Система — это группа взаимодействующих или взаимосвязанных элементов, которые действуют в соответствии с набором правил, образуя единое целое . [1] Система, окруженная окружающей средой и находящаяся под ее влиянием , описывается ее границами, структурой /система/
и цель и выражается в ее функционировании. Системы являются предметом изучения теории систем и других системных наук .
Системы имеют несколько общих свойств и характеристик, включая структуру, функции, поведение и взаимосвязь.
Термин « система» происходит от латинского слова systēma , в свою очередь от греческого σύστημα systēma : «целое понятие, состоящее из нескольких частей или членов, система», литературная «композиция». [2]
В 19 в. французский физик Николя Леонар Сади Карно , изучавший термодинамику , стал пионером в разработке понятия системы в естественных науках . В 1824 году он изучил систему, которую он назвал рабочим веществом (обычно телом водяного пара) в паровых машинах , в отношении способности системы совершать работу при приложении к ней тепла. Рабочее тело могло быть приведено в контакт либо с котлом, либо с холодным резервуаром (струей холодной воды), либо с поршнем (на который рабочее тело могло совершать работу, нажимая на него). В 1850 году немецкий физик Рудольф Клаузиус обобщил эту картину, включив в нее понятие окружающей среды , и начал использовать термин « рабочее тело» применительно к системе.
Биолог Людвиг фон Берталанфи стал одним из пионеров общей теории систем . В 1945 году он представил модели, принципы и законы, применимые к обобщенным системам или их подклассам, независимо от их конкретного вида, природы их составных элементов и отношений или «сил» между ними. [3]
В конце 1940-х и середине 50-х годов Норберт Винер и Росс Эшби первыми применили математику для изучения систем управления и связи, назвав это кибернетикой . [4] [5]
В 1960-х годах Маршалл Маклюэн применил общую теорию систем в подходе, который он назвал полевым подходом и анализом фигуры/фона , к изучению теории СМИ . [6] [7]
В 1980-х годах Джон Генри Холланд , Мюррей Гелл-Манн и другие ввели термин « сложная адаптивная система» в междисциплинарном институте Санта-Фе .
Теория систем рассматривает мир как сложную систему взаимосвязанных частей. Охват системы определяется путем определения ее границ ; это означает выбор, какие объекты находятся внутри системы, а какие снаружи — как часть окружающей среды . Можно создать упрощенные представления ( модели ) системы, чтобы понять ее и предсказать или повлиять на ее будущее поведение. Эти модели могут определять структуру и поведение системы.
Существуют природные и рукотворные (созданные) системы. Природные системы могут не иметь очевидной цели, но их поведение может интерпретироваться наблюдателем как целенаправленное. Созданные человеком системы создаются с различными целями, которые достигаются некоторыми действиями, выполняемыми системой или с ее участием. Части системы должны быть связаны; они должны быть «предназначены для работы как единое целое» — в противном случае это были бы две или более отдельные системы.
Большинство систем являются открытыми , обменивающимися веществом и энергией с окружающей средой; как машина, кофеварка или Земля . Закрытая система обменивается с окружающей средой энергией, но не материей; как компьютер или проект Биосфера 2 . Изолированная система не обменивается ни веществом, ни энергией с окружающей средой. Теоретическим примером такой системы является Вселенная .
Открытую систему также можно рассматривать как ограниченный процесс преобразования, то есть черный ящик , который представляет собой процесс или совокупность процессов, которые преобразуют входные данные в выходные. Входящие ресурсы потребляются; производятся результаты. Понятие ввода и вывода здесь очень широкое. Например, продукция пассажирского судна — это перемещение людей от места отправления к месту назначения.
Система включает в себя несколько представлений . Созданные человеком системы могут иметь такие представления, как концепция, анализ , проектирование , реализация , развертывание, структура, поведение, представления входных данных и представления выходных данных. Для описания и представления всех этих представлений необходима системная модель .
Архитектура системы, использующая одну интегрированную модель для описания нескольких представлений, является разновидностью системной модели.
Подсистема — это набор элементов, который сам по себе является системой и компонентом более крупной системы. Семейство подсистем ввода заданий мейнфрейма IBM ( JES1 , JES2 , JES3 и их предшественники HASP / ASP ) являются примерами. Их общими элементами являются компоненты, которые обрабатывают ввод, планирование, буферизацию и вывод; они также имеют возможность взаимодействовать с местными и удаленными операторами.
Описание подсистемы — системный объект, содержащий информацию, определяющую характеристики операционной среды, управляемой системой. [8] Тесты данных выполняются для проверки правильности данных конфигурации отдельной подсистемы (например, длины MA, профиля статической скорости и т. д.) и относятся к одной подсистеме с целью проверки ее конкретного применения (SA). [9]
Существует множество видов систем, которые можно анализировать как количественно , так и качественно . Например, в анализе динамики городских систем А.В. Стейсс определил пять пересекающихся систем, включая физическую подсистему и поведенческую систему. Что касается социологических моделей, находящихся под влиянием теории систем, [10] Кеннет Д. Бэйли определил системы в терминах концептуальных , конкретных и абстрактных систем, изолированных , закрытых или открытых . [11] Уолтер Ф. Бакли определял системы в социологии с точки зрения механических , органических и процессуальных моделей . [12] Бела Х. Банати предупредил, что для любого исследования системы понимание ее типа имеет решающее значение, и определил естественные и спроектированные , то есть искусственные, системы. [13] Например, естественные системы включают субатомные системы, живые системы , Солнечную систему , галактики и Вселенную , а искусственные системы включают искусственные физические структуры, гибриды природных и искусственных систем, а также концептуальные знания. Человеческие элементы организации и функций подчеркиваются соответствующими абстрактными системами и представлениями.
У искусственных систем по своей сути есть серьезный недостаток: они должны основываться на одном или нескольких фундаментальных предположениях, на которых строятся дополнительные знания. Это находится в строгом соответствии с теоремами Гёделя о неполноте . Искусственную систему можно определить как «непротиворечивую формализованную систему, содержащую элементарную арифметику». [14] Эти фундаментальные предположения не являются вредными по своей сути, но они должны по определению считаться истинными, и если они на самом деле ложны, то система не так структурно целостна, как предполагается (т.е. очевидно, что если исходное выражение ложно , то искусственная система не является «непротиворечивой формализованной системой»). Например, в геометрии это очень заметно при постулировании теорем и экстраполяции их доказательств.
Джордж Дж. Клир утверждал, что ни одна «классификация не является полной и совершенной для всех целей», и определял системы как абстрактные, реальные и концептуальные физические системы , ограниченные и неограниченные системы, дискретные и непрерывные, импульсные и гибридные системы и т. д. Взаимодействия между Системы и их среды подразделяются на относительно закрытые и открытые системы . [15] Важные различия были также сделаны между жесткими системами – техническими по своей природе и поддающимися таким методам, как системное проектирование , исследование операций и количественный системный анализ – и мягкими системами, в которых участвуют люди и организации, обычно связанные с концепциями, разработанными Питером Чеклэндом. и Брайан Уилсон через методологию мягких систем (SSM), включающую такие методы, как исследование действий и упор на совместные проекты. [16] Там, где жесткие системы можно назвать более научными , различие между ними часто неуловимо.
Экономическая система – это социальный институт , который занимается производством , распределением и потреблением товаров и услуг в конкретном обществе . Экономическая система состоит из людей , институтов и их отношений с ресурсами, таких как соглашение о собственности . Он обращается к проблемам экономики , таким как распределение и нехватка ресурсов.
Международная сфера взаимодействующих государств описывается и анализируется в системных терминах некоторыми учеными-международниками, особенно представителями неореалистической школы . Однако этот системный метод международного анализа подвергается сомнению со стороны других школ мысли международных отношений, в первую очередь конструктивистской школы , которая утверждает, что чрезмерное внимание к системам и структурам может затмить роль индивидуального агента в социальных взаимодействиях. Системные модели международных отношений также лежат в основе видения международной сферы либеральной институционалистской школы мысли, которая уделяет больше внимания системам, порожденным правилами и управлением взаимодействием, особенно экономическим управлением.
В информатике и информатике система — это аппаратная система, программная система или их комбинация, структура которой состоит из компонентов , а в качестве поведения — наблюдаемые межпроцессные связи .
Существуют системы счета, например, римские цифры , различные системы хранения документов или каталогов, а также различные библиотечные системы, примером которых является Десятичная классификация Дьюи . Это по-прежнему соответствует определению компонентов, которые связаны друг с другом (в данном случае для облегчения потока информации).
Система также может относиться к структуре, также известной как платформа , будь то программное или аппаратное обеспечение, предназначенная для запуска программ. Недостаток в компоненте или системе может привести к тому, что сам компонент или вся система не смогут выполнять требуемую функцию, например, неправильное утверждение или определение данных [17].
В технике и физике физическая система — это изучаемая часть Вселенной ( одним из основных примеров которой является термодинамическая система ). В инженерном деле также существует концепция системы, относящаяся ко всем частям и взаимодействиям между частями сложного проекта. Системная инженерия — это отрасль инженерии, которая изучает, как следует планировать, проектировать, внедрять, строить и обслуживать системы этого типа. [17]
Социальные и когнитивные науки признают системы в моделях человеческой личности и в человеческих обществах. Они включают функции человеческого мозга и психические процессы, а также системы нормативной этики и социальные/культурные модели поведения.
В науке управления , исследовании операций и организационном развитии (ОД) человеческие организации рассматриваются как системы (концептуальные системы) взаимодействующих компонентов, таких как подсистемы или системные агрегаты, которые являются носителями многочисленных сложных бизнес-процессов ( организационного поведения ) и организационных структур. Теоретик организационного развития Питер Сенге развил понятие организаций как систем в своей книге «Пятая дисциплина» .
Теоретики организации, такие как Маргарет Уитли , также описали работу организационных систем в новых метафорических контекстах, таких как квантовая физика , теория хаоса и самоорганизация систем .
Существует еще такое понятие, как логическая система . Наиболее очевидным примером является исчисление, разработанное одновременно Лейбницем и Исааком Ньютоном . Другой пример — логические операторы Джорджа Буля . Другие примеры относятся конкретно к философии, биологии или когнитивной науке. Иерархия потребностей Маслоу применяет психологию к биологии, используя чистую логику. Многочисленные психологи, в том числе Карл Юнг и Зигмунд Фрейд, разработали системы, которые логически организуют психологические области, такие как личности, мотивации или интеллект и желания. Часто эти области состоят из общих категорий, следующих из следствий, таких как теорема . Логика применялась к таким категориям, как таксономия , онтология , оценка и иерархии .
В 1988 году военный стратег Джон А. Уорден III представил модель системы пяти колец в своей книге « Воздушная кампания» , утверждая, что любую сложную систему можно разбить на пять концентрических колец. Каждое кольцо — лидерство, процессы, инфраструктура, население и подразделения действий — можно использовать для изоляции ключевых элементов любой системы, нуждающихся в изменениях. Модель эффективно использовалась планировщиками ВВС во время Первой войны в Персидском заливе . [18] [19] [20] В конце 1990-х годов Уорден применил свою модель к бизнес-стратегии.
