Критерии классификации систем

Критерии классификации систем. 

Многообразие  систем довольно велико, и существенную помощь при их изучении оказывает  классификация. 
Классификация - это разделение совокупности объектов на классы по некоторым наиболее существенным признакам.  
Важно понять, что классификация - это только модель реальности, поэтому к ней надо так и относиться, не требуя от нее абсолютной полноты. Еще необходимо подчеркнуть относительность любых классификаций. 
Сама классификация выступает в качестве инструмента системного анализа. С ее помощью структурируется объект (проблема) исследования, а построенная классификация является моделью этого объекта. 
Полной классификации систем в настоящее время нет, более того, не выработаны окончательно ее принципы. Разные авторы предлагают разные принципы классификации, а сходным по сути - дают разные названия. 
 
Классификация по происхождению. 
В зависимости от происхождения системы делятся на естественные и искусственные (создаваемые, антропогенные). 
Естественные системы - это системы, объективно существующие в действительности. в живой и неживой природе и обществе. 
Эти системы возникли в природе без участия человека.  
Примеры: атом, молекула, клетка, организм, популяция, общество, вселенная и т.п.  
Искусственные системы — это системы, созданные человеком.  
Примеры: 
1. Холодильник, самолет, предприятие, фирма, город, государство, партия, общественная организация и т. п. 
2. Одной из первых искусственных систем можно считать систему торговли. 
Кроме того, можно говорить о третьем классе систем — смешанных системах, куда относятся эргономические (машина — человек-оператор), автоматизированные, биотехнические, организационные и другие системы. 
Классификация по объективности существования. 
Все системы можно разбить на две большие группы: реальные (материальные или физические) и абстрактные (символические) системы. 
Реальные системы состоят из изделий, оборудования, машин и вообще из естественных и искусственных объектов. 
Абстрактные системы, по сути, являются моделями реальных объектов - это языки, системы счисления, идеи, планы, гипотезы и понятия, алгоритмы и компьютерные программы, математические модели, системы наук. 
Иногда выделяют идеальные или концептуальные системы - системы, которые выражают принципиальную идею или образцовую действительность - образцовый вариант имеющейся пли проектируемой системы. 
Также можно выделить виртуальные системы - не существующие в действительности модельные или мыслительные представления реальных объектов, явлений, процессов (могут быть как идеальными, так и реальными системами). 
Действующие системы. 
Выделим из всего многообразия создаваемых систем действующие системы. Такие системы способны совершать операции, работы, процедуры, обеспечивать заданное течение технологических процессов, действуя по программам, задаваемым человеком. В действующих системах можно выделить следующие системы: 1) технические, 2) эргатические, 3) технологические, 4) экономические, 5) социальные, б) организационные и 7) управления. 
Технические системы представляют собой материальные системы, которые решают задачи по программам, составленным человеком; сам человек при этом не является элементом таких систем. 
Техническая система - это совокупность взаимосвязанных физических элементов. 
В качестве связей в таких системах выступают физические взаимодействия (механические, электромагнитные, гравитационные и др.).  
Примеры: автомобиль, холодильник, компьютер. 
Эргатические системы. Если в системе присутствует человек, выполняющий определенные функции субъекта, то говорят о эргатической системе.  
Эргатическая система - это система, составным элементом которой является человек-оператор. 
Примеры: 
1. Шофер за рулем автомобиля.  
2. Рабочий, вытачивающий деталь на токарном станке.

