5 Классификация систем

В основе любой классификации систем лежит определение наиболее существенного признака или их сочетание, который (которые) описывают некоторую общность свойств систем.

К таким признакам можно отнести классификацию систем по:

• происхождению (естественные и искусственные);

• степени объективности существования (материальные и абстрактные);

• содержанию (социальные, физические, экономические, технические и т.п.);

• степени взаимосвязи с окружением (открытые, закрытые, относительно обособленные);

• состоянию во времени (статические и динамичные);

• обусловленности функционального действия (детерминированные и вероятностные);

• обусловленности процессов управления (управляемые и самоуправляемые);

• уровню сложности структуры (суперсложные, большие и сложные, подсистемы, элементы);

• степени внутренней организации (хорошо организованные, диффузные и самоорганизованные);

• методам формализованного описания объекта в качестве системы (адекватное, теоретико-множественное представление, информационное описание, имитационно-динамическое, структурно-лингвистическое представление и т.п.);

• методам моделированию процесса развития (управляемые, адаптивные, самообучаемые, самовосстанавливающие, самовоспроизводящие и т.п.).

В теории систем принято все исследуемые системы делить на три основных класса:

• абстрактные,

• естественные и

• искусственные.

Такое деление имеет важное методологическое значение для исследования систем.

Абстрактные системы являются основой для эволюции научных теорий познания.

Естественные - основой для выявления закономерностей и формулирования законов природы всех явлений.

Искусственные – для развития отраслевых научных знаний.

Абстрактные системы – это системы теоретико-методологического характера, позволяющие описывать общие и специфическое свойства организационной структуры элементов, связей и отношений в целостном образовании для познания, изучения и проектирования состояния, поведения и развития исследуемого сложного объекта в качестве системы.

Абстрактные системы необходимы для разработки логических моделей представления о материальных системах. Абстрактные системы классифицируются по способу познания и методам формального описания.

Логически-описательные модели или вербальные (словесные) модели создаются на основе использования:

• дедуктивного (теоретического построения гипотез, рассуждения, умозаключения от общего к частному) и

• индуктивного (способ научного познания от частного к общему) методов описания исследуемого объекта-системы в качестве системы научных понятий и определений об основных закономерностях структуры, организации, состояния и поведения материальных систем.

Символические модели – это модели, которые в графическом или математическом виде позволяют описать структурно-функциональные особенности исследуемого объекта-системы в формализованном виде.

Представление объекта-системы в графическом виде позволяет выделить:

• основные элементы системы (количество элементов и их основные параметры),

• описать характер связей (прямые, обратные, цикличные) и

• отношений (уровни иерархического соподчинения).

Графические модели могут создаваться как промежуточный этап для разработки математической модели.

Часто создание математической модели затруднено из-за того, что отсутствует образное представление системы как целого объекта исследования.

Графические модели могут быть представлены в виде:

• плоскостных моделей (алгоритмы линейного, разветвленного и циклического построения) или

• объемных, в которых хорошо просматриваются варианты возможных связей между элементами при взаимодействие разных факторов внутренней и внешней среды.

Математические модели могут быть представлены тремя основными классами:

статические модели, описывающие статическое состояние системы в качестве системы уравнений;

динамические модели, которые описывают формально процессы функционирования элементов или всей системы;

квазистатические модели, которые описывают переходные процессы состояний от статики к динамике или, наоборот, в элементах или системе в целом.

Абстрактные модели позволяют на теоретико-логическом уровне представить обоснование научной гипотезы исследования объекта-системы, которую в дальнейшем необходимо довести до практической реализации, т.е. использовать ее для выявления определенных параметрических закономерностей состояния или процессов в виде математических моделей материальных систем.

Материальными системами принято называть все объективно существующие системы в пространстве и времени.

Материальные системы принято разделять по происхождению на естественные и искусственные.

К естественным системам принято относить те системы, которые имеют естественно-природное происхождение.

Например, природные ресурсы экономики, человек, как системный объект исследования в социальных и образовательных системах, природные явления, как системный объект в исследовании физических, химических, биологических и других науках.

Естественные системы изучаются на основе законов и закономерностей естественных отраслевых наук физики, химии, биологии и т.п.

Их формальное описание осуществляется на базе естественно-математических методов моделирования.

Естественные системы – это системы, в которых компонентами являются те или иные природные элементы явлений, структур или процессов природного окружения.

Любая естественная система всегда является достаточно сложной для ее изучению с точки зрения системного подхода. Это объясняется тем, что в рамках предметного исследования очень сложно выделить число дискретных элементов и описать достаточно адекватно связи между ними.

Например, математик Г.Н. Поваров делит все системы в зависимости от числа элементов, в нее входящих, на четыре класса;

• малые (10 - 10элементов);

• сложные (–элементов);

• ультрасложные (-элементов);

• суперсложные (–элементов).

К искусственным системам относятся все остальные, которые были созданы самим человеком для обеспечения всех потребностей своего существования на Земле.

Все существующие общественно-организационные системы можно считать искусственными.

Например, такие системы как социально-культурная, образовательная, экономическая, техническая, технологическая и т.д. можно определить в качестве искусственных. Каждая из них имеет специальное целевое назначение для организации общественной жизни человека на Земле.

Социально-экономические системы представляют собой достаточно сложные многоуровневые, многофакторные и многокритериальные открытые системы. Причем, эти системы имеют комплексную организацию, т.к. взаимодействие между социальными и экономическими параметрами элементов такой системы всегда носит, нелинейный, динамичный и резонансный характер.

Это обстоятельство необходимо учитывать при проектировании информационных систем в экономике.

Необходимые элементы исследования материальных систем

На рис. показаны основные элементы реализации системного подхода в исследовании материальных систем с учетом принципов теории систем.

Представленная схема показывает основные способы, принципы и методы описания материальных систем в качестве объекта-системы.

Требования к построению классификации следующие

Требования к построению классификации следующие:

• в одной и той же классификации необходимо применять одно и то же основание;

• объем элементов классифицируемой совокупности должен равняться объему элементов всех образованных классов;

• члены классификации (образованные классы) должны взаимно исключать друг друга, то есть должны быть непересекающимися;

• подразделение на классы (для многоступенчатых классификаций) должно быть непрерывным, то есть при переходах с одного уровня иерархии на другой необходимо следующим классом для исследования брать ближайший по иерархической структуре системы.