Ключевые слова:

• системный подход
• система
• структура
• системный эффект
• входы и выходы системы
• «чёрный ящик»

Разнообразие систем

Состояние сложного, составного объекта определяется не только значениями его собственных признаков, но и состояниями объектов-частей. Например, автомобиль переходит в состояние торможения, когда нажата педаль тормоза.

Подход к описанию сложного объекта, при котором не просто называют его составные части, но и рассматривают их взаимодействие и взаимовлияние, принято называть системным подходом . При этом сложный объект называют системой , а его части - компонентами (элементами) системы.

Любой реальный объект достаточно сложен. Поэтому его можно рассматривать как систему.

Различают материальные, нематериальные и смешанные системы. В свою очередь, материальные системы разделяют на природные и технические (рис. 15).

Рис. 15

Примеры природных систем вам хорошо известны: Солнечная система, растение, живой организм и прочее.

Технические системы создаются людьми. Примеры технических систем: автомобиль, компьютер, система вентиляции.

Примеры нематериальных систем: разговорный язык, математический язык, нотные записи.

Смешанные системы содержат в себе материальные и нематериальные компоненты. Среди них можно выделить так называемые социальные системы. Социальные системы образуют люди, объединённые одним занятием, интересами, целями, местом проживания и т. д. Примеры социальных систем: оркестр, футбольный клуб, население города.

Состав и структура системы

Любая система определяется не только набором и признаками её элементов, но также взаимосвязями между элементами. Одни и те же элементы, в зависимости от объединяющих их взаимосвязей, могут образовывать различные по своим свойствам системы. Например, из деталей одного и того же конструктора ребёнок собирает разные сооружения.

Из одного и того же набора продуктов (мясо, капуста, картофель, морковь, лук, помидоры) мама может приготовить первое (щи) или второе (рагу) блюдо.

Из молекулы одного и того же химического вещества, (углерода) состоят алмаз и графит. Но алмаз - самое твёрдое вещество в природе, а графит - мягкий, из него делают грифели для карандашей. А всё потому, что в алмазе молекулы углерода образуют кристаллическую структуру, а у графита - слоистую.

Структура - это порядок объединения элементов, составляющих систему.

Состав и структуру системы описывают с помощью схемы состава. В состав системы может входить другая система. Первую называют надсистемой, вторую - подсистемой. Имя надсистемы на схеме состава всегда располагают выше имён всех её подсистем. В этом случае говорят о многоуровневой структуре системы, в которой один и тот же компонент может одновременно быть надсистемой и подсистемой. Например, головной мозг - подсистема нервной системы птицы и надсистема, в состав которой входят передний мозг, средний мозг и т. д. (рис. 16).

Рис. 16

Во многих случаях связь между объектами очевидна, но не сразу понятно, в составе какой надсистемы их нужно рассматривать.

Например, дорожное покрытие изнашивается оттого, что по городу ездят автомобили, автобусы, троллейбусы и прочие наземные транспортные средства. Наземные транспортные средства и дороги - составные части транспортной системы города.

Дерево может погибнуть от насекомых-вредителей, если уменьшится численность птиц. Насекомые, птицы, деревья - компоненты системы «Парк» или «Лес» (рис. 17).

Рис. 17

Главное свойство любой системы - возникновение системного эффекта . Заключается оно в том, что при объединении элементов в систему у системы появляются новые признаки, которыми не обладал ни один из элементов в отдельности.

В качестве примера системы рассмотрим самолёт. Главное его свойство - способность к полёту. Ни одна из составляющих его частей в отдельности (крылья, флюзеляж, двигатели и т. д.) этим свойством не обладает, а собранные вместе строго определённым способом, они такую возможность обеспечивают. Вместе с тем, если убрать из системы «самолёт» какой-нибудь элемент (например, крыло), то не только это крыло, но и весь самолёт потеряет способность летать.

Система и окружающая среда

Выделив некоторую систему из окружающей среды, мы как бы проводим вокруг неё замкнутую границу, за пределами которой остаются не вошедшие в систему объекты. Эти объекты оказывают влияние на систему. Сама система также оказывает влияние на окружающую среду. Поэтому говорят, что система и среда взаимодействуют между собой. Среда

Рис. 18

Если, например, рассмотреть в качестве системы ученический коллектив одного класса, то весь остальной коллектив школы будет относиться к среде этой системы.

Воздействия среды на систему называют входами системы , а воздействия системы на среду - выходами системы . На рисунке 18 эти связи изображены стрелками.

Например, дерево можно выделить из окружающей среды как систему, состоящую из корня, ствола, веток и листьев. Входы этой системы - вода, солнечный свет, углекислый газ, минеральные вещества и т. д. Выходы - кислород, тень от кроны, древесина, молодые побеги и многое другое (рис. 19).

Рис. 19

Для большинства реальных систем список входов и выходов бесконечен.

Система как «чёрный ящик»

Очень часто человек не знает, как «внутри» устроена система, с которой он имеет дело. Человеку куда важнее знать, к каким результатам на выходе приведут определённые воздействия на входе системы. В таких случаях говорят, что система рассматривается как «чёрный ящик».

Представить некоторую систему в виде «чёрного ящика» - это значит указать её входы и выходы, а также зависимость между ними. Такое описание позволяет целенаправленно использовать данную систему. Например, всякие инструкции для пользователей сложной бытовой техники являются описаниями «чёрного ящика». В них объясняется, что нужно сделать на входе (включить, нажать, повернуть и пр.), чтобы достичь определённого результата на выходе (постирать белье, получить фруктовый сок, выполнить вычисления и пр.). Однако, что при этом происходит «внутри», не объясняется.

