Закономерности функционирования сложных систем

Для более детального рассмотрения особенностей функционирования систем познания их свойств недо­статочно, необходимо еще и изучить закономерности функционирования сложных систем.

Приведем основные из этих закономерностей [16].

1. Закономерность целостности проявляется в воз­никновении у системы новых интегративных ка­честв, не свойственных ее компонентам.

При изучении данной закономерности необходи­мо учитывать, что, во-первых, свойства системы (цело­го) не являются суммой свойств элементов (частей), во-вторых, свойства системы (целого) зависят от свойств элементов (частей).

Целостная система — это система, в которой каж­дый элемент связан со всеми другими элементами системы, и изменения, вносимые в один из элементов, вызывают необходимость внесения изменений во все остальные элементы.

Целостность экономической системы проявляется в том, что изменение структуры, связей и поведения лю­бого экономического субъекта оказывает воздействие на все другие экономические субъекты и изменяет систе­му в целом. Верно и обратное: любое изменение наци­ональной экономики вызывает преобразование струк­туры, связей и поведения экономических субъектов.

Степень целостности системы можно определить по формуле, рассчитав показатель целостности Ц [11]:

Ц = М_ф / М_max

где М_ф, — фактическое число связей в системе; М_max — максимально возможное число связей.

Максимально возможное число связей рассчиты­вается как:

М_max = п{п — 1),

где п — число элементов в системе.

Показатель целостности системы изменяется в пределах от 0 до 1, включая крайние значения.

При равенстве числа фактических связей и мак­симально возможного числа связей система является абсолютно целостной (Ц = 1).

Противоположным понятием целостности являет­ся понятие обособленности. Обособленной считается система, в которой элементы не связаны между собой, и изменение любого элемента не требует изменения других элементов. Вызывает сомнение возможность употребления словосочетания «обособленная система», так как это противоречит смыслу самой категории «система».

При отсутствии фактических связей (Мф = 0) пока­затель целостности равняется нулю и система нахо­дится в состоянии обособленности. Показатель обособ­ленности также поддается расчету и определяется как

О = 1-Ц.

Реальные системы управления не могут находить­ся ни в состоянии абсолютной целостности, ни в со­стоянии абсолютной обособленности (аддитивности). Они сочетают в себе и свойства целостной системы, и свойства аддитивной системы. Сочетание этих свойств определяет возможность развития системы путем за­мены отдельных элементов.

Для оценки тенденций проявления свойств пользуются двумя сопряженными закономерностями: прогрессирующей факторизацией,— стремлением си­стемы к состоянию со все более независимыми эле­ментами и прогрессирующей систематизацией — стремлением системы к целостности.

2. Коммуникативность. Эта закономерность состав­ляет основу определения системы, из которой сле­дует, что система не изолирована от других систем, она связана множеством коммуникаций со средой, представляющей систему более высокого порядка, с нижележащей системой, с системой того же уровня.

3. Иерархичность. Особенность иерархичности как закономерности заключается в том, что качествен­ные изменения свойств компонентов более высокого уровня иерархии по сравнению с объединен­ными компонентами нижележащего уровня проявляются на каждом уровне иерархии. При этом объединение компонентов на каждом уровне иерархии приводит к тому, что каждый подчиненный член иерархии приобретает новые свойства, отсутствующие у него в изолированном состоянии. При использовании закономерности иерархично­сти как средства исследования систем управления с неопределенностью происходит как бы расчленение «большой» неопределенности на более мелкие, кото­рые лучше поддаются исследованию изучению).

4. Эквифинальность. Эта закономерность характери­зует предельные возможности системы. Эквифи­нальность применительно к открытой системе оз­начает способность достигать не зависящего от времени и исходных условий состояния, которое определяется исключительно параметрами систе­мы. Эта закономерность очень мало изучена. При изучении данной закономерности появляются воп­росы: «Какие параметры систем обеспечивают свойство эквифинальности?», «Как обеспечивает­ся это свойство?».

5. Закон «необходимого разнообразия». Применитель­но к системам управления звучит следующим об­разом: «разнообразие управляющей системы дол­жно быть больше (или, по крайней мере, равно) разнообразию управляемого объекта или процес­са». То есть когда лицо, принимающее решение, сталкивается с проблемой, решение которой для него неочевидно, имеет место некоторое разнооб­разие возможных решений (V_d). Этому разнообра­зию противостоит разнообразие мыслей исследо­вателя (Vn). Задача исследователя заключается в том, чтобы свести разнообразие (V_d — V_n) к мини­муму. Предельные оценки потенциальной эффек­тивности сложных систем можно получить на ос­нове количественного выражения предельных законов надежности, помехоустойчивости, управ­ляемости.

6. Историчность. Закономерность историчности зак­лючается в том, что любая система не может быть неизменной, она не только функционирует, но и развивается. Любая система проходит через эта­пы становления, расцвета, упадка и, возможно, ликвидации. Время является непременной харак­теристикой этого процесса.

3.7.. Структуры систем, их виды и формы

представления

Любая система может быть представлена простым перечислением элементов или «черным ящиком» (мо­дель «вход — выход»). Однако при исследовании сис­тем управления такого отображения недостаточно, так как требуется выяснить, что собой представляет сис­тема, что в ней обеспечивает выполнение поставлен­ной цели. В этих случаях систему отображают путем расчленения на подсистемы, компоненты, элементы с взаимосвязями, которые могут носить различный ха­рактер, и вводят понятие структуры.

«Структура» в переводе с латинского означает строение, расположение, порядок и отражает опреде­ленные взаимосвязи, взаиморасположение составных частей системы, ее устройство. Она является той внут­ренней основой, которая обеспечивает функциониро­вание системы управления. При этом в сложных сис­темах структура отражает не все элементы и связи между ними, а лишь наиболее существенные.

Таким образом, структура характеризует органи­зованность системы управления, устойчивую упорядоченность ее элементов и связей.

Необходимо заметить, что структурные связи об­ладают относительной независимостью от элементов и могут выступать как инвариант при переходе от одной системы к другой, перенося закономерности, выявлен­ные и отраженные в структуре одной из них, на дру­гие. В связи с этим полезно определиться с видами структур и их проанализировать [16].