Nhiều người biết câu trong phim của Andrew và Lawrence Wachowski: "Ma trận là một hệ thống. Nó là kẻ thù của chúng ta." Tuy nhiên, cần hiểu rõ các khái niệm, thuật ngữ, cũng như các khả năng và thuộc tính của hệ thống. Liệu cô ấy có đáng sợ như trong nhiều bộ phim và tác phẩm văn học không? Các đặc điểm và thuộc tính của hệ thống và các ví dụ về biểu hiện của chúng sẽ được thảo luận trong bài báo.
Ý nghĩa của thuật ngữ
Từ "hệ thống" có nguồn gốc từ tiếng Hy Lạp (σύστηΜα), có nghĩa là trong bản dịch nghĩa đen là một tổng thể bao gồm các phần được kết nối với nhau. Tuy nhiên, khái niệm đằng sau thuật ngữ này đa nghĩa hơn nhiều.
Mặc dù trong cuộc sống hiện đại, hầu hết mọi thứ đều được coi là hệ thống chức năng, nhưng không thể đưa ra định nghĩa chính xác duy nhất về khái niệm này. Thật kỳ lạ, điều này xảy ra do sự thâm nhập của lý thuyết hệ thống vào tất cả các lĩnh vực của cuộc sống con người theo nghĩa đen.
Ngay cả vào đầu thế kỷ 20, đã có những cuộc thảo luận về sự khác biệt trong các đặc tính của hệ thống tuyến tính được nghiên cứu trongtoán học, logic, về các đặc tính của cơ thể sống (một ví dụ có giá trị khoa học trong trường hợp này là lý thuyết về các hệ thống chức năng của P. K. Anokhin). Ở giai đoạn hiện tại, theo thông lệ, người ta thường tách ra một số nghĩa của thuật ngữ này, những nghĩa này được hình thành tùy thuộc vào đối tượng được phân tích.
Vào thế kỷ XXI, một cách giải thích chi tiết hơn về thuật ngữ tiếng Hy Lạp đã xuất hiện, đó là: "một chỉnh thể bao gồm các yếu tố được kết nối với nhau và có quan hệ nhất định." Nhưng mô tả chung về ý nghĩa của từ này không phản ánh các thuộc tính của hệ thống được người quan sát phân tích. Về mặt này, khái niệm sẽ có được những khía cạnh giải thích mới tùy thuộc vào đối tượng được xem xét. Chỉ các khái niệm về tính toàn vẹn, các thuộc tính cơ bản của hệ thống và các yếu tố của nó sẽ không thay đổi.
Yếu tố như một phần của sự chính trực
Trong lý thuyết hệ thống, thông thường coi tổng thể là sự tương tác và mối quan hệ của các phần tử nhất định, đến lượt nó, là các đơn vị có các thuộc tính nhất định không bị phân chia thêm. Các tham số của phần đang được xem xét (hoặc thuộc tính của phần tử hệ thống) thường được mô tả bằng cách sử dụng:
- chức năng (được thực hiện bởi đơn vị hành động được coi là trong hệ thống);
- hành vi (tương tác với môi trường bên ngoài và bên trong);
- trạng thái (điều kiện để tìm một phần tử có các tham số đã thay đổi);
- process (thay đổi trạng thái phần tử).
Điều đáng chú ý là một phần tử của hệ thống không tương đương với khái niệm "sơ cấp". Tất cả cácphụ thuộc vào quy mô và độ phức tạp của đối tượng được đề cập.
Nếu chúng ta thảo luận về hệ thống các thuộc tính của con người, thì các yếu tố sẽ là các khái niệm như ý thức, cảm xúc, khả năng, hành vi, tính cách, đến lượt chúng, bản thân chúng có thể được biểu thị như một thể toàn vẹn bao gồm các yếu tố. Từ đó rút ra kết luận rằng phần tử có thể được coi là một hệ thống con của đối tượng đang được xem xét. Giai đoạn đầu tiên trong phân tích hệ thống là xác định thành phần của "tính toàn vẹn", nghĩa là, làm rõ tất cả các yếu tố cấu thành của nó.
Kết nối và tài nguyên như thuộc tính xương sống
Bất kỳ hệ thống nào đều không ở trạng thái cô lập, chúng liên tục tương tác với môi trường. Để cô lập bất kỳ "tính toàn vẹn" nào, cần phải xác định tất cả các liên kết hợp nhất các phần tử thành một hệ thống.