Состояние сложного, составного объекта определяется не только значениями его собственных признаков, но и состояниями объектов-частей. Например, автомобиль переходит в состояние торможения, когда нажата педаль тормоза.

Такой подход к описанию сложного объекта, при котором не просто называют его составные части, но и рассматривают их взаимодействие и взаимовлияние, принято называть системным подходом .

Система - это целое, состоящее из частей, взаимосвязанных между собой. Части, образующие систему, называются её элементами .

Любой реальный объект бесконечно сложен. Поэтому его можно рассматривать как систему.

Различают материальные, нематериальные и смешанные системы . В свою очередь материальные системы разделяют на природные и технические .

Примеры природных систем вам хорошо известны: Солнечная система, растение, живой организм и прочее.

Технические системы создаются людьми. Примеры технических систем: автомобиль, компьютер, система вентиляции .

Примеры нематериальных систем: разговорный язык, математический язык, нотные записи .

Смешанные системы содержат в себе материальные и нематериальные компоненты. Среди них можно выделить так называемые социальные системы. Социальные системы образуют люди, объединенные одним занятием, интересами, целями, местом проживания и т. д. Примеры социальных систем: оркестр, футбольный клуб, население города .

Любая система определяется не только набором и признаками её элементов, но также взаимосвязями между элементами.

Одни и те же элементы, в зависимости от объединяющих их взаимосвязей, могут образовывать различные по своим свойствам системы.

Например, из деталей одного и того же конструктора ребёнок собирает разные сооружения.

Из одного и того же набора продуктов (мясо, капуста, картофель, морковь, лук, томаты) можно приготовить первое (щи) или второе (рагу) блюдо.

Из молекулы одного и того же химического вещества (углерода) состоят алмаз и графит. Но алмаз - самое твёрдое вещество в природе, а графит - мягкий, из него делают грифели для карандашей. А всё потому, что в алмазе молекулы углерода образуют кристаллическую, а у графита - слоистую структуру.

Структура - это порядок объединения элементов, составляющих систему.

Обрати внимание!

Состав и структуру системы описывают с помощью схемы состава. В состав системы может входить другая система. Первую называют надсистемой, вторую - подсистемой.

Имя надсистемы на схеме состава всегда располагают выше имен всех её подсистем. В этом случае говорят о многоуровневой структуре системы, в которой один и тот же компонент может одновременно быть надсистемой и подсистемой. Например, головной мозг - подсистема нервной системы птицы и надсистема, в состав которой входят передний мозг, средний мозг и т. д.

Во многих случаях связь между объектами очевидна, но не сразу понятно, в составе какой надсистемы их нужно рассматривать.

Например, понятно, что дорожное покрытие изнашивается от того, что по городу ездят автомобили, автобусы, троллейбусы и прочие наземные транспортные средства. Наземные транспортные средства и дороги - составные части транспортной системы города.

59. Установите соответствие.

60. Заполните таблицу, выделив подсистемы в следующих системах.

61. Заполните таблицу, определив надсистемы для следующих систем.

62. Придумайте систему, обладающую следующей структурой:

63. Рассмотрите каждый из следующих объектов как систему, взаимодействующую с окружающей средой. Опишите входы и выходы этой системы.

64. В каждой системе протекают некоторые внутренние процессы, которые могут бытьизвестны или неизвестны человеку. Человек может не знать, как «внутри» устроена система, но понимать, к каким результатам на выходе приведут определённые воздействия на входе. В таких случаях говорят, что система рассматривается как «чёрный ящик».
Для каждой ситуации укажите систему, о которой в ней идёт речь. Отметьте ситуации, в которых системы могут восприниматься как «чёрный ящик».

65. Автоматическое устройство имеет один вход. Можно подавать на него натуральные числа или последовательности символов и наблюдать результат на выходе. По таблице наблюдений определите тип входных данных и правило, по которому осуществляется их преобразование.

{reklama}
66. Автоматическое устройство имеет два входа, можно подавать на них натуральные числа и наблюдать результат на выходе. По таблице наблюдений определите правило, по которому автоматическое устройство осуществляет преобразование информации.

67. Разгадайте кроссворд «Системы объектов».

68. В семье пять человек: муж, жена, их сын, сестра мужа и отец жены. Их профессии – инженер, юрист, слесарь, учитель и экономист. Известно, что юрист и учитель – не кровные родственники. Слесарь младше экономиста, и оба играют в футбол за сборную своего завода. Инженер моложе учителя, но старше жены своего брата. Назовите профессии каждого.
Брат есть только у одного из членов семьи – у сестры мужа. Следовательно, сестра мужа – инженер. Относительно жены можно сразу же сказать, что она – не слесарь и не экономист. Таким образом, на её долю остаётся выбор из двух профессий: она либо учитель, либо юрист. Нам известно, что юрист и учитель – не кровные родственники. А раз жена непременно входит в эту пару, то вторым членом этой пары её кровные родственники – отец и сын – быть не могут. Отсюда следует, что юрист и учитель – муж и жена. Правда, пока ещё мы не можем сказать, у кого какая профессия. Устранить эту неопределённость поможет анализ факта: «Инженер старше жены своего брата, но моложе, чем учитель». С учётом этого, мы можем заключить, что жена – не учитель. Следовательно, она юрист, а муж – учитель. Остаётся выяснить семейные отношения слесаря и экономиста. Поскольку один из них приходится родным дедом другому, то экономист – отец жены, а слесарь – сын.