Технологические системы. Существуют два класса определения понятия "технология": 
а) как некой абстрактной совокупности операций. 
б) как некой совокупности операций с соответствующими аппаратно-техническими устройствами или инструментами. 
Отсюда, по аналогии со структурой, можно говорить о формальной и материальной технологической системе.  
Технологическая система (формальная) - это совокупность операций (процессов) в достижении некоторых целей (решений некоторых задач). 
Структура такой системы определяется набором методов, методик, рецептов, регламентов, правил и норм. Элементами формальной технологической системы будут операции (действия) или процессы.  
Технологическая система (материальная) - это совокупность реальных приборов, устройств, инструментов и материалов (техническое, обеспечение системы), реализующих операции и предопределяющих их качество и длительность. 
Пример. Формальная технологическая система производства борща - рецепт. Материальная технологическая система производства борща - совокупность ножей, кастрюль, кухонных приборов, реализующих рецепт. В абстрактной технологии мы говорим о том, что надо отварить мясо, но не оговариваем ни тип кастрюли, ни вид плиты (газовая или электрическая). В материальной технологии техническое обеспечение приготовления борща будет определять его качество и длительность тех или иных операций. 
Экономическая система - это система отношений (процессов), складывающихся в экономике. Это совокупность экономических отношений, возникающих в процессе производства, распределения, обмена и потребления экономических продуктов и регламентируемых совокупностью соответствующих принципов, правил и законодательных норм. 
Социальная система - это совокупность мероприятий, направленных на социальное развитие жизни людей. 
К таким мероприятиям относятся: улучшение социально-экономических и производственных условий труда, усиление его творческого характера, улучшение жизни работников, улучшение жилищных условий и т. п.

Организационная система - это совокупность элементов, обеспечивающих координацию действий, нормальное функционирование и развитие основных функциональных элементов объекта. 
Элементы такой системы представляют собой органы управления, обладающие правом принимать управленческие решения - это руководители, подразделения или даже отдельные организации (например, министерства). 
Связи в организационной системе имеют информационную основу и определяются должностными инструкциями и другими нормативными документами, в которых прописаны права, обязанности ответственность органа управления. 
Системы управления – это системы, в которых реализуется функция управления. 
Система управления содержит два главных элемента: управляемую подсистему (объект управления) и управляющую подсистему (осуществляющую функцию управления). 
Применительно к техническим системам управляющую подсистему называют системой регулирования, а к социально-экономическим — системой организационного управления. 
Разновидностью системы управления является эргатическая система - человеко-машинная система управления. 
Пример.  
В магазине имеется система управления, состоящая из субъекта управления - руководства и объекта управления — всех остальных систем магазина. 
Управление реализуется системой организационного управления — организационной системой, состоящей из директора, его заместителей, начальников отделов и секций, связанных определенными отношениями подчиненности. 
В магазине функционирует экономическая система, включающая в себя такие экономические отношения, как производство услуг и, возможно, товаров обмена (денег на товары и услуги), распределение (прибыли). 
Имеется социальная система, сформулированная в коллективном и/или трудовых договорах. 
Экономические отношения обмена реализуются в виде некоторых технологических систем (технология продажи товара, технология возврата денег). 
Технологические системы в свою очередь, строятся на базе технических систем (кассовые аппараты, сканеры штрих-кода, компьютеры, калькуляторы) Кассир, работающий на кассовом аппарате, представляет собой эргатическую систем.. 
Централизованные и децентрализованные системы. 
Централизованной системой называется система, в которой некоторый элемент играет главную, доминирующую роль в функционировании системы. Такой главный элемент называется ведущей частью системы или ее центром. При этом небольшие изменения ведущей части вызывают значительные изменения всей системы: как желательные, так и нежелательные. К недостаткам централизованной системы можно отнести низкую скорость адаптации (приспособления к изменяющимся условиям окружающей среды), а также сложность управления из-за огромного потока информации подлежащей переработке в центральной части систем. 
Пример. Армейские структуры представляют собой ярко выраженные централизованные системы. 
Децентрализованная система - это система, в которой нет главного элемента. 
Важнейшие подсистемы в такой системе имеют приблизительно одинаковую ценность и построены не вокруг центральной подсистемы, а соединены между собой последовательно или параллельно. 
Пример. Интернет является практически идеальной децентрализованной системой. 
Классификация систем по однородности и разнообразию структурных элементов. 
Системы бывают гомогенные, или однородные, и гетерогенные, или разнородные, а также смешанного типа. 
В гомогенных системах структурные элементы системы однородны, т. е. обладают одинаковыми свойствами. В связи с этим в гомогенных системах элементы взаимозаменяемы. 
Пример. Гомогенная компьютерная система в организации состоит из однотипных компьютеров с установленными на них одинаковыми операционными системами и прикладными программами. Это позволяет заменить вышедший из строя компьютер любым другим без дополнительной настройки и переучивания конечного пользователя. 
Понятие «гомогенная система» широко используется при описании свойств газов, жидкостей или популяций организмов. 
Гетерогенные системы состоят из разнородных элементов, не обладающих свойством взаимозаменяемости. 
Примеры.  
1.Гетерогенная сеть - информационная сеть, в которой работают протоколы сетевого уровня различных фирм-производителей. Гетерогенная вычислительная сеть состоит из фрагментов разной топологии и разнотипных технических средств. 
2. Если университет в обычном понимании является гомогенным образованием, т. е. реализует подготовку по высшему и послевузовскому образованию (которые близки как по учебным программам, так и по методам их преподавания), то университетский комплекс представляется собой гетерогенную систему, в которой проводится подготовка по программам начального, среднего, высшего послевузовского образования. 
Классификация систем по сложности. 
Существует ряд подходов к разделению систем по сложности, и, к сожалению, нет единого определения этому понятию, нет и четкой границы, отделяющей простые системы от сложных. Разными авторами предлагались различные классификации сложных систем. 
Например, признаком простой системы считают сравнительно небольшой объем информации, требуемый для ее успешного управления. Системы, в которых не хватает информации для эффективного управления, считают сложными. 
Г.Н. Поваров оценивает сложность систем в зависимости от числа элементов, входящих в систему:

• малые системы (10-103 элементов);
• сложные (104-106);
• ультрасложные (107-1030 элементов);
• суперсистемы (1030-10200 элементов).

В частности, Ю.И. Черняк сложной называет систему, которая строится для решения  многоцелевой задачи и отражает объект с разных сторон в нескольких моделях. Каждая из моделей имеет свой язык, а для согласования этих моделей нужен особый метаязык. При этом подчеркивалось наличие у такой системы сложной, составной цели или даже разных целей и притом одновременно многих структур (например, технологической, административной, коммуникационной, функциональной и т. д.). 
B.C. Флейшман за основу классификации принимает сложность поведения системы. 
Одна из интересных классификаций по уровням сложности предложена К. Боулдингом. В этой классификации каждый последующий класс включает в себя предыдущий.

Ст. Вир предлагает делить системы  на простые, сложные и очень сложные. 
Простые - это наименее сложные системы. 
Сложные - это системы, отличающиеся разветвленной структурой и большим разнообразием, внутренних связей. 
Очень сложная система - это сложная система, которую подробно описать нельзя. 
Позднее Ст. Вир предложил относить к простым системам те, которые имеют до 103 состояний, к сложным - от 103 до 106 состояний и к очень сложным - системы, имеющие свыше миллиона состояний. 
Классификация систем по степени организованности. 
Качественная классификация систем по степени организованности была предложена В. В. Налимовым, который выделил класс хорошо организованных и класс плохо организованных, или диффузных систем. Позднее к этим классам был добавлен еще класс самоорганизующихся систем. Важно подчеркнуть, что наименование класса системы не является ее оценкой. В первую очередь, это можно рассматривать как подходы к отображению объекта или решаемой задачи, которые могут выбираться и зависимости от стадии познания объекта и возможности получения информации о нем.  
Хорошо организованные системы. 
Если исследователю удается определить элементы системы и их взаимосвязи между собой, то возможно представление объекта в виде хорошо организованной системы. То есть представление объекта в виде хорошо организованной системы применяется в тех случаях, когда может быть предложено аналитическое или графическое описание и экспериментально показана правомерность его применения (доказана адекватность модели реальному объекту).  
Такое представление успешно применяется при моделировании технических и технологических систем. Трудности возникают при работе со сложными объектами (биологическими, экономическими, социальными и др.). Без существенного упрощения их нельзя представить в виде хорошо организованных систем. Поэтому для отображения сложного объекта в виде хорошо организованной системы приходится выделять только факторы, существенные для конкретной цели исследования.