Kết nối là gì và chúng ảnh hưởng như thế nào đến các thuộc tính của hệ thống.
Kết nối là sự phụ thuộc lẫn nhau của các yếu tố ở cấp độ vật lý hoặc ngữ nghĩa. Về ý nghĩa, các liên kết sau có thể được phân biệt:
- Cấu trúc (hoặc cấu trúc): chủ yếu đặc trưng cho thành phần vật chất của hệ thống (ví dụ, do thay đổi liên kết, cacbon có thể hoạt động như than chì, như kim cương, hoặc như khí).
- Chức năng: đảm bảo khả năng hoạt động của hệ thống, sức sống của nó.
- Thừa kế: các trường hợp phần tử "A" là nguồn gốc cho sự tồn tại của "B".
- Phát triển (mang tính xây dựng và phá hoại): diễn ra trong quá trình phức tạp hóa cấu trúc của hệ thống hoặc ngược lại - đơn giản hóa hoặc phân rã.
- Tổ chức: chúng bao gồmxã hội, doanh nghiệp, đóng vai. Nhưng nhóm thú vị nhất là các liên kết kiểm soát cho phép kiểm soát và định hướng sự phát triển của hệ thống theo một hướng nhất định.
Sự hiện diện của các kết nối nhất định xác định các thuộc tính của hệ thống, hiển thị sự phụ thuộc giữa các phần tử cụ thể. Bạn cũng có thể theo dõi việc sử dụng các tài nguyên cần thiết để xây dựng và vận hành hệ thống.
Mỗi phần tử ban đầu được trang bị một số tài nguyên nhất định mà nó có thể chuyển cho những người tham gia khác trong quá trình hoặc trao đổi chúng. Hơn nữa, sự trao đổi có thể xảy ra cả trong hệ thống và giữa hệ thống với môi trường bên ngoài. Các tài nguyên có thể được phân loại như sau:
- Vật chất - là các đối tượng của thế giới vật chất: nhà kho, hàng hóa, thiết bị, máy móc, v.v.
- Năng lượng - điều này bao gồm tất cả các loại được biết đến trong giai đoạn phát triển hiện nay của khoa học: điện, hạt nhân, cơ khí, v.v.
- Thông tin.
- Con người - một người không chỉ hoạt động như một nhân viên thực hiện một số hoạt động nhất định, mà còn như một nguồn quỹ trí tuệ.
- Không gian.
- Thời gian.
- Tổ chức - trong trường hợp này, cấu trúc được coi như một nguồn lực, việc thiếu nó thậm chí có thể dẫn đến sự sụp đổ của hệ thống.
- Tài chính - đối với hầu hết các cơ cấu tổ chức là cơ bản.
Mức độ hệ thống hóa trong lý thuyết hệ thống
Bởi vì các hệ thống có một số thuộc tính và đặc điểm nhất định, chúng có thể được phân loại,mục đích của việc này là chọn các cách tiếp cận và phương tiện phù hợp để mô tả tính toàn vẹn.
Theo nguyên tắc thực chất của sự phân chia, hệ thống thực và hệ thống trừu tượng được phân biệt. Để dễ nhận biết, chúng tôi sẽ trình bày thông tin dưới dạng bảng.
| Hệ thống | |||
| Thực | Trừu tượng | ||
| Tự nhiên | Nhân tạo | Hiển thị trực tiếp | Khái quát |
| Thể chất | Kỹ thuật | Mô hình toán học | Mô hình ý tưởng |
| Sinh | Xã hội | Mô hình logic-heuristic | Ngôn ngữ |
| Tổ chức và kỹ thuật | |||
Tiêu chí cơ bản để nhập hệ thống
Có một phân loại liên quan đến sự tương tác với môi trường bên ngoài, cấu trúc và các đặc điểm không gian-thời gian. Chức năng hệ thống có thể được đánh giá theo các tiêu chí sau (xem bảng).
