Классификация систем. Классификация систем также является способом их описания

Классификация систем также является способом их описания. В отличие от рассмотренных выше функционального, морфологического и информационного описаний, ориентированных, в основном, внутрь систем, классификация в большей степени направлена на внешнее описание систем.

Цель классификации - сгруппировать сходные системы для обоснования общих методов их исследования и создания. Не менее важна функция классификации - выявление различий.

Как правило описание систем здесь производится на основе использования номинальных шкал измерения (шкал наименований) в отдельных случаях удается использовать более сильную шкалу - порядковую. В качестве основы классификации кладутся уже известные общие свойства систем, различные их признаки.

Одним из таких признаков свойств систем является организация. Здесь может быть использована порядковая шкала. Полагается, что чем выше организация, тем выше класс систем. Уровень организации описывается сложностью и тезаурусом, поэтому эти признаки и будем использовать.

Наиболее простые - физические системы, которые не имеют целевой функции. При использовании их, человек приписывает им определенную функцию. В классе физических систем выделяются два подкласса: Равновесные (обратимые) и неравновесные (необратимые). Для физических систем характерно:

- увеличение энтропии (Е)

;

- неустойчивость морфологии, слабая композиция.

{Σ (t), V(t), δ (t), k(t)} ↔ { Σ '(t'), V'(t'), δ '(t'), К'(t')} -

для равновесных,

{Σ (t), V(t), δ (t), k(t)} → {Σ '(t'), V'(t'), δ '(t'), К'(t')} –

для неравновесных, но при t-t.t^* для всех систем

{Σ (t), V(t), δ (t), k(t)} → {Σ '(t'), V'(t'), δ '(t'), К'(t')},

где t^* - некоторое значение времени, через которое вследствие увеличения энтропии морфология системы необратимо изменяется (разрушается);

- отсутствие тезауруса.

Более стабильную ориентацию и явно выраженную целевую функцию имеет техническая система. В морфологическом отношении технические системы могут иметь иерархическую, неиерархическую и смешанную структуры, гетерогенный или смешанный состав элементов, прямые и обратные связи, информационные (простые) или эффекторно-информационные (сложные) подсистемы.

Для технических систем характерно:

- скорость уменьшения энтропии ограничена

а> , 0 ≤ t ≤ t_ж;

- в течении t_ж (времени жизни) морфология стабильна.

{Σ (t), V(t), δ (t), k(t)} = {Σ (0), V(0), δ (0), К(0)},

- тезауруса нет.

Кибернетические системы являются следующим, более разнообразным классом систем, обладают большей сложностью и организованностью, что достигается за счет большего числа элементов и связей. Для них характерно:

- неувеличение энтропии в течение срока жизни t_ж

≤ 0, t ≤ t_ж

- постоянство морфологии Σ, V, δ, k=const при t, t_ж;

- наличие тезауруса, отражающего среду и систему на функциональном (но не морфологическом) уровне и способного к самообучению и развитию.

Тезаурус формируется постепенно, эволюционным путем, либо системой более высокого порядка. Так как кибернетические системы не имеют полного самоотображения в тезаурусе, они не обладают саморепродукционными возможностями.

Кибернетические системы, в свою очередь, можно подразделить на программные, адаптивные и активные (изменяющие среду).

Биологические системы имеют тезаурус, отображающий как среду так и саму систему на функциональном и морфологическом уровнях. Они обладают преобразуемой организацией и способны к размножению путем саморепродукции. В свою очередь биологические системы весьма многообразны и могут по мере усложнения подразделяться на подклассы: предбиологические системы (способные к размножению путем наращивания и дублирования структур), простейшие биологические системы (способные изменять свои параметры и процессы для приспособления и воздействия на внешнюю среду), колонии (объединение простейших биологических систем), специализированные организмы (способные к трансформации своих функций как из-за изменения среды, так из-за развития системы), централизованные биосистемы (с управляющим мозгом) и высшие организмы (дополнительно способные ориентироваться в неожиданной, непредвиденной, качественно новой ситуации и рационально строить свое поведение). Для биосистем:

0

Уменьшение энтропии системы происходит за счет среды, энтропия которой из-за влияния биосистемы растет с увеличенной скоростью. Функциональная деятельность биосистем направлена на уменьшение энтропии. Если тезаурус кибернетических систем используется в большей степени для отображения среды, то тезаурус биосистемы в основном предназначен для самоотображения, которое осуществляется на очень глубоком уровне, обеспечивающее самовоспроизведение.

Еще более сложными являются общественные системы, способные уменьшать как собственную энтропию, так и энтропию окружающей среды. Основное отличие общественных систем от биологических состоит в способности экстраполировать себя и часть среды и отображать в тезаурусе экстраполированное состояние.

Общественные системы подразделяются на: разумные индивидуумы (мозг создает огромное количество моделей, служащих материалом для формирования несуществующих, вымышленных условий и сред, возникает сознание и самосознание), группу индивидуумов, сообщество, общество, большое общество (человеческое общество в целом и сверхобщество будущего, включающее космические цивилизации других миров).

