Kontrollsystem einer anderen als der untersten Ebene steuert technologische Prozesse immer nicht direkt, sondern über Subsysteme mittlerer, niedrigerer Ebenen.

Ein wichtiger Grundsatz beim Aufbau eines Unternehmensmanagementsystems besteht darin, das Unternehmen als System mit einer mehrstufigen (hierarchischen) Struktur zu betrachten (Abb. 1.2). Von Links auf einer höheren Ebene gibt es einen Fluss von Kontrollaktionen, und Informationen über den aktuellen Zustand eines Kontrollobjekts auf einer niedrigeren Ebene werden an Links auf einer höheren Ebene geliefert. Betrachtet man eine Art „Baum“ des Managements, lässt sich feststellen, dass der Vorteil einer hierarchischen Managementstruktur darin besteht, dass die Lösung von Managementproblemen auf der Grundlage lokaler Entscheidungen auf den entsprechenden Ebenen der Managementhierarchie möglich ist.

Reis. 1.2. Hierarchische Unternehmensmanagementsysteme

Die untere Führungsebene ist eine Informationsquelle für Managemententscheidungen auf einer höheren Ebene. Betrachtet man den Informationsfluss von Ebene zu Ebene, so nimmt die Informationsmenge, ausgedrückt in der Anzahl der Symbole, mit zunehmender Ebene ab, gleichzeitig nimmt aber ihr semantischer Inhalt zu.

Auf dem gegenwärtigen Entwicklungsstand der Gesellschaft bietet der wissenschaftliche und technologische Fortschritt im Bereich der materiellen Produktions- und Managementsysteme die Möglichkeit, erhebliche finanzielle, materielle und andere Ressourcen zu konzentrieren und zu zentralisieren. Diese Chancen werden in Industrieländern durch die Gründung internationaler Verbände realisiert (z. B. die Europäische Union, die eine Reihe europäischer Länder vereint; Tochtergesellschaften, Niederlassungen und Unternehmen großer Konzerne in vielen Ländern der Welt usw.) . Vorteil Zentralisierung ist die Fähigkeit, große Ressourcen für die Umsetzung von Lösungen einzusetzen, was es ermöglicht, komplexe Probleme zu lösen, die große Kapitalinvestitionen erfordern. In einem zentralisierten System ist es relativ einfach, koordinierte und koordinierte Aktivitäten von Subsystemen sicherzustellen, die auf die Erreichung gemeinsamer Ziele abzielen. Verluste in einzelnen Teilen des Systems werden durch die Arbeitsergebnisse der anderen Teile ausgeglichen. Ein mehrstufiges zentralisiertes System ist aufgrund der schnellen Umverteilung von Funktionen und Ressourcen sehr überlebensfähig. Es ist kein Zufall, dass das Prinzip der Zentralisierung in den Armeen aller Zeiten und Völker strikt eingehalten wird.

Allerdings hat die Zentralisierung in großen Systemen ihre Nachteile. Die Mehrebenenstruktur und die damit verbundene wiederholte Informationsübertragung von Ebene zu Ebene führt zu Verzögerungen, die die Effizienz der Lagebeurteilung und Umsetzung von Managemententscheidungen verringern und zu Verzerrungen sowohl im Prozess der Informationsübermittlung als auch bei der Verarbeitung auf Zwischenebenen führen. In einer Reihe von Fällen gerät der Wunsch der Subsysteme nach Unabhängigkeit in Konflikt mit dem Prinzip der Zentralisierung. In mehrstufigen zentralisierten Organisations- und Verwaltungsmanagementsystemen gibt es in der Regel Elemente Dezentralisierung.

Bei einer rationalen Kombination von Elementen der Zentralisierung und Dezentralisierung müssen die Informationsflüsse im System so organisiert werden, dass Informationen hauptsächlich auf der Ebene genutzt werden, auf der sie auftreten, d. h. es muss eine minimale Datenübertragung zwischen den Ebenen des Systems angestrebt werden . In dezentralen einstufigen Systemen ist sowohl beim Sammeln von Informationen über den Zustand des verwalteten Systems, bei der Beurteilung der Situation als auch bei der Umsetzung getroffener Entscheidungen immer ein höheres Maß an Effizienz gegeben. Dank der operativen Kontrolle über die Reaktion auf Steuereingaben werden Abweichungen von der gewählten Bewegungsbahn zum Ziel reduziert.

Der Zentralisierungsgrad des Systems, der anhand des Verhältnisses der gewichteten Aufgabenvolumina auf benachbarten Ebenen ermittelt wird, dient gewissermaßen als Maß für die Kompetenzverteilung zwischen den Ebenen. Die Verlagerung des Großteils der Entscheidungen auf eine höhere Ebene, also eine Erhöhung des Zentralisierungsgrades, wird üblicherweise mit einer Erhöhung der Steuerbarkeit von Teilsystemen gleichgesetzt. Es erfordert in der Regel eine verbesserte Informationsverarbeitung auf den oberen Ebenen der Führungshierarchie. Eine Erhöhung des Dezentralisierungsgrades entspricht einer Erhöhung der Unabhängigkeit der Subsysteme und einer Verringerung der von den oberen Ebenen verarbeiteten Informationsmenge.

Typischerweise entwickeln sich leitende Manager von mehrstufigen Systemen strategische Entscheidungen, zum Beispiel, wie viele Automodelle jedes Werk des Unternehmens produzieren soll. Sie sollten nicht über die Größe und Menge jedes einzelnen Modells entscheiden, das in jedem Werk hergestellt wird. Dies gilt für das Niveau taktische Entscheidungen, die vom mittleren Management des Werks akzeptiert werden. Der Fabrikleiter muss entscheiden, wie viel produziert und verkauft werden soll, wie viel im Fertigwarenbestand gelagert werden soll (saisonale Nachfrage) und wie viele Arbeitskräfte eingestellt oder entlassen werden sollen. Operative Entscheidungsfindung Wird auf Produktionsebene von Shop-Managern durchgeführt, die die detaillierte Planung und Produktion festlegen. Dieser hierarchische Ansatz, der Feedback einbeziehen muss, stellt möglicherweise nicht die optimale Lösung dar, ermöglicht jedoch eine bessere und zeitnahere Steuerung des Produktionsprozesses.

Die Struktur der Managementsysteme in der Volkswirtschaft basiert auf einem sektoralen oder territorialen Prinzip. Branchenprinzip wird in Fällen verwendet, in denen es um komplexe, spezifische Produktionsarten, Design und Konstruktion, die Entwicklung und Umsetzung wissenschaftlicher Forschung in der Produktion einer bestimmten Art geht. Von Territorialprinzip Es wurden staatliche Verwaltungsorgane errichtet.

Kontroll systeme

Jeder Prozess in der Natur (physisch, chemisch, sozial, mental usw.) entwickelt und verläuft nach einigen inhärenten Gesetzen. Aufgrund der universellen Verbindung zwischen Phänomenen in der Natur wird er jedoch von anderen Prozessen beeinflusst und beeinflusst diese Prozesse selbst. Durch solche Einflüsse kommt es zu verschiedenen Abweichungen vom ursprünglichen Verlauf des Prozesses, d. h. er verläuft nach komplexeren Mustern. Äußere Einflüsse auf den Prozess können in zufällige und kontrollierte Einflüsse unterteilt werden. Zufällige Stöße sind nicht beabsichtigt. Kontrollmaßnahmen sind speziell darauf ausgelegt, den Verlauf des Prozesses, auf den sie abzielen, zu ändern.

Der Satz von Kontrollmaßnahmen, die darauf abzielen, sicherzustellen, dass der tatsächliche Ablauf des Prozesses dem gewünschten entspricht, wird aufgerufen Management. Management setzt also voraus, dass es eine Instanz gibt, die systematisch oder nach Bedarf Kontrollmaßnahmen entwickelt. Ein solches Leitungsgremium wird üblicherweise einberufen Kontrollsystem. Die Steuerung erfolgt in der Regel durch Organe, die den tatsächlichen Ablauf des Prozesses verändern. Das Management muss zielgerichtet sein. Steuereinflüsse müssen aufeinander abgestimmt sein und dürfen nicht zufälliger Natur sein, wobei die Möglichkeit direkt gegensätzlicher Einflüsse nicht ausgeschlossen werden kann.

Management setzt das Vorhandensein eines kontrollierten Objekts oder einer Gruppe von Objekten voraus (einen lebenden Organismus oder einen Teil davon, einen separaten Mechanismus oder eine technologische Anlage, ein Unternehmen oder einen Zweig der Volkswirtschaft usw.). Zusätzlich zum kontrollierten Objekt muss es ein Kontrollorgan geben, das Kontrollmaßnahmen durchführt, die darauf abzielen, die Funktion des kontrollierten Objekts gemäß dem bestehenden Programm oder Managementziel aufrechtzuerhalten oder zu verbessern. Verwaltungs Prozess - Dies ist der gezielte Einfluss des Kontrollsystems auf das Kontrollsystem, der auf die Erreichung eines bestimmten Ziels ausgerichtet ist und hauptsächlich den Informationsfluss nutzt. Eine optimale Kontrolle besteht in der Auswahl der besten Kontrollaktionen aus einer Vielzahl möglicher Maßnahmen unter Berücksichtigung von Einschränkungen und basierend auf Informationen über den Zustand des kontrollierten Objekts und der äußeren Umgebung.

In Verwaltungs- oder Organisationsmanagementsystemen besteht der Kontrolleinfluss darin, Entscheidungen in den Planungs- und Betriebsführungsprozessen zu treffen, die auf niedrigeren Führungsebenen umgesetzt werden, sowie die Umsetzung der getroffenen Entscheidungen zu überwachen. Die Personen, die diese Funktionen wahrnehmen, werden berufen Administratoren oder Manager.(Die im Ausland verwendeten Begriffe Manager- Führer, Manager und Management- Verwaltungsmanagement im Gegensatz zu Kontrolle-Management in Produktionssystemen.)

In Produktionssystemen steuert eine Person mit Hilfe technischer Mittel, die sie manipuliert, direkt den Technologie- oder Produktionsprozess. Die Person, die diese Kontrolle ausübt, wird gerufen Operator, und ein System, dessen konstituierendes Element ein Operator ist, wird aufgerufen ergatisch(Ergativ – Charakter, Handelnder).

Der Administrator empfängt und übermittelt Informationen in Form verschiedener Dokumente, bei Verhandlungen mit anderen Personen, über Computersysteme usw. Der Betreiber erhält in der Regel Informationen über den Zustand des verwalteten Systems in der Form, die ihm durch verschiedene technische Mittel zur Verfügung gestellt wird Anzeige von Informationen – digitale und grafische Displays, Konsolen mit Zeiger, Digital- und Anzeigegeräte, Tonsignalgeräte. Der Betreiber setzt die getroffenen Entscheidungen um, indem er durch technische Steuerungen Einfluss auf den Produktionsprozess nimmt. Der Entscheidungsprozess eines Betreibers ist viel einfacher zu formalisieren als der eines Administrators. Die Menge möglicher Situationen und anwendbarer Lösungen für den Betreiber ist in der Regel klar definiert; in jedem Fall stimmen sie im Wesentlichen mit denen des Administrators überein.

Bei der Synthese ergatischer Systeme zu einem einheitlichen Managementsystem werden Kombinationen aus analytischen und informellen Methoden verwendet. Mit analytischen Methoden werden die funktionelle Struktur des synthetisierten Systems, die Formulierung von Problemen und Methoden zu deren Lösung bestimmt. Bei der Verteilung von Funktionen zwischen einer Person und technischen Mitteln werden informelle Methoden verwendet, um die Rolle und die funktionalen Verantwortlichkeiten einer Person zu bestimmen. Diese Probleme hängen miteinander zusammen und werden daher parallel oder durch sukzessive Approximationen gelöst.

Bei den Aktivitäten großer Unternehmen (insbesondere transnationaler Konzerne, bei denen es sich um Komplexe aus einer Vielzahl miteinander verbundener und interagierender Unternehmen mit Sitz in verschiedenen Ländern handelt) ist die Informationsübertragung ein unverzichtbarer und primärer Faktor für das normale Funktionieren des Unternehmens. Dabei kommt der Gewährleistung der Effizienz und Verlässlichkeit der Informationen eine besondere Bedeutung zu. Für viele Unternehmen löst das interne Informationssystem die Probleme der Organisation des technologischen Prozesses und ist produktionsbezogener Natur. Dies betrifft in erster Linie die Prozesse der Versorgung von Unternehmen mit Produkten, die durch die Zusammenarbeit spezialisierter Unternehmen über unternehmensinterne Kanäle geliefert werden. Dabei spielen Informationen eine wichtige Rolle bei der Bereitstellung von Informationen für Managemententscheidungen und sind einer der Faktoren, die eine Senkung der Produktionskosten und eine Steigerung ihrer Effizienz gewährleisten. Von besonderer Bedeutung ist die Prognose von Marktprozessen.