| Tiêu_chí | Lớp |
| Tương tác với môi trường bên ngoài |
Mở - tương tác với môi trường bên ngoài Đóng - thể hiện khả năng chống lại các tác động của môi trường bên ngoài Kết hợp - chứa cả hai loại hệ thống con |
| Tính toàn vẹn của cấu trúc |
Đơn giản - bao gồm một số lượng nhỏ các phần tử và liên kết Phức tạp - đặc trưng bởi sự không đồng nhất của các kết nối, tính đa dạngcác phần tử và nhiều cấu trúc khác nhau Large - khác biệt về tính đa dạng và không đồng nhất của cấu trúc và hệ thống con |
| Các chức năng đã thực hiện |
Chuyên - chuyên ngành phụ Đa chức năng - cấu trúc thực hiện nhiều chức năng cùng lúc Universal (ví dụ: máy gặt) |
| Phát triển hệ thống |
Ổn định - cấu trúc và chức năng không thay đổi Đang phát triển - rất phức tạp, có thể thay đổi cấu trúc và chức năng |
| Tổ chức của hệ thống |
Được tổ chức tốt (bạn có thể chú ý đến các thuộc tính của hệ thống thông tin, được đặc trưng bởi một tổ chức và xếp hạng rõ ràng) Tổ chức tồi |
| Độ phức tạp của hành vi hệ thống |
Tự động - phản ứng được lập trình trước các tác động bên ngoài, theo sau là trở lại cân bằng nội môi Quyết đoán - dựa trên phản ứng liên tục với các kích thích bên ngoài Tự tổ chức - phản ứng linh hoạt với các kích thích bên ngoài Tầm nhìn xa - vượt qua môi trường bên ngoài về mức độ phức tạp của tổ chức, có thể dự đoán các tương tác tiếp theo Biến đổi - cấu trúc phức tạp không kết nối với thế giới vật chất |
| Bản chất của mối quan hệ giữa các yếu tố |
Xác định - trạng thái của hệ thống có thể được dự đoán trong bất kỳ thời điểm nào Stochastic - thay đổi của họ làký tự ngẫu nhiên |
| Cơ cấu quản trị |
Tập trung Phân cấp |
| Mục đích của hệ thống |
Kiểm soát - các thuộc tính của hệ thống quản lý được rút gọn thành quy định về thông tin và các quy trình khác Sản xuất - có đặc điểm là thu được sản phẩm hoặc dịch vụ Bảo trì - hỗ trợ sức khỏe hệ thống |
Nhóm thuộc tính hệ thống
Thuộc tính thường được gọi là một số tính năng và phẩm chất đặc trưng của một phần tử hoặc tính toàn vẹn, được thể hiện khi tương tác với các đối tượng khác. Có thể tách ra các nhóm thuộc tính đặc trưng của hầu hết các cộng đồng hiện có. Tổng cộng, có mười hai thuộc tính chung của các hệ thống được biết đến, được chia thành ba nhóm. Xem bảng để biết thông tin.
| Tĩnh | Động | Tổng hợp |
| Liêm | Chức năng | Khẩn cấp |
| Sự cởi mở | Khả năng kích thích | Chia thành các phần |
| Tính không đồng nhất bên trong của các hệ thống | Sự thay đổi của hệ thống theo thời gian | Ingerence |
| Cấu | Tồn tại trong môi trường thay đổi | Expediency |
Nhóm thuộc tính tĩnh
Từ tên của nhóm, hệ thống có một số tính năng luôn có sẵn trong đó: trong bất kỳ khoảng thời gian nhất định nào. Đó là, đây là những đặc điểm mà cộng đồng không còn như vậy nữa.
Tính toàn vẹn là một thuộc tính của hệ thống cho phép bạn phân biệt nó với môi trường, xác định ranh giới và các đặc điểm khác biệt. Nhờ đó, có thể tồn tại các liên kết được thiết lập tốt giữa các phần tử tại mỗi thời điểm đã chọn, cho phép thực hiện các mục tiêu của hệ thống.
Tính mở là một trong những thuộc tính của hệ thống, dựa trên quy luật liên kết của mọi thứ tồn tại trên thế giới. Bản chất của nó là có thể tìm thấy kết nối giữa hai hệ thống bất kỳ (cả đến và đi). Như bạn có thể thấy, khi xem xét kỹ hơn, những tương tác này là khác nhau (hoặc không đối xứng). Tính mở chỉ ra rằng hệ thống không tồn tại biệt lập với môi trường và trao đổi tài nguyên với nó. Mô tả thuộc tính này thường được gọi là "mô hình hộp đen" (với đầu vào cho biết tác động của môi trường đối với tính toàn vẹn và đầu ra là tác động của hệ thống đối với môi trường).
