От чего зависит целостность системы. Понятие целостности системы

Каждая система, помимо общей структуры, обладает и общими природными свойствами, изучив и поняв которые мы сможем более грамотно подходить к решению задач управления /1/.

1) Целостность . Это свойство говорит, что не элементы составляют целое, а наоборот, целое порождает при своем членении элементы системы. Это означает принципиальную несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих ее компонентов и невыводимость свойств целостной системы из свойств компонентов.

Введем обозначения:

n – количество элементов в системе,

C i – свойство i -го элемента системы,

Q – свойство системы.

Следует учитывать две закономерности целостности системы.

а) Свойство системы (целого) зависит от свойств составляющих ее элементов (частей):

Объединенные в систему элементы, как правило, утрачивают часть своих свойств, присущих им вне системы, т.е. система как бы подавляет ряд свойств элементов. Но, с другой стороны, элементы, попав в систему, могут приобрести новые свойства.

б) Свойство системы (целого) Q не является простой суммой свойств составляющих ее элементов (частей) C i :

Любая развивающаяся система находится, как правило, между состоянием абсолютной целостности и абсолютности аддитивности (независимости составных элементов). Для оценки этих тенденций А. Холл ввел две сопряженные закономерности, которые он назвал прогрессирующей факторизацией – стремлением системы к состоянию со все более независимыми элементами, и прогрессирующей

систематизацией – стремлением системы к уменьшению самостоятельности элементов, т.е. к большей целостности (табл. 1.1).

Таблица 1.1 Закономерности развивающейся системы

Закономерности взаимодействия части и целого	Степень целостности a	Коэффициент использования элементов b
Целостность
Прогрессирующая систематизация	a > b
Прогрессирующая факторизация	b > a
Аддитивность (независимость)

2) Взаимозависимость и взаимодействие системы с внешней средой. Система формирует и проявляет свои свойства только под воздействием внешней среды. Система реагирует на воздействие внешней среды, развивается под этим воздействием, но при этом сохраняет качественную определенность и свойства, обеспечивающие относительную устойчивость и адаптивность функционирования системы. Без взаимодействия с внешней средой система не может функционировать. Вместе с тем, чем меньше возмущений во внешней среде, тем устойчивей будет функционировать система.

Для оценки взаимозависимости и взаимодействия системы и внешней среды следует руководствоваться принципом “черного ящика”, имеющего вход, выход, связь с внешней средой и обратную связь. Сначала следует уточнить параметры входа системы, связи с внешней средой, возможности и качество выхода, и только потом качество процесса в системе.

Уровень риска на входе не может быть ниже, чем уровень риска на входе в систему и внутри системы.

3) Структурность . Под структурой понимается совокупность компонентов системы и их связей, определяющих внутреннее строение и организацию объекта как целостной системы.

Оптимальная структура системы должна иметь минимальное количество компонентов, но вместе с тем они в полной мере должны выполнять заданные функции. Эволюция структуры системы по содержанию, в пространстве и во времени отражает процесс ее развития.

4) Иерархичность . Каждый компонент системы может рассматриваться как система (подсистема) более широкой глобальной системы. При структуризации и декомпозиции целей, показателей, функций и т.п. следует соблюдать принцип иерархичности. При проведении системного анализа, моделировании процессов в модель следует включать только показатели соответствующего уровня дерева показателей.

5) Множественность описания системы . Любую систему невозможно полностью познать и описать, так как всегда в системе будет встречаться неопределенность. Глубина и широта изучения и описания системы определяются ее

сложностью, заданными целями, слабым информационным обеспечением процессов моделирования и др.

Неопределенность означает, что мы имеем дело с системой, в которой нам не все известно. Это может быть система с невыясненной структурой, с непредсказуемым ходом процессов, с возможностью отказов в работе элементов, с неизвестными внешними воздействиями и др.

Частным случаем неопределенности выступает случайность – ситуация, когда вид события известен, но оно может либо наступить, либо не наступить. На основе этого определения можно ввести полную группу событий – это такое множество, про которое известно, что одно из них наступит.

Существует несколько способов учета неопределенности в системе, каждый из которых основан на информации определенного вида.

1) Можно оценивать работу системы по «наихудшим» возможным ситуациям. В этом случае определяется некое «граничное» поведение системы, и на его основе делается вывод о поведении вообще. Этот способ называется методом гарантированного результата.

2) По информации о вероятностных характеристиках случайностей (математическому ожиданию, дисперсии, другим оценкам) можно определить вероятностные характеристики выходных переменных в системе. При этом получаются сведения лишь об усредненных характеристиках совокупности однотипных систем.

3) За счет дублирования и других видов резервирования оказывается возможным из «ненадежных» элементов составлять достаточно «надежные» части системы. Математическая оценка эффективности такого приема основана на теории вероятностей и носит название теории надежности.

Для измерения неопределенности в системе можно использовать шенноновскую энтропию , рассматриваемую как меру неопределенности сигнала, передаваемого случайным источником.

Рассмотрим одну входную переменную в систему . Если в некоторый момент времени эта переменная может принять значений, каждое из которых имеет соответствующую вероятность появления , то тогда мерой его неопределенности будет энтропия

. (1.3)

В связи с тем, что всегда справедливо неравенство , то является неотрицательной величиной.

