Системы объектов

§5 Системы объектов

Ключевые слова:

•системный подход 

•система

•структура

•системный эффект

•входы и выходы системы

•«чёрный ящик»

Разнообразие систем

Состояние сложного, составного объекта определяется не только значениями его собственных признаков, но и состояниями объек­тов-частей. Например, автомобиль переходит в состояние торможе­ния, когда нажата педаль тормоза.

Подход к описанию сложного объекта, при котором не просто называют его составные части, но и рассматривают их взаимодействие и взаи­мовлияние, принято называть системным подходом. При этом слож­ный объект называют системой, а его части — компонентами (элемен­тами) системы.

Любой реальный объект достаточно сложен. Поэтому его можно рассматривать как систему.

Различают материальные, нематериальные и смешанные систе­мы. В свою очередь, материальные системы разделяют на природ­ные и технические (рис. 15).

Примеры природных систем вам хорошо известны: Солнечная система, растение, живой организм и прочее.

Технические системы создаются людьми. Примеры технических систем: автомобиль, компьютер, система вентиляции.

Примеры нематериальных систем: разговорный язык, математи­ческий язык, нотные записи.

Смешанные системы содержат в себе материальные и нематери­альные компоненты. Среди них можно выделить так называемые социальные системы. Социальные системы образуют люди, объе­динённые одним занятием, интересами, целями, местом прожива­ния и т. д. Примеры социальных систем: оркестр, футбольный клуб, население города.

Состав и структура системы

Любая система определяется не только набором и признаками её элементов, но также взаимосвязями между элементами. Одни и те же элементы, в зависимости от объединяющих их взаимосвязей, могут образовывать различные по своим свойствам системы. На­пример, из деталей одного и того же конструктора ребёнок собира­ет разные сооружения.

Из одного и того же набора продуктов (мясо, капуста, карто­фель, морковь, лук, помидоры) мама может приготовить первое (щи) или второе (рагу) блюдо.


Из молекулы одного и того же химического ве­щества. (углерода) состоят алмаз и графит. Но ал­маз — самое твёрдое вещество в природе, а гра­фит — мягкий, из него делают грифели для каран­дашей. А всё потому, что в алмазе молекулы углерода образуют кристаллическую структуру, а у графита — слоистую.

Структура — это порядок объединения элементов, составляющих сис­тему.


Состав и структуру системы описывают с помощью схемы соста­ва. В состав системы может входить другая система. Первую назы­вают надсистемой, вторую — подсистемой. Имя надсистемы на схе­ме состава всегда располагают выше имён всех её подсистем. В этом случае говорят о многоуровневой структуре системы, в кото­рой один и тот же компонент может одновременно быть надсисте­мой и подсистемой. Например, головной мозг — подсистема нерв­ной системы птицы и надсистема, в состав которой входят перед­ний мозг, средний мозг и т. д. (рис. 16).


 

 

 


Во многих случаях связь между объектами очевидна, но не сразу понятно, в составе какой надсистемы их нужно рассматривать.

Например, дорожное покрытие изнашивается оттого, что по го­роду ездят автомобили, автобусы, троллейбусы и прочие наземные

транспортные средства. Наземные ги — составные части транспорт­ной системы города.

Дерево может погибнуть от на- секомых-вредителей, если умень­шится численность птиц. Насеко­мые, птицы, деревья — компонен­ты системы «Парк* или «Лес* (рис. 17).

Главное свойство любой системы — возникновение системного эффекта. Заключается оно в том, что при объединении элементов в систему у системы появляются новые признаки, которыми не обла­дал ни один из элементов в отдельности.

В качестве примера системы рассмотрим самолёт. Главное его свойство — способность к полёту. Ни одна из составляющих его частей в отдельности (крылья, флюзеляж, двигатели и т. д.) этим свойством не обладает, а собранные вместе строго определённым способом, они такую возможность обеспечивают. Вместе с тем, если убрать из системы «самолёт* какой-нибудь элемент (например, крыло), то не только это крыло, но и весь самолёт потеряет способ­ность летать.

Система и окружающая среда

Выделив некоторую систему из окружающей среды, мы как бы проводим вокруг неё замкнутую границу, за пределами которой остаются не вошедшие в систему объекты. Эти объекты оказывают влияние на систему. Сама система также оказывает влияние на окружающую среду. Поэтому говорят, что система и среда взаимо­действуют между собой.

 


 

Если, например, рассмотреть в качестве системы ученический коллектив одного класса, то весь остальной коллектив школы бу­дет относиться к среде этой системы.

Воздействия среды на систему называют входами системы, а воздействия системы на среду — выходами системы. На рисун­ке 18 эти связи изображены стрелками.

Например, дерево можно выделить из окружающей среды как систему, состоящую из корня, ствола, веток и листьев. Входы этой системы — вода, солнечный свет, углекислый газ, минеральные ве­щества и т. д. Выходы — кислород, тень от кроны, древесина, мо­лодые побеги и многое другое (рис. 19).

Для большинства реальных систем список входов и выходов бес­конечен.

Система как «чёрный ящик»

Очень часто человек не знает, как «внутри» устроена система, с которой он имеет дело. Человеку куда важнее знать, к каким ре­зультатам на выходе приведут определённые воздействия на входе системы. В таких случаях говорят, что система рассматривается как «чёрный ящик».


Представить некоторую систему в виде «чёрно­го ящика» — это значит указать её входы и выхо­ды, а также зависимость между ними. Такое опи­сание позволяет целенаправленно использовать данную систему. Например, всякие инструкции для пользователей сложной бытовой техники яв­ляются описаниями «чёрного ящика». В них объ­ясняется, что нужно сделать на входе (включить, нажать, повернуть и пр.), чтобы достичь опре­делённого результата на выходе (постирать белье, получить фруктовый сок, выполнить вычисления и пр.). Однако, что при этом происходит «внут­ри», не объясняется.

САМОЕ ГЛАВНОЕ

Система — это целое, состоящее из частей, взаимосвязанных между собой. Части, образующие систему, называются её компо­нентами.

Структура — это порядок объединения элементов, составля­ющих систему.


При системном подходе учитывается взаимодействие и взаимо­влияние всех компонентов системы.

Всякая система приобретает новые качества, которыми не обла­дал ни один из её элементов в отдельности (свойство системного эф­фекта).

Воздействия среды на систему называют входами системы, а воз­действия системы на среду — выходами системы.

Вопросы и задания

1.Что такое система? Приведите примеры материальных, нема­териальных и смешанных систем.

2.Приведите пример систем, имеющих одинаковый состав, но разную структуру.

3.В чём суть системного подхода? Приведите пример.

4.В чём суть системного эффекта? Приведите пример.

5.Назовите компоненты Солнечной системы. Какие из них тоже можно рассматривать как системы?

6.В составе какой надсистемы можно описать нашу планету? Для каких объектов Земля сама является надсистемой?

7.Выделите подсистемы в следующих объектах, рассматривае­мых в качестве систем: автомобиль; компьютер; школа; ар­мия; государство.

8.Рассматривая объект «телевизор* как систему, выберите для него из списка подходящие входы и выходы: свет; звук; элек­тромагнитные волны; электроэнергия; мускульная сила чело­века; изображение; цвет; пыль; грязь; тепло; холод; регулятор громкости; кнопка включения/выключения; стоимость.

9.Приведите свой пример взаимодействия системы и среды. Укажите входы и выходы системы.

10.Объясните смысл выражения «чёрный ящик*. С какими «чёр­ными ящиками» человек сталкивается в быту?

Компьютерный практикум

Работа 5 «Знакомимся с графическими возможностями текстового

процессора*