Tính không đồng nhất bên trong của các hệ thống. Như một ví dụ minh họa, hãy xem xét các thuộc tính của hệ thống thần kinh của con người, tính ổn định của hệ thống này được đảm bảo bởi một tổ chức đa cấp, không đồng nhất của các yếu tố. Theo thông lệ, người ta thường xem xét ba nhóm chính: đặc tính của não, các cấu trúc riêng lẻ của hệ thần kinh và các tế bào thần kinh cụ thể. Thông tin về các bộ phận cấu thành (hoặc các yếu tố) của hệ thống cho phép bạn lập bản đồ các mối quan hệ thứ bậc giữa chúng. Cần lưu ý rằng trong trường hợp này, "khả năng phân biệt" của các bộ phận được xem xét, chứ không phải "khả năng phân tách" của chúng.
Khó khăn trong việc xác định thành phần của hệ thống là vì mục đích nghiên cứu. Rốt cuộc, một và cùng một đối tượng có thể được xem xét từ quan điểm về giá trị, chức năng, độ phức tạp của cấu trúc bên trong, v.v. Ngoài mọi thứ, khả năng của người quan sát để tìm ra sự khác biệt giữa các phần tử của hệ thống một vai trò quan trọng. Do đó, mô hình máy giặt dành cho người bán, công nhân kỹ thuật, phụ trách, nhà khoa học sẽ hoàn toàn khác, vì những người được liệt kê xem xét nó từ các vị trí khác nhau và với các mục tiêu đặt ra khác nhau.
Structuredness là thuộc tính mô tả mối quan hệ và sự tương tác của các phần tử trong hệ thống. Các kết nối và mối quan hệ của các phần tử tạo thành mô hình của hệ thống đang được xem xét. Nhờ có cấu trúc, thuộc tính của một đối tượng (hệ thống) như tính toàn vẹn được hỗ trợ.
Nhóm thuộc tính động
Nếu thuộc tính tĩnh là thứ có thể được quan sát tại bất kỳ thời điểm cụ thể nào, thì thuộc tính động được phân loại là di động, tức là được biểu hiện theo thời gian. Đây là những thay đổi về trạng thái của hệ thống trong một khoảng thời gian nhất định. Một ví dụ rõ ràng là sự thay đổi của các mùa trong một số khu vực hoặc đường phố được quan sát (các thuộc tính tĩnh vẫn còn, nhưng các hiệu ứng động có thể nhìn thấy). Những thuộc tính nào của hệ thống áp dụng cho nhóm đang được xem xét?
Chức năng - được xác định bởi tác động của hệ thống đến môi trường. Một tính năng đặc trưng làtính chủ quan của nhà nghiên cứu trong việc phân bổ các chức năng, do các mục tiêu quyết định. Vì vậy, ô tô, như bạn biết, là một "phương tiện đi lại" - đây là chức năng chính của nó đối với người tiêu dùng. Tuy nhiên, khi lựa chọn, người mua có thể được hướng dẫn bởi các tiêu chí như độ tin cậy, sự thoải mái, uy tín, thiết kế, cũng như sự sẵn có của các tài liệu liên quan, v.v. Trong trường hợp này, tính linh hoạt của một hệ thống như ô tô được tiết lộ, và tính chủ quan của hệ thống ưu tiên chức năng của các chức năng chính, phụ và phụ).
Khả năng kích thích - thể hiện ở mọi nơi là sự thích nghi với điều kiện bên ngoài. Một ví dụ nổi bật là các đặc tính của hệ thần kinh. Tác động của một kích thích hoặc môi trường bên ngoài (kích thích) lên một đối tượng góp phần làm thay đổi hoặc điều chỉnh hành vi. Hiệu ứng này đã được Pavlov I. P. mô tả chi tiết trong nghiên cứu của ông, và trong lý thuyết phân tích hệ thống, nó được gọi là khả năng kích thích.
Khả năng biến đổi của hệ thống theo thời gian. Nếu hệ thống đang hoạt động, những thay đổi là không thể tránh khỏi cả về tương tác với môi trường và trong việc thực hiện các kết nối và mối quan hệ nội bộ. Có thể phân biệt các loại biến thể sau:
- nhanh (nhanh, chậm, v.v.);
- cấu trúc (thay đổi thành phần, cấu trúc của hệ thống);
- function (thay thế một số phần tử bằng những phần tử khác hoặc thay đổi các tham số của chúng);
- định lượng (tăng số lượng phần tử cấu trúc mà không thay đổi nó);
- định tính (trong trường hợp này, các thuộc tính được thay đổihệ thống trong quá trình tăng trưởng hoặc suy giảm quan sát được).