В особом случае, когда принимает только одно значение с вероятностью, равной единице, величина равна нулю, что означает отсутствие неопределенности.

С другой стороны, энтропия будет иметь максимальную величину, когда все значений переменной равновероятны: . В этом случае ни одно из возможных значений переменной не имеет приоритета по отношению к другим, и, таким образом, речь идет о полной неопределенности.

Для случая двух значений переменной с вероятностями и энтропия равна

Рис. 1.9 отражает график изменения величины энтропии в зависимости от вероятности появления одного из значений независимой переменной.

Рис. 1.9. Энтропия переменной с двумя состояниями

Если является непрерывной случайной величиной, определенной в некоторой бесконечной области, то эту область необходимо заменить конечной путем отсечения на ее краях бесконечных интервалов с очень малыми вероятностями реализаций, затем дискретизировать случайную величину и для последней вычислить энтропию в соответствии с формулой (1.3).

Указанный способ вычисления энтропии можно использовать для каждой экзогенной переменной.

6) Непрерывность функционирования и эволюции . Система существует, пока функционируют ее компоненты.

Система должна быть способной к обучению и развитию (саморазвитию). Источниками эволюции БСТС являются:

Конкуренция;

Противоречия в различных сферах деятельности;

Многообразие форм и методов функционирования;

Диалектика развития и борьба противоположностей.

Параметры функционирования и развития системы можно прогнозировать с определенной вероятностью их достижения, с учетом различных видов риска и неопределенностей будущих условий и ситуаций.

7) Целенаправленность . Целенаправленность системы проявляется путем построения дерева целей ее функционирования и развития. Наряду с экономическими, в состав целей системы должны включаться социальные, экологические и другие нормативы.

8) Стремление системы к состоянию устойчивого равновесия . Для поддержания системы в состоянии устойчивого равновесия она должна уметь адаптироваться к изменяющимся параметрам внешней среды и внутренним факторам.

9) Альтернативность путей функционирования и развития . По наиболее непредсказуемым в перспективе фрагментам (разделам, показателям) программ, планов, сетевых моделей, оперограмм, имеющим высокую неопределенность и варианты развития, должны разрабатываться альтернативные пути достижения запланированной цели.

10) Наследственность . Следует изучать доминантные и рецессивные признаки наследственности системы, ранжировать и прогнозировать динамику их развития.

11) Приоритет качества . Практика показывает, что выживают те БСТС, которые из всех факторов функционирования и развития отдают приоритет качеству.

12) Приоритет интересов системы более высокой иерархии . Цели отдельных элементов системы не могут быть выше целей системы целиком.

13) Надежность . Для того чтобы система эффективно функционировала, необходимо управлять надежностью системы.

В нашем мире существует ряд понятий, которые на первый взгляд имеют достаточно простую трактовку. При этом они применяются в совершенно разных сферах деятельности. В зависимости от того, в каком контексте мы их употребляем, и объясняется их смысл. Одним из подобных сложных и многогранных терминов является «целостность». Это слово часто встречается в повседневной жизни, но мало кто может дать ему четкое определение. Что же, попробуем сейчас справиться с этим непростым заданием.

Обобщенная краткая трактовка

Итак, согласно толковому словарю, целостность - это общая характеристика предметов или объектов, которые обладают сложной внутренней структурой. Данное понятие является олицетворением автономности, самодостаточности, а также интегрированности определенных объектов. Дополнительно можно сказать, что целостность - это характеристика качества, уникальность, своеобразие, которые сформировались в определенной среде обитания и соответствуют лишь конкретному предмету. Иными словами, термин указывает на сочетание определенного количества составляющих в одном объекте, которые развиваются и функционируют сообща, образуя, таким образом, замкнутую и полноценную систему. Такой системой может быть любая биологическая единица (как клетка, так и человек), государство или маленькое общество, программное обеспечение и т. д.

Наука и философия

Очевидно, что слово «целостность» - это производное от «целого» или «единого». Часто мы употребляем их для того, чтобы охарактеризовать нечто отдельное, что полностью сформировалось и стало самодостаточным. Пример, который был предоставлен выше - клетка как биологическая единица. Она обрамлена специальной мембраной, через которую не может просочиться, а внутри нее находятся все те компоненты, которые обеспечивают необходимый обмен веществ внутри этой системы. Из таких клеток состоят все живые организмы - люди, животные, растения. Клетки входят в состав каждого внутреннего органа, определяя его целостность. В совокупности мы получаем полноценный живой организм, работа которого слажена и не зависит от других подобных ему. Но она зависит от окружающей среды - воздуха, воды, света. Эти компоненты, состоящие из молекул, также самодостаточны и индивидуальны, но в сочетании с человеком, животными и всеми остальными жителями нашей планеты они образуют биомассу. В свою очередь, биомасса также является единой структурой, внутри которой слаженно функционируют все живые организмы.

