СТРУКТУРА И ФУНКЦИЯ СИСТЕМЫ

Дата последнего редактирования
раздела: 2.09.2001г.

        Теперь несколько слов о важнейших понятиях системного подхода - структуре и функции системы.

Структура и функция

        Хотя  смысл понятия  структуры также представляется  интуитивно ясным, дать ему удовлетворительное определение не так-то легко. Может быть поэтому в литературе встречается большое число различных определений структуры. В качестве примера приведем некоторые из них, на наш взгляд наиболее типичные.

        - Структура системы - это устойчивая упорядоченность ее элементов и связей.
        - Структура есть форма представления некоторого объекта в виде составных частей.
        - Структура - это множество всех возможных отношений между подсистемами и элементами внутри системы.
        - Под структурой понимается совокупность элементов и связей между ними, которые определяются, исходя из распределения функций и целей, поставленных перед системой.
        - Структура системы - это то, что остается неизменным в системе при изменении ее состояния, при реализации различных форм поведения, при совершении системой операций и т.п.

        В совокупности данные определения достаточно хорошо отражают то главное, что присутствует в любой структуре: элементный состав, наличие связей, инвариантность (неизменность) во времени. В сущности лишь последнее свойство позволяет разграничить  понятия системы и структуры. Однако, учесть только инвариантность структуры еще недостаточно. Поскольку структура - это часть системы, необходимо четко указать, какая именно часть, какие свойства и признаки системы являются структурными, а какие - нет. Ответы на эти вопросы, естественно, зависят от целей исследования системы, что также необходимо учитывать. Поэтому далее под структурой будем понимать совокупность тех свойств системы, которые являются существенными с точки зрения проводимого исследования и обладают инвариантностью на всем интересующем исследователя интервале функционирования или на каждом непересекающемся подмножестве, на которые разбит интервал функционирования.

        В зависимости от целей изучения исследователя будут интересовать различные инвариантные во времени свойства системы. Из определения следует, что для одной и той же системы можно построить различные структуры и между системой и ее структурой отсутствует однозначное соответствие.

        Подводя итоги, можно сказать, что формирование структуры является частью решения общей задачи построения системы, причем такой, которая не определяет заранее систему в целом, а лишь выявляет ее конфигурацию. Следовательно, построение структуры - самостоятельная задача, предваряющая синтез системы в целом и облегчающая его проведение.

        Система выделяется человеком из внешнего "фона" по функциональным или пространственным признакам (например, живые и технические системы - скорее по пространственному; экономические, организационные - по функциональному).

        Системы,  как правило,  имеют различные структуры. Но в зависимости от степени централизации управления элементами в системе можно выделить три основных типа:

        - ЦЕНТРАЛИЗОВАННУЮ (ИЕРАРХИЧЕСКУЮ, ЗВЕЗДООБРАЗНУЮ);
        - СКЕЛЕТНУЮ;
        - СЕТЕВУЮ.

        Возможны комбинации, о которых - ниже...

        Интересно, что тип структуры в очень большой степени определяет свойства (поведение) системы в той  или иной среде. Об этих свойствах мы поговорим ниже и этот разговор будет очень важным.

        Теперь несколько слов о функции системы.

        ФУНКЦИЯ системы (от лат. functio - исполнение, совершение) характеризует проявление ее свойств в данной совокупности отношений и представляет собой способ действия системы при взаимодействии с внешней средой.

        Другими словами, функция - это ПОВЕДЕНИЕ системы в некоторой среде.
        Важным является уяснение того, что функция с одной стороны определяется внутренним строением (СТРУКТУРОЙ) системы, с другой стороны - ВНЕШНЕЙ СРЕДОЙ. Последнее обычно очень часто забывают.
        Внешнюю среду  образуют внешние по отношению к рассматриваемой системе целостные объекты, а также вещественные, энергетические и информационные ресурсы среды. Следовательно, в основе функции лежат объективно существующие СПОСОБНОСТИ структуры системы перерабатывать вещественные, энергетические и информационные ресурсы, а также способность перемещаться в пространстве. Способности реализуются в структуре и вследствие ее относительной консервативности относительно постоянны.

