Существует множество определений понятия системы. Одному историку удалось собрать коллекцию из 45 определений. Наиболее полно в разных науках раскрывают существенные свойства следующие.
1) Система представляет собой определенное множество взаимосвязанных элементов, образующих устойчивое единство и целостность, обладающее интегральными свойствами и закономерностями (Клир,1973).
2) Система – набор объектов, имеющих данные свойства и набор связей между объектами и их свойствами (Основы общей…. 1992).
3) Система – такой комплекс избирательно отвлеченных компонентов, у которых взаимодействие и взаимоотношение приобретает характер взаимодействия компонентов на получение фокусированного полезного результата (Анохин, 1978).
4) Для систем «машина – человек – среда» под системой понимается такая совокупность элементов, объединенных общими ресурсами, связями, функциональной средой и целью существования, которая обладает свойствами, отсутствующими у отдельных элементов. Элементы – всякие, условно неделимые и самостоятельно функционирующие части системы (Чернышов, 2008).
Акад. Анохин считает, что в определении системы важна не вообще совокупность взаимодействующих компонентов, а совокупность взаимодействующих компонентов для достижения чего-то конкретного. Конкретная цель вводится через исходную потребность, которая выступает в качестве системообразующего фактора.
Признание в качестве цели сложных систем гармонию, я могу смело заявлять, что устойчивые системы – это способ существования окружающего нас мира, когда взаимосвязанные элементы, объединенные в подсистемы нескольких иерархических уровней обеспечивают системе эмерджентность, саморазвитие и устойчивость.
Основные компоненты системы: элемент, система, связь, взаимодействие, внешняя среда представлены на рис.10.3.
Множество А элементов системы можно представить в виде равенства
A = {ai}, (10,1)
где ai – i элемент системы, i = 1,2,3, n – число элементов системы.
Каждый ai элемент характеризуется конкретными свойствами Zil, Zim (температура, вес и т.д.), которые определяют его в данной системе однозначно.
Совокупность всех m свойств элемента ai называется состоянием элемента Zi:
Zi = (Zi1+ Zi2+ Zi3, Zik, Zim). (10.2)
Состояние элемента в зависимости от различных факторов (внутренних и внешних) может изменяться. Последовательные изменения состояния элемента принято называть движением элемента.
Связь – совокупность зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы. Установить связь между двумя элементами – это значит выявить
Рисунок 10.3. – Схема компонентов системы
наличие зависимости их свойств. Множество Q связей между элементами ai и aj можно представить уравнением
Q = {qij}, (10.3)
где i,j = 1,2,3, n.
Зависимость свойств элементов может иметь односторонний или двусторонний характер. Двусторонняя зависимость свойств одного элемента от свойств других элементов системы называется взаимосвязью.
Взаимодействие – совокупность взаимосвязей и взаимоотношений между свойствами элементов, когда они приобретают характер взаимодействия друг с другом.
Структура системы – совокупность элементов системы и связей между ними в виде множества
D = {A,Q}. (10.4)
Структура является статистической моделью системы и характеризует только строение системы, не учитывая множества свойств «состояний» ее элементов.
Система существует среди других природных и искусственных материальных объектов, которые не вошли в нее. Они объединяются понятием «внешняя среда» – это объекты внешней среды. Сама система обладает особыми свойствами, которых может и не быть у отдельных элементов. В теории систем и системного анализа (ТССА) запрещается рассматривать конкретную систему в отрыве от окружающей ее среды, т.е. как обособленную, автономную. Это означает обязательность учета внешних связей или, в более общем виде, требование рассматривать анализируемую систему как часть (подсистему) некоторой более общей системы.
Внешняя среда – совокупность природных и искусственных объектов, явлений, с которыми данная система функционально не связана.