Плохо организованные (или  диффузные) системы. 
Если не ставится задача определить все учитываемые компоненты и их связи с целями системы, то объект представляется в виде плохо организованной (или диффузной) системы. Для описания свойств таких систем можно рассматривать два подхода: выборочный и макропараметрический. 
При выборочном подходе закономерности в системе выявляются на основе исследования не всего объекта или класса явлений, а путем изучения достаточно представительной выборки компонентов, характеризующих исследуемый объект или процесс 
Пример. Если нас ни интересует средняя цена на хлеб и каком-либо городе, то можно было бы последовательно объехать или обзвонить все торговые точки города, что потребовало бы много времени и средств. А можно пойти другим путем: собрать информацию в небольшой (но представительной) группе торговых точек, вычислить среднюю цену и обобщить ее на весь город. 
При макропараметрическом подходе свойства системы оценивают с помощью некоторых интегральных характеристик (макропараметров). 
Пример. При использовании газа для прикладных целей его свойства не определяют путем точного описания поведения каждой молекулы, а характеризуют макропараметрами — давлением, температурой и т.д. Основываясь на этих параметрах, разрабатывают приборы и устройства, использующие свойства газа, не исследуя при этом поведение каждой молекулы. 
Отображение объектов в виде диффузных систем находит широкое применение при определении пропускной способности систем разного рода, при определении численности штатов в обслуживающих, например ремонтных, цехах предприятия и в обслуживающих учреждениях, при исследовании документальных потоков информации и т.д. 
Самоорганизующиеся системы. 
Класс самоорганизующихся, или развивающихся, систем характеризуется рядом признаков, особенностей, которые, как правило, обусловлены наличием в системе активных элементов, делающих систему целенаправленной:

• изменчивость отдельных параметров системы и стохастичность ее поведения;
• уникальность и непредсказуемость поведения системы в конкретных условиях.
• способность изменять свою структуру и формировать варианты поведения, сохраняя целостность и основные свойства;
• способность противостоять разрушающим систему тенденциям;
• способность адаптироваться, к изменяющимся условиям. Это хорошо по отношению к возмущающим воздействиям и помехам, но плохо, когда адаптивность проявляется и к управляющим воздействиям, затрудняя управление системой;
• способность и стремление к целеобразованию;
• принципиальная неравновесность. 
  Легко видеть, что хотя часть этих особенностей характерна и для диффузных систем (стохастичность поведения, нестабильность отдельных параметров), однако в большинстве своем они являются специфическими признаками, существенно отличающими этот класс систем от других и затрудняющими их моделирование.  
  

Вывод 
1. При изучении любых объектов и процессов, в том числе и систем, большую помощь оказывает классификация - разделение совокупности объектов на классы по некоторым, наиболее существенным признакам. 
2. В зависимости от происхождения системы могут быть естественными (системы, объективно существующие в живой и неживой природе и обществе) и искусственными (системы, созданные человеком). 
3. По объективности существования все системы можно разбить на две большие группы: реальные (материальные или физические) и абстрактные (символические) системы. 
4. Среди всего многообразия создаваемых систем особый интерес представляют действующие системы, к которым относятся технические, технологические, экономические, социальные и организационные. 
5. По степени централизации выделяют централизованные системы (имеющие в своем составе элемент, играющий главную, доминирующую роль в функционировании системы) и децентрализованные (не имеющие такого элемента). 
6. Системы бывают гомогенные, или однородные, и гетерогенные или разнородные, а также смешанного типа. 
7. Различают большие, очень сложные, сложные и простые системы. 
8. В зависимости от степени организованности выделяют классы хорошо организованных систем (их свойства можно описать в виде детерминированных зависимостей), плохо организованных (или диффузных) и самоорганизующихся (включающие активные элементы).

9.Начиная с некоторого уровня сложности, систему легче изготовить и ввести в действие, преобразовать и изменить, чем отобразить формальной моделью, поскольку имеется принципиальная ограниченность формализованного описания развивающихся самоорганизующихся систем.