אנשים רבים מכירים את המשפט מהסרט של אנדרו ולורנס וואצ'ובסקי: "המטריקס היא מערכת. היא האויב שלנו". עם זאת, כדאי להבין את המושגים, המונחים, כמו גם את היכולות והמאפיינים של המערכת. האם היא מפחידה כמו שהיא מוצגת בסרטים וביצירות ספרותיות רבות? המאפיינים והמאפיינים של המערכת ודוגמאות לביטוי שלהם יידונו במאמר.
משמעות המונח
המילה "מערכת" ממקור יווני (σύστηΜα), כלומר בתרגום מילולי שלם המורכב מחלקים מחוברים. עם זאת, הרעיון מאחורי המונח הזה הוא הרבה יותר רב-גוני.
למרות שבחיים המודרניים כמעט כל הדברים נחשבים כמערכות פונקציונליות, אי אפשר לתת את ההגדרה הנכונה היחידה של מושג זה. באופן מוזר, זה קורה בגלל חדירת תורת המערכות לכל תחומי החיים של האדם.
אפילו בתחילת המאה העשרים היו דיונים על ההבדל בתכונות של מערכות לינאריות שנחקרו במתמטיקה, לוגיקה, על מאפיינים של אורגניזמים חיים (דוגמה לתקפות מדעית במקרה זה היא התיאוריה של מערכות פונקציונליות מאת P. K. Anokhin). בשלב הנוכחי נהוג לייחד מספר משמעויות של מונח זה, שנוצרות בהתאם לאובייקט המנותח.
במאה העשרים ואחת הופיע הסבר מפורט יותר למונח היווני, כלומר: "שלמות המורכבת מאלמנטים הקשורים ביניהם ונמצאים ביחסים מסוימים". אבל התיאור הכללי הזה של משמעות המילה אינו משקף את מאפייני המערכת שניתחה על ידי המתבונן. בהקשר זה, המושג יקבל היבטים חדשים של פרשנות בהתאם לאובייקט הנדון. רק מושגי היושרה, המאפיינים הבסיסיים של המערכת ומרכיביה יישארו ללא שינוי.
אלמנט כחלק מהיושרה
בתורת המערכות נהוג להתייחס למכלול כאינטראקציה ויחסים של אלמנטים מסוימים, שבתורם הם יחידות בעלות תכונות מסוימות שאינן נתונות לחלוקה נוספת. הפרמטרים של החלק הנבדק (או המאפיינים של רכיב מערכת) מתוארים בדרך כלל באמצעות:
- פונקציות (מבוצעות על ידי יחידת הפעולה הנחשבת בתוך המערכת);
- התנהגות (אינטראקציה עם סביבה חיצונית ופנימית);
- state (תנאי למציאת רכיב עם פרמטרים שהשתנו);
- process (שינוי מצבי רכיב).
כדאי לשים לב לכך שאלמנט של המערכת אינו שווה ערך למושג "אלמנטרי". את כלתלוי בקנה המידה והמורכבות של האובייקט המדובר.
אם נדון במערכת התכונות האנושיות, אזי היסודות יהיו מושגים כמו תודעה, רגשות, יכולות, התנהגות, אישיות, אשר, בתורם, יכולים להיות מיוצגים בעצמם כשלמות המורכבת מאלמנטים. מכאן נובעת המסקנה שניתן לראות באלמנט כתת-מערכת של האובייקט הנדון. השלב הראשוני בניתוח המערכת הוא קביעת הרכב "שלמות", כלומר בירור כל המרכיבים המרכיבים אותה.
חיבורים ומשאבים כמאפייני עמוד שדרה
כל מערכות אינן במצב מבודד, הן כל הזמן מקיימות אינטראקציה עם הסביבה. על מנת לבודד כל "שלמות", יש צורך לזהות את כל הקישורים המאחדים את האלמנטים למערכת.
מהם חיבורים וכיצד הם משפיעים על מאפייני המערכת.
חיבור הוא התלות ההדדית של אלמנטים ברמה הפיזית או הסמנטית. מבחינת המשמעות, ניתן להבחין בין הקישורים הבאים:
- מבנים (או מבניים): מאפיינים בעיקר את הרכיב הפיזי של המערכת (לדוגמה, עקב שינוי קשרים, פחמן יכול לפעול כגרפיט, כמו יהלום, או כמו גז).
- תפקוד: להבטיח את יכולת הפעולה של המערכת, את החיוניות שלה.
- ירושה: מקרים שבהם הרכיב "A" הוא המקור לקיומו של "B".
- פיתוחים (בונים והרסניים): מתרחשים או בתהליך של סיבוך מבנה המערכת, או להיפך - פישוט או דעיכה.
- ארגוני: אלה כולליםחברתי, תאגידי, משחק תפקידים. אבל הקבוצה המעניינת ביותר היא קישורי הבקרה כמאפשרים לשלוט ולכוון את התפתחות המערכת לכיוון מסוים.
