prosdo.ru
добавить свой файл
1 2 3 4 5

II раздел курса

Понятие системы

Это понятие играет основную роль в понимании того, как устроена вселенная в окружении нас.

Венец всего понимания человека – система. У нас возникло ощущение – все как-то находится в связи, системе.

Когда мы должны вмешиваться в реальность при решении проблем, мы должны учитывать системность организации. Если у нас все получается – наша система позволяет нам решать ее, если не получается, значит уровень нашей системы слишком мал.

Слово система каждый из нас говорил, значит имеет понятие, что такое система.

Систему сейчас представим в виде перечня свойств.

Существенные свойства системы

Требования к свойствам: они должны быть присущи к любой системе + из всех свойств выбираются только те, которые обязательно потребуется знать в ходе решения проблем.

1 ГРУППА СВОЙСТВ СТАТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИСТЕМ

Статические свойства – если мы зафиксируем свойства в один момент и будем разглядывать их – это и есть статические свойства.

При взаимодействии системы и окружающей среды мы обнаруживаем:


  1. Целостность

Каждая система представляет с собой нечто целое, обособленное, отличимое, особенное. Но почему система обладает свойством целостности?

Любая система с окружающей средой связана, она не изолирована; есть каналы связи с окружающей средой; любая система обменивается с окружающей средой всеми видами ресурсов. Существует всего 3 типа ресурсов: вещество, энергия, информация (деньги сюда и относятся, кстати). Каждую связь можно рассматривать как направленный поток ресурсов. Значит, есть такие связи, которые направлены от системы к среде (выходы системы), а есть связи, которые направлены из окружающей среды в систему (входы системы).

Первая из трех моделей системы перед нами: перечень существенных связей системы с окружающей средой.


Информация модели черного ящика. Чтобы модель черного ящика была полезной, нужно чтобы она отмечала важным требованиям: она должна быть полной.

Полной – она должна содержать всю необходимую информацию для достижения цели.

В нашей работе обязательно придется использовать модели, поэтому модель черного ящика должна отвечать требованиям.

Для этого потребуется решить, какую связь включать, а какую нет. Оценка – сугубо субъективное качество. Оценивание – способность субъекта сравнивать и отдавать предпочтение субъектам.

Не бывает объективных оценок, они всегда субъективны. Даже если коллектив оценил – это тоже не объективно, ведь коллектив – это субъект. Самая неприятное в оценке – возможность ошибаться.

При оценивании мы можем ошибаться. Тот, кто будет составлять модель черного ящика, будет стоять перед выбором – что включать в модель, а что нет. Если же ошибка попадет в модель – то с ней намучаемся.

Главной причиной появления ошибок в модели черного ящика – модель конечна, а варианты – бесконечны, поэтому нам приходится выбирать.

4 типа ошибок при построении модели черного ящика.

Ошибка 1 рода совершается тогда, когда я принимаю решение включить в модель что-то, а это на самом деле несущественно, т.е. появляется лишний элемент.

Ошибка 2 рода совершается тогда, когда я принимаю решение, что данную связь можно не включать в модель, а на самом деле для моей цели он не существенен (нехватка информации).

При наличии ошибки вы будете нести потери. Какого рода ошибка хуже? Та хуже, потери от какой больше.

Ошибка 3 рода происходит тогда, когда для принятия решения о включении в модель сведений, нужно знать, что связь существует (а то может оказаться ситуация, что нет данных о связи). Дальше все зависит, является ли эта связь существенной для достижении цели. Если она несущественна – то ее существование никак не скажется; а если существенна – без нее не получится решить проблему.


Ошибка 4 рода связана с тем, что модель черного ящика хорошо структурирована. В ней говорится где вход, а где выход. Представьте, что вы обнаружили существенную связь. Но возникает вопрос - куда включать: на вход или на выход?

Какие связи и отношения вообще бывают?

Очень часто мы объясняем модели на уровне черного ящика. Мы не знаем, что такое электрон, но мы знаем, как он взаимодействует. Мы говорим здесь о свойствах системы, т.е. это описание взаимосвязи элементов. Нет ни одного свойства, которое бы не являлось фактом взаимодействия.

Когда мы установили связанность системы с окружающей средой, мы столкнулись со вторым свойством системы.


  1. Открытость

Т.е. любая система связана с окружающей средой.

Простым следствием открытости всех систем является всеобщая взаимосвязь и взаимозависимость в природе.

Эффект бабочки.

Свойство взаимосвязи и взаимозависимости является всеобщим свойством.

  1. Внутренняя неоднородность (различимость частей)

Каждая точка в черном ящике немного или много отличается от другой. Любая система состоит из частей. Но каждая эта часть тоже состоит из других частей.