Психология

На примере точных наук мы только что рассмотрели, Теперь же давайте обратимся к психологам и к терминам, которые они употребляют чаще всего. Одним из таковых является «принцип целостности личности». Человеческая личность - понятие духовное. Ее нельзя пощупать, вдохнуть или ощутить на себе, как, допустим, человека или воду. Но личность строится на основе компонентов, которые ее формируют и совершенствуют. Среди таковых назовем жизненный опыт, ошибки, страдания, радости, дружбу и предательство, любовь, построение семьи, карьерный рост, и пристрастия, интересы и многое другое. Формирование личности - процесс крайне индивидуальный. В истории человечества есть люди, которые стали самодостаточными и независимыми в совсем юном возрасте. А в некоторых случаях бывает так, что зрелый человек, проведший на Земле более полувека, до сих пор не сумел сделать свою духовную и самодостаточной.

Границы государств

Политологам и историкам постоянно приходится сталкиваться с таким понятием, как территориальная целостность. Суть ее ничем не отличается от всего, что было описано выше. Разница лишь в том, что в данном случае мы говорим о конкретных земельных границах определенной страны, о ее национальном языке, флаге, гимне и прочих атрибутах. Ранее в политическом понятии принцип целостности государства строился также на национальных принципах. Ассимиляция народов если и имела место, то была незначительной. Поэтому на территории современной Италии жили латины, во Франции - кельты, в Германии - готы, а на наших землях - предки-славяне. Сегодня народы, которые населяют то или иное государство, не влияют на его целостность.

Информатика и современные технологии

Целостность - понятие, которое с недавних пор стало широко применяться в сфере научных технологий, в программировании и ведении интернет-деятельности. В частности, речь идет о первозданности и неизменности исходных кодов программ и файлов. Для примера возьмем самый обыкновенный сайт, составленный программистом из ряда исходных кодов. Для каждой отдельной страницы использовались определенные шифры, сочетания символов, цифр и знаков. В совокупности они образовали целостную картину, которая стала основой для интернет-ресурса. При некорректном обращении с исходным кодом происходит нарушение деятельности дочернего продукта. Сбиваются настройки, в результате общая картинка исчезает. Следует отдельно отметить, что в данной ситуации будет уместна проверка целостности информации. Сделать это можно, выполнив определенный набор функций. Также для восстановления исходных данных можно провести операцию отката системы.

Нарушение целостности

В биологии, психологии, географии и политике, в информатике и высоких технологиях - везде присутствует целостность. Но в любом из этих случаев это самое единство может быть нарушено. Что касается биологии, то ярким примером нарушения целостности служат болезни, прекращение работы определенных органов, ампутации. В психологии нарушение целостности личности - это различные ментальные расстройства. Тут можно упомянуть шизофрению, амнезию, психоз, неврастению и многие другие душевные недуги. Покушение на территорию государства, разрушение ее символики - это крах его единства. Такое явление наблюдается во время войны и вооруженных международных конфликтов. Ну а вопрос о том, как может быть нарушена целостность интернет-продуктов, мы уже подробно рассмотрели.

Система (греческое systema - целое, составленное из частей, соединения) – совокупность взаимодействия элементов, объединенных единством целей и образующих определенную целостность; это целенаправленное множество взаимосвязанных элементов любой природы; это объект, который определяется множествами элементов, преобразований, правил образования последовательностей элементов; это объект, состоящий из элементов, свойства которых не сводятся к свойству самого объекта.

Основные свойства систем : 1. Организованная сложность системы характеризуется наличием взаимосвязи между элементами (существует три типа связи: функционально-необходимые, избыточные (резервные), сингерические (дающие увеличение эффекта системы за счет взаимодействия элементов)). 2. Декомпоризуемость. 3. Целостность системы - принципиальная несводимость свойств системы к сумме свойств составляющих ее элементов, и, в то же время, зависимость свойств каждого элемента от его места и функций внутри системы. 4. Ограниченность системы. Ограниченность системы связана с внешней средой. В понятие внешняя среда включают все системы элементов любой природы, оказывающие влияние на систему или находящиеся под ее воздействием. Возникает задача локализации системы (определения ее границ и существенных связей). Выделяют открытые и замкнутые системы. Открытые системы имеют связи с внешней средой, закрытые не имеют. 5. Структурность системы. Структурность - группирование элементов внутри системы по определенному правилу или принципу в подсистемы. Структура системы – совокупность связей между элементами системы, отражающих их взаимодействие. Разделяют связи двух типов: горизон­тальные и вертикальные. Внешние связи, направленные внутрь системы называют входами, из системы во внешнюю среду - выходами. Внутренние связи - связи между подсистемами. 6. Функциональная направленность системы, функции системы можно представить в виде набора некоторых преобразований, которые делятся на две группы.

