Концепція системи основні елементи видів систем. Поняття системи та її елементи. Щаблі, що ведуть до якості

Проблема якості програмного забезпечення стає все більш гострою, особливо в міру розширення використання інформаційних технологій і зростання складності ПЗ. Висока якість продуктів дає розробникам не тільки конкурентні переваги та кредит довіри клієнтів, але й полегшує супровід та розвиток ПЗ. У статті викладаються погляди співробітників підрозділу розробки ПЗ корпорації "Галактика" на проблему створення якісного програмного забезпечення.

Розробники, що стояли біля джерел системи "Галактика", набували досвіду створення ПЗ у структурах військово-промислового комплексу. Звичайно, вимоги до надійності автоматизованих систем для управління військами були дуже високі - відмова в ході військових дій означала виникнення смертельної небезпеки для сотень тисяч людей. На основі розроблених заходів забезпечення надійності тоді вдалося створити систему, при експлуатації якої не виявилося жодної помилки у програмному забезпеченні. Накопичений досвід ліг в основу корпоративної культури розробки програмного забезпечення, суттєвий аспект якої – постійна увага до питань якості.

У галузі економіки та управління бізнесом право на існування має тільки безумовно хороше ПЗ, а не "осетрина другої свіжості", тому концепція "досить хорошого програмного забезпечення", яку сьогодні втілюють у життя багато провідних виробників ПЗ, виглядає щонайменше дивною. Можна, звичайно, стверджувати, що система забезпечення життєдіяльності людини та корпоративна інформаційна система різняться з погляду критичності помилок. Але, з іншого боку, клієнт має право очікувати, що програмний продукт жодним чином не поставить під загрозу "здоров'я" та існування його підприємства.

Мета та орієнтири

Найбільш прийнятним орієнтиром для корпорації є досвід компанії IBM – одного з провідних розробників програм для оборонних проектів США. Відомо, наприклад, що в трьох мільйонах рядків коду бортового ПО "шатлів" міститься менше однієї помилки на десять тисяч рядків. Ми активно впроваджуємо у свою практику організаційний та технологічний досвід IBM.

Іншим орієнтиром стали загальновизнані стандарти якості ISO 9000. Згідно з формулюванням ISO 8402, якість розуміє сукупність характеристик програмного продукту, що належать до його здатності задовольнити встановлені та передбачувані потреби клієнтів. Основними параметрами якості вважаються: функціональна повнота, відповідність вимогам законодавства країн СНД, безпека інформації, простота експлуатації, що не потребує спеціальних знань у галузі інформаційних технологій, ергономічність інтерфейсу користувача, мінімізація витрат на експлуатацію, розвиток і модернізацію.

Під надійністю зазвичай розуміється здатність системи виконувати задані функції, зберігаючи основні характеристики за певних умов експлуатації. Щодо програмного забезпечення це насамперед безвідмовна робота, відсутність помилок, що перешкоджають нормальному функціонуванню підприємства.

Якість та надійність у комплексі забезпечують високі споживчі властивості ПЗ. У процесі створення програмного продукту вони одночасно і безперервно контролюються та вдосконалюються. Однак наскільки реально забезпечити якість та надійність складної багатофункціональної системи за обмежених термінів розробки? Для ілюстрації можна навести результати опитування понад тисячу великих компаній, проведеного міністерством торгівлі та промисловості Великобританії. Виявилося, що середня частота відмов інформаційних систем склала: 1 відмова на рік - 40% компаній, 1 відмова на місяць - 29%, 1 відмова на тиждень - 15% компаній, 1 відмова на день - 7% та 5% компаній спостерігали у себе більше однієї відмови на день. При цьому частка відмов та збоїв програмного забезпечення у загальному списку причин непрацездатності (простої) інформаційних систем