Der Bedarf an Management entsteht, wenn es darum geht, die Aktionen von Mitgliedern eines bestimmten Teams zu koordinieren, die vereint sind, um gemeinsame Ziele zu erreichen: Gewährleistung der Nachhaltigkeit des Funktionierens oder Überlebens des Managementobjekts im Wettbewerb, Erzielung maximaler Gewinne, Eintritt in den internationalen Markt usw Die Ziele haben zunächst generalisierten Charakter und werden dann im Zuge der Klärung durch den Führungsapparat in Form von Zielfunktionen formalisiert.

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Vorlesung 2: Systemeigenschaften. Systemklassifizierung

Eigenschaften von Systemen.

Der Zustand eines Systems ist also die Menge der wesentlichen Eigenschaften, die das System zu jedem Zeitpunkt besitzt.

Unter einer Eigenschaft wird eine Seite eines Objekts verstanden, die seinen Unterschied zu anderen Objekten oder seine Ähnlichkeit mit diesen bestimmt und sich bei der Interaktion mit anderen Objekten manifestiert.

Ein Merkmal ist etwas, das eine Eigenschaft des Systems widerspiegelt.

Welche Eigenschaften von Systemen sind bekannt?

Aus der Definition von „System“ folgt, dass die Haupteigenschaft des Systems Integrität und Einheit ist, die durch bestimmte Beziehungen und Wechselwirkungen der Systemelemente erreicht wird und sich in der Entstehung neuer Eigenschaften manifestiert, die die Systemelemente nicht besitzen. Diese Liegenschaft Entstehung(aus dem Englischen emerge – auftauchen, erscheinen).

1. Emergenz ist der Grad, in dem die Eigenschaften eines Systems nicht auf die Eigenschaften der Elemente, aus denen es besteht, reduzierbar sind.
2. Emergenz ist eine Eigenschaft von Systemen, die zur Entstehung neuer Eigenschaften und Qualitäten führt, die den Elementen, aus denen das System besteht, nicht innewohnen.

Emergenz ist das entgegengesetzte Prinzip des Reduktionismus, der besagt, dass ein Ganzes untersucht werden kann, indem man es in Teile teilt und dann durch die Bestimmung ihrer Eigenschaften die Eigenschaften des Ganzen bestimmt.

Die Eigenschaft der Emergenz kommt der Eigenschaft der Systemintegrität nahe. Sie können jedoch nicht identifiziert werden.

Integrität System bedeutet, dass jedes Element des Systems zur Umsetzung der Zielfunktion des Systems beiträgt.

Integrität und Emergenz sind integrative Eigenschaften des Systems.

Das Vorhandensein integrativer Eigenschaften ist eines der wichtigsten Merkmale des Systems. Integrität manifestiert sich darin, dass das System ein eigenes Funktionsmuster und einen eigenen Zweck hat.

Organisation- eine komplexe Eigenschaft von Systemen, die im Vorhandensein von Struktur und Funktion (Verhalten) besteht. Ein unverzichtbarer Bestandteil von Systemen sind ihre Bestandteile, nämlich jene Strukturgebilde, die das Ganze ausmachen und ohne die es nicht möglich ist.

Funktionalität- Dies ist die Manifestation bestimmter Eigenschaften (Funktionen) bei der Interaktion mit der äußeren Umgebung. Hier wird das Ziel (Zweck des Systems) als gewünschtes Endergebnis definiert.

Strukturalität- Dies ist die Ordnung des Systems, eine bestimmte Menge und Anordnung von Elementen mit Verbindungen zwischen ihnen. Es besteht ein Zusammenhang zwischen Funktion und Struktur eines Systems, ebenso wie zwischen den philosophischen Kategorien Inhalt und Form. Eine Änderung des Inhalts (Funktionen) zieht eine Änderung der Form (Struktur) nach sich, aber auch umgekehrt.

Eine wichtige Eigenschaft eines Systems ist das Vorhandensein von Verhalten – Aktionen, Änderungen, Funktionsweise usw.

Es wird angenommen, dass dieses Verhalten des Systems mit der Umgebung (Umgebung) zusammenhängt, d. h. mit anderen Systemen, mit denen es in Kontakt kommt oder bestimmte Beziehungen eingeht.

Der Prozess der gezielten Änderung des Zustands eines Systems im Laufe der Zeit wird als bezeichnet Verhalten. Im Gegensatz zur Kontrolle wird das Verhalten bei einer Zustandsänderung des Systems durch äußere Einflüsse ausschließlich durch das System selbst, basierend auf seinen eigenen Zielen, umgesetzt.

Das Verhalten jedes Systems wird durch die Struktur der Systeme niedrigerer Ordnung, aus denen das System besteht, und durch das Vorhandensein von Gleichgewichtszeichen (Homöostase) erklärt. Entsprechend dem Gleichgewichtszeichen weist das System einen bestimmten Zustand (Zustände) auf, die für es bevorzugt sind. Daher wird das Verhalten von Systemen im Hinblick auf die Wiederherstellung dieser Zustände beschrieben, wenn sie durch Umweltveränderungen gestört werden.

Eine weitere Eigenschaft ist die Eigenschaft des Wachstums (Entwicklung). Entwicklung kann als integraler (und wichtigster) Bestandteil des Verhaltens angesehen werden.

Eines der primären und daher grundlegenden Merkmale des Systemansatzes ist die Unzulässigkeit, ein Objekt außerhalb davon zu betrachten. Entwicklung, worunter eine irreversible, gerichtete, natürliche Veränderung der Materie und des Bewusstseins verstanden wird. Dadurch entsteht eine neue Qualität bzw. ein neuer Zustand des Objekts. Die (vielleicht nicht ganz strenge) Identifizierung der Begriffe „Entwicklung“ und „Bewegung“ ermöglicht es uns, dies in einem solchen Sinne auszudrücken, dass ohne Entwicklung die Existenz von Materie, in diesem Fall eines Systems, undenkbar ist. Es ist naiv, sich eine spontane Entwicklung vorzustellen. In der großen Vielfalt von Prozessen, die auf den ersten Blick so etwas wie eine Brownsche (zufällige, chaotische) Bewegung zu sein scheinen, tauchen bei genauer Aufmerksamkeit und genauerem Studium zunächst die Konturen von Tendenzen und dann recht stabile Muster auf. Diese Gesetze wirken ihrer Natur nach objektiv, d.h. hängen nicht davon ab, ob wir ihre Manifestation wünschen oder nicht. Die Unkenntnis der Gesetze und Muster der Entwicklung tappt im Dunkeln.

Wer nicht weiß, welchen Hafen er ansteuert, hat keinen günstigen Wind.

Das Verhalten des Systems wird durch die Art der Reaktion auf äußere Einflüsse bestimmt.

Die grundlegende Eigenschaft von Systemen ist Nachhaltigkeit, d.h. die Fähigkeit des Systems, äußeren Störungen standzuhalten. Davon hängt die Lebensdauer des Systems ab.

Einfache Systeme verfügen über passive Formen der Stabilität: Kraft, Gleichgewicht, Einstellbarkeit, Homöostase. Und bei komplexen sind aktive Formen entscheidend: Zuverlässigkeit, Überlebensfähigkeit und Anpassungsfähigkeit.

Betreffen die aufgeführten Stabilitätsformen einfacher Systeme (mit Ausnahme der Festigkeit) deren Verhalten, so ist die bestimmende Stabilitätsform komplexer Systeme überwiegend struktureller Natur.

Zuverlässigkeit- die Eigenschaft, die Struktur von Systemen trotz des Absterbens ihrer einzelnen Elemente durch deren Ersatz oder Vervielfältigung zu bewahren, und Überlebensfähigkeit- als aktive Unterdrückung schädlicher Eigenschaften. Daher ist Zuverlässigkeit eine eher passive Form als Überlebensfähigkeit.

Anpassungsfähigkeit- die Fähigkeit, Verhalten oder Struktur zu ändern, um unter Bedingungen einer sich verändernden äußeren Umgebung neue Qualitäten zu bewahren, zu verbessern oder zu erwerben. Voraussetzung für die Möglichkeit der Anpassung ist das Vorhandensein von Rückkopplungsverbindungen.

Jedes reale System existiert in einer Umgebung. Die Verbindung zwischen ihnen kann so eng sein, dass es schwierig wird, die Grenze zwischen ihnen zu bestimmen. Daher ist die Isolation eines Systems von seiner Umgebung mit dem einen oder anderen Grad an Idealisierung verbunden.

Es lassen sich zwei Aspekte der Interaktion unterscheiden:

• in vielen Fällen nimmt es den Charakter eines Austausches zwischen dem System und der Umwelt (Materie, Energie, Information) an;
• Die Umgebung ist normalerweise eine Quelle der Unsicherheit für Systeme.

Der Einfluss der Umwelt kann passiv oder aktiv (antagonistisch, gezielt gegen das System gerichtet) sein.

Daher sollte die Umgebung im Allgemeinen nicht nur als gleichgültig, sondern auch als antagonistisch gegenüber dem untersuchten System betrachtet werden.

Reis. — Systemklassifizierung

Grundlage (Kriterium) der Klassifizierung	Systemklassen
Durch Interaktion mit der äußeren Umgebung	Offen Geschlossen Kombiniert
Nach Struktur	Einfach Komplex Groß
Aufgrund der Art der Funktionen	Spezialisiert Multifunktional (universell)
Aufgrund der Natur der Entwicklung	Stabil Entwicklung
Nach Organisationsgrad	Gut organisiert Schlecht organisiert (diffus)
Entsprechend der Komplexität des Verhaltens	Automatisch Entscheidend Selbstorganisierend Vorausschauend Verwandeln
Durch die Art der Verbindung zwischen Elementen	Deterministisch Stochastisch
Aufgrund der Art der Managementstruktur	Zentralisiert Dezentral
Nach Verwendungszweck	Produzieren Manager Begleiter

Einstufung Einteilung in Klassen nach den wesentlichsten Merkmalen genannt. Unter einer Klasse versteht man eine Sammlung von Objekten, die bestimmte Gemeinsamkeitsmerkmale aufweisen. Ein Merkmal (oder eine Menge von Merkmalen) ist die Grundlage (Kriterium) der Klassifizierung.

Ein System kann durch ein oder mehrere Merkmale charakterisiert werden und dementsprechend kann es in verschiedenen Klassifikationen seinen Platz finden, von denen jede bei der Auswahl einer Forschungsmethodik nützlich sein kann. Typischerweise besteht der Zweck der Klassifizierung darin, die Auswahl an Ansätzen zur Darstellung von Systemen einzuschränken und eine für die entsprechende Klasse geeignete Beschreibungssprache zu entwickeln.

Reale Systeme werden in natürliche (natürliche Systeme) und künstliche (anthropogene) Systeme unterteilt.

Natürliche Systeme: Systeme unbelebter (physikalischer, chemischer) und lebender (biologischer) Natur.

Künstliche Systeme: von der Menschheit für ihre eigenen Bedürfnisse geschaffen oder als Ergebnis bewusster Anstrengungen entstanden.

Künstliche werden in technische (technische und wirtschaftliche) und soziale (öffentliche) unterteilt.

Ein technisches System wird von einer Person für einen bestimmten Zweck entworfen und hergestellt.

Soziale Systeme umfassen verschiedene Systeme der menschlichen Gesellschaft.

Die Identifizierung von Systemen, die nur aus technischen Geräten bestehen, ist fast immer bedingt, da sie nicht in der Lage sind, einen eigenen Zustand zu erzeugen. Diese Systeme fungieren als Teile größerer organisatorischer und technischer Systeme, an denen Menschen beteiligt sind.

Ein Organisationssystem, für dessen effektives Funktionieren die Art und Weise der Organisation der Interaktion von Menschen mit einem technischen Subsystem ein wesentlicher Faktor ist, wird als Mensch-Maschine-System bezeichnet.

Beispiele für Mensch-Maschine-Systeme: Auto – Fahrer; Flugzeugpilot; Computer - Benutzer usw.

Unter technischen Systemen versteht man somit einen einzigen konstruktiven Satz miteinander verbundener und interagierender Objekte, die für zielgerichtete Handlungen bestimmt sind und die Aufgabe haben, im Funktionsprozess ein bestimmtes Ergebnis zu erzielen.

Unterscheidungsmerkmale technischer Systeme im Vergleich zu einer beliebigen Menge von Objekten oder im Vergleich zu einzelnen Elementen sind Konstruktivität (praktische Umsetzbarkeit von Beziehungen zwischen Elementen), Orientierung und Vernetzung der konstituierenden Elemente sowie Zweckmäßigkeit.

Damit ein System gegenüber äußeren Einflüssen resistent ist, muss es eine stabile Struktur aufweisen. Die Wahl der Struktur bestimmt praktisch das technische Erscheinungsbild sowohl des Gesamtsystems als auch seiner Teilsysteme und Elemente. Die Frage der Angemessenheit der Verwendung einer bestimmten Struktur sollte auf der Grundlage des spezifischen Zwecks des Systems entschieden werden. Die Struktur bestimmt auch die Fähigkeit des Systems, Funktionen bei vollständiger oder teilweiser Verschwendung einzelner Elemente neu zu verteilen, und damit die Zuverlässigkeit und Überlebensfähigkeit des Systems für die gegebenen Eigenschaften seiner Elemente.