Виды систем: 1. Простая система – это система, которая состоит из небольшого числа элементов, не имеющая разветвленной структуры (нельзя выделить иерархические уровни). 2. Сложная система – это система с разветвленной структурой и значительным количеством взаимосвязанных и взаимодействующих элементов (подсистем). Под сложной динамической системой следует понимать развивающиеся во времени и в пространстве целостные объекты, состоящие из большого числа элементов и связей и обладающие свойствами, которые отсутствуют у элементов и связей, их образующих. Структура системы – совокупность внутренних, устойчивых связей между элементами системы, определяющих ее основные свойства. Системы бывают: социальные, биологические, механические, химические, экологические, простые, сложные, вероятностные, детерминированные, стохастические. 3. Централизованная система – система, в которой некоторый элемент (подсистема) играет доминирующую роль. 4. Децентрализованная система – система, в которой нет доминирующей подсистемы. 5. Организационная система – система, которая представляет собой набор людей или коллективов людей. 6. Открытые системы – такие, в которых внутренние процессы существенно зависят от условий среды и сами оказывают на ее элементы значительное влияние. 7. Замкнутые (закрытые) системы – такие, в которых внутренние процессы слабо связаны с внешней средой. Функционирование закрытых систем определяется внутренней информацией. 8. Детерминированные системы – системы, в которой связи между элементами и событиями носят однозначный, предопределенный характер. 9. Вероятностная (стохастическая) система – такая система, в которой связи между элементами и событиями носят неоднозначный характер. Связи между элементами носят вероятностный характер и существуют в виде вероятностных закономерностей. 10. Детерминированные системы являются частным случаем вероятностных (Рв=1). 11. Динамичная система – система, характер которой непрерывно меняется. При этом переход в новое состояние не может совершаться мгновенно, а требует некоторого времени.

Этапы построения систем: постановка цели, декомпозиция цели на подцели, определение функций, обеспечивающих достижение цели, синтез структуры, обеспечивающий выполнение функций. Цели возникают, когда существует так называемая проблемная ситуация (проблемная ситуация – это ситуация, которую нельзя разрешить имеющимися средствами). Цель – состояние, к которому направлена тенденция движения объекта. Среда – совокупность всех систем, кроме той, которая реализует заданную цель. Ни одна система не является абсолютно замкнутой. Взаимодействие системы со средой реализуется через внешние связи. Элемент системы – часть системы, имеющая определенное функциональное значение. Связи могут быть входными и выходными. Они подразделяются на: информационные, ресурсные (управляющие).

Структура системы : представляет собой устойчивую упорядоченность элементов системы и их связей в пространстве и во времени. Структура может быть материальной и формальной. Формальная структура – совокупность функциональных элементов и их отношений, необходимых и достаточных для достижения системой заданных целей. Материальная структура – реальное наполнение формальной структуры.Типы структур систем: последовательный или цепочечный; иерархический; циклически замкнутая (типа кольцо); структура типа «колесо»; «звезда»; структура типа «решетка».

Сложная система характеризуется : единой целью функционирования; иерархической системой управления; большим количеством связей внутри системы; комплексным составом системы; устойчивостью к воздействию внешних и внутренних воздействующих факторов; наличием элементов саморегуляции; наличием подсистем.

Свойства сложных систем : 1. Многоуровневость (часть системы сама является системой. Вся система, в свою очередь, является частью более крупной системы); 2. Наличие внешней среды (всякая система ведет себя в зависимости от того, в какой внешней среде она находится. Нельзя механически распространять выводы, полученные о системе в одних внешних условиях, на ту же систему, находящуюся в других внешних условиях); 3. Динамичность (в системах нет ничего неизменного. Все константы и статические состояния - это только абстракции, справедливые в ограниченных пределах); 4. У человека, длительное время работавшего с какой-либо сложной системой, может сложиться уверенность, что те или иные "очевидные" изменения, если их внести в систему, приведут к тем или иным "очевидным" улучшениям. Когда же изменения реализуются, система отвечает совсем не так, как предполагалось. Это случается при попытках реформы управления большим предприятием, при реформировании государства и т.д. Причиной подобных ошибок является недостаток информации о системе как результат неосознанного механистического подхода. Методологический вывод по таким ситуациям состоит в том, что сложные системы не меняются за один круг, нужно совершить много кругов, на каждом из которых в систему вносятся небольшие изменения, и выполняются исследования их результатов с обязательными попытками выявления и анализа новых типов связей, проявляющихся в системе; 5. Устойчивость и старение (устойчивость системы - это ее способность компенсировать внешние или внутренние воздействия, направленные на разрушение или быстрое изменение системы. Старение - это ухудшение эффективности и постепенное разрушение системы за длительный период времени. 6. Целостность (система имеет целостность, которая есть самостоятельная новая сущность. Эта сущность само организуется, влияет на части системы и на связи между ними, заменяет их для сохранения себя как целостности, ориентируется во внешней среде и т.д.); 7. Полиструктурность - это наличие у одной и той же системы большого количества структур. Рассматривая систему с разных точек зрения, мы будем выявлять в ней разные структуры. Полиструктурность систем можно рассматривать как их многоаспектность. Функциональный аспект отражает поведение системы и ее частей только с точки зрения того, что они делают, какую исполняют функцию. При этом не принимаются во внимание вопросы о том, как они это делают и что они из себя представляют физически. Важно только лишь, чтобы из функций отдельных частей складывалась функция системы в целом. Конструкторский аспект охватывает только вопросы физической компоновки системы. Здесь важна форма составных частей, их материал, их размещение и стыковка в пространстве, внешний вид системы. Технологический аспект отражает то, как исполняются функции частями системы.

Другой механизм в этой системе - оценка фотографий. Он особенно важен для девушек. Они отбирают свои лучшие фотографии, критически их отсеивают и постоянно обновляют. Почему? Потому что им ставят оценки - совершенно незнакомые люди.