Помимо рассмотренных классов систем по тем же признакам необходимо еще выделить класс интелектуальных систем - информационные модели всех систем и подсистем любого уровня.

По признаку организованности же иногда используют и более упрощенную шкалу, имеющую лишь два класса:

- казуальные системы, которым цель в сущности не присуща, а если они и имеют целевую функцию, то она задается извне;

- целенаправленные системы, способные к выбору своего поведения в зависимости от внутренне присущей цели.

Другим классификационным признаком может быть субстациональный, по которому выделяются (номинальная шкала):

- естественные системы;

- искусственные системы;

- концептуальные, или идеальные системы.

Часто системы подразделяют по связи со средой (номинальная шкала):

- открытые системы, то есть системы взаимодействующие со средой;

- закрытые системы (без взаимодействия со средой).

Практически таких систем нет, часто это понятие используется как методический прием для изучения определенных свойств в предельных ситуациях.

Довольно часто можно встретить классификацию систем по степени сложности (порядковая шкала): простая, сложная, очень сложная (большая) системы. Однако разные исследователи при этом вносят различные критерии в эту классификацию. В той или иной степени они являются некоторым аналогом классификации по организованности.

Наконец, опять таки по признаку организованности, но с акцентом на динамичность, неравновесность, системы подразделяют на: самоорганизующиеся, самосохраняющиеся и самореферентные.

Самоорганизующиеся системы рассматриваются в самых различных областях знаний и пока не выработано достаточно общего представления о них. В классической кибернетике - это, по-существу, целенаправленные системы. По Эшба [28] самоорганизующиеся системы представляют собой комплексные системы, состоящие из машиноподобной системы, в которой осуществляется самоорганизация, и управляющей системы, которая осуществляет этот процесс.

Однако в других областях знаний - физике, химии растворов, неокибернетике (кибернетике второго рода), биологии и др. обнаруживаются системы, в которых нет управляющих подсистем (как они понимаются в классической кибернетике, но в которых при определенных граничных и начальных условиях спонтанно возникают особые состояния, которые в теории динамических систем и в синергетике называются аттракторами. Слово " аттрактор " подчеркивает эффект притягивания системы к особому устойчивому состоянию, возникающего из хаотического состояния системы в процессе ее динамического изменения. В основе этого явления лежит согласованное поведение большого числа взаимодействующих подсистем. Термин " синергетика" означает совместное действие. Синергетические явления в некоторых системах (например, в физических или химических) не является самосохраняющимися, так как не обеспечивают условий для непрерывного поддержания самоорганизации.

Самосохраняющиеся системы представляют собой циклично связанные самоорганизующиеся подсистемы, где предыдущая создает условия для последующей, причем последняя подсистема в цикле поддерживает первую, так что, сохраняя друг друга, подсистемы защищают весь цикл. Например, взаимодействие частей человеческого организма, в социальных системах - отношения людей в группах, во взаимных договорах, циклично обеспечивающих работу группы фирм.

Самореферентные системы, осознавая себя, организуют нужные состояния подсистем, что и обеспечивает их самоорганизацию и циклическое поддержание при самосохранении. Самореферентность означает свойство системы каким-либо образом относиться к себе. Например, социальная система включает в себя и воспроизводит все коммуникации о очерчивает смысловое содержание будущих коммуникаций. При этом коммуникационные процессы в социальной системе не являются носителями входной и выходной информации. Система является закрытой в отношении смыслового содержания коммуникативных актов. Это содержание может реализовано только посредством круговорота внутри системы. самореферентная система вставляет описание себя в себе, идентифицирует себя с собственной упрощенной моделью. По своим внешним проявлениям такая система операционально замкнута (хотя и осуществляет обмен со средой, энергией веществом). С позиции внешнего наблюдателя такая система не может иметь функционального описания по схеме " вход-выход", ибо она не функционализирована для достижения целей наблюдателя. Реакция системы на одинаковые, с точки зрения наблюдателя, воздействия среды могут быть совершенно различными и, вообще говоря, не являться реакциями. Эта независимость от входа, называемая автономией, является также свободой системы относительно наблюдателя. Каждая операционально замкнутая система обладает собственным поведением.

В свете изложенного применительно к социальным системам вводятся понятия естественной социальной системы в отличие от искусственной, созданной человеком-конструктором, который воздействует на структуру такой системы и на правила поведения в ней. Но такая искусственная система, построенная по принципу " вход-выход", распадается, если убрать воздействие " конструктора". Люди убегают из концлагерей, перелезают через стены, подделывают документы, рискуют жизнью, чтобы избежать того или иного заботливо спроектированного Социального рая. В отличие от искусственной системы, где завершенность предусмотрена планированием, в естественной системе, завершенность неизвестна и порождается самой системой. Устойчивые состояния в естественных социальных системах возникают в результате согласованного взаимодействия членов общества.