Abstrakte Systeme sind das Ergebnis der Reflexion der Realität (reale Systeme) im menschlichen Gehirn.

Ihre Stimmung ist ein notwendiger Schritt, um eine effektive menschliche Interaktion mit der Außenwelt sicherzustellen. Abstrakte (ideale) Systeme sind in ihrer Ursprungsquelle objektiv, da ihre primäre Quelle die objektiv existierende Realität ist.

Abstrakte Systeme werden in direkte Abbildungssysteme (die bestimmte Aspekte realer Systeme widerspiegeln) und verallgemeinernde (verallgemeinernde) Abbildungssysteme unterteilt. Erstere umfassen mathematische und heuristische Modelle, letztere umfassen konzeptionelle Systeme (Theorien der methodischen Konstruktion) und Sprachen.

Basierend auf dem Konzept der äußeren Umgebung werden Systeme unterteilt in: offen, geschlossen (geschlossen, isoliert) und kombiniert. Die Einteilung von Systemen in offene und geschlossene Systeme ist mit ihren charakteristischen Merkmalen verbunden: der Fähigkeit, Eigenschaften bei Vorhandensein äußerer Einflüsse zu bewahren. Ist ein System gegenüber äußeren Einflüssen unempfindlich, kann es als geschlossen betrachtet werden. Ansonsten - offen.

Ein offenes System ist ein System, das mit seiner Umgebung interagiert. Alle realen Systeme sind offen. Ein offenes System ist Teil eines allgemeineren Systems oder mehrerer Systeme. Wenn wir das betrachtete System von dieser Formation isolieren, dann ist der verbleibende Teil seine Umgebung.

Ein offenes System ist über bestimmte Kommunikationen mit der Umgebung verbunden, also über ein Netzwerk externer Verbindungen des Systems. Die Identifizierung externer Zusammenhänge und die Beschreibung der Mechanismen der „System-Umwelt“-Interaktion ist die zentrale Aufgabe der Theorie offener Systeme. Die Berücksichtigung offener Systeme ermöglicht uns eine Erweiterung des Konzepts der Systemstruktur. Bei offenen Systemen umfasst es nicht nur interne Verbindungen zwischen Elementen, sondern auch externe Verbindungen mit der Umgebung. Bei der Beschreibung der Struktur versuchen sie, externe Kommunikationskanäle in Input (über den die Umgebung das System beeinflusst) und Output (umgekehrt) zu unterteilen. Die Menge der Elemente dieser Kanäle, die zu ihrem eigenen System gehören, werden als Eingangs- und Ausgangspole des Systems bezeichnet. In offenen Systemen hat mindestens ein Element eine Verbindung mit der Außenumgebung, mindestens einen Eingangspol und einen Ausgangspol, über die es mit der Außenumgebung verbunden ist.

Für jedes System sind die Verbindungen zu allen ihm untergeordneten Subsystemen und zwischen diesen intern und alle anderen extern. Die Verbindungen zwischen Systemen und der äußeren Umgebung sowie zwischen den Elementen des Systems sind in der Regel gerichteter Natur.

Es ist wichtig zu betonen, dass in jedem realen System aufgrund der Gesetze der Dialektik über den universellen Zusammenhang von Phänomenen die Zahl aller Wechselbeziehungen enorm ist, so dass es unmöglich ist, absolut alle Zusammenhänge zu berücksichtigen und zu untersuchen, daher ist ihre Zahl groß künstlich begrenzt. Gleichzeitig ist es unpraktisch, alle möglichen Zusammenhänge zu berücksichtigen, da es unter ihnen viele unbedeutende gibt, die das Funktionieren des Systems und die Anzahl der erhaltenen Lösungen (aus Sicht der Problemstellung) praktisch nicht beeinträchtigen gelöst). Wenn eine Änderung der Eigenschaften einer Verbindung, ihr Ausschluss (vollständige Unterbrechung) zu einer erheblichen Verschlechterung des Betriebs des Systems und einer Verringerung der Effizienz führt, ist eine solche Verbindung von Bedeutung. Eine der wichtigsten Aufgaben des Forschers besteht darin, die Systeme zu identifizieren, die unter den Bedingungen des zu lösenden Kommunikationsproblems für die Berücksichtigung wesentlich sind, und sie von den Unwichtigen zu trennen. Aufgrund der Tatsache, dass die Input- und Output-Pole des Systems nicht immer eindeutig identifiziert werden können, ist es notwendig, auf eine gewisse Idealisierung von Handlungen zurückzugreifen. Die größte Idealisierung erfolgt bei der Betrachtung eines geschlossenen Systems.

Ein geschlossenes System ist ein System, das nicht oder auf genau definierte Weise mit der Umgebung interagiert. Im ersten Fall wird davon ausgegangen, dass das System keine Eingangspole hat, im zweiten Fall wird davon ausgegangen, dass Eingangspole vorhanden sind, der Einfluss der Umgebung jedoch konstant und vollständig (im Voraus) bekannt ist. Offensichtlich sind unter der letzten Annahme die angegebenen Auswirkungen dem System selbst zuzuschreiben und es als geschlossen zu betrachten. Bei einem geschlossenen System hat jedes seiner Elemente nur Verbindungen zu Elementen des Systems selbst.

Natürlich stellen geschlossene Systeme eine gewisse Abstraktion der realen Situation dar, da es streng genommen keine isolierten Systeme gibt. Es ist jedoch offensichtlich, dass eine Vereinfachung der Systembeschreibung durch Eliminierung externer Verbindungen zu nützlichen Ergebnissen führen und das Studium des Systems vereinfachen kann. Alle realen Systeme sind eng oder schwach mit der äußeren Umgebung verbunden – offen. Wenn eine vorübergehende Unterbrechung oder Änderung charakteristischer externer Verbindungen nicht zu Abweichungen in der Funktionsweise des Systems über vorgegebene Grenzen hinaus führt, liegt eine schwache Verbindung des Systems mit der externen Umgebung vor. Sonst ist es eng.

Kombinierte Systeme enthalten offene und geschlossene Subsysteme. Das Vorhandensein kombinierter Systeme weist auf eine komplexe Kombination offener und geschlossener Subsysteme hin.

Abhängig von der Struktur und den raumzeitlichen Eigenschaften werden Systeme in einfache, komplexe und große Systeme unterteilt.

Einfach – Systeme ohne verzweigte Strukturen, bestehend aus wenigen Beziehungen und wenigen Elementen. Solche Elemente dienen der Erfüllung einfachster Funktionen, Hierarchieebenen lassen sich bei ihnen nicht unterscheiden. Ein charakteristisches Merkmal einfacher Systeme ist der Determinismus (klare Definition) der Nomenklatur, der Anzahl der Elemente und der Verbindungen sowohl innerhalb des Systems als auch mit der Umgebung.

Komplex – gekennzeichnet durch eine große Anzahl von Elementen und internen Verbindungen, deren Heterogenität und unterschiedliche Qualität, strukturelle Vielfalt und die Erfüllung einer komplexen Funktion oder mehrerer Funktionen. Die Komponenten komplexer Systeme können als Subsysteme betrachtet werden, die jeweils durch noch einfachere Subsysteme usw. detailliert werden können. bis das Element empfangen wird.

Definition N1: Ein System wird (aus erkenntnistheoretischer Sicht) als komplex bezeichnet, wenn seine Erkenntnis die gemeinsame Einbeziehung vieler Theoriemodelle und in einigen Fällen vieler wissenschaftlicher Disziplinen sowie die Berücksichtigung der Unsicherheit eines probabilistischen und eines nichtprobabilistischen Systems erfordert Natur. Die charakteristischste Ausprägung dieser Definition ist das Multimodell.

Modell- ein bestimmtes System, dessen Untersuchung dazu dient, Informationen über ein anderes System zu erhalten. Dies ist eine Beschreibung von Systemen (mathematisch, verbal usw.), die eine bestimmte Gruppe ihrer Eigenschaften widerspiegelt.

Definition N2: Ein System wird als komplex bezeichnet, wenn in der Realität die Anzeichen seiner Komplexität deutlich (signifikant) auftreten. Nämlich:

1. strukturelle Komplexität – bestimmt durch die Anzahl der Elemente des Systems, die Anzahl und Vielfalt der Arten von Verbindungen zwischen ihnen, die Anzahl der Hierarchieebenen und die Gesamtzahl der Subsysteme des Systems. Als Haupttypen gelten folgende Verbindungsarten: strukturell (auch hierarchisch), funktional, kausal (Ursache und Wirkung), informativ, räumlich-zeitlich;
2. Komplexität des Funktionierens (Verhaltens) – bestimmt durch die Merkmale einer Reihe von Zuständen, die Übergangsregeln von Zustand zu Zustand, die Auswirkungen des Systems auf die Umwelt und die Umwelt auf das System, den Grad der Unsicherheit der aufgeführten Merkmale und Regeln;
3. die Komplexität der Verhaltenswahl – in Situationen mit mehreren Alternativen, wenn die Verhaltenswahl durch den Zweck des Systems bestimmt wird, die Flexibilität der Reaktionen auf bisher unbekannte Umwelteinflüsse;
4. Komplexität der Entwicklung – bestimmt durch die Merkmale evolutionärer oder diskontinuierlicher Prozesse.

Selbstverständlich werden alle Zeichen im Zusammenhang betrachtet. Der hierarchische Aufbau ist ein charakteristisches Merkmal komplexer Systeme, und die Hierarchieebenen können sowohl homogen als auch heterogen sein. Komplexe Systeme zeichnen sich durch Faktoren wie die Unvorhersehbarkeit ihres Verhaltens, d. h. schlechte Vorhersagbarkeit, ihre Geheimhaltung und verschiedene Zustände aus.

Komplexe Systeme lassen sich in folgende Faktor-Subsysteme unterteilen:

1. der entscheidende, der im Zusammenspiel mit der äußeren Umgebung globale Entscheidungen trifft und lokale Aufgaben auf alle anderen Subsysteme verteilt;
2. Informationen, die die Sammlung, Verarbeitung und Übermittlung von Informationen gewährleisten, die für globale Entscheidungen und die Erfüllung lokaler Aufgaben erforderlich sind;
3. Manager für die Umsetzung globaler Entscheidungen;
4. Homöostase, Aufrechterhaltung des dynamischen Gleichgewichts innerhalb von Systemen und Regulierung des Energie- und Materieflusses in Subsystemen;
5. adaptive, sammelnde Erfahrung im Lernprozess zur Verbesserung der Struktur und Funktionen des Systems.

Ein großes System ist ein System, das von der Position eines Beobachters aus zeitlich oder räumlich nicht gleichzeitig beobachtbar ist, für das der räumliche Faktor von Bedeutung ist, dessen Anzahl der Subsysteme sehr groß ist und dessen Zusammensetzung heterogen ist.

Das System kann groß und komplex sein. Komplexe Systeme vereinen eine größere Gruppe von Systemen, also große Systeme – eine Unterklasse komplexer Systeme.

Grundlegend für die Analyse und Synthese großer und komplexer Systeme sind die Verfahren der Zerlegung und Aggregation.

Unter Zerlegung versteht man die Aufteilung von Systemen in Teile mit anschließender eigenständiger Betrachtung einzelner Teile.

Es ist offensichtlich, dass die Zerlegung ein mit einem Modell verbundenes Konzept ist, da das System selbst nicht zerlegt werden kann, ohne die Eigenschaften zu verletzen. Auf der Modellierungsebene werden unterschiedliche Zusammenhänge durch Äquivalente ersetzt oder das Systemmodell so aufgebaut, dass sich seine Zerlegung in einzelne Teile als natürlich erweist.

Bei der Anwendung auf große und komplexe Systeme ist die Zerlegung ein leistungsstarkes Forschungsinstrument.

Aggregation ist das Gegenkonzept zur Zerlegung. Im Forschungsprozess entsteht die Notwendigkeit, Elemente des Systems zu kombinieren, um es aus einer allgemeineren Perspektive zu betrachten.

Zerlegung und Aggregation stellen zwei gegensätzliche Ansätze zur Betrachtung großer und komplexer Systeme dar, die in dialektischer Einheit angewendet werden.

Systeme, bei denen der Zustand des Systems durch die Anfangswerte eindeutig bestimmt ist und für jeden nachfolgenden Zeitpunkt vorhergesagt werden kann, werden als deterministisch bezeichnet.

Stochastische Systeme sind Systeme, in denen Änderungen zufällig sind. Bei zufälligen Einflüssen reichen Daten über den Zustand des Systems nicht aus, um eine Vorhersage zu einem späteren Zeitpunkt zu treffen.

Je nach Organisationsgrad: gut organisiert, schlecht organisiert (diffus).