Перечень существенных частей системы, то есть в системы части (подсистемы), в частях другие части, там еще и так далее, пока неделимые будут части (хотя таких может и не быть, но мы остановимся на отдельных) – они называются элементы.

МОДЕЛЬ СОСТАВА СИСТЕМЫ

Это примечание статьи отдельного раздела отдельного кодекса, например. Чтобы построить полезную модель состава – нужно также поработать.

Определяется как перечень существенных частей системы. Мы это обустройство будем представлять в виде моделей состава системы. Информация, которая есть в модели состава, помогает трудности решить. Проблемы, связанные с внутренним устройством системы, бывают самые разнообразные, и требуют разной информации о внутренней неоднородности системы. Для разных проблем могут потребоваться разные модели состава одной и той же системы.


Для студентов модель состава университета одна, для ректора – другая, для пожарников – третья. Так как модели разные, нужно определиться, какая нужна именно нам?

Трудности построения модели состава

1 трудность – целое делить на части можно по-разному (пример про резку хлеба на части).

Эта возможность относится к любым системам. Делить систему можно так, как вам надо для ваших целей. УК – 2 части – разделы - главы – статьи – части – пункты.

Автомобиль – из чего он состоит? Автолюбителям по одному принципу, автослесарям – по-другому; автоэлектрикам – по иному.

Первая трудность – как надо разделить на части. В определении модели состава торчит оценочное слово – существенная. «Существенная» для разных целей может иметь разный смысл.

2 трудность – где-то делением на части мы должны остановиться на уровне элементарности.

Элементарность – оценочное слово. То есть трудность – определение критерия остановки при делении

3 трудность – наша система входит в другую большую систему как часть. А ту, большую систему, делить можно также по-разному. А это значит, что граница нашей системы тоже условна, относительна, оценочна.

Где граница университета? Трудность – отношение к той цели, в которой взаимодействуете.

Оказывается, части системы не изолированы друг от друга, связаны, взаимодействуют (не как попало, а определенным образом).

Появляется новая модель, которая является перечнем существенных связей между частями системы. Это и есть 3 и заключительная фундаментальная модель системы.


  1. Структурированность системы

МОДЕЛЬ СТРУКТУРЫ – ПЕРЧЕНЬ СУЩЕСТВЕННЫХ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ НИМИ

Модель структуры содержит важную информацию для работы с системой – нам требуется она для работы с системой.

Описывать структуру системы не просто, так как есть оценочное слово «существенных». То есть эти связи существенны только для целей одного человека, а не каждого. В реальности все со всем связано. Структура любой системы образует полный граф, когда все со всем связано; но по отношению к нашей цели многие из этих связей не существенны.


Модель структуры – совокупность входов и выходов элементов, а элементы – это маленькие «черные ящики».

Система сама еще и меняется. А нам надо с ней работать. То есть нам надо знать, как она меняется.

Какие свойства систем связаны с временными изменениями?

2 ГРУППА СВОЙСТВ – ДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИСТЕМ

У нас есть 3 фундаментальные статические модели (черный ящик, состав, структура). Что происходит на выходах? На них происходят какие-то процессы, зависящие от времени (причем на каждом выходе свой процесс).

Есть одно большое изменение – совокупность маленьких изменений – Y(t)=y1(t) + y2(t) +… + yn(t)


  1. Функциональность

У каждой системы есть функции, каждая система исправляет ,отправляет и т.д. Эти функции – процессы на каждом выходе. Что хорошего можно сказать про функциональность всех систем?

Замечания, уточняющие системы:

  1. Все системы многофункциональны (столько функций, сколько связей и на каждой из них что-нибудь происходит).

  2. Все функции разные (иначе не было бы смысла говорить о том, что их много).

  3. Появляется некий субъект, который начинает оценивать эту ситуацию, сравнивать, упорядочивать эту функцию. Все слова, которыми субъект оценивает ситуацию, сами являются оценочными. Поэтому оценивание – сугубо субъективно.

Упорядочивание функций – относительное субъективное целевое действие.

На входах тоже разные характеристики и параметры. Поэтому они также зависят от функции времени – x(t). Это воздействие на систему извне. X(t)=x1(t) + x2(t) +… + xn(t)

X(t) – совокупность x(t).

  1. Стимулируемость

На входах системы происходят некоторые процессы, стимулы (x(t)). На каждую систему можно оказывать воздействие, подавая на каждый вход соответствующий процесс (стимул). В работе с системами очень важна информации о стимулах.


Замечания:


  1. Стимулов много

  2. Стимулы разные

  3. Стимулы можно сравнивать, оценивать, упорядочивать (но это субъективные операции)

Упорядочивание зависит от того, какой субъект. Чаще всего приходится говорить о разделении, классификации всех входов на управляемые и неуправляемые. На управляемом входе процессы и стимулы задаются субъектом, которые ему нужны, которые он хочет. Но управляемые для одного субъекта входы являются для него управляемыми, а для нас неуправляемыми и наоборот.