נוכחות של חיבורים מסוימים קובעת את המאפיינים של המערכת, מציגה את התלות בין אלמנטים ספציפיים. אתה יכול גם לעקוב אחר השימוש במשאבים הדרושים לבניית המערכת ולתפעול שלה.
כל אלמנט מצויד בתחילה במשאבים מסוימים שהוא יכול להעביר למשתתפים אחרים בתהליך או להחליף אותם. יתרה מכך, ההחלפה יכולה להתרחש הן בתוך המערכת והן בין המערכת לסביבה החיצונית. ניתן לסווג משאבים באופן הבא:
- חומר - הם אובייקטים של עולם החומר: מחסנים, סחורות, מכשירים, מכונות וכו'.
- אנרגיה - זה כולל את כל הסוגים הידועים בשלב הנוכחי של התפתחות המדע: חשמל, גרעיני, מכאני וכו'.
- מידע.
- Human - אדם פועל לא רק כעובד המבצע פעולות מסוימות, אלא גם כמקור לכספים אינטלקטואליים.
- Space.
- Time.
- ארגוני - במקרה זה, המבנה נחשב למשאב, שחסרונו אף עלול להביא לקריסת המערכת.
- פיננסי - עבור רוב המבנים הארגוניים הם בסיסיים.
רמות של שיטתיות בתורת המערכות
מכיוון שלמערכות יש מאפיינים ומאפיינים מסוימים, ניתן לסווג אותן,שמטרתם לבחור גישות ואמצעים מתאימות לתיאור שלמות.
לפי העיקרון המהותי של החלוקה, מבדילים בין מערכות ממשיות ומופשטות. כדי להקל על התפיסה, נציג את המידע בצורה של טבלה.
| Systems | |||
| Real | Abstract | ||
| טבעי | מלאכותי | תצוגה ישירה | הכללה |
| Physical | טכני | מודלים מתמטיים | דגמי קונספט |
| ביולוגי | Social | מודלים לוגיים-יוריסטים | Languages |
| ארגוני וטכני | |||
קריטריונים בסיסיים להקלדת מערכת
יש סיווג לגבי אינטראקציה עם הסביבה החיצונית, מבנה ומאפיינים מרחבי-זמניים. ניתן להעריך את פונקציונליות המערכת לפי הקריטריונים הבאים (ראה טבלה).
| קריטריונים | Class |
| אינטראקציה עם הסביבה החיצונית |
פתוח - אינטראקציה עם הסביבה החיצונית סגור - מראה עמידות להשפעות הסביבה החיצונית Combined - מכיל את שני סוגי תת-מערכות |
| שלמות מבנה |
פשוט - כולל מספר קטן של אלמנטים וקישורים קומפלקס - מאופיין בהטרוגניות של קשרים, ריבויאלמנטים ומגוון מבנים Large - שונים בריבוי ובהטרוגניות של מבנים ותתי-מערכות |
| פונקציות שבוצעו |
Specialized - תת-התמחות Multifunctional - מבנים שמבצעים מספר פונקציות בו-זמנית Universal (למשל, קציר) |
| פיתוח מערכת |
יציב - המבנה והפונקציות לא השתנו פיתוח – מורכב מאוד, נתון לשינויים מבניים ותפקודיים |
| ארגון המערכת |
מאורגנת היטב (ניתן לשים לב למאפיינים של מערכות מידע, המתאפיינות בארגון ובדירוג ברורים) מאורגנת בצורה גרועה |
| מורכבות התנהגות המערכת |
Automatic - תגובה מתוכנתת להשפעות חיצוניות ואחריה חזרה להומאוסטזיס מכריע - מבוסס על תגובות קבועות לגירויים חיצוניים ארגון עצמי - תגובות גמישות לגירויים חיצוניים Foresight - להתעלות על הסביבה החיצונית במורכבות הארגון, מסוגל לצפות אינטראקציות נוספות טרנספורמציה - מבנים מורכבים שאינם קשורים לעולם החומר |
| אופי הקשר בין אלמנטים |
דטרמיניסטי - ניתן לחזות את מצב המערכת לכל רגע סטוכסטי - השינוי שלהם הואתו אקראי |
| מבנה ממשל |
Centralized מבוזר |
| מטרת המערכת |
בקרה - מאפייני מערכת הניהול מצטמצמים להסדרת מידע ותהליכים אחרים הפקה - מאופיין בהשגת מוצרים או שירותים תחזוקה - תמיכה בבריאות המערכת |
קבוצות נכסי מערכת
תכונה נקראת בדרך כלל כמה מאפיינים ואיכויות אופייניות של אלמנט או שלמות, המתבטאות בעת אינטראקציה עם אובייקטים אחרים. ניתן לייחד קבוצות של נכסים האופייניים כמעט לכל הקהילות הקיימות. בסך הכל ידועות שתים עשרה תכונות כלליות של מערכות, המחולקות לשלוש קבוצות. עיין בטבלה למידע.