Многие полагают, что для них неважно мнение других людей, и тем более незнакомых. На самом деле это самообман. Человек - социальное существо, и для него всегда важно мнение любых других людей:

Одноклассница выкладывает фотографии на сайт, потому что одноклассники на пятой воде ставят ей оценки

Итак, на «Одноклассниках» одновременно работают три разных формулы, дополняющие друг друга. Формула ностальгии - для первоначального интереса и привлечения аудитории. Оценки фотографий - для самоутверждения женской половины. Мужской интерес - для оценок фотографий женской половины.

Главная формула Ютуба - досуг. Но на входе его воронки работает подсистема вирусного распространения видеороликов:

Пользователи делятся видеороликами с друзьями, потому что хвастаются удачной добычей

А на выходе - подсистема удержания внимания - рекомендации:

Внимание пользователя притягивается к рекомендованным видеороликам,
поэтому он остаётся посмотреть ещё и ещё

На страницах фильмов и концертов сайта « Яндекс-афиша » была зелёная кнопка «Присоединиться»:

Когда пользователи на неё нажимали, число рядом с ней увеличивалось и показывало, сколько людей хотят посмотреть этот фильм или концерт. Полезное действие в том, чтобы Яндекс мог узнать, насколько популярно то или иное событие.

В чём проблема? На эту красивую блестящую кнопочку нажимало очень мало людей. Когда она только появилась, это число на самых популярных хитах измерялось единицами: два, три, десять человек. «Фильм „Годзилла“ - идут три человека». Потом картина несколько улучшилась. Но стоит иметь в виду, что показано количество всех людей, которые собирались на этот фильм во всех кинотеатрах в течение всего времени, что фильм в прокате. Для Москвы это ничтожное число.

Кнопке недостаточно красивого карамельного вида, чтобы на неё нажимали. Должна появиться сила, которая будет заставлять людей на неё нажимать.

Другой пример - сайт «Ласт.фм». На этом музыкальном сервисе тусуются любители музыки. На этом сайте есть страница концерта, в данном случае - Мэрилина Мэнсона 13 ноября 2009 года в Москве в клубе Б-2:

На странице тоже есть блок, в котором написано, что на концерт идут 208 человек. Это число сопоставимо с числом, что мы видели на Яндексе, но это концерт, который идёт один раз в конкретном месте. Значит, система работает гораздо более эффективно.

Секрет в том, что у каждого пользователя Ласт.фм на сайте есть профиль:

Мы видим страничку пользователя, на которой отображается список концертов, на которые он ходил. Люди общаются на сайте, и этот профиль является для них неким мерилом их статуса. Можно козырнуть в споре: «Я был на тридцати концертах, что вы мне лапшу на уши вешаете». Страсть к собирательству и тщеславие заставляют людей культивировать свой профиль.

Таким образом, две разные подсистемы - страницы концерта и профиля пользователя связаны в надсистеме. Авторы сайта организовали «сквозной проход тщеславия».

В сфере услуг

«Представьте, что вы работаете менеджером по продажам. Клиент звонит вам (потому что знает вас), чтобы рассказать о неприятной ошибке на вашем сайте. Естественно, вы перенаправляете проблему в отдел ИТ . Но как вы узнаете, решена ли проблема? Позаботился ли айтишник о клиенте? Вы узнаете, переспросив. Клиенты хотят, чтобы вы, их изначальный союзник, следили за решением таких вопросов, а не „ кто-то там из ИТ “, даже если вы по определению знаете, что айтишники лучше справятся».

Леонардо Ингильери, Мика Соломон. Исключителный сервис, исключительная прибыль . 2010

Интернет-магазин «Амазон» одним из первых решил продавать огромное количество товаров через интернет. Если у вас пятьдесят тысяч товаров, нужно понять, как дать человеку к ним доступ.

Вместо того, чтобы вываливать на пользователей тяжеловесное меню с классификатором товаров, «Амазон» построил сайт вокруг рекомендаций. Идея в том, чтобы на первый план вышел товар, который, вероятно, более интересен клиенту. (Тяжеловесное меню тоже имеется, но оно вываливается лишь при наведении мыши).

Идеальное решение должно залезть в мозг к человеку. Как же это сделать? «Амазон» нашёл гениальное решение - использовать самого человека.

Когда пользователь приходит в первый раз, он видит главную страницу и самые популярные товары. Если он заинтересовался продуктом на витрине, попадает на подробную страницу товара.

Ему тут же предлагают похожие товары. Раз ему интересна эта книга, значит, будут интересны и другие, близкие по каким-то параметрам - например, по статистике покупок других пользователей.

Переход на страницу товара тут же записывается. «Амазон» ещё не знает, как этого человека зовут и какая у него электронная почта, но на него уже есть досье. Всё что он делает, клики, история запросов и дальнейшие покупки запоминаются в базу данных. С помощью технологии «куки» в браузер кладётся числовой идентификатор, по которому человек, пользующийся конкретным компьютером, связывается со своим досье.

Благодаря тому, что «Амазон» накапливает информацию о реальных действиях и интересах человека, рекомендации становятся всё более и более точными.

В «Амазоне» организован сквозной проход энергии и информации - пользователь елозит мышкой, греет стол, кликает по сайту, сам генерирует информацию о собственной истории посещений, запросов и покупок, и в итоге сам направляет на себя нужные товары.

