Методика та організація наукових досліджень
4.4. Класифікація систем
Класифікація систем передбачає їх поділ на матеріальні та абстрактні. Матеріальні системи є реальними об’єктами, що існують у реальному часі. Вони поділяються на природні і штучні. Природні системи - сукупність об’єктів природи, а штучні - організаційно- економічних, соціальних або технічних об’єктів. До природних систем належать астрокосмічні, планетарні, фізичні, хімічні системи тощо.
Абстрактні системи - розумово-зорові уявлення, зображення або моделі матеріальних систем, які поділяються на логічні та символічні.
Логічні системи є результатом дедуктивного або індуктивного представлення матеріальних систем. Їх можна розглядати як системи понять і визначень про структуру, стан та основні закономірності зміни стану матеріальних систем.
Символічні системи є формалізацією логічних систем. Вони поділяються на три класи:
- Статичні математичні системи або моделі, котрі можна розглядати як опис засобами математичного апарату стану матеріальних систем;
- Динамічні математичні системи або моделі, котрі можна розглядати як математичну формалізацію процесів розвитку матеріальних систем;
- Квазістатистичні системи, що знаходяться в нестійкому положенні між статикою та динамікою і при одних впливах поводять себе як статичні, а при інших - як динамічні.
У літературі наводяться й інші класифікації систем. Так, проф. Ю. Черняк пропонує наступний поділ систем.
- Великі системи (ВС) - це системи, котрі не можна спостерігати одночасно з позиції одного спостерігача або в часі, або в просторі. У таких випадках система розглядається послідовно по частинах із поступовим переміщенням з нижчого на вищий рівень.
- Складні системи (СС) - це системи, які не можна скомпонувати з певних підсистем. Це означає, що:
а) спостерігач послідовно змінює свою позицію стосовно об’єкта і спостерігає його з різних сторін;
б) різні спостерігачі досліджують об’єкт з різних сторін.
- Динамічні системи (ДС) - це системи, котрі постійно змінюються. Будь-яка зміна, що відбувається в системі, називається процесом. Якщо система характеризується одним варіантом поведінки, її називають детермінованою.
Імовірнісна система - це система, поведінку якої можна передбачити з певним рівнем імовірності на основі дослідження її минулої поведінки.
Динамічні системи характеризуються наступними властивостями:
- рівновага - здатність повертатися до початкового стану, компенсуючи вплив зовнішнього середовища;
- самоорганізація - здатність відновлювати свою структуру або поведінку для компенсації зовнішнього середовища;
- інваріантність поведінки - те, що залишається в поведінці системи незмінним у будь-який відрізок часу.
- Кібернетичні або керуючі системи (КС) - це системи, з допомогою яких досліджуються процеси управління в технічних, біологічних, економічних і соціальних системах. Центральним поняттям в цьому випадку є інформація як засіб впливу на поведінку системи.
- Цілеспрямовані системи (ЦС) - це системи, які володіють цілеспрямованістю. Досягнення цілі у більшості випадків має ймовірнісний характер. За способом керування системи поділяються на: керовані ззовні, самокеровані та з комбінованим керуванням. У керованих ззовні системах керуючий блок знаходиться за межами системи; в системах із комбінованим керуванням управління здійснюється частково ззовні, а частково - в межах систем.
У теоретико-пізнавальному плані виокремлюють три можливі аспекти розгляду систем:
1) система розглядається як взаємопов’язаний комплекс матеріальних об’єктів;
2) система охоплює, з одного боку, набір матеріальних об’єктів, а з іншого - інформацію про їхній стан;
3) система розглядається в інформаційному аспекті як комплекс відношень, зв’язків, інформації.
Кожний із цих підходів потребує відповідного специфічного наукового інструментарію для розв’язання трьох різних видів завдань.
Підсистемою називають сукупність елементів, які об’єднані єдиним процесом функціонування та при взаємодії реалізують певну функцію чи операцію, що необхідні для досягнення поставленої перед системою мети.
Надсистемою називають систему вищого рівня ієрархії, ширшу, глобальну систему, в яку досліджувана входить як складова частина.
Головним системотвірним фактором є функції системи. Існує кілька думок стосовно того, що таке функція системи. Так, під функцією системи можна розуміти перетворення її входів у виходи. З іншої токи зору, функція системи може полягати у збереженні її існування, підтримці структури та впорядкованості. Іноді функцію системи ототожнюють із функціонуванням цієї ж системи, визначаючи її як спосіб, засіб або як дію для досягнення цілей системи.
Функція системи - це все те, що виконує система або може виконувати відповідно до свого призначення. Множина функцій системи є перетворення призначення системи в дії, тобто сукупність послідовних її станів у просторі та часі.
Окрім функції, до системотвірних факторів належить мета та ціль системи. Мета - це головне призначення системи, яке не є детермінованим і фіксованим, а може змінюватись у часі й не обов’язково єдино можливим чином. Мета конкретизується за допомогою цілей. Ціль системи - це бажаний стан її виходів. Системи, що мають ціль, називають цілеспрямованими. Цілі в часовому аспекті поділяються на: тактичні, стратегічні та ідеали. Тактична ціль - це бажані результати, досягнення яких відбувається за визначений і порівняно короткий період часу. Стратегічні цілі досягаються за довший час за умови досягнення тактичних цілей. Ідеал - це така ціль, що ніколи не досягається, але до якої система постійно прагне, реалізуючи тактичні і стратегічні [30].
За наявністю інформації про способи досягнення виокремлюють:
- функціональну ціль - ціль, шляхи та способи досягнення якої вже відомі, а тому повторюються у часі та просторі;
- ціль-аналог, яка є результатом дії іншої системи, але ніколи не реалізувалася системою, що досліджується, а коли й досягалась, то за інших зовнішніх умов;
- ціль розвитку - нова ціль, яка ніколи раніше не досягалась, вона по суті пов’язана з утворенням нової системи.
Системотвірним фактором є також стан системи, що характеризується кількісними та якісними значеннями внутрішніх параметрів системи у певний момент. Зміна довільної кількості цих характеристик означатиме перехід системи до іншого стану. Функціонування системи, яке проявляється у зміні її станів, що відповідає неперервній чи дискретній зміні певної характеристики, називають поведінкою або рухом. Найчастіше таким параметром є час. Отже, поведінка системи - це розгорнута в часі послідовність реакцій системи на внутрішні зміни та зовнішній вплив.
Ще одним системотвірним фактором є наявність рівноваги, тобто здатності системи зберігати свій стан незмінним якомога довше. Під стійкістю розуміють здатність системи повертатись у стан рівноваги після виведення її з цього стану впливом зовнішніх факторів. Стан рівноваги, в який система здатна повертатись, називають стійким станом рівноваги.