        Функция системы является проявлением свойств, качеств системы во взаимодействии с другими (внешними) объектами. 

        Из всего сказанного выше о функции следует, что

        НЕЛЬЗЯ ИЛИ БЕССМЫСЛЕННО РАССУЖДАТЬ О ФУНКЦИЯХ (СВОЙСТВАХ) СИСТЕМЫ, НЕ ОПРЕДЕЛИВ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО СРЕДУ, В КОТОРОЙ ЭТА СИСТЕМА ФУНКЦИОНИРУЕТ, И СУБЪЕКТА, НАДЕЛЯЮЩЕГО СИСТЕМУ ФУНКЦИЯМИ.

        Это положение может иллюстрировать следующий пример:
        Очевидно, что муравей обладает какими-то собственными внутренне присущими ему способностями. И выявить его функции возможно, понаблюдав за его траекторией движения. Траектория муравья на плоскости будет очень похожа на движение молекулы - случайное, тогда как движение по поверхности земли в лесу является таким сложным и детерминируемым этой поверхностью (средой). Отсюда должна быть ясной роль среды в поведении муравья.

        Итак,  функция определяется  структурой  системы и внешней средой, а наделяет ее функциями - наблюдатель. Таким образом, системный подход принципиально не обходится в своей методологии без наблюдателя).
        Сказанное выше означает, что даже такое понятие, как СЛОЖНОСТЬ ФУНКЦИИ, не определяется только сложностью структуры системы. Структура может быть относительно проста, тогда как сложная внешняя среды добавляет большую долю сложности в функции (поведение) системы в этой среде. Поведение известного нам уже муравья на плоскости не отличаются большой сложностью, поскольку эта среда (плоскость) весьма проста.

Структура системы формируется средой

        Структура системы формируется в результате эволюции в некотором классе сред и отражает постоянные факторы этой среды. В эволюционном плане именно среда "формирует" структуру системы. Поэтому можно надеяться, что классификация сред по каким-либо признакам будет коррелировать с классами структур систем, поведение которых адекватно процессам, характеризующим ту или иную среду.

        В других материалах нашего сервера нам это положение придется вспоминать очень часто.
         Во-первых, это означает, что организация и материальный состав человеческого мозга, а также архитектура образов сознания соответствуют (согласованы, адекватны) законам среды, в которых формировалось сознание и его материальная основа - мозг. Следовательно, нельзя согласиться со слишком большим преувеличением субъективности нашего взгляда на мир, как это делают субъективные идеалисты, доводя значимость субъективное видение до абсурда и утверждая, что картина мира, в т.ч. научная, - это сплошной субъективизм. Мы же должны учитывать, что образы нашего сознания не столь уж произвольны, а потому и вообще возможно познание нашего мира. Другими словами, верной является идея Канта о существовании объективных априорных (до опытных) категориях нашего сознания.
        Во-вторых, это означает, что жизнь является атбрибутивным свойством материи, поскольку живое существо формируется материальной средой и, фактически, является "продолжением" этой среды, будучи вращенной в материю каждой своей частичкой. Поэтому нет особых оснований считать, что душа появляется вдруг откуда ни возьмись - извне нашего мира. Следовательно, материя жива изначально. На этой идее и стоит такое философское направление, как гилозоизм.
        В-третьих, важнейшее положение системного подхода о том, что живой субъект формируется средой, и что сам субъект является очевидной неоднородностью материи, позволяет нам утверждать, что материя принципиально неоднородна. В однородной материи не может возникнуть неоднородность, в т.ч. и субъект. Что нам, собственно, дает постулат о неоднородности наблюдаемой материи? Это дает нам право расширить термин "информация" до уровня атрибута материи (см. соответствующий раздел нашего сервера). Впрочем, нам дают на это право все три приведенных утверждения.