В компаниях Элона Маска источником энергии выступает солнце, и полученная энергия буквально сквозь них проходит. Энергетическая сеть Соларсити питается от солнечного света. Компания разрабатывает, устанавливает и даёт в лизинг домашние и коммерческие системы преобразования солнечной энергии и накопления электроэнергии, то есть поставляет электроэнергию в частные дома и на станции бесплатной зарядки автомобилей другой его компании - Тесла.

Интерфейс - зло

С точки зрения теории систем любой интерфейс - узкое место с низким КПД , в котором теряется энергия, скорость, пропускная способность, время, аудитория и деньги. Самый неэффективный вид интерфейса - пользовательский. В отличие от аппаратных и программных, пользовательский интерфейс открывает безграничный простор для человеческих решений и ошибок.

Другой пример - обязательная регистрация в интернет-магазине. Покупатель вынужден придумать логин и пароль, а потом подтвердить почтовый адрес, как бы оправдываясь перед системой. Эти бессмысленные для пользователя действия оттягивают момент покупки, отсеивая неопытных покупателей и уменьшая оборот магазина.

Работоспособный магазин продаёт товар без искусственных преград:

Регистрация объединена с покупкой, как бы замаскирована там.

После регистрации в Апсторе все приложения покупаются в один-два клика:

Вся информация о пользователе и его банковской карточке хранится в системе, поэтому ему не нужно лезть за кошельком. Деньги списываются автоматически:

На первый взгляд кажется, что это невозможно - продать что-то человеку без его желания. Но мобильные операторы не дают в руки абонентов кнопку «купить СМС » или «купить минуты разговора». Если абонент не принимает всякий раз решение о покупке, ему проще тратить деньги с собственного счёта. Покупка есть, интерфейса нет.

Единственная задача подсистемы интерфейса - обеспечить проход информации между другими подсистемами. Идеально, если информация пройдёт напрямую.

Запуск и развитие

В бюро работают над продуктами итерационно по принципу «ФФФ» . Аббревиатура ФФФ означает fix time, fix budget, flex scope. Мы работаем с фиксированными сроками и бюджетом, а функциональность оставляем гибкой.

Если приближается дедлайн, приходится отказываться от отдельных функций или даже целых подсистем. Особенно важны эти решения при первом запуске продукта. Критический контур определяет, от каких функций можно временно отказаться, а без каких продукт не заработает вовсе.

Но продукт необязательно запускать целиком. Представление о критическом контуре помогает спланировать постепенный запуск автономных подсистем, входящих в критический контур будущего продукта.

В авиации

Пионер авиации Отто Лилиенталь продвигал концепцию «подпрыгнуть прежде, чем полететь», которая заключалась в том, что изобретатели должны начать с планеров и суметь их поднять в воздух, вместо того, чтобы просто разрабатывать машину с двигателем на бумаге и надеяться, что она будет работать.

Это дизайн более высокого уровня - система проектируется не на одном «чертеже», а на многоэкранной схеме - во времени. Каждый «экран» представляет собой работоспособное состояние системы на выбранном этапе развития.

Ниже представлена упрощённая многоэкранная схема развития экосистемы Эпла в течение последних пятнадцати лет. Для упрощения картины я исключил планшеты, часы и будущие телевизоры - логика их появления и взаимодействия с другими подсистемами мало чем отличается от генеральной линии.

Существует множество понятий системы. Рассмотрим понятия, которые наиболее полно раскрывают ее существенные свойства (рис. 1).

Рис. 1. Понятие системы

«Система – это комплекс взаимодействующих компонентов».

«Система – это множество связанных действующих элементов».

«Система – это не просто совокупность единиц... а совокупность отношений между этими единицами».

И хотя понятие системы определяется по-разному, обычно все-таки имеется в виду, что система представляет собой определенное множество взаимосвязанных элементов, образующих устойчивое единство и целостность, обладающее интегральными свойствами и закономерностями.

Мы можем определить систему как нечто целое, абстрактное или реальное, состоящее из взаимозависимых частей.

Системой может являться любой объект живой и неживой природы, общества, процесс или совокупность процессов, научная теория и т. д., если в них определены элементы, образующие единство (целостность) со своими связями и взаимосвязями между ними, что создает в итоге совокупность свойств, присущих только данной системе и отличающих ее от других систем (свойство эмерджентности).

Система (от греч. SYSTEMA, означающего «целое, составленное из частей») представляет собой множество элементов, связей и взаимодействий между ними и внешней средой, образующих определенную целостность, единство и целенаправленность. Практически каждый объект может рассматриваться как система.

Система – это совокупность материальных и нематериальных объектов (элементов, подсистем), объединенных какими-либо связями (информационными, механическими и др.), предназначенных для достижения определенной цели и достигающих ее наилучшим образом. Система определяется как категория, т.е. ее раскрытие производится через выявление основных, присущих системе свойств. Для изучения системы необходимо ее упростить с удержанием основных свойств, т.е. построить модель системы.

Система может проявляться как целостный материальный объект, представляющий собой закономерно обусловленную совокупность функционально взаимодействующих элементов.

Важным средством характеристики системы являются ее свойства . Основные свойства системы проявляются через целостность, взаимодействие и взаимозависимость процессов преобразования вещества, энергии и информации, через ее функциональность, структуру, связи, внешнюю среду.

