Какие системы называются искусственными
Классификация данная в этом параграфе имеет принципиально важное значение, так как используется для построения математических моделей систем. По своим свойствам системы могут быть классифицированы по следующим признакам [7].
Динамические системы характеризуются тем, что их выходные сигналы в данный момент времени определяются характером входных воздействий в прошлом и настоящем (зависит от предыстории). В противном случае системы называют статическими.
Примером динамических систем является биологические, экономические, социальные системы; такие искусственные системы как завод, предприятия, поточная линия и т.д.
Детерминированной называют систему, если ее поведение можно абсолютно точно предвидеть. Система, состояния которой зависит не только от контролируемых, но и от неконтролируемых воздействий или если в ней самой находится источник случайности, носит название стохастической. Приведем пример стохастических систем, это – заводы, аэропорты, сети и системы ЭВМ, магазины, предприятия бытового обслуживания и т.д.
Различают системы линейные и нелинейные. Для линейных систем реакция на сумму двух иди более различных воздействий эквивалентна сумме реакций на каждое возмущение в отдельности, для нелинейных – это не выполняется.
Если параметры систем изменяются во времени, то она называется нестационарной, противоположным понятием является понятие стационарной системы.
Пример нестационарных систем – это системы, где процессы, например, старения являются на данном интервале времени существенными.
рис.1.2. Классификация систем по их свойствам.
(Стрелки указывают возможный набор свойств системы).
1.4. Искусственная система как средство достижения цели
О значении правильного выбора цели говорит также известный исторический пример организации противовоздушной обороны английских торговых судов во время второй мировой войны. В качестве цели было выбрано уничтожение вражеских самолетов с помощью зенитных орудий. Так как качающееся палубы судов и недостаточно квалифицированные расчеты артиллеристов на торговых судах не обеспечивали достижения цели, то было решено передать зенитки торговых судов наземным батареям. Однако специалисты во время поняли, что цель должна быть другой, не уничтожение вражеских самолетов, а защита торговых судов. Зенитные установки были оставлены на палубах, в результате немецкие летчики вынуждены были бомбить суда с больших высот и с меньшей точностью. Сокращение потерь судов намного перекрывало затраты на установку и обслуживание орудий.
Одной цели может соответствовать несколько систем и наоборот, одной системе может соответствовать несколько целей. Покажем это на нескольких элементарных примерах, приведенных в таблице 1.2.:
Цель функционирования
В любой момент разрезать бумагу, ткань, и т.д.
В любой момент иметь возможность записи текста
Карандаш, авторучка, шариковая ручка
Возможность передачи звуковой информации на расстояния почти мгновенно
Системы радиовещания, телефон
Передача информации на расстояния с большой скоростью
Телеграф, телетайп, сеть “Интернет”
Передача информации на большие расстояния
Системы почтовой связи
Здесь возможны несколько подходов к ответу на вопрос.
Мы придерживаемся второго варианта. Вся система вселенского пространства вобрала в себя всю “мудрость” развития, накопленную миллиардами лет. Глобальная система систем иерархически выстроенная, с четко отложенной саморегуляцией и саморазвитием формировалась постепенно, изменялась сама и изменяла свои цели в соответствии с Законами Природы. Какова цель существования всех этих взаимодействующих и взаимоподчиненных систем? Это является основным вопросом науки! Возможно глобальная цель связана с самосовершенствованием? Ведь в противном случае вся эта глобальная система систем погибла бы!
Человек и человечество всего лишь составляющая этой единой системы. Тогда становится ясной цель существования человека – самосовершенствование. Таким образом, для гармоничной жизни человеку нужно жить не по своим, придуманным законам, а по объективным Законам Природы, не нарушая их. Только при этом условии можно решить проблемы экологии и устойчивого развития человечества.
1.5. Системность как всеобщее свойство материи
Вселенское пространство может быть расема, состоящая из подсистем трех видов – экологических, социальных и искусственных (рис 1.2., 1.3).
Действие человека на системы вселенского пространства.
Действие систем вселенского пространства на человека
Экологическая система – это весь материальный мир обитания человека, обеспечивает жизнедеятельность живой материи на Земле и состоит из физических, химических и биологических систем.
Физические системы обеспечивают различные взаимодействия тел и полей, что является непрерывным процессом строительства всего мироздания. Механизмами взаимодействия, функционирования и управления этих систем являются объективные физические законы.
Химические системы осуществляют непрерывный обмен веществ в природе, их преобразование и транспортировку из внешней среды в биологические системы и обратно. Источниками развития этих систем являются вещества; механизмами функционирования – законы физики и химии.
Биологические системы координируют жизнедеятельность всех организмов и их отдельных органов, рост организма, строение, размножение, приспособление к внешней среде и т.д. Источником развития биологических систем являются физические, химические и в том числе и сами биологические системы вселенского пространства.
Социальные системы – это идеально-реальный мир, в котором живет человек (общество, государство, этнос, коллектив, семья, нация, институты, религия, искусства и т.д.). В этих системах люди, взаимодействую друг с другом, создают механизмы и законы жизнеобеспечения. Роль социальных систем заключена в формировании мировоззрения, сознания, культуры, системы человеческих взаимоотношений. Социальные системы формируют модели поведения человека. Человек воспринимает ту модель, которая более всего соответствует его внутреннему содержанию. При этом человек, исходя из своих ценностных ориентаций и возможностей определяет, что он возьмет из предлагаемых моделей поведения. Био-социальный мир существует независимо от конкретного человека и развивается по объективным законам. Причем, если те законы, которые выработаны человечеством в текущий момент времени не соответствуют законам эволюции, то они тормозят эволюционный процесс, в противном случае – наоборот ускоряют его.
Искусственные системы – это системы, созданные человеком в результате научно-технического прогресса. Они предназначены для повышения эффективности труда, его механизации, автоматизации и кибернетизации. Источниками “жизнедеятельности” этих систем являются все виды систем, перечисленные выше.
Все названные виды систем функционально связаны между собой в единое, которое и образует вселенское пространство как всеобщую систему. Вместе с тем каждая система автономна, выполняет свою уникальную функцию, имеет свои источники, механизмы и законы развития. Современный уровень развития науки позволяет говорить о мире как о бесконечной иерархической системе систем, находящихся на разном уровне иерархии и разных стадиях развития.
Простые системы входят составной частью в более сложные. Функции сложной системы – обеспечить условия “жизнеобеспечения” своих подсистем. Функции подсистемы – выработать энергию и обеспечить ею систему, в которую она входит.
Природные, социальные процессы свидетельствуют о том, что системы, отдавая свою энергию и заимствуя ее у других, стремится к максимальному самосохранению.
То есть системы с одной стороны не могут существовать без других систем, путем установления между ними связи для информационного, энергетического и материального обмена, а с другой – стремятся к самостоятельности, минимизации потерь от этих связей.
Таким образом, весь мир системен и системность является свойством материи.