| Static | Dynamic | סינטטי |
| Integrity | פונקציונליות | חירום |
| פתיחות | גירוי | אי-חלוקה לחלקים |
| הטרוגניות פנימית של מערכות | שונות מערכת לאורך זמן | Ingerence |
| Structured | קיום בסביבה משתנה | Expediency |
קבוצת נכסים סטטיים
משם הקבוצה נובע שלמערכת יש כמה תכונות שתמיד טבועות בה: בכל פרק זמן נתון. כלומר, אלו המאפיינים שבלעדיהם הקהילה מפסיקה להיות כזו.
שלמות היא תכונה של מערכת המאפשרת לך להבחין בינה לבין הסביבה, להגדיר גבולות ומאפיינים ייחודיים. בזכותה מתאפשר קיומם של קישורים מבוססים בין אלמנטים בכל נקודת זמן נבחרת, המאפשרים מימוש יעדי המערכת.
פתיחות היא אחד ממאפייני המערכת, המבוססת על חוק הקישוריות של כל מה שקיים בעולם. המהות שלו היא שאפשר למצוא קשרים בין כל שתי מערכות (הן נכנסות והן יוצאות). כפי שאתה יכול לראות, בבדיקה מעמיקה יותר, האינטראקציות הללו שונות (או אסימטריות). פתיחות מצביעה על כך שהמערכת אינה קיימת במנותק מהסביבה ומחליפה איתה משאבים. התיאור של נכס זה נהוג להתייחס כ"מודל קופסה שחורה" (עם קלט המציין את השפעת הסביבה על השלמות, ופלט שהוא השפעת המערכת על הסביבה).
הטרוגניות פנימית של מערכות. כדוגמה להמחשה, שקול את המאפיינים של מערכת העצבים האנושית, שיציבותה מובטחת על ידי ארגון רב רמות והטרוגני של אלמנטים. נהוג להתייחס לשלוש קבוצות עיקריות: תכונות המוח, מבנים בודדים של מערכת העצבים ונוירונים ספציפיים. מידע על החלקים (או האלמנטים) המרכיבים של המערכת מאפשר למפות את היחסים ההיררכיים ביניהם.יצוין שבמקרה זה מתחשבים ב"הבחנה" של החלקים, ולא ב"הפרדה" שלהם.
קשיים בקביעת הרכב המערכת הם למטרות מחקר. הרי ניתן להתייחס לחפץ אחד ויחיד מבחינת ערכו, פונקציונליות, מורכבות המבנה הפנימי וכו'. בנוסף לכל, משחקת היכולת של המתבונן למצוא הבדלים בין מרכיבי המערכת. תפקיד חשוב. לכן, הדגם של מכונת כביסה למוכר, עובד טכני, מעמיס, מדען יהיה שונה לחלוטין, מכיוון שהאנשים הרשומים רואים אותו מתפקידים שונים ועם יעדים מוגדרים שונים.
Structuredness הוא מאפיין המתאר את הקשר והאינטראקציה של אלמנטים בתוך המערכת. קשרים ויחסים של אלמנטים מהווים את המודל של המערכת הנבדקת. הודות למובנה, תכונה כזו של אובייקט (מערכת) כמו שלמות נתמכת.
קבוצת נכסים דינמית
אם מאפיינים סטטיים הם משהו שניתן לצפות בו בכל רגע מסוים בזמן, אז מאפיינים דינמיים מסווגים כניידים, כלומר באים לידי ביטוי בזמן. מדובר בשינויים במצב המערכת על פני פרק זמן מסוים. דוגמה ברורה היא חילופי העונות באזור או ברחוב שנצפו (מאפיינים סטטיים נותרו, אך ניתן לראות אפקטים דינמיים). אילו מאפיינים של המערכת חלים על הקבוצה הנבדקת?
פונקציונליות - נקבעת לפי השפעת המערכת על הסביבה. תכונה אופיינית היאהסובייקטיביות של החוקר בהקצאת פונקציות, המוכתבת על ידי המטרות. אז, המכונית, כידוע, היא "אמצעי תחבורה" - זה תפקידו העיקרי עבור הצרכן. עם זאת, בעת הבחירה, הקונה יכול להיות מונחה על ידי קריטריונים כגון אמינות, נוחות, יוקרה, עיצוב, כמו גם הזמינות של מסמכים קשורים, וכו 'במקרה זה, צדדיות של מערכת כזו כמו מכונית מתגלה, וכן הסובייקטיביות של סדר עדיפויות פונקציונליות של פונקציות עיקריות, משניות ומינוריות).