Свойство – это качество параметров объекта, т.е. внешние проявления того способа, с помощью которого получают знания об объекте. Свойства дают возможность описывать объекты системы. При этом они могут изменяться в результате функционирования системы . Свойства – это внешние проявления того процесса, с помощью которого получается знание об объекте, ведется за ним наблюдение. Свойства обеспечивают возможность описывать объекты системы количественно, выражая их в единицах, имеющих определенную размерность. Свойства объектов системы могут изменяться в результате ее действия.

Выделяют следующиеосновные свойства системы :

· Система есть совокупность элементов . При определенных условиях элементы могут рассматриваться как системы.

· Наличие существенных связей между элементами . Под существенными связями понимаются такие, которые закономерно, с необходимостью определяют интегративные свойства системы.

· Наличие определенной организации , что проявляется в снижении степени неопределенности системы по сравнению с энтропией системоформирующих факторов, определяющих возможность создания системы. К этим факторам относят число элементов системы, число существенных связей, которыми может обладать элемент.

· Наличие интегративных свойств , т.е. присущих системе в целом, но не свойственных ни одному из ее элементов в отдельности. Их наличие показывает, что свойства системы, хотя и зависят от свойств элементов, но не определяются ими полностью. Система не сводится к простой совокупности элементов; декомпозируя систему на отдельные части, нельзя познать все свойства системы в целом.

· Эмерджентностъ – несводимость свойств отдельных элементов и свойств системы в целом.

· Целостность – это общесистемное свойство, заключающееся в том, что изменение любого компонента системы оказывает воздействие на все другие ее компоненты и приводит к изменению системы в целом; и наоборот, любое изменение системы отзывается на всех компонентах системы.

· Делимость – возможна декомпозиция системы на подсистемы с целью упрощения анализа системы.

· Коммуникативность . Любая система функционирует в окружении среды, она испытывает на себе воздействия среды и, в свою очередь, оказывает влияние на среду. Взаимосвязь среды и системы можно считать одной из основных особенностей функционирования системы, внешней характеристикой системы, в значительной степени определяющей ее свойства.

· Системе присуще свойство развиваться , адаптироваться к новым условиям путем создания новых связей, элементов со своими локальными целями и средствами их достижения. Развитие – объясняет сложные термодинамические и информационные процессы в природе и обществе.

· Иерархичность . Под иерархией понимается последовательная декомпозиция исходной системы на ряд уровней с установлением отношения подчиненности нижележащих уровней вышележащим. Иерархичность системы состоит в том, что она может быть рассмотрена как элемент системы более высокого порядка, а каждый ее элемент, в свою очередь, является системой.

· Важным системным свойством является системная инерция, определяющая время, необходимое для перевода системы из одного состояния в другое при заданных параметрах управления.

· Многофункциональность – способность сложной системы к реализации некоторого множества функций на заданной структуре, которая проявляется в свойствах гибкости, адаптации и живучести.

· Гибкость – это свойство системы изменять цель функционирования в зависимости от условий функционирования или состояния подсистем.

· Адаптивность – способность системы изменять свою структуру и выбирать варианты поведения сообразно с новыми целями системы и под воздействием факторов внешней среды. Адаптивная система – такая, в которой происходит непрерывный процесс обучения или самоорганизации.

· Надежность – это свойство системы реализовывать заданные функции в течение определенного периода времени с заданными параметрами качества.

· Безопасность – способность системы не наносить недопустимые воздействия техническим объектам, персоналу, окружающей среде при своем функционировании.

· Уязвимость – способность получать повреждения при воздействии внешних и (или) внутренних факторов.

· Структурированность – поведение системы обусловлено поведением ее элементов и свойствами ее структуры.

· Динамичность – это способность функционировать во времени.

· Наличие обратной связи .

Любая система имеет цель и ограничения. Цель системы может быть описана целевой функцией U1 = F (х, у, t, ...), где U1 – экстремальное значение одного из показателей качества функционирования системы.

Поведение системы можно описать законом Y = F(x), отражающим изменения на входе и выходе системы. Это и определяет состояние системы.

Состояние системы – это мгновенная фотография, или срез системы, остановка ее развития. Его определяют либо через входные взаимодействия или выходные сигналы (результаты), либо через макропараметры, макросвойства системы. Это совокупность состояний ее n элементов и связей между ними. Задание конкретной системы сводится к заданию ее состояний, начиная с зарождения и кончая гибелью или переходом в другую систему. Реальная система не может находиться в любом состоянии. На ее состояние накладывают ограничения – некоторые внутренние и внешние факторы (например, человек не может жить 1000 лет). Возможные состояния реальной системы образуют в пространстве состояний системы некоторую подобласть Z СД (подпространство) – множество допустимых состояний системы.

Равновесие – способность системы в отсутствие внешних возмущающих воздействий или при постоянных воздействиях сохранять свое состояние сколь угодно долго.

Устойчивость – это способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних или внутренних возмущающих воздействий. Эта способность присуща системам, когда отклонение не превышает некоторого установленного предела.

3. Понятие структуры системы .

Структура системы – совокупность элементов системы и связей между ними в виде множества.Структура системы означает строение, расположение, порядок и отражает определенные взаимосвязи, взаимоположение составных частей системы, т.е. ее устройства и не учитывает множества свойств (состояний) ее элементов.