Bản chất của biểu hiện của những thay đổi này có thể khác nhau. Bắt buộc phải tính đến đặc tính này khi phân tích và lập kế hoạch hệ thống.
Tồn tại trong môi trường thay đổi. Cả hệ thống và môi trường mà nó cư trú đều có thể thay đổi. Để tính toàn vẹn hoạt động, cần phải xác định tỷ lệ giữa tốc độ thay đổi của bên trong và bên ngoài. Chúng có thể trùng hợp, có thể khác nhau (dẫn đầu hoặc trễ). Điều quan trọng là phải xác định đúng tỷ lệ, có tính đến các đặc điểm của hệ thống và môi trường. Một ví dụ điển hình là lái xe ô tô trong điều kiện khắc nghiệt: người lái xe hành động trước khúc cua hoặc phù hợp với tình huống.
Nhóm tính chất tổng hợp
Mô tả mối quan hệ giữa hệ thống và môi trường về sự hiểu biết chung về tính toàn vẹn.
Emergency là một từ gốc tiếng Anh, được dịch là "phát sinh". Thuật ngữ này đề cập đến sự xuất hiện của một số thuộc tính chỉ xuất hiện trong hệ thống do sự hiện diện của các kết nối của các phần tử nhất định. Đó là, chúng ta đang nói về sự xuất hiện của các thuộc tính mà không thể giải thích bằng tổng các thuộc tính của các phần tử. Ví dụ, các bộ phận của ô tô không thể lái được, chưa nói đến việc vận chuyển, nhưng được lắp ráp thành một hệ thống, chúng có thể là một phương tiện di chuyển.
Không thể tách rời thành các bộ phận - tính chất này, về mặt logic, theo sau từ sự xuất hiện. Việc loại bỏ bất kỳ phần tử nào khỏi hệ thống sẽ ảnh hưởng đến các thuộc tính, các mối quan hệ bên trong và bên ngoài của nó. Tại đóĐồng thời, phần tử “được gửi đến thả nổi tự do” có được các thuộc tính mới và không còn là một “liên kết trong chuỗi”. Ví dụ, một chiếc lốp ô tô trên lãnh thổ của Liên Xô cũ thường xuất hiện trong các thảm hoa, sân thể thao và "bungee". Nhưng bị loại bỏ khỏi hệ thống của ô tô, nó mất chức năng và trở thành một vật thể hoàn toàn khác.
Inherence là một thuật ngữ tiếng Anh (Inhere), được dịch là "một phần không thể thiếu của một cái gì đó." Mức độ “bao hàm” của các phần tử trong hệ thống phụ thuộc vào việc thực hiện các chức năng được giao cho nó. Trên ví dụ về tính chất của các nguyên tố trong hệ thống tuần hoàn của Mendeleev, người ta có thể xác minh tầm quan trọng của việc tính đến tính tuân theo. Vì vậy, chu kỳ trong bảng được xây dựng trên cơ sở tính chất của các nguyên tố (hóa học), chủ yếu là điện tích của hạt nhân nguyên tử. Các thuộc tính của hệ thống tuần hoàn tuân theo các chức năng của nó, cụ thể là sự phân loại và sắp xếp thứ tự của các nguyên tố để dự đoán (hoặc tìm) các liên kết mới.
Expediency - bất kỳ hệ thống nhân tạo nào được tạo ra cho một mục đích cụ thể, cho dù đó là giải pháp của một vấn đề, sự phát triển của các thuộc tính mong muốn, phát hành các sản phẩm cần thiết. Đây là mục tiêu quyết định sự lựa chọn cấu trúc, thành phần của hệ thống, cũng như các kết nối và mối quan hệ giữa các yếu tố bên trong và môi trường bên ngoài.
Kết
Bài báo nêu ra mười hai thuộc tính của hệ thống. Tuy nhiên, việc phân loại các hệ thống đa dạng hơn nhiều và được thực hiện phù hợp với mục tiêu mà nhà nghiên cứu theo đuổi. Mỗi hệ thống có các thuộc tính phân biệt nó vớinhiều cộng đồng khác. Ngoài ra, các thuộc tính được liệt kê có thể tự biểu hiện ở mức độ lớn hơn hoặc thấp hơn, điều này được quyết định bởi các yếu tố bên ngoài và bên trong.
