Системы присутствуют во всех сферах нашей жизни. Мы постоянно сталкиваемся с самыми разными системами - от простейших до очень сложных. Давайте разберемся, что представляют собой системы и каково разнообразие их видов.
Понятие и признаки системы
Система - это множество взаимосвязанных элементов, которые образуют определенную целостность и единство. Главными признаками системы являются:
- Наличие элементов и связей между ними
- Целостность - система больше, чем простая сумма элементов
- Иерархичность - система может быть элементом другой системы
- Наличие функции или цели
К системам относят самые разные объекты - от простого механизма до глобальных систем планетарного масштаба:
- Технические системы - машины, роботы, заводы
- Биологические системы - организмы, экосистемы
- Социальные системы - семьи, организации, государства
Виды систем по происхождению и изменчивости
Первый важный критерий классификации "видов систем" - это их происхождение. Здесь выделяют два основных класса:
- Естественные системы - продукты развития природы без участия человека (климат, живые организмы)
- Искусственные системы - созданы целенаправленной деятельностью людей (машины, организации)
Другой важный критерий - виды систем по изменчивости свойств. Здесь бывают:
- Статические системы - с одним неизменным состоянием
- Динамические системы - способные менять свое состояние
К динамическим относятся большинство естественных систем, например погода или экосистемы. Статических систем в природе практически нет. А вот многие технические системы изначально создаются как статические, хотя со временем тоже могут эволюционировать.
Таким образом, по происхождению и изменчивости можно выделить 4 основных вида:
- Естественные динамические
- Естественные статические
- Искусственные динамические
- Искусственные статические
Эта классификация помогает понять природу той или иной системы и закономерности ее поведения.
Взаимодействие систем со средой
Еще один существенный критерий классификации - степень взаимодействия системы с окружающей средой. По этому признаку выделяют:
- Изолированные системы - не взаимодействуют со средой
- Закрытые системы - обмениваются энергией, но не веществом
- Открытые системы - активно обмениваются и энергией, и веществом
В природе практически все системы являются открытыми. Например, живые организмы постоянно потребляют ресурсы из окружающей среды. А вот многие технические устройства изначально создаются как закрытые системы, чтобы контролировать и ограничивать их взаимодействие со средой.
Активные и пассивные системы
По реакции на внешние воздействия различают:
- Активные системы - могут активно противодействовать возмущениям
- Пассивные системы - не способны к активным действиям
Яркий пример активных систем - живые организмы, которые реагируют на угрозы извне, чтобы сохранить свою целостность. Большинство технических систем изначально пассивны, но с развитием кибернетики и робототехники появляется все больше активных технических систем.
Роль человека в функционировании систем
По степени участия человека в управлении системами различают:
- Технические (автоматические) системы
- Человеко-машинные системы
- Организационные (социальные) системы
В автоматических системах человек полностью исключен из процесса функционирования. Человеко-машинные системы предполагают взаимодействие оператора с техническими устройствами. А организационные системы строятся на взаимодействии людей друг с другом.
Сложность как важнейшая характеристика систем
Сложность - это комплексный показатель, отражающий многообразие и запутанность внутренних связей в системе. По сложности системы делят на:
- Простые
- Сложные
- Сверхсложные
Чем выше уровень сложности системы, тем труднее постичь все многообразие связей и предсказать ее поведение. Понимание принципов сложности - ключ к познанию наиболее значимых системных объектов.
Структурная сложность
Один из видов сложности систем - структурная сложность. Она определяется запутанностью и разветвленностью внутреннего строения системы, большим количеством подсистем и связей между ними.
Примеры систем с высокой структурной сложностью:
- Многоуровневая организация живого организма (клетки, ткани, органы, системы органов)
- Иерархия управления в крупной компании или государственной организации
- Глобальные технологические системы типа интернета или электроснабжения
Функциональная сложность
Этот вид сложности характеризует многообразие возможных состояний систем и алгоритмов преобразования входных данных в выходные. Функциональная сложность во многом определяет возможности компьютерных систем и искусственного интеллекта.
Динамическая сложность
Она связана с изменчивостью внутренних связей и структуры системы во времени. Наиболее ярко динамическая сложность проявляется в хаотических системах типа погоды или турбулентных потоков.
Сложные системы в природе и обществе
К наиболее сложным системам относятся:
- Биосфера планеты в целом
- Человеческое общество
- Сознание и психика человека
- Язык как система знаков и символов
Изучение принципов сложности этих систем - одна из важнейших междисциплинарных задач современной науки.