Система может быть представлена простым перечислением элементов, однако чаще всего при исследовании объекта такого представления недостаточно, т.к. требуется выяснить, что представляет собой объект и что обеспечивает выполнение поставленных целей.

Рис. 2. Структура системы

Понятие элемента системы. По определению элемент – это составная часть сложного целого. В нашем понятии сложное целое – это система, которая представляет собой целостный комплекс взаимосвязанных элементов.

Элемент – часть системы, обладающая самостоятельностью по отношению ко всей системе и неделимая при данном способе выделения частей. Неделимость элемента рассматривается как нецелесообразность учета в пределах модели данной системы его внутреннего строения.

Сам элемент характеризуется только его внешними прояв­лениями в виде связей и взаимосвязей с остальными элемен­тами и внешней средой.

Понятие связи. Связь – совокупность зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы. Установить связь между двумя элементами – это значит выявить наличие зависимостей их свойств. Зависимость свойств элементов может иметь односторонний и двусторонний характер.

Взаимосвязи – совокупность двухсторонних зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы.

Взаимодействие – совокупность взаимосвязей и взаимоотношений между свойствами элементов, когда они приобретают характер взаимосодействия друг другу.

Понятие внешней среды. Система существует среди других материальных или нематериальных объектов, которые не вошли в систему и объединяются поняти­ем «внешняя среда» – объекты внешней среды. Вход характеризует воздействие внешней среды на систему, выход – воздействие системы на внешнюю среду.

По сути дела, очерчивание или выявление системы есть разделение некоторой области материального мира на две части, одна из которых рассматривается как система – объект анализа (синтеза), а другая – как внешняя среда.

Внешняя среда – набор существующих в пространстве и во времени объектов (систем), которые, как предполагается, оказывают действие на систему.

Внешняя среда – это совокупность естественных и искусственных систем, для которых данная система не является функциональной подсистемой.

Типы структур

Рассмотрим ряд типовых структур систем, использующихся при описании организационно-экономических, производственных и технических объектов.

Обычно понятие "структура" связывают с графическим отображением элементов и их связей. Однако структура может быть представлена и в матричной форме, форме теоретико-множественного описания, с помощью языка топологии, алгебры и других средств моделирования систем .

Линейная (последовательная) структура (рис. 8) характеризуется тем, что каждая вершина связана с двумя соседними При выходе из строя хотя бы одного элемента (связи) структура разрушается. Примером такой структуры является конвейер.

Кольцевая структура (рис. 9) отличается замкнутостью, любые два элемента обладают двумя направлениями связи. Это повышает скорость общения, делает структуру более живучей.

Сотовая структура (рис. 10) характеризуется наличием резервных связей, что повышает надежность (живучесть) функционирования структуры, но приводит к повышению ее стоимости.

Многосвязная структура (рис. 11) имеет структуру полного графа. Надежность функционирования максимальная, эффективность функционирования высокая за счет наличия кратчайших путей, стоимость - максимальная.

Звездная структура (рис. 12) имеет центральный узел, который выполняет роль центра, все остальные элементы системы являются подчиненными.

Графовая структура (рис. 13) используется обычно при описании производственно-технологических систем.

Сетевая структура (сеть) - разновидность графовой структуры, представляющая собой декомпозицию системы во времени.

Например, сетевая структура может отображать порядок действия технической системы (телефонная сеть, электрическая сеть и т. п.), этапы деятельности человека (при производстве продукции - сетевой график, при проектировании - сетевая модель, при планировании - сетевая модель, сетевой план и т. д.).

Иерархическая структура получила наиболее широкое распространение при проектировании систем управления, чем выше уровень иерархии, тем меньшим числом связей обладают его элементы. Все элементы кроме верхнего и нижнего уровней обладают как командными, так и подчиненными функциями управления.

Иерархические структуры представляют собой декомпозицию системы в пространстве. Все вершины (узлы) и связи (дуги, ребра) существуют в этих структурах одновременно (не разнесены во времени).

Иерархические структуры, в которых каждый элемент нижележащего уровня подчинен одному узлу (одной вершине) вышестоящего (и это справедливо для всех уровней иерархии), называют древовидными структурами (структурами типа "дерева"; структурами, на которых выполняются отношения древесного порядка, иерархическими структурами с сильными связями) (рис 14, а).

Структуры, в которых элемент нижележащего уровня может быть подчинен двум и более узлам (вершинам) вышестоящего уровня, называют иерархическими структурами со слабыми связями (рис 14, б).

В виде иерархических структур представляются конструкции сложных технических изделий и комплексов, структуры классификаторов и словарей, структуры целей и функций, производственные структуры, организационные структуры предприятий.

В общем случае термин иерархия шире, он означает соподчиненность, порядок подчинения низших по должности и чину лиц высшим, возник как наименование "служебной лестницы" в религии, широко применяется для характеристики взаимоотношений в аппарате управления государством, армией и т.д., затем концепция иерархии была распространена на любой согласованный по подчиненности порядок объектов.

Таким образом, в иерархических структурах важно лишь выделение уровней соподчиненности, а между уровнями и компонентами в пределах уровня могут быть любые взаимоотношения. В соответствии с этим существуют структуры, использующие иерархический принцип, но имеющие специфические особенности, и их целесообразно выделить особо.