§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.