  1. Изменчивость системы со временем

Сама система со временем меняется. Внутри системы есть состав и структура. Поэтому все изменения – это изменения в составе, в структуре либо в обоих. Состав и структура связаны между собой (структура – связи между частями, а состав – это и есть эти части).

Внутренние изменения только такие, когда состав и структура фиксируемые, а изменения между частями динамичны.

Функционирование системы – процессы, которые происходят между внутренними переменными- z(t).

Общая практика работы с реальными система позволяет разделить работу на 2 категории:

  1. Рост – качественное изменение в основном состава системы

  2. Развитие – качественное изменение свойств системы

Разорвать эти вещи (рост и развитие) нельзя, но о такой разнице можно говорить. Рост – это количественное изменение системы. Характеристики роста зависят от того, что есть вокруг нас. Ростом можно извне управлять. Ограничения на рост связано с доступность ресурсов внешних.

Развитие – качественное улучшение системы. Появление новых свойств. Повышение эффективности старых свойств.

За счет чего происходит развитие? За счет появления новых функций и новых свойств. Они не могут появиться за счет поглощения, усвоения и использования информации. Поскольку в отличие от материальных ресурсов информация не ограничена внешне. Поэтому внешних ограничений на развитие не существует. Но есть внутренние ограничения на развитие, которые связаны с тем, что усвоение информации – это процесс обучения. Развитие является результатом обучения.


А обучение – это качество субъекта, которое характерно тем, что из всех функций, которые есть у субъекта; это единственная функция, которую нельзя за субъекта сделать извне.

Развитие возможно только как саморазвитие. Только сам человек может развиваться за счет стремления научиться чему-то. А если человек не хочет учиться – он и не будет. А если он не будет учиться – не будет никакого развития. Не может быть развития без обучения.

Есть обратные процессы росту и развитиюспад и деградация. Изменения носят монотонный характер, то есть пошло так пошло. В истории каждой системы есть процессы подъема, спада, подъема, спада и в итоге смерти.

Вся история от рождения до гибели со взлетами и падениями – это жизненный цикл системы. Особенность модели в том, что она вбирает все предыдущие модели. Главная трудность построения в том, что самое полное описание цикла должно быть непрерывным. Должна быть описана история в каждый момент времени. А с непрерывностью описания жизненного цикла есть большие трудности.


  1. Существование в изменяющейся среде

Если что-то вокруг системы меняется, то это имеет очень важное значение для самой системы внутри нее. Нужно определить, что является существенным для достижения нашей цели.

Адаптивность – это очень существенное свойство для выживания живого организма.

Изменения внутри системы могут проходить и быстрее, и медленнее и также, как и во внешней среде.

Учет изменений в окружающей среде является чрезвычайно важным в работе с изменениями, т.е. всегда нужно учитывать существование окружающей среды.

3 ГРУППА СВОЙСТВ – СИНТЕТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

Это самые важные свойства – объяснил примером про астероид и накопление и сохранение информации.

  1. Эмерджентность

У системы есть такие свойства, которых нет, не было ни у одной из ее частей; оказывается, что свойства системы не сводятся к свойствам частей, даже не выводятся из нее, а присущи только системе в целом.


EMERGENCE – появление, возникновение.

Это понятие относится к любой системе. Ни одна часть самолета не летает, только он в целом летает. Откуда берутся тогда такие свойства, если их нет ни у одной части?

Но у системы есть и такие свойства, которые не эмерджентны, то есть, которые точно такие же, как и у его частей.

Но у любой системы есть эмерджентное свойство обязательно.

За эмерджентные свойства ответственность лежит не на частях, а на структуре. Оказывается, что системные свойства, прежде всего, определяются, как действует каждая часть, а тем, как взаимодействует каждая из них.

Улучшение работы части в системе, как правило, не улучшают работу системы (даже часто ухудшают).

Гараж Окофа – 126 машина и «самая лучшая машина».

Зависит все не от работы отдельных частей, а от их взаимодействия. Надо налаживать взаимодействие между частями.

Эмерджентные свойства – это и есть та особенность системы, ради которой она вообще и создается. Понятие эмерджентности – чрезвычайно важное.


  1. Неделимость на части

Это по сути и есть свойство, а точнее следствие эмерджентности.

Нельзя делить систему на части (опять же гараж Окофа). Оставшееся после изъятия части система – это другая система. У нее другой состав, отсюда у нее и другая структура, отсюда у нее и другие свойства (в том числе и эмерджентные).

Все зависит от того, какую часть мы изъяли, и какую роль эта часть играла (то ли убить солдата во взводе, то ли командира).

Первая важная особенность систем – оставшаяся часть – другая система, с другими свойствами.




<< предыдущая страница   следующая страница >>