Das analysierte Objekt oder den analysierten Prozess in Form eines gut organisierten Systems darzustellen bedeutet, die Elemente des Systems, ihre Beziehungen und die Regeln für die Kombination zu größeren Komponenten zu bestimmen. Die Problemsituation kann in Form eines mathematischen Ausdrucks beschrieben werden. Die Lösung eines Problems, wenn es in Form eines gut organisierten Systems dargestellt wird, erfolgt durch analytische Methoden einer formalisierten Darstellung des Systems.

Beispiele für gut organisierte Systeme: das Sonnensystem, das die bedeutendsten Muster der Planetenbewegung um die Sonne beschreibt; Darstellung des Atoms als Planetensystem bestehend aus Kern und Elektronen; Beschreibung des Betriebs eines komplexen elektronischen Geräts mithilfe eines Gleichungssystems, das die Besonderheiten seiner Betriebsbedingungen (Vorhandensein von Rauschen, Instabilität der Stromversorgung usw.) berücksichtigt.

Die Beschreibung eines Objekts in Form eines gut organisierten Systems wird in Fällen verwendet, in denen es möglich ist, eine deterministische Beschreibung anzubieten und die Legitimität seiner Anwendung und die Angemessenheit des Modells für den realen Prozess experimentell nachzuweisen. Versuche, die Klasse gut organisierter Systeme zur Darstellung komplexer Mehrkomponentenobjekte oder Mehrkriterienprobleme anzuwenden, scheitern: Sie erfordern einen unzumutbar großen Zeitaufwand, sind praktisch nicht umsetzbar und für die verwendeten Modelle unzureichend.

Schlecht organisierte Systeme. Bei der Darstellung eines Objekts in Form eines schlecht organisierten oder diffusen Systems besteht die Aufgabe nicht darin, alle berücksichtigten Komponenten, ihre Eigenschaften und die Verbindungen zwischen ihnen und den Zielen des Systems zu bestimmen. Das System zeichnet sich durch einen bestimmten Satz von Makroparametern und Mustern aus, die auf der Grundlage einer Untersuchung nicht des gesamten Objekts oder der gesamten Klasse von Phänomenen, sondern auf der Grundlage einer Auswahl von Komponenten gefunden werden, die anhand bestimmter Regeln bestimmt werden, die das Objekt charakterisieren oder untersuchter Prozess. Basierend auf einer solchen Stichprobenstudie werden Merkmale oder Muster (statistisch, wirtschaftlich) ermittelt und auf das Gesamtsystem verteilt. In diesem Fall werden entsprechende Reservierungen vorgenommen. Wenn beispielsweise statistische Regelmäßigkeiten ermittelt werden, werden diese mit einer bestimmten Konfidenzwahrscheinlichkeit auf das Verhalten des gesamten Systems ausgedehnt.

Der Ansatz zur Darstellung von Objekten in Form diffuser Systeme wird häufig verwendet bei: Beschreibung von Warteschlangensystemen, Bestimmung der Personalzahl in Unternehmen und Institutionen, Untersuchung dokumentarischer Informationsflüsse in Managementsystemen usw.

Hinsichtlich der Art der Funktionen werden spezielle, multifunktionale und universelle Systeme unterschieden.

Sondersysteme zeichnen sich durch einen eindeutigen Zweck und eine enge fachliche Spezialisierung des Servicepersonals (relativ unkompliziert) aus.

Mit multifunktionalen Systemen können Sie mehrere Funktionen auf derselben Struktur implementieren. Beispiel: ein Produktionssystem, das die Produktion verschiedener Produkte innerhalb eines bestimmten Bereichs ermöglicht.

Für universelle Systeme: Viele Aktionen werden auf derselben Struktur implementiert, aber die Zusammensetzung der Funktionen ist in Art und Menge weniger homogen (weniger definiert). Zum Beispiel ein Mähdrescher.

Je nach Art der Entwicklung gibt es zwei Klassen von Systemen: stabile und sich entwickelnde Systeme.

In einem stabilen System ändern sich Struktur und Funktionen während der gesamten Existenzdauer praktisch nicht und in der Regel verschlechtert sich die Funktionsqualität stabiler Systeme nur mit der Abnutzung ihrer Elemente. Sanierungsmaßnahmen können in der Regel nur die Verschlechterungsgeschwindigkeit verringern.

Ein herausragendes Merkmal sich entwickelnder Systeme besteht darin, dass sich ihre Struktur und Funktionen im Laufe der Zeit erheblich ändern. Die Funktionen des Systems sind konstanter, obwohl sie häufig geändert werden. Lediglich ihr Zweck bleibt nahezu unverändert. Sich weiterentwickelnde Systeme weisen eine höhere Komplexität auf.

In der Reihenfolge zunehmender Komplexität des Verhaltens: automatisch, entscheidungsfreudig, selbstorganisierend, vorausschauend, transformativ.

Automatisch: Sie reagieren eindeutig auf eine begrenzte Menge äußerer Einflüsse, ihre innere Organisation ist so angepasst, dass sie in einen Gleichgewichtszustand übergeht, wenn sie aus diesem herausgezogen wird (Homöostase).

Entscheidend: Sie verfügen über konstante Kriterien zur Unterscheidung ihrer ständigen Reaktion auf breite Klassen äußerer Einflüsse. Durch den Austausch ausgefallener Elemente bleibt die Konstanz der internen Struktur erhalten.

Selbstorganisierend: Sie verfügen über flexible Unterscheidungskriterien und können flexibel auf äußere Einflüsse reagieren und sich an verschiedene Arten von Einflüssen anpassen. Die Stabilität der inneren Struktur höherer Formen solcher Systeme wird durch ständige Selbstreproduktion gewährleistet.

Selbstorganisierende Systeme haben die Eigenschaften diffuser Systeme: stochastisches Verhalten, Instationarität einzelner Parameter und Prozesse. Hinzu kommen Anzeichen wie Unvorhersehbarkeit des Verhaltens; die Fähigkeit, sich an sich ändernde Umgebungsbedingungen anzupassen, die Struktur zu ändern, wenn das System mit der Umgebung interagiert, und gleichzeitig die Eigenschaften der Integrität aufrechtzuerhalten; die Fähigkeit, mögliche Verhaltensoptionen zu bilden und daraus die beste auszuwählen usw. Manchmal wird diese Klasse in Unterklassen unterteilt, wobei adaptive oder selbstanpassende Systeme, Selbstheilung, Selbstreproduktion und andere Unterklassen hervorgehoben werden, die verschiedenen Eigenschaften sich entwickelnder Systeme entsprechen .

Beispiele: biologische Organisationen, kollektives Verhalten von Menschen, Organisation des Managements auf der Ebene eines Unternehmens, einer Branche, eines Staates als Ganzes, d.h. in jenen Systemen, in denen es notwendigerweise einen menschlichen Faktor gibt.

Beginnt die Stabilität in ihrer Komplexität die komplexen Einflüsse der Außenwelt zu übertreffen, handelt es sich um antizipatorische Systeme: Sie können den weiteren Verlauf der Interaktion vorhersehen.

Transformables sind imaginäre komplexe Systeme auf höchstem Komplexitätsniveau, die nicht an die Konstanz bestehender Medien gebunden sind. Sie können materielle Medien wechseln und dabei ihre Individualität bewahren. Beispiele für solche Systeme sind der Wissenschaft bisher nicht bekannt.

Ein System kann aufgrund der Struktur seines Aufbaus und der Bedeutung der Rolle, die einzelne Komponenten darin im Vergleich zu den Rollen anderer Teile spielen, in Typen unterteilt werden.

In manchen Systemen kann einer der Teile eine dominierende Rolle spielen (seine Bedeutung >> (Symbol für das Verhältnis „signifikanter Überlegenheit“) die Bedeutung anderer Teile). Eine solche Komponente fungiert als zentrale Komponente und bestimmt die Funktionsweise des gesamten Systems. Solche Systeme werden zentralisiert genannt.

In anderen Systemen sind alle Komponenten, aus denen sie bestehen, ungefähr gleich wichtig. Strukturell sind sie nicht um eine zentrale Komponente herum angeordnet, sondern sind in Reihe oder parallel miteinander verbunden und haben für das Funktionieren des Systems ungefähr die gleiche Bedeutung. Es handelt sich um dezentrale Systeme.

Systeme können nach Zweck klassifiziert werden. Zu den technischen und organisatorischen Systemen zählen: produzieren, verwalten, warten.

In Produktionssystemen werden Prozesse zur Beschaffung bestimmter Produkte oder Dienstleistungen implementiert. Sie werden wiederum in materiell-energetische unterteilt, bei denen die Umwandlung der natürlichen Umwelt oder Rohstoffe in das Endprodukt stofflicher oder energetischer Natur oder der Transport solcher Produkte erfolgt; und Informationen – zum Sammeln, Übertragen und Umwandeln von Informationen und zur Bereitstellung von Informationsdiensten.

Der Zweck von Steuerungssystemen besteht darin, Material-, Energie- und Informationsprozesse zu organisieren und zu steuern.

Wartungssysteme beschäftigen sich mit der Einhaltung der vorgegebenen Leistungsgrenzen von Produktions- und Steuerungssystemen.

Die Organisationstheorie basiert auf der Systemtheorie.

System– Dies ist 1) ein Ganzes, das aus Teilen und Elementen zielgerichteter Aktivität geschaffen wurde und neue Eigenschaften besitzt, die in den Elementen und Teilen, die es bilden, fehlen; 2) der objektive Teil des Universums, einschließlich ähnlicher und kompatibler Elemente, die ein besonderes Ganzes bilden, das mit der äußeren Umgebung interagiert. Viele andere Definitionen sind ebenfalls akzeptabel. Gemeinsam ist ihnen, dass es sich bei dem System um eine korrekte Kombination der wichtigsten und wesentlichen Eigenschaften des untersuchten Objekts handelt.

Die Merkmale eines Systems sind die Vielzahl seiner konstituierenden Elemente, die Einheit des Hauptziels aller Elemente, das Vorhandensein von Verbindungen zwischen ihnen, die Integrität und Einheit der Elemente, das Vorhandensein von Struktur und Hierarchie, relative Unabhängigkeit und Präsenz der Kontrolle über diese Elemente. Der Begriff „Organisation“ bedeutet in einer seiner lexikalischen Bedeutungen auch „System“, aber nicht irgendein System, sondern gewissermaßen geordnet, organisiert.

Das System kann eine große Liste von Elementen umfassen und es empfiehlt sich, es in mehrere Subsysteme zu unterteilen.

Teilsystem– eine Reihe von Elementen, die einen autonomen Bereich innerhalb des Systems darstellen (wirtschaftliche, organisatorische, technische Teilsysteme).

Großanlagen (LS)– Systeme, die durch eine Reihe von Subsystemen mit immer geringerer Komplexität bis hin zu elementaren Subsystemen dargestellt werden, die grundlegende Elementarfunktionen innerhalb eines bestimmten großen Systems ausführen.

Das System verfügt über eine Reihe von Eigenschaften.

Eigenschaften des Systems - Dies sind die Eigenschaften von Elementen, die es ermöglichen, das System quantitativ zu beschreiben und in bestimmten Mengen auszudrücken.

Die grundlegenden Eigenschaften der Systeme sind wie folgt:

• – das System strebt danach, seine Struktur zu bewahren (diese Eigenschaft basiert auf dem objektiven Gesetz der Organisation – dem Gesetz der Selbsterhaltung);
• – Das System benötigt Management (es gibt eine Reihe von Bedürfnissen einer Person, eines Tieres, einer Gesellschaft, einer Tierherde und einer großen Gesellschaft);
• – Im System entsteht eine komplexe Abhängigkeit von den Eigenschaften seiner konstituierenden Elemente und Subsysteme (ein System kann Eigenschaften haben, die seinen Elementen nicht innewohnen, und möglicherweise nicht die Eigenschaften seiner Elemente). Wenn Menschen beispielsweise kollektiv arbeiten, können sie auf eine Idee kommen, die ihnen bei der Einzelarbeit nicht in den Sinn gekommen wäre; Das vom Lehrer Makarenko aus Straßenkindern gegründete Kollektiv akzeptierte den Diebstahl, das Fluchen und die Unordnung, die für fast alle seiner Mitglieder charakteristisch sind, nicht.

Zusätzlich zu den aufgeführten Eigenschaften weisen große Systeme die Eigenschaften Emergenz, Synergie und Multiplikativität auf.

Entstehungseigentum– Dies ist 1) eine der primären Grundeigenschaften großer Systeme, was bedeutet, dass die Zielfunktionen einzelner Subsysteme in der Regel nicht mit der Zielfunktion des BS selbst übereinstimmen; 2) die Entstehung qualitativ neuer Eigenschaften in einem organisierten System, die in seinen Elementen fehlen und für sie nicht charakteristisch sind.

Eigenschaft der Synergie– eine der primären Grundeigenschaften großer Systeme, d. h. die Unidirektionalität der Aktionen im System, die zu einer Verstärkung (Multiplikation) des Endergebnisses führt.

Multiplikativitätseigenschaft– eine der primären Grundeigenschaften großer Systeme, was bedeutet, dass sowohl positive als auch negative Effekte im BS die Eigenschaft der Multiplikation haben.

Jedes System verfügt über einen Eingabeeffekt, ein Verarbeitungssystem, Endergebnisse und Feedback

Die Klassifizierung von Systemen kann nach verschiedenen Kriterien erfolgen, das wichtigste ist jedoch ihre Gruppierung in drei Subsysteme: technische, biologische und soziale.

Technisches Subsystem Dazu gehören Maschinen, Geräte, Computer und andere bedienbare Produkte, die über Anweisungen für den Benutzer verfügen. Der Entscheidungsspielraum in einem technischen System ist begrenzt und die Konsequenzen von Entscheidungen sind meist vorbestimmt. Zum Beispiel das Verfahren zum Einschalten und Arbeiten mit einem Computer, das Verfahren zum Autofahren, die Methode zur Berechnung von Maststützen für Stromleitungen, das Lösen von mathematischen Problemen usw. Solche Entscheidungen sind formalisierter Natur und werden in a durchgeführt streng definierte Reihenfolge. Die Professionalität des Spezialisten, der Entscheidungen in einem technischen System trifft, bestimmt die Qualität der getroffenen und umgesetzten Entscheidung. Ein guter Programmierer kann beispielsweise Computerressourcen effektiv nutzen und ein qualitativ hochwertiges Softwareprodukt erstellen, während ein ungeübter Programmierer die Informations- und technischen Basis des Computers zerstören kann.

Biologisches Subsystem umfasst die Flora und Fauna des Planeten, einschließlich relativ geschlossener biologischer Subsysteme, zum Beispiel eines Ameisenhaufens, des menschlichen Körpers usw. Dieses Subsystem weist eine größere Funktionsvielfalt auf als das technische. Auch die Lösungsmöglichkeiten in einem biologischen System sind aufgrund der langsamen evolutionären Entwicklung der Tier- und Pflanzenwelt begrenzt. Allerdings sind die Konsequenzen von Entscheidungen in biologischen Subsystemen oft unvorhersehbar. Zum Beispiel die Entscheidungen eines Arztes über Methoden und Mittel zur Behandlung von Patienten, die Entscheidungen eines Agronomen über die Verwendung bestimmter Chemikalien als Düngemittel. Lösungen in solchen Subsystemen beinhalten die Entwicklung mehrerer alternativer Optionen und die Auswahl der besten anhand einiger Kriterien. Die Professionalität eines Spezialisten wird durch seine Fähigkeit bestimmt, die besten Alternativlösungen zu finden, d.h. er muss die Frage richtig beantworten: Was passiert, wenn...?

Soziales (öffentliches) Subsystem gekennzeichnet durch die Anwesenheit einer Person in einer Reihe miteinander verbundener Elemente. Typische Beispiele für soziale Subsysteme sind eine Familie, ein Produktionsteam, eine informelle Organisation, ein Autofahrer und sogar eine Einzelperson (allein). Diese Subsysteme sind den biologischen Subsystemen hinsichtlich der Funktionsvielfalt deutlich voraus. Die Lösungsmenge im sozialen Subsystem zeichnet sich durch eine große Dynamik aus, sowohl in der Menge als auch in den Mitteln und Methoden der Umsetzung. Dies erklärt sich durch die hohe Veränderungsrate im Bewusstsein eines Menschen sowie durch die Nuancen seiner Reaktionen auf dieselben Situationen derselben Art.

Die aufgeführten Arten von Subsystemen weisen unterschiedliche Grade an Unsicherheit (Unvorhersehbarkeit) in den Ergebnissen der Entscheidungsumsetzung auf

Die Beziehung zwischen Unsicherheiten in den Aktivitäten verschiedener Subsysteme

Es ist kein Zufall, dass es in der Weltpraxis einfacher ist, den Status eines Fachmanns im technischen Subsystem zu erlangen, viel schwieriger im biologischen Subsystem und äußerst schwierig im sozialen Subsystem!

Man kann eine sehr große Liste herausragender Designer, Erfinder, Arbeiter, Physiker und anderer technischer Spezialisten anführen; deutlich weniger – hervorragende Ärzte, Tierärzte, Biologen etc.; Sie können die herausragenden Führer von Staaten, Organisationen, Familienoberhäuptern usw. an Ihren Fingern auflisten.

Unter den herausragenden Persönlichkeiten, die sich mit dem technischen Subsystem beschäftigten, nehmen folgende Personen einen würdigen Platz ein: I. Kepler (1571–1630) – deutscher Astronom; I. Newton (1643–1727) – englischer Mathematiker, Mechaniker, Astronom und Physiker; M.V. Lomonossow (1711–1765) – russischer Naturforscher; P.S. Laplace (1749–1827) – französischer Mathematiker, Astronom, Physiker; A. Einstein (1879–1955) – theoretischer Physiker, einer der Begründer der modernen Physik; S.P. Korolev (1906/07–1966) – sowjetischer Designer usw.

Zu den herausragenden Wissenschaftlern, die sich mit dem biologischen Subsystem beschäftigten, gehören: Hippokrates (ca. 460 – ca. 370 v. Chr.) – antiker griechischer Arzt, Materialist; K. Linnaeus (1707–1778) – schwedischer Naturforscher; Charles Darwin (1809–1882) – englischer Naturforscher; IN UND. Wernadski (1863–1945) – Naturforscher, Geo- und Biochemiker usw.

Unter den im sozialen Subsystem tätigen Persönlichkeiten gibt es keine allgemein anerkannten Führer. Obwohl es sich dabei nach einer Reihe von Merkmalen um den russischen Kaiser Peter I., den amerikanischen Geschäftsmann G . Ford und andere Persönlichkeiten.

Ein soziales System kann biologische und technische Subsysteme umfassen, und ein biologisches System kann ein technisches umfassen.

Soziale, biologische und technische Systeme können sein: künstlich und natürlich, offen und geschlossen, vollständig und teilweise vorhersehbar (deterministisch und stochastisch), hart und weich. Zukünftig soll die Klassifizierung von Systemen am Beispiel sozialer Systeme betrachtet werden.

Künstliche Systeme werden auf Wunsch einer Person oder einer Gesellschaft erstellt, um beabsichtigte Programme oder Ziele umzusetzen. Zum Beispiel eine Familie, ein Designbüro, ein Studentenwerk, ein Wahlverein.

Natürliche Systeme von der Natur oder der Gesellschaft geschaffen. Zum Beispiel das System des Universums, das zyklische System der Landnutzung, die Strategie für eine nachhaltige Entwicklung der Weltwirtschaft.

Offene Systeme gekennzeichnet durch vielfältige Verbindungen zur äußeren Umgebung und starke Abhängigkeit von dieser. Zum Beispiel Handelsunternehmen, Medien, lokale Behörden.

Geschlossene Systeme gekennzeichnet hauptsächlich durch interne Verbindungen und wird von Personen oder Unternehmen geschaffen, um die Bedürfnisse und Interessen in erster Linie ihrer Mitarbeiter, Unternehmen oder Gründer zu befriedigen. Zum Beispiel Gewerkschaften, politische Parteien, Freimaurergesellschaften, die Familie im Osten.

Deterministische (vorhersehbare) Systeme nach vorgegebenen Regeln arbeiten, mit einem vorgegebenen Ergebnis. Zum Beispiel Studenten an einem Institut unterrichten und Standardprodukte herstellen.

Stochastische (probabilistische) Systeme gekennzeichnet durch schwer vorhersehbare Input-Einflüsse der externen und (oder) internen Umgebung und Output-Ergebnisse. Zum Beispiel Forschungseinheiten, Unternehmerunternehmen, die russisches Lotto spielen.

Weiche Systeme zeichnen sich durch eine hohe Empfindlichkeit gegenüber äußeren Einflüssen und damit eine geringe Stabilität aus. Zum Beispiel ein System von Börsenkursen, neue Organisationen, eine Person ohne feste Lebensziele.

Starre Systeme sind in der Regel autoritär und basieren auf der hohen Professionalität einer kleinen Gruppe von Organisationsleitern. Solche Systeme sind sehr widerstandsfähig gegen äußere Einflüsse und reagieren schlecht auf kleine Stöße. Zum Beispiel die Kirche, autoritäre Regierungssysteme.

Darüber hinaus können Systeme einfach oder komplex, aktiv oder passiv sein.

Jede Organisation muss über alle Funktionen des Systems verfügen. Der Verlust mindestens eines von ihnen führt unweigerlich zur Liquidation der Organisation. Somit ist der systemische Charakter einer Organisation eine notwendige Voraussetzung für ihre Aktivitäten.

Systemische Zeichen, Eigenschaften, Merkmale. Grundprinzipien der Systemanalyse. Merkmale der Analyse seltener Ereignisse Systemisches Denken und Management. Effizienz der Funktionsweise und Entwicklung von Systemen. Grundprinzipien des Systemmanagements. Entropiemuster.

SYSTEMMERKMALE, EIGENSCHAFTEN, EIGENSCHAFTEN

Systemweite Muster – Hierbei handelt es sich um Muster, die die grundlegenden Merkmale des Aufbaus, der Funktionsweise und der Entwicklung komplexer Systeme charakterisieren.

Da es keine hinreichend korrekte Definition eines Systems gibt, zeigt die Analyse verschiedener Systemkonzepte, dass es mehrere grundlegende Merkmale, Eigenschaften und Merkmale gibt, die ein Objekt oder Phänomen aufweisen muss, um als System betrachtet zu werden.

Das sind zunächst einmal die Zeichen Integrität Und Artikulation. Das Hauptmerkmal ist hier das Zeichen der Integrität, da das System als ein einziges Ganzes betrachtet wird, das aus interagierenden und (oder) miteinander verbundenen Elementen besteht.

Integrität - das Primat des Ganzen im Verhältnis zu den Teilen, die Entstehung einer neuen Funktion im System, einer neuen Qualität, die sich organisch aus seinen konstituierenden Elementen ergibt, aber keinem von ihnen für sich genommen innewohnt. Unter Integrität die innere Einheit und grundsätzliche Irreduzibilität der Eigenschaften eines Systems auf die Summe der Eigenschaften seiner Bestandteile verstehen. Vollständiges System definiert als eine Menge von Elementen (Zu R mit fester Eigenschaft R

S- Prädikat „...ein System sein*.

Verfügbarkeit tse, Gerechtigkeit impliziert, dass eine Zustandsänderung eines Elements des Systems Auswirkungen auf andere Elemente hat und zu einer Zustandsänderung des gesamten Systems führen kann. Daher ist es oft unmöglich, das System zu zerlegen, ohne es zu verlieren. integrative Eigenschaften.

• Die zweite Gruppe umfasst Anzeichen für das Vorhandensein stabiler Verbindungen (Beziehungen) zwischen Elementen des Systems, deren Stärke (Macht) den Verbindungen dieser Elemente mit Elementen, die nicht im System enthalten sind, überlegen ist. Es ist zu berücksichtigen, dass es sich bei allen Verbindungen vor allem um systembildende Verbindungen handelt. Ihre Entstehung bestimmt die integrativen Eigenschaften des Systems und seine Spezifität. Dabei können einzelne Eigenschaften einiger Elemente verstärkt und andere unterdrückt werden. Allerdings ist der Grad der Unterdrückung in der Regel nie vollständig, und daher entstehen bei der Systembildung nicht nur „nützliche“ Funktionen, die die Wirksamkeit der meisten Zustände und den Erhalt qualitativer Merkmale gewährleisten, sondern auch Funktionsstörungen die Funktion des Systems negativ beeinflussen. Aber aus systemischer Sicht bestimmen nur wesentliche Zusammenhänge integrative Eigenschaften.
• Die dritte Zeichengruppe bestimmt die Anwesenheit integrative Eigenschaften(Qualitäten), die dem System als Ganzes innewohnen, aber in den Elementen fehlen. Integrative Eigenschaften werden dadurch bestimmt, dass ihre Eigenschaften trotz ihrer Abhängigkeit von den Eigenschaften der Elemente nicht vollständig durch sie bestimmt werden. Eine integrative Eigenschaft ist etwas Neues, das durch das koordinierte Zusammenwirken von in einer Struktur vereinten Elementen entsteht und das die Elemente vorher nicht besaßen.

Als Entstehung neuer Qualitäten (Verbindungen, Eigenschaften) bei der Kombination von Elementen zu Subsystemen und Subsystemen zu einem System wird bezeichnet Entstehung.

Entstehung - der Grad der Irreduzibilität der Eigenschaften eines Systems auf die Eigenschaften der Elemente, aus denen es besteht. Dies ist eine Eigenschaft, die zur Entstehung neuer Qualitäten führt, die den Elementen, aus denen das System besteht, nicht innewohnen. Das Wesen der Emergenz liegt in der Anhäufung und Stärkung einiger Eigenschaften der Komponenten gleichzeitig mit der Nivellierung, Schwächung und Verdeckung anderer Eigenschaften aufgrund ihrer Wechselwirkung. Daher erweist es sich als unmöglich, die Eigenschaften des Systems als Ganzes vorherzusagen, indem man es in Einzelteile zerlegt und analysiert.

Jedes Element des Systems Zu hat in der Regel einen eigenen Satz Eigenschaften (Zustände, Betriebsarten, Verhaltensfähigkeiten usw.) O Allerdings ist die Anzahl der Systemeigenschaften N immer größer als die Summe der Eigenschaften einzelner Elemente 0 dieses System. In diesem Fall erscheint das System

neue, spezielle Systemeigenschaften, die dies gewährleisten Integrität (Integra- Aktivität) - innere Einheit und Irreduzibilität der Eigenschaften des Systems auf die Summe der Eigenschaften, aus denen alle seine Elemente bestehen. Obwohl sich die Eigenschaften komplexer Systeme nicht auf die Summe der Eigenschaften der Elemente reduzieren lassen, weisen sie doch ein wichtiges Merkmal ihrer Entwicklung auf: Im Laufe der Zeit erwerben ihre Elemente immer spezialisiertere Funktionen und erhöhen gleichzeitig die Integrität und Stabilität des ursprünglichen Systems . Dies bestimmt auch die Anwesenheit integrative Eigenschaften(Qualitäten), die dem System als Ganzes innewohnen.

Eines der systemischen Anzeichen ist Nicht-Additivität, da die Eigenschaften des untersuchten Objekts nicht auf die Eigenschaften seiner Teile reduziert werden können und auch nicht nur auf deren Grundlage abgeleitet werden können.

Nicht-Additivität - die grundsätzliche Irreduzibilität der Eigenschaften eines Systems auf die Summe der Eigenschaften seiner Bestandteile. Daher ein Versuch, die Wirksamkeit des Systems zu bewerten E s als Summe der gewichteten Teilwirkungsgrade seiner Komponenten Ei ist eine grobe Näherung und gilt nur für ein entartetes System, das in einzelne Elemente zerfallen ist. Erst dann entsteht die Gleichheit, die das Physische definiert Additivität".

Zu(- normalisierte Koeffizienten unter Berücksichtigung des „Beitrags“ jeder i-ten Komponente zur Effizienz des Systems -

Die vierte Gruppe sind Zeichen, die die Anwesenheit einer bestimmten Person im System charakterisieren Organisationen, was sich in einem Rückgang der Unsicherheit äußert (Entropie), deckt nur die Eigenschaften von Elementen ab, die mit den Prozessen der Aufrechterhaltung und Entwicklung der Integrität verbunden sind, d. h. Existenz des Systems. Eine Organisation entsteht, wenn natürliche stabile Verbindungen und/oder Beziehungen zwischen Elementen (Objekten, Phänomenen) entstehen, die einige Eigenschaften der Elemente verwirklichen und andere einschränken. Organisation manifestiert sich in den strukturellen Merkmalen des Systems, der Komplexität und der Fähigkeit, das System zu entwickeln und aufrechtzuerhalten. Die Organisation eines Systems ist eine höhere Ebene seiner Ordnung. Um die Organisation und Selbstorganisation zu steigern, ist es notwendig, zusätzliche Energie von außen oder von innen (aus Subsystemen) zu beziehen. Negentropie.

Eigentum eines Systems bestimmt seinen Unterschied oder seine Ähnlichkeit mit anderen Systemen, die sich in deren Interaktion manifestieren.

Eigenschaften - etwas, das eine Eigenschaft des Systems widerspiegelt.

Die Eigenschaften eines Systems werden von ihm erzeugt Strukturmuster. Je nach Art der Organisation können aus der Kombination von Elementen und deren Verbindungen unterschiedliche Strukturen gebildet werden.

In einem gut organisierten System der Interaktion von Strukturelementen /b h> > tm Systeme S gemeinsam vereinbart, fokussiert und synchronisiert, um ein gemeinsames Ziel zu erreichen. Das Potenzial 0(5) eines solchen Systems ist größer als die Summe der Potenziale aller konstituierenden Elemente (Subsysteme)

Auf diese Weise, Strukturmuster Dies sind die allgemeinsten Muster, die die Eigenschaften des Systems als Ganzes hervorbringen.

Eine der wesentlichen Systemeigenschaften ist die hierarchische Struktur des Systems. Oto ist mit Potenzial verbunden Artikulation Systeme und das Vorhandensein einer Vielzahl von Verbindungen und Beziehungen für jedes System. Beziehungen (Verbindungen) können auch eine hierarchische Struktur innewohnen, da sie auch in elementare zerlegt werden können und auf dieser Grundlage ein untergeordnetes System gebildet wird. Dadurch fungiert das System als komplexes hierarchisches Gebilde, in dem verschiedene Ebenen und Beziehungstypen unterschieden werden.

Hierarchie - Prinzip strukturelle Organisation Mehrebenensysteme, die darin bestehen, die Interaktionen zwischen den Ebenen zu rationalisieren und für die Unterordnung des Systems zu sorgen Supersystem (Hypersystem) Und Subsysteme - System. Darüber hinaus kann jede Komponente des Systems als System (Subsystem) eines umfassenderen globalen Systems betrachtet werden. Der Zweck jedes Elements der unteren Ebene besteht darin, das Ziel der höheren Ebene unterzuordnen. Nur dann kann ein komplexes hierarchisches System als Ganzes funktionieren. In Abb. In Abb. 3.1 stellt schematisch ein hierarchisches System dar, in dem Systeme einer detaillierten Untersuchung unterliegen Bei A 2 , A $ im Supersystem (Hypersystem) enthalten D. System A besteht aus drei Subsystemen B ( , B 2 , By Interessiert sich der Forscher beispielsweise für die Eigenschaften eines der Subsysteme, IN ) dann schon IN wird das untersuchte System sein, y-fi - sein Supersystem (Hypersystem), a Q, C2, C3 – Subsysteme.

Reis. 3.1.

Durch die hierarchische Struktur wird es möglich, untergeordnete Systeme sequentiell in übergeordnete Systeme einzubinden. Die Hierarchie von Systemen lässt sich gut durch die Baumstrukturen der Graphentheorie veranschaulichen. Konzept Ebene in mehreren Bedeutungen verwendet.

Zunächst wird die Ebene organisatorisch interpretiert.

Zum Beispiel , Der Grad der Organisation der Arbeit des Systembetreibers (SDO) nach Art der zu lösenden Aufgaben unterscheidet sich erheblich von den auf der Ebene der RDU und der Ebene der Verbraucherversanddienste gelösten Aufgaben.

Zweitens legt die Ebene eine gewisse Allgemeingültigkeit der Funktionsgesetze fest, die Einheit der Raum-Zeit-Topologie der Konstruktion der Komponenten des Systems. Von diesen Positionen aus kann jede Produktionsanlage auf technologischer, informationstechnischer und verwaltungstechnischer, wirtschaftlicher, sozialer oder anderer Ebene betrachtet werden. Üblicherweise werden Ebenen dieser Art aufgerufen Schichten. Eine geschichtete Darstellung kann als Mittel zur konsequenten Vertiefung der Vorstellungen über das System und seine Detaillierung dienen. Die Idee der Schichtung und Si mit den darauf angegebenen Relationen R und /?2 gelten als isomorph, wenn:

A) ihre Elemente entsprechen einander paarweise eins zu eins;

B) Wenn eine bestimmte Teilmenge von Elementen des ersten Systems durch die Beziehung /?! verbunden ist, dann ist eine Teilmenge der entsprechenden Elemente des zweiten Systems durch die Beziehung verbunden Ri umgekehrt.

Zum Beispiel. zwischen Elementen X,*2 und beija,U2 erstes System Si es gibt eine Beziehung R. Ebenso im zweiten System Si zueinander in Beziehung stehen Rj ihre entsprechenden Elemente (Abb. 3.4, A).

Reis. 3.4.

Das Vorhandensein von Isomorphismus zwischen den beiden analysierten Systemen und Si bedeutet, dass, wenn das System S ist isomorph zum System Si, Das S kann als betrachtet werden

ModellMS) Systeme Si umgekehrt. Dann läuft die Untersuchung der Eigenschaften des 5*2-Systems auf die Untersuchung der Eigenschaften des Systemmodells hinaus S - MS() oder auf die Nutzung seiner bekannten Eigenschaften.

Zum Beispiel , Die Struktur eines radialen Stromnetzes, das eine Gruppe heterogener Verbraucher mit Strom versorgt, ist isomorph.

Die Praxis zeigt, dass eine bestimmte Beziehung erfüllt ist Rt dann ist für die entsprechenden Elemente des zweiten Systems die entsprechende Beziehung erfüllt Ri(Abb. 3.4, B).

Beim Homomorphismus ist die Analogie zwischen zwei Systemen geringer als beim Isomorphismus, die Ähnlichkeit mit dem Original ist unvollständig und das reale System kann verschiedene dazu homomorphe Modelle aufweisen. Somit ist Isomorphismus ein Sonderfall des Homomorphismus.

Indikatoren wie die Anzahl der Elemente (Volumen der Ausrüstung), aus denen das System besteht; die Struktur der Verbindungen zwischen ihnen; Qualifikation des Personals, das an der Erstellung des Systems, seiner Installation, Inbetriebnahme und seinem Betrieb beteiligt ist; Benutzerfreundlichkeit usw. geben bereits eine intuitive Vorstellung davon Systemkomplexität, was eines der Hauptmerkmale des Systems ist. Ein objektives Merkmal der Komplexität eines Systems hängt von den qualitativen und quantitativen Unterschieden in den Komponenten und Zusammenhängen des Systems (seiner Diversität) ab.

Komplexität:

• 1) ein relatives Konzept, abhängig vom Forschungsstand (Analyse) des Systems;
• 2) Eigenschaften des Systems, nichtlinear abhängig von der Menge seiner konstituierenden Elemente (Subsysteme), qualitativen Unterschieden zwischen ihnen, der Anzahl, Art und Form der Verbindungen;
• 3) eine durch die interne Regelmäßigkeit des Systems bestimmte Eigenschaft, die eine Reihe seiner wichtigsten Parameter bestimmt, einschließlich der räumlichen Struktur und der Eigenschaften der in dieser Struktur ablaufenden Prozesse.

Komplexe Systeme lassen sich nicht mit der Sprache einfacher Gesetze beschreiben. Komplexität hängt mehr von der Vielfalt der Elemente und Verbindungen als von deren Anzahl ab. Die Anzahl der Elemente, die Stärke der Verbindungen zwischen den Elementen und ihre Lokalisierung können sich unkontrolliert ändern, was es schwierig macht, das Verhalten komplexer Systeme vorherzusagen. Die Erfahrung bei der Beobachtung realer Objekte zeigt, dass sie unter dem Einfluss einer Vielzahl zufälliger Faktoren funktionieren. Daher kann die Vorhersage des Verhaltens eines komplexen Systems nur im Rahmen probabilistischer Kategorien sinnvoll sein. Für erwartete Ereignisse können nur die Wahrscheinlichkeiten ihres Eintretens angegeben werden, und in Bezug auf eine Reihe von Größen müssen Verteilungsgesetze, Durchschnittswerte, Streuungen und andere probabilistische Merkmale analysiert werden.

Um den Funktionsprozess jedes spezifischen komplexen Systems unter Berücksichtigung zufälliger Faktoren zu untersuchen, ist ein ziemlich klares Verständnis der Quellen zufälliger Einflüsse und zuverlässige Daten zu ihren quantitativen Eigenschaften erforderlich. Daher geht Berechnungen oder theoretischen Analysen im Zusammenhang mit der Untersuchung eines komplexen Systems die Ansammlung von statistischem Material voraus, das das Verhalten einzelner Elemente und des Systems als Ganzes unter realen Betriebsbedingungen charakterisiert.

Die meisten Studien unterscheiden zwischen:

• - strukturelle, oder statisch Komplexität, bestimmt durch die Struktur und Konnektivität von Elementen und Subsystemen;
• - dynamische Komplexität (Komplexität des Verhaltens) Systeme in der Zeit;
• - evolutionär Komplexität (Komplexität der Entwicklung), einschließlich qualitativ unterschiedlicher Zustände, Stadien, Phasen, Stadien und Ebenen der Systementwicklung.

Die Komplexität des Systems bestimmt und Nichtlinearität alle variablen Parameter, Struktur, Verbindungen. Nichtlinearität führt dazu, dass viele Variablen nicht nur von der Zeit abhängen, sondern auch Funktionen anderer Variablen sind und sich gegenseitig beeinflussen. Daher besteht eine der Aufgaben der Systemoptimierung darin, bei gleicher Komplexität eine maximale Organisation zu erreichen oder die Komplexität auf einer bestimmten Organisationsebene zu reduzieren. Im Erkenntnisprozess eines jeden Systems ist es notwendig, Fragen zu stellen, die Kriterienpaare sind, deren Beziehungen in Abb. dargestellt sind. 3.5.

Reis. 3.5.

Ein System, das bereits aus einer relativ kleinen Anzahl von Elementen besteht, kann eine große dynamische Komplexität aufweisen. Es ist zu berücksichtigen, dass bereits das Erscheinen eines zusätzlichen Elements zur Entstehung vieler zusätzlicher Verbindungen führen kann. Darüber hinaus erhöht das Hinzufügen jedes nachfolgenden Elements die Anzahl der Verbindungen stärker als das Hinzufügen des vorherigen.

Zum Beispiel , es gibt zwei Elemente A Und IN. Hier sind nur zwei Verbindungen und zwei Richtungen möglich (Abb. 3.6, A).

Durch Hinzufügen eines weiteren Elements C erhöht sich die Anzahl der möglichen Verbindungen auf 6 (Abb. 3.6, 6 ). Wenn zwei Elemente A Und IN Treten Sie einer Koalition bei und beginnt C zu beeinflussen, dann erhöht sich die Anzahl der Verbindungen auf 8 (Abb. 3.6, V). Und wenn es 3 solcher Koalitionen geben kann (AB, AS, BC), dann wird die Anzahl der Verbindungen 12 erreichen.

Der formale Komplexitätsbegriff lässt sich wie folgt darstellen.

Lass es sein P Elementtypen und Zu- Anzahl der Elemente jedes Typs. Für jeden Elementtyp durch Expertenbewertungsmethode oder intuitiv (unter Berücksichtigung der gesammelten Erfahrung) wird die Komplexität des Elements ermittelt, gemessen an einer bestimmten Zahl sy. Dann die Komplexität S System bestehend aus Elementen mit Komplexität Sj(/" = 1, 2, i) nennen wir die Menge

kj (j - [, 2, m) - die Anzahl der im System enthaltenen Elemente des i-ten Typs.

Reis. 3.6.

Denn falls es welche gibt PC = L Elemente im System die maximale Anzahl von Verbindungen zwischen ihnen N = LL-1), dann für eine ausreichend große L Anzahl der tatsächlichen

Verbindungen - N In diesem Fall beträgt die relative Anzahl der realisierten Verbindungen a = .

Dann wird die Komplexität des Systems geschätzt als

Wo

v ist ein Koeffizient, der die Komplexität von Verbindungen im Vergleich zur Komplexität von Systemelementen berücksichtigt.

Es gibt viele Vorschläge, ein großes technisches System in Form einer „Black Box“ darzustellen. Jedoch S. Lem 1 in der „Sum of Technology“ notiert: Flugschreiber kann nicht mit programmiert werden Algorithmus.

Algorithmus:

• 1) ein ein für alle Mal erstelltes Aktionsprogramm, in dem alles im Voraus vorgesehen ist;
• 2) eine genaue, reproduzierbare und ausführbare Vorschrift, die Schritt für Schritt festlegt, wie die Aufgabe gelöst werden soll.

Mit einem Algorithmus für einen bestimmten Prozess ist es möglich, innerhalb vorgegebener Grenzen alle aufeinanderfolgenden Phasen und Stadien dieses Prozesses zu untersuchen.

Eine solche Forschung ist unmöglich, wenn sie auf sehr komplexe Systeme angewendet wird. Flugschreiber, als ein sehr komplexes System, das sich jeder Beschreibung entzieht; sein Algorithmus ist niemandem bekannt und kann nicht bekannt sein, seine Handlungen sind probabilistischer Natur und daher ist er, wenn er zweimal in die gleiche Situation gebracht wird, überhaupt nicht verpflichtet, auf die gleiche Weise zu handeln. Darüber hinaus – und das ist wohl das Wichtigste – Flugschreiber Es gibt eine Maschine, die aus ihren eigenen Fehlern bei bestimmten Aktionen lernt.

1 Lem S. Summe der Technologie. M.: ACT Publishing House; St. Petersburg: Terra Fantastica, 2002. 668 S.

Die tatsächliche Komplexität des Problems erlaubt keine Beschränkung auf probabilistische Schemata. Selbst bei hochorganisierten Systemen können sehr kleine strukturelle Veränderungen erhebliche Veränderungen bewirken, die nicht immer mit positiven Folgen einhergehen. Daher kann darauf hingewiesen werden einfache Systeme existiert nicht wirklich. In der Praxis kann diese Komplexität jedoch vernachlässigt werden, wenn sie nicht das betrifft, was uns interessiert. In der modernen Systemtheorie heißt dieses Verfahren: Hervorhebung des Forschungsniveaus: Der Forscher bewegt sich vom ursprünglichen System, das eine unendlich komplexe Struktur aufweist, zu Modelle, dessen Struktur eine begrenzte Anzahl von Verbindungen und Variablen enthält. Bei der gesamten Studie geht es darum, erhebliche Störungen zu identifizieren und gleichzeitig (wissenschaftlich fundiert) unwesentliche Störungen zu verwerfen.

Eines der Merkmale der Komplexität kann die Fähigkeit des Systems sein Selbstorganisation.

Selbstorganisation- die Fähigkeit eines Systems, seine innere Struktur und Funktion zu verändern, um sich an Umwelteinflüsse anzupassen. Selbstorganisation ist mit der Bildung einer neuen Struktur und einem Rückgang verbunden Entropie Systeme. Die Ordnung im System kann nicht nur durch die Kontrolle von einer zentralen Stelle aus aufrechterhalten werden, sondern auch durch Selbstorganisation.

Selbstorganisierende Systeme ermöglichen eine Anpassung an die Umwelt, und es sind solche Systeme, die flexibel und resistent gegenüber Störungen durch äußere Bedingungen sind. Selbstorganisation drückt sich in der Fähigkeit aus, Veränderungen in der Struktur und Funktion des Systems bei der Zielwahl mit Anpassung an die Umgebung vorherzusagen und eine Kontrolle mit einem bestimmten Ziel durchzuführen. Selbstorganisierende Systeme erfassen Erfahrungen über die Vergangenheit, Gegenwart und mögliche Zukunft sowohl des Systems als auch der Umwelt. Basierend auf diesem Wissen werden Zukunftsprognosen erstellt, die strategische Ziele und Bewegungspfade zu diesen festlegen. Selbstorganisierende Systeme erben „generische Eigenschaften“ und erwerben neue Eigenschaften, die den Veränderungen in der äußeren Umgebung angemessen sind, auch durch Mutation, was auf das kreative Wesen der Natur in der gesamten Evolution hinweist.

Der Nobelpreisträger gilt als Begründer der modernen Theorie der Selbstorganisation von Systemen I. Prigozhy Und Yu A. Urmantsev, die das nur zeigen dissipativ Systeme ist die Entstehung neuer Strukturen und damit Selbstorganisation möglich. Die Hauptfunktion Dissipabilität System und seine Selbstorganisation ist die Irreversibilität des im System ablaufenden Prozesses.

Wenn das System physisch ist, dann dank Dissipation(Energiedissipation oder Umwandlung von Bewegungsenergie in Wärme) Die darin ablaufenden Prozesse sind irreversibel.

Wenn es sich um ein soziales, wirtschaftliches usw. System handelt, wird der klassische Energiebegriff nicht darin eingeführt. Die Irreversibilität des in solchen Systemen ablaufenden Prozesses ist bedingt. Dissipativität wird bei ihnen in einem weiteren Sinne verstanden als einfache Energiedissipation, nämlich als eine Eigenschaft, die für die Irreversibilität ablaufender Prozesse verantwortlich ist. Aus dieser Sicht ist die Energiedissipation (Dissipation) eine besondere Ausprägung dieser Eigenschaft in physikalischen Systemen.

Die Irreversibilität des Prozesses ist die Haupteigenschaft der Selbstorganisation des Systems, da nur bei im System ablaufenden irreversiblen Prozessen dessen Selbstorganisation und Reduktion möglich ist Entropie. Bei reversiblen Prozessen, die für konservative Systeme charakteristisch sind, ist Selbstorganisation unmöglich und die Entropie ist immer konstant oder nimmt zu.

Betrachten Sie das System A, mit der äußeren Umgebung interagieren und die ihm zugewiesene Funktion ausführen. Ein anderes System - IN steuert die Qualität des Systembetriebs A, durch Bewertung der Auswirkungen, die die äußere Umgebung auf das System hat A. Wenn der Einfluss der äußeren Umgebung auf das System A innerhalb akzeptabler Grenzen liegen und im Systemspeicher aufgezeichnet werden IN, es gibt ein Bestätigungssignal. Ansonsten das System IN generiert Befehle, die die Parameterwerte einiger Elemente und (oder) die Struktur ändern können, indem sie einige Verbindungen unterbrechen oder neue aktivieren, derzeit unnötige deaktivieren oder Reserveelemente des Systems aktivieren A. Der Prozess der sequentiellen Änderung von Systemeigenschaften A endet damit, dass Umwelteinflüsse innerhalb der zulässigen Grenzen der Betriebsparameter der Anlage liegen A. Dies bedeutet, dass die Qualität des Systems A die festgelegten Anforderungen erfüllt und seine Eigenschaften keinen weiteren Änderungen unterliegen, bis die Umgebungsbedingungen wieder über akzeptable Grenzen hinausgehen, wird der Kontrollprozess fortgesetzt.

Mit diesem Ansatz können Sie Systeme kombinieren A Und In in einheitliches System. Wenn in diesem neuen System die Prozesse der sequentiellen Änderung von Eigenschaften, Parametern, Indikatoren über eine endliche Zeit dazu führen, dass die Einflüsse der äußeren Umgebung in akzeptable Grenzen fallen, dann heißt dieses System selbstorganisierend. Mit anderen Worten, selbstorganisierend Dabei handelt es sich um Systeme, die aufgrund von Veränderungen ihrer Eigenschaften in der Lage sind, die Art ihrer Interaktion mit der äußeren Umgebung trotz möglicher Veränderungen äußerer und innerer Faktoren stabil aufrechtzuerhalten.

Eine der Bedingungen für die Existenz eines Systems ist sein Nachhaltigkeit den störenden Einflüssen, denen es ständig ausgesetzt ist. Begriff Nachhaltigkeit, Wie viele andere Begriffe der Systemtheorie ist er polysemantisch und wird in mehreren Editionen präsentiert, abhängig von der Art des Systems und seinem Zustand, dem Zweck der Untersuchung und anderen Faktoren und Parametern.

Stabilität:

• 1) die Fähigkeit des Systems, ein dynamisches Gleichgewicht mit der Umgebung aufrechtzuerhalten, sowie die Fähigkeit zur Veränderung und Anpassung;
• 2) die Fähigkeit des Systems, auf Störungen interner und externer Parameter zu reagieren und über einen bestimmten Zeitraum denselben oder einen ähnlichen Zustand (Verhalten) beizubehalten;
• 3) die Fähigkeit des Systems, es selbständig aufrechtzuerhalten Homöostase.

Zunehmende Resilienz steht manchmal in direktem Zusammenhang mit zunehmender Komplexität

System (Gesamtzahl der Elemente und deren Redundanz), was die Komplexität der Reaktion auf Störungen erhöht. Zur Verdeutlichung der Darstellung werden die Konzepte vorgestellt klassisch(Von BIN. Ljapunow!) Und strukturell Nachhaltigkeit. Die erste wird bei Problemen zur Untersuchung der Ergebnisse äußerer Einflüsse auf feste Systeme verwendet, die zweite wird verwendet, um qualitative Änderungen in den Bewegungsbahnen (Verhalten) des Systems zu identifizieren, wenn sich seine Struktur ändert.

Bei der Funktionsweise und Transformation nichtlinearer Systeme mit instabilem Gleichgewicht (oder im Bereich des instabilen Gleichgewichts) spielen sie eine wichtige Rolle Zufällige Ereignisse. Darüber hinaus kann selbst ein Ereignis, das in seiner Bedeutung und seinem Ausmaß aufgrund einer positiven nichtlinearen Rückkopplung unbedeutend ist, erhebliche und unerwartete (oft negative) Auswirkungen auf das System haben. IN Gabelungspunkte der Prozess der Verzweigung möglich

1 Alexander Mikhailovich Lyapunov (1857-1918) - Russischer Mathematiker und Mechaniker, Akademiker der St. Petersburger Akademie der Wissenschaften, in der grundlegenden Arbeit „Das allgemeine Problem der Bewegungsstabilität“ untersuchte er umfassend das Problem der Bewegungsstabilität von Systemen mit eine endliche Anzahl von Freiheitsgraden.

Entwicklungswege des Systems, deren Fortschritt nicht mit ausreichender Genauigkeit vorhergesagt werden kann. Diese Fragen spiegeln sich in der „Chaostheorie“ wider.

Einige der Systemparameter sind systemisch(grundlegend, lebenswichtig). Sie können nicht nur quantitativ, sondern auch qualitativ sein. Die Antwort auf die Frage hängt von ihrer Bedeutung ab: Ist eine lange, stabile Existenz des Systems möglich? Überlebensfähigkeit, speichern Homöostase.

Homöostase - Funktionszustand des Systems, der die Aufrechterhaltung der dynamischen Konstanz innerhalb akzeptabler Grenzen gewährleistet lebenswichtig Funktionen und Parameter des Systems, wenn sich die interne und externe Umgebung ändert. Es bewahrt lebenswichtige Funktionen und Parameter und unterstützt so die Existenz des Systems selbst mit integrativen Eigenschaften. Es wird angenommen, dass die Homöostase durch die Wirkung von Kontrollsystemen erreicht wird. Im weiteren Sinne können wir vom Vorliegen einer Homöostase sprechen, wenn die Elemente des Systems reserviert sind.

Die Auswirkungen von Änderungen wichtiger Parameter auf das System sind nicht gleich und hängen von vielen Faktoren externer (Umweltzustand, Verbindungen mit anderen Systemen) und interner (Bereich der Parameteränderungen) Natur ab. Wie bereits erwähnt (Abschnitt 2), bestimmt die sequentielle Änderung der Systemzustände, die mit Änderungen der Modusparameter und (oder) Systemparametern im Laufe der Zeit verbunden ist Verhalten.

Beispiel . Bestimmen wir (Abb. 3.7) den Bereich der zulässigen Änderung des systemweiten Parameters X als (a, 0).

Reis. 3. 7.

Solange sein Wert nicht über ein X hinausgeht

Am Ausgang X außerhalb der Region systemische Homöostase(gepunktete Linie in Abb. 3.7) verliert das System seine integrative Qualität und hört per Definition auf zu existieren, wenn / > *5. Allerdings sind die kritischen Werte der privaten Komponenten systemweite Parameter X kann Werte annehmen (y > a, 6 partielle Homöostase y X ) und (/ 3,/ 4 ).

Annäherung der Systemparameter an maximal zulässige Werte (Flächen). A Und IN in Abb. 3.7) kann zu einer Situation führen systemische Krise- Phasen des Systemlebens, in denen die langfristige weitere Funktionsfähigkeit des Systems fraglich ist.

Eine Systemkrise kann zum Zerfall, zur Zerstörung und sogar zur Existenzunterbrechung des Systems führen, wenn nicht rechtzeitig geeignete Maßnahmen ergriffen werden. Hier betritt das System die Zone Gabelungen und ihr zukünftiger Zustand wird unvorhersehbar. Unter dem Einfluss kleinster Schwankungen auch nur eines Faktors, innerlich oder äußerlich, kann der Prozess einer zufälligen Bewegung in mehrere alternative Richtungen beginnen, deren Extrem die Rückkehr zum Normalzustand oder die Beendigung der Existenz ist.

Als Illustration in Abb. Abbildung 3.8 zeigt die Trajektorien des Systems mit Punkten möglicher Gabelungen.

Reis. 3.8.

Irgendwann unter dem Einfluss einer Reihe von Faktoren R, Die Flugbahn des Systems verzweigt sich. An diesem Punkt trifft das System selbst eine Entscheidung und wählt zufällig eine neue Richtung seiner weiteren Bewegung bis zum nächsten Gabelungspunkt pj+. Auch hier erfolgt eine Auswahl und der Vorgang wiederholt sich. Es ist unmöglich, die Zeitpunkte der Bifurkationen und die Ergebnisse der Wahl der Bewegungsrichtung genau vorherzusagen, selbst bei tiefer und vollständiger Kenntnis des Systems oder bei einer Langzeitbeobachtung seines Verhaltens.

Eine besondere Art von Krise ist plötzliche, scharfe, lawinenartig Veränderungen von Systemparametern aufgrund störender äußerer Einflüsse oder interner Widersprüche. Das Wesen jeder abrupten Transformation liegt in solchen plötzlichen Veränderungen einzelner Strukturelemente des Systems (oder des Systems als Ganzes), die zu einer plötzlichen Änderung der Wege seiner weiteren Entwicklung führen. Einige Formen solcher Sprünge werden als angesehen Katastrophen(strichpunktierte Linie in Abb. 3.7).

Lawinenprozess(Abb. 3.9) ist auf die Anhäufung von Abbaufaktoren (Energie) zurückzuführen, noch bevor es zur „Explosion*“ kommt. Die ständig angesammelte Abbauenergie bildet einen negativen Hintergrund E N f. Nachdem die Abbauenergie den Wert von EH flat / l überschreitet, kommt es zu einer intensiven, lawinenartigen Entwicklung des Prozesses, der im Moment / bei Erreichen des Wertes von EH f„ zu einer Katastrophe („Explosion*“) führt. . Ein Sonderfall der Entwicklung eines lawinenartigen Prozesses ist exponentielles Wachstum, das eine charakteristische Eigenschaft namens „ Verdopplungszeit*. Verdopplungszeit - das Intervall, in dem sich der Wert der entsprechenden Variablen des Systems verdoppelt.

Katastrophe, „Explosion“

Schwellenenergieabbau

Reis. 3.9. Entwicklung eines lawinenartigen Prozesses durch Anhäufung eines negativen Degradationshintergrundes

Beispiel . Exponentielles Wachstum wird deutlich, wenn man es mit einem bestimmten Grenzwert vergleicht. Nehmen wir an, dass einer der Systemparameter, beginnend mit dem Wert R - 0,1. verdoppelt sich jedes Jahr (Tabelle 3.1).

Tabelle 3.1

Nehmen wir das Krisenniveau dieses Systemparameters P cr= 10,0. Sobald seine widersprüchlichen Wechselwirkungen zwischen seinem Wachstum und der akzeptierten Einschränkung bedeutsam werden. Zur besseren Veranschaulichung sollte bei der Konstruktion der Abhängigkeit R(/) die Skala so gewählt werden, dass das Krisenniveau etwa in der Mitte der vertikalen Achse liegt, da hierdurch die Steilheit der Kurve und der „explosive“ Charakter deutlich sichtbar werden des Prozesses.

Wenn innerhalb des Systems ein angespannter Zustand beobachtet wird, dann ist das Auftreten von auslösen (Drei-Gern-)Mechanismus, in der Lage, das System in einen anderen Zustand zu übertragen. Je nach Ausmaß der Spannung sind unterschiedliche Auslösestufen erforderlich, um die innere Energie des Systems freizusetzen und umzuwandeln.

Beispiele Die Entwicklung notfalllawinenartiger Prozesse in der Elektrizitätswirtschaft, die zu einer Verletzung ihrer Stabilität führen, sind „Spannungslawine“ und „Frequenzlawine*“.

Um einen lawinenartigen Prozess zu stoppen, müssen vier Grundbedingungen erfüllt sein:

• 1) das Wachstum (die Abnahme) des definierenden Systemparameters reduzieren;
• 2) Reduzieren Sie die Zeit, in der sich der bestimmende Parameter in kritischen Bereichen befindet A Und IN(siehe Abb. 3.7);
• 3) Erhöhen Sie die Wahrscheinlichkeit einer wirksamen Beeinflussung des bestimmenden Parameters, wenn Sie sich dem Bereich der systemischen Homöostase a p nähern (siehe Abb. 3.7);
• 4) das Verhalten des bestimmenden Parameters effektiv vorhersagen.

Bei der Entwicklung komplexer Systeme spielt es eine bedeutende Rolle System Integration. Es basiert auf einem Auswahlmechanismus, der jene Verbindungen und Beziehungen erhält, koordiniert und stärkt, die die strukturelle und funktionale Übereinstimmung von Systemelementen erhöhen und instabile Beziehungen zerstören und schwächen. Gleichzeitig kommt es zu einer Verbesserung der Organisation des Systems und seiner Struktur, die in der Regel mit einer Veränderung (oftmals einer Zunahme) der Anzahl der Elemente und der Vielfalt der Verbindungen zur Umwelt einhergeht. Dieses Phänomen scheint zu sein systemischer Fortschritt.

Systemfortschritt gekennzeichnet durch das Auftreten struktureller und funktioneller Veränderungen, die zu einer Verbesserung führen Organisationen Systeme. Es besteht darin, die Menge nützlicher Informationen zu erhöhen, die in seiner Struktur enthalten sind, und kann mit einer Komplikation der Organisation einhergehen, obwohl der Entwicklungsprozess sozialer Strukturen und wissenschaftlicher Theorien häufig zu deren Vereinfachung führt. Allerdings werden fortschrittliche Systeme in Form moderner Technologien, Volkswirtschaften und sozialer Strukturen im Allgemeinen immer komplexer.

Zusammenfassend stellen wir fest, dass das untersuchte Objekt in dieser Studie als System dargestellt wird, wenn es durch die Merkmale Artikulation, Integrität, Verbundenheit und Nichtadditivität identifiziert wird, und dass die Studie selbst zur Klasse der systemischen Objekte gehört, wenn es wird prozedural konstruiert, ohne die Bestimmungen dieser Merkmale zu verletzen.

Der Begriff eines Systems. Anzeichen von Systemizität

Vorlesungsskript zur Disziplin

Theoretische Grundlagen von Informationsprozessen

Kapitel 1
Grundbegriffe der Informationssystemtheorie

Grundlegende Konzepte und Definitionen

Der Begriff eines Systems. Anzeichen von Systemizität

Die Notwendigkeit, den Begriff „System“ für Objekte unterschiedlicher physikalischer Natur zu verwenden, besteht seit der Antike: Aristoteles machte darauf aufmerksam, dass das Ganze (d. h. das System) nicht auf die Summe der Teile reduziert werden kann, aus denen es besteht. Jetzt haben Wissenschaftler, die sich mit allgemeiner Systemtheorie befassen, das „Prinzip der Emergenz“ verkündet.

Das Prinzip der Emergenz besteht darin, dass die Eigenschaften des Ganzen nicht auf eine einfache Summe der Eigenschaften seiner Bestandteile reduziert werden und bei der Vereinigung der Teile zu einem Ganzen eine neue Qualität entsteht, die den einzelnen Teilen nicht innewohnt.

Der Begriff „System“ und verwandte Konzepte eines integrierten, systemischen Ansatzes werden von Philosophen, Biologen, Psychologen, Kybernetikern, Physikern, Mathematikern, Ökonomen und Ingenieuren verschiedener Fachrichtungen untersucht und interpretiert. Die Notwendigkeit, diesen Begriff zu verwenden, ergibt sich in Fällen, in denen es unmöglich ist, etwas in einem Ausdruck zu demonstrieren, darzustellen oder darzustellen, und es muss betont werden, dass es groß, komplex, nicht vollständig sofort verständlich (mit Unsicherheit) und vollständig und einheitlich ist. Zum Beispiel – „Sonnensystem“, „Maschinensteuerungssystem“, „Organisationsmanagementsystem eines Unternehmens (Stadt, Region usw.)“, „Wirtschaftssystem“, „Kreislaufsystem“ usw.

In der Mathematik wird der Begriff System verwendet, um eine Reihe mathematischer Ausdrücke oder Regeln anzuzeigen – „Gleichungssystem“, „Zahlensystem“, „Maßsystem“ usw. Es scheint, dass man in diesen Fällen die Begriffe „ set“ oder „set“ . Das Konzept eines Systems betont jedoch Ordnung, Integrität und das Vorhandensein bestimmter Muster.

Wenn wir versuchen, eine allgemeine Definition für ein beliebiges System zu geben, wird diese sehr abstrakt und für praktische Zwecke nicht praktisch sein, aber alle Systeme, unabhängig von ihrer physikalischen Natur, haben einige gemeinsame Merkmale.

Ein System ist eine Menge von Elementen, die in Beziehungen und Verbindungen zueinander stehen und eine gewisse Integrität und Einheit bilden.

Anzeichen von Systemizität:

§ Strukturiertheit, also die Möglichkeit, das System in seine Bestandteile zu unterteilen; Einerseits ist das System ein integrales Gebilde und stellt eine integrale Menge von Elementen dar, andererseits können seine Elemente (integrale Objekte) im System klar unterschieden werden.

§ Vernetzung einzelner Teile, d. h. das Vorhandensein mehr oder weniger stabiler Verbindungen (Beziehungen) zwischen Elementen des Systems, deren Stärke (Macht) den Verbindungen (Beziehungen) dieser Elemente mit Elementen, die nicht in diesem System enthalten sind, überlegen ist. In Systemen jeglicher Art gibt es bestimmte Verbindungen (Beziehungen) zwischen Elementen. Darüber hinaus sind aus systemischer Sicht nicht irgendwelche Zusammenhänge entscheidend, sondern nur wesentliche Zusammenhänge (Beziehungen), die die integrativen Eigenschaften des Systems bestimmen.

§ Integrativität des Systems, d. h. das Vorhandensein gemeinsamer Ziele, Eigenschaften und Qualitäten, die dem System als Ganzes innewohnen, seinen Elementen jedoch nicht einzeln innewohnen. Die integrativen Eigenschaften des Systems werden dadurch bestimmt, dass die Eigenschaft des Systems trotz seiner Abhängigkeit von den Eigenschaften der Elemente nicht vollständig durch diese bestimmt wird. Daraus folgt, dass eine einfache Menge von Elementen und Verbindungen zwischen ihnen noch kein System ist und es daher unmöglich ist, alle Eigenschaften von a zu kennen, indem man das System in einzelne Teile (Elemente) unterteilt und jeden von ihnen einzeln untersucht normalerweise (gut) organisiertes System als Ganzes.