Класифікація систем. Прості та складні системи

1. Класифікаційні ознаки систем

2. Характеристика простих та складних систем

3. Стани складних систем

4. Переходи між станами у складних системах

 

 

Класифiкацiя систем ускладнена ix велетенським рiзноманiттям. Тому обмежимося декiлькома головними загальними класифiкацiйними ознаками.

За характером функціональних зв'язків системи поділяються на відкриті, ізольовані, закриті.

У відкритих системах відбувається обмін речовиною та енергією. До цих систем належать всі природні системи. В ізольованих системах (штучних) не відбувається обміну речовин та енергії. У закритих системах відбувається лише обмін енергією.

Слід зазначити що, в природі існує три класи сукупностей (систем) : неорганізована; неорганічна; органічна.

Неорганізована сукупність (наприклад, купа каміння або скупчення людей на вулиці) характеризується відсутністю будь-яких ознак або рис внутрішньої організації. У випадках коли складові цієї сукупності покидають її, то складові цього об'єднання не зазнають будь-яких змін, що свідчить про відсутність у подібній сукупності цілісних, інтегрованих властивостей. В цьому випадку властивості сукупності вцілому співпадають з сумою властивостей ізольованих складових сукупності. А відтак дана сукупність не має системного характеру.

Неорганічна система характеризується тим, що кожна її частина (складова) здатна функціонувати самостійно.

Органічна система (цілісна єдність) характеризується специфічними властивостями, а саме: ізоляції, інтеграції, цілісності, стабільності, рівноваги, управління, емерджентності. Наведені властивості органічних систем не спостерігаються у жодного елемента системи зокрема.

Слід зазначити, що матеріальні системи мають подвійну природу: інформаційну і матеріальну. Інформаційна програма взаємодії в просторі і часі матеріальних частин поєднує їх у систему.

Розвиток притаманний лише природним системам. Іншими словами розвиток природи відбувається через розвиток систем, з яких вона складається. У свою чергу, розвиток будь-якої системи – це, насамперед, зміна її стану.

Стан системи визначається сукупністю значень характерних для даної системи величин, які називаються параметрами стану.

Наприклад, стан екосистеми визначається її структурою, кількісним складом екологічних ніш, трофічними зв'язками, енергобалансом і ін. Стан економічних систем визначається обсягом товарно-грошових потоків, що проходять через систему, балансом доходів і її витрат, ін. Стан будь-якого організму (тварини або людини) може бути оцінений параметрами обмінних процесів за допомогою яких він обмінюється із зовнішнім середовищем речовиною, енергією та інформацією. У свою чергу обмінні процеси пов'язані з внутрішніми параметрами самого організму: температурою, кров'яним тиском, ін.

За походженням системи можуть бути природними, штучними, змiшаними (рис. 1). Природнi системи характеризуються наявнiстю лише складових природного походження. Це – високогiрнi масиви, заповiднi територii, Антарктида, а також безлiч невеликих систем з мiкроорганiзмами.

Штучнi системи створені людиною для задоволення певних людських потреб. Це – технiчнi споруди рiзноманiтного призначення (машини, технологiчне обладнання, транспортнi засоби тощо), людськi поселения, степовi лiсонасадження тощо.

Змiшанi системи найбiльше розповсюдженi i в залежностi вiд спiввідношення в них складових природного i штучного походження дiляться на природно-штучнi i штучно-природнi.

За складністю або кiлькiстю piвнів, систем розташованi в широкому дiапазонi – вiд найпростiших дворiвневих, складовими яких е елементи (краплина води, молоток, тощо), до суперскладних (бiосфера чи світова економіка), якi налiчують десятки piвнів.

За повнотою системи дiляться на повнi i спрощенi. Спрощення системи може вiдбуватися, в залежностi вiд мети, трьома способами: обмеженням числа piвнів, обмеженням числа пiдсистем, обмеженням як числа її рівнів так i числа пiдсистем. Складнi багаторiвневi системи можуть бути спрощеними за рахунок обмеження кiлькостi piвнів методом «чорного ящика», коли складовi пiдсистеми певного рiвня приймаються як неподiльнi елементи - «чорнi ящики». Спрощення другим способом виконуються виведенням пiдсистеми за межi системи i врахуванням її впливу у виглядi зовнiшнього фактора. Спрощеними (так званi галузевi (предметнi) системи – географiчнi, бiологiчнi, клiматичнi, економiчнi тощо.

За матерiальнiстю складових системи роздiляються на матерiальні, нематерiальнi i комплекснi. Матерiальними (системи, якi охоплюють об'єкти живої i косної природи, людей, штучнi об'єкти. Нематерiальнi системи об' єднують людськi соцiальнi категорії – мораль, право, культуру, управлiння, етику тощо. До нематерiальних вiдносяться також абстрактнi системи – поняття, закони, гiпотези, закономiрностi. Комплексні системи складаються з матерiальних i нематерiальних частин.

Для вирішення подібних питань і почали розроблятись складні системи. Їх головною особливістю стало те, що окрім відомих і чітко визначених факторів, що впливають на стан і динаміку системи, визнається вплив випадкових, стохастичних факторів. Тобто, визнається можливість зміни і переходу системи в абсолютно непередбачувані стани.

Відразу зауважимо, що розгляд дійсності та взаємопов'язаних явищ і процесів у ній як складної системи не є запереченням класичної науки. Це лише спосіб краще пізнати світ. Факти: як наукового, так і повсякденного характеру демонструють нам, що не все, що відбувається навколо нас можна точно пояснити. Часто потрібно користуватись категорією випадковості, і через призму неї сприймати ці процеси. Новий погляд на функціонування систем є, скоріше, паралельно сформованою концепцією, яка намагається пролити світло на ті моменти, які можуть бути розкритими в межах класичних теорій.

 

 

Перш ніж визначити, що ж являє собою складна система, спробуємо розібратись в тому, чим являється система взагалі і чому виникла необхідність протиставлення простих та складних систем. Без цих вихідних понять буде неможливо розкрити внутрішній зміст складних систем.

Система – сукупність взаємопов'язаних елементів, які