גירוי - מתבטא בכל מקום כהתאמה לתנאים חיצוניים. דוגמה בולטת היא תכונות מערכת העצבים. ההשפעה של גירוי חיצוני או סביבה (גירוי) על אובייקט תורמת לשינוי או תיקון של התנהגות. השפעה זו תוארה בפירוט במחקרו על ידי Pavlov I. P., ובתורת ניתוח המערכת היא נקראת גירוי.
שונות של המערכת לאורך זמן. אם המערכת מתפקדת, שינויים הם בלתי נמנעים הן באינטראקציה עם הסביבה והן ביישום של קשרים ויחסים פנימיים. ניתן להבחין בין סוגי השונות הבאים:
- מהיר (מהיר, איטי וכו');
- structural (שינוי הרכב, מבנה המערכת);
- פונקציונלי (החלפת אלמנטים מסוימים באחרים או שינוי הפרמטרים שלהם);
- כמותי (הגדלת מספר רכיבי המבנה מבלי לשנות אותו);
- איכותי (במקרה זה, המאפיינים משתניםמערכות במהלך צמיחה או ירידה שנצפו).
אופי הביטוי של שינויים אלה יכול להיות שונה. חובה לקחת נכס זה בחשבון בעת ניתוח ותכנון המערכת.
קיום בסביבה משתנה. הן המערכת והן הסביבה בה היא שוכנת כפופים לשינויים. כדי שהשלמות תתפקד, יש צורך לקבוע את היחס בין קצב השינויים הפנימיים והחיצוניים. הם עשויים להתאים, עשויים להיות שונים (הובלה או פיגור). חשוב לקבוע נכון את היחס, תוך התחשבות במאפייני המערכת והסביבה. דוגמה טובה היא נהיגה במכונית בתנאים קיצוניים: הנהג פועל או לפני העקומה או בהתאם למצב.
קבוצת נכסים סינתטיים
מתאר את הקשר בין מערכת לסביבה במונחים של הבנה משותפת של שלמות.
Emergency היא מילה שמקורה באנגלית, המתורגמת כ"לקום". המונח מתייחס להופעת מאפיינים מסוימים המופיעים רק במערכת עקב נוכחותם של חיבורים של אלמנטים מסוימים. כלומר, אנחנו מדברים על הופעתם של תכונות שלא ניתן להסביר על ידי סכום התכונות של היסודות. לדוגמה, חלקי רכב אינם מסוגלים לנהוג, שלא לדבר על לבצע הובלה, אלא בהרכבה למערכת, הם יכולים להיות כלי תחבורה.
אי-הפרדה לחלקים - מאפיין זה, באופן הגיוני, נובע מהיווצרותו. הסרה של כל אלמנט מהמערכת משפיעה על תכונותיו, היחסים הפנימיים והחיצוניים שלו. בזהבמקביל, האלמנט "נשלח לצוף חופשי" רוכש נכסים חדשים ומפסיק להיות "חוליה בשרשרת". לדוגמה, צמיג מכונית בשטחה של ברית המועצות לשעבר מופיע לעתים קרובות בערוגות פרחים, מגרשי ספורט ו"בנג'י". אבל הוסרה מהמערכת של המכונית, היא איבדה את תפקידה והפכה לחפץ אחר לגמרי.
Inherence הוא מונח אנגלי (Inherent), שמתורגם כ"חלק אינטגרלי ממשהו". מידת ה"הכללה" של אלמנטים במערכת תלויה בביצועי הפונקציות שהוקצו לה. על הדוגמה של מאפיינים של יסודות במערכת המחזורית של מנדלייב, אפשר לאמת את החשיבות של לקחת בחשבון אינהרנטיות. אז, התקופה בטבלה בנויה על בסיס תכונות היסודות (כימיים), בעיקר המטען של גרעין האטום. המאפיינים של המערכת המחזורית נובעים מתפקידיה, כלומר הסיווג והסדר של אלמנטים כדי לחזות (או למצוא) קישורים חדשים.
כדאיות - כל מערכת מלאכותית נוצרת למטרה מסוימת, בין אם זה פתרון בעיה, פיתוח מאפיינים רצויים, שחרור המוצרים הנדרשים. המטרה היא שמכתיבה את בחירת המבנה, הרכב המערכת, כמו גם קשרים ויחסים בין אלמנטים פנימיים לסביבה החיצונית.
מסקנה
המאמר מתאר שנים עשר מאפייני מערכת. סיווג המערכות, לעומת זאת, מגוון הרבה יותר ומתבצע בהתאם למטרה אותה שואף החוקר. לכל מערכת יש מאפיינים שמבדילים אותהקהילות רבות אחרות. בנוסף, הנכסים המפורטים עשויים להתבטא במידה רבה או פחותה, המוכתבת על ידי גורמים חיצוניים ופנימיים.
