Системно-морфологический подход
в технике, науке, социальной сфере.

3.1. Основные определения

Слово "система" стало излюбленным (и вследствие этого избитым) в речах всех любителей трибун и совещаний, поэтому точный смысл его давно расплылся (в чем легко убедиться, попросив любого краснобая сказать, что он под этим термином разумеет). В литературе существует более сорока определений этого термина, каждое из которых ориентировано на ту или иную область знаний. Один из основателей общей теории систем Л.Берталанфи [1] дал весьма краткое определение: "Система есть комплекс взаимодействующих элементов", из которого следуют два главных признака системы:

1) система состоит из дробных частей (элементов);

2) эти элементы представляют собой не случайную совокупность, соседство, а каким-то образом между собой взаимодействуют, т.е. между ними существуют определенные связи.

Если это краткое определение слегка развернуть с учетом названных признаков, то получится довольно работоспособная формула: "Система - это упорядоченное определенным образом множество элементов, взаимосвязанных между собой и образующих некоторое целостное единство" [3]. Важным дополнением к этому определению является замечание, что любая система представляет собой элемент системы более высокого порядка (надсистемы), а ее элементы, в свою очередь, обычно выступают в роли систем более низкого порядка (подсистем) [3].

Система характеризуется составом элементов, структурой и выполняет определенную функцию.

Элементы - это относительно неделимые части целого, объекты или операции, которые в совокупности образуют систему. Элемент считается неделимым в пределах сохранения определенного качества системы. Например, в микрокалькуляторе блок питания является элементом, который можно рассматривать как неделимое целое, поскольку тот факт, что блок питания имеет сложное устройство и сам состоит из многих деталей, имеет для системы "микрокалькулятор" весьма несущественное значение. Другой пример - бухгалтерия предприятия. Если предприятие рассматривать как систему, то бухгалтерия - это элемент данной системы, который в известной степени можно представить как неделимое целое, обеспечивающее определенную часть жизнедеятельности предприятия. Пример из другой области - интегрирование. В рамках учебного курса "математический анализ" этот раздел представляет собой замкнутую часть целого, которую изучают именно как элемент курса, но вместе с тем это - разветвленная самостоятельная дисциплина, включающая в себя множество подразделов, правил и процедур.

Структура - это закономерные устойчивые связи между элементами системы, отражающие пространственное и временное расположение элементов и характер их взаимодействия. Именно структура делает систему некоторым качественно определенным целым, так как структура предполагает взаимодействие элементов друг с другом по-разному, выдвигая на первый план те или иные стороны, свойства элементов. Структура является важнейшей характеристикой системы, так как при одном и том же составе элементов, но при различном взаимодействии между ними меняется и назначение системы, и ее возможности. В подтверждение этого на рис. 12 приведен пример пары различных систем, построенных из одних и тех же элементов.

Рис. 12

Другой характерный пример - в стихотворении С.Я.Маршака "Мельник, мальчик и осел", где упомянутая троица по пути домой из одних и тех же элементов, перечисленных в названии, создавала разные системы, но никак не могла угодить общественности, и закончилось все это, если помните, так:

Функция - это внешнее проявление свойств объекта (системы или ее элемента) в данной системе отношений, определенный способ взаимодействия объекта с окружающей средой. Чаще всего функции проявляются в форме действий и отражают возможности системы.

Например, функцией товарной биржи как системы является предоставление возможности купить или продать товар клиентам без лишних затрат личного времени на поиск контрагента. Функция брокера как элемента этой системы - это поиск контрагента в соответствии с заявкой клиента. Другой пример: функции турникета в проходной предприятия - исключить возможность неконтролируемого прохода на территорию и обеспечить возможность поочередного контроля проходящих. Еще пример: функция витрины магазина - показать товары потенциальному покупателю.

Надо заметить, что большинство систем или их элементов выполняют не одну, а несколько функций. При этом из всего перечня функций объекта всегда можно выделить одну (реже - две) наиболее важную его функцию в данной системе отношений. Эта функция называется главной полезной функцией (ГПФ) объекта и, как правило, соответствует первоначальной цели создания или использования объекта. Действительно, если я взял в руку палку при появлении поблизости злой собаки, то ГПФ палки - защитить мои брюки и ноги от повреждения ее зубами, но если я взял ту же палку, чтобы заделать дыру в заборе, то ГПФ этой палки уже совсем другая - перекрыть доступ через дырку для незваных двуногих и четвероногих посетителей. Конструктивные элементы системы следует отличать от подсистем, являющихся частями системы. В качестве подсистемы обычно выступает выделенная по функциональному признаку группа элементов. Иногда подсистема содержит всего один элемент; с другой стороны, один и тот же элемент может входить сразу в несколько подсистем. В таблице Рис. 13 приведены примеры такой "многоликости".

Возможно, деталировка второго и третьего столбцов этой таблицы покажутся читателю сомнительными или неполными. В таком случае попробуйте сами для сомнительных случаев определить и перечень элементов, и перечень подсистем. Позже мы вернемся к этому вопросу и поясним причины этих сомнений, а пока продолжим знакомство с основными определениями.

