8. Классификации 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.).

Более подробно о содержании разных классификаций систем, представленных нами в качестве систематизации основных признаков можно познакомится в учебных пособиях и учебниках по теории систем и системному анализу [1,3,4,7,8,11,13]. В данной работе даются лишь базовые положения и раскрываются те основные понятия, которые выступают в теории систем как основополагающие.

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. Первые системы являются основой для эволюции научных теорий познания. Вторые - основой для выявления закономерностей и формулирования законов природы всех явлений. Третьи – 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 (рис.11).

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.

Рис.11. Классификация способов представления абстрактных систем

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 - 10 элементов);

• 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.

Рис. 12. Необходимые элементы исследования материальных систем

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.

На рис.12 показаны основные элементы реализации системного подхода в исследовании материальных систем с учетом принципов теории систем.

Представленная на рис. 12 схема показывает основные способы, принципы и методы описания материальных систем в качестве объекта-системы. Выше мы уже приводили пример классификации систем по способу представления на простые (малые) и большие и сложные. В специальной литературе существует много понятий по поводу определений больших и сложных систем [3,7,13].