Таким образом, самоорганизующиеся системы можно представить следующей моделью. Система - открытая, имеет связи со средой, по которым обменивается с ней энергией, веществом, информацией. Причем обмен этот не равновесный, что приводит к динамическому изменению морфологии системы (изменение связей, структуры и т.д.). В процессе этого изменения система проходит различные фазы: хаоса, определенной организованности, в диссипативных системах может установиться некоторое устойчивое динамическое равновесие.

С другой стороны морфология системы определяет интенсивность обменных процессов со средой, например, размер поглощаемой энергии, а, следовательно, влияет и на свое же состояние, свою морфологию, то есть система влияет сама на себя, самоорганизовывается. В своем движении система попадает в некоторые особые состояния аттракторы (притягивающие).

В физико-технических системах процесс самоорганизации, попадание в особые состояния происходит путем физического и химического взаимодействия случайным образом в силу нелинейности

связей, дискретности переменных, случайности граничных и начальных условий элементов системы, в результате чего и формируется определенная структура системы. В общественных системах взаимодействие ее элементов может осуществляться и на основе передачи между ними информации, идей, которые сплачивают, организуют людей, качество же организации влияет на эффективность использования отбираемой из среды энергии, вещества, а следовательно и на темпы развития системы. Здесь, видимо, имеется принципиальная возможность узнать те состояния системы, которые она может принять при тех или иных согласованных действиях ее членов.

Литература

1. Платон Государство. Соч. в 3-х тт. Т.3 - М.: Мысль, 1971- 687с.

2. Н. Винер Кибернетика, или управление и связь в животном и машине. - М.: Наука, 1983 - 343с.

3. Н. Винер Кибернетика и общество. - М.: ИЛ, 1958, 200с.

4. О. Ланге Введение в экономическую кибернетику. - М.: Прогресс, 1968 - 298с.

5. Р. Аллен Математическая экономия. - М.: ИЛ, 1963-667с.

6. Д.М. Кейнс Общая теория занятости, процента и денег. -М.: Прогресс, 1978 - 494с.

7. А.А. Богданов Всеобщая организационная наука (текстология). Соч. в 2-х тт. - М.: Книга, 1989.

8. План электрификации РСФСР. Введение к докладу YIII съезду Советов Государственной комиссии по электрификации России. 2е изд. - М., Госкомиздат, 1955 - 660с.

9. А.С. Клюев Автоматическое регулирование. М.: Энергия, 1973 - 391с.

10. П.В. Куропаткин Теория автоматического управления. -М.: Высшая школа, 1973 - 527с.

11. Дж. Лейтман Введение в теорию оптимального управления.- М.: Наука, 1968 - 190с.

12. Управление - это наука и искусство: А. Файоль, Г. Эмерсон, Ф. Тейлор, Г. Форд. - М.: Республика, 1992 - 351с.

13. Г. Кунц, С. Одоннел Управление: Системный и ситуационный анализ управленческих функций. В 2-х тт. - М.: Прогресс, 1981, т.1 - 495с., т.2 - 512с.

14. С. Янг Системное управление организацией. - М.: Советское радио, 1972 - 455с.

15. М.Х. Мескон, М. Альберт, Ф. Хедоури Основы менеджмента.- М.: Дело, 1992 - 720с.

16. Разработка и внедрение автоматизированных систем в проектирование (теория и методология). - М.: Стройиздат, 1975 - 210с.

17. Г.П. Щедровицкий Схема мыследеятельности - системно-структурное строение, смысл, содержание. - Системные исследования. Ежегодник, 1986. М.: Наука, 1987 - 445с.

18. С.В. Попов, Г.П. Щедровицкий Конкурс руководителей. М.: Прометей, 1989 - 96с.

19. О.С. Разумовский Бихевиоральные системы. Новосибирск, Наука, 1993 - 240с.

20. В.Е. Хиценко Самоорганизация в социальных системах. Эволюционный менеджмент, Новосибирск, НГТУ, 1993 - 50с.

21. Бертоланфи фон Л. Общая теория систем - критический обзор. - В кн. Исследования по общей теории систем. Пер. с англ. М.: Прогресс, 1969, с.41-50.

22. Системные исследования. Методологические проблемы. Ежегодники. - М.: Наука.

23. В.В. Дружинин, Д.С. Конторов Проблемы системологии, М.: Советское радио, 1976 - 296с.

24. Ф.И. Перегудов, Ф.П. Тарасенко Введение в системный анализ - М.: Высшая школа, 1989 - 367с.

25. Гик Дж., Ван Прикладная общая теория систем: Пер. с англ. - М.: Мир, 1981 - 733с. (в двух книгах).

26. Г. Гуд, Р. Макол Системотехника Введение в проектирование больших систем. - М.: Советское радио, 1962, 383с.

26 Л. Заде Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. - М.: Мир. 1976 - 165с.

27. Дж. Бендарт, А. Пирсон Изменение и анализ случайных процессов. - М.: Мир, 1974 - 408с.

28. У.Р. Эшби Принципы самоорганизации. Принципы самоорганизации. - М.: 1966, с. 314-343.