Все системы, независимо от их природы, обладают рядом общих свойств.

Целостность системы означает, что комплекс объектов, рассматриваемый в качестве системы, обладает общими свойствами, функцией и поведением, причем свойства системы не сводимы к сумме свойств входящих в нее элементов.

Делимость системы отражает тот факт, что любой объект можно представить состоящим из элементов. В соответствии с этим любой объект нужно рассматривать в трех аспектах: как нечто целое (систему), как часть более общей системы (надсистемы) и как совокупность более мелких частей (подсистем). Способность всегда представить себе эти три (как минимум!) этажа является краеугольным камнем, основной характеристикой системного подхода.

Любую составную часть системы можно выделить и рассматривать отдельно, изолированно. Однако эта изолированность относительна, так как всегда необходимо помнить, что взаимодействие между выделенной частью и ее окружением в системе в той или иной мере влияет на поведение и свойства этой выделенной части.

Именно это свойство - делимость - позволяет упростить изучение и преобразование даже очень сложных систем, не упустив при этом ничего существенного.

Чтобы представить степень общности системного подхода, ниже приведены примеры систем и некоторые элементы этих систем.

Ясно, что при таком разнообразии систем не обойтись без их классификации. И действительно, существует множество классификаций систем [16]. Например, системы можно классифицировать по таким признакам:

1) по происхождению (естественные, искусственные),

2) по типу элементов (абстрактные, конкретные),

3) по виду элементов (материальный предмет, процесс, информационный блок),

4) по состоянию (статические, динамические),

5) по связям с окружением (открытые, закрытые).

Сейчас для нас наиболее важным является разделение систем на естественные (возникающие и существующие независимо от человека и его воли) и искусственные (созданные человеком сознательно для прямого или косвенного удовлетворения какой-либо своей потребности). Мы сосредоточим внимание на искусственных системах, поскольку и разнообразие их, и актуальность для человека, и, как это ни странно, недостаточная степень познания (а ведь они - дело рук самого человека!), и, наконец, важность их для преуспеяния человека, - все это дает достаточно оснований для нашего выбора.

Искусственные системы, в свою очередь, можно разделить на несколько классов, каждый из которых по-своему касается человека. Вот эти классы:

1. Технические системы (машины, приборы, аппараты, технологии, и т.п.),

2. Социальные системы (государство, город, профсоюз, выборы, и т.п.),

3. Информационные системы (наука, связь, пресса, обучение, и т.п.),

4. Культурологические системы (философия, театр, этика, живопись, и т.п.)

Уже эта классификация дает ответ на вопрос о причинах сомнений читателя в корректности содержания таблицы Рис. 13. Дело в том, что творения рук человеческих неизбежно встраиваются не в одну, а в несколько надсистем, и в каждой из них и окружение нашей системы, и принципы ее "деталировки" различны. Например, телевизор - это техническая система? Да, конечно. Это информационная система? Пожалуй, в чистом виде нет, но он входит в информационную надсистему связи. Это социальная система? Нет, но в социальной надсистеме "город" ему отведено определенное место. Впрочем, телевизор можно рассматривать и как самостоятельную информационную систему (это мы сделаем ниже), и как элемент культурологической надсистемы "телевидение" (заметим, что надсистема "телевидение" существует и в социальной сфере, но это совсем другая надсистема!). И разумеется, в каждой из названных надсистем основными, наиболее существенными с точки зрения роли телевизора в надсистеме будут совершенно разные его свойства, элементы.

Другой пример - валютная биржа. Это техническая система? Нет, конечно, но в самой валютной бирже работает множество технических систем (строительные конструкции, технические средства жизнеобеспечения: освещение, отопление, вентиляция, и т.п.). Это социальная система? Безусловно, слишком сильно она связана с социальными процессами в обществе, так же как и с другими социальными структурами. Это информационная система? Конечно, и сама она напичкана информационными подсистемами, и внешние ее связи - почти исключительно информационные. Это культурологическая система? В целом, наверное, нет, но влияние ее наличия и функционирования на мировоззрение, этические принципы и нормы достаточно значительно, т.е. она в той или иной мере связана с культурологическими системами.

Упражнения:

1.Охарактеризовать перечисленные ниже объекты как системы с точки зрения их происхождения, типа, вида, состояния, связей с окружением и класса (последнее - только для искусственных систем): а) перчатка, б) садовая земляника, в) ветер, г) лимфа, д) стая, е) митинг, ж) закон, з) совесть, и) книга, к) пруд, л) булыжник, м) праздник, н) воспитание, о) гавань.

2. Определить элементный состав следующих систем: а) облако, б) задача, в) собрание акционеров, г) виноградник, д) рабочий день, е) ложь, ж) муравейник, з) гайка, и) стол письменный, к) ботинки.

3. Какие функции выполняют следующие системы: а) деревенская улица, б) кассовый аппарат, в) семья, г) русло реки, д) верблюд, е) парус, ж) грядка, з) нора?. Какие из этих функций наиболее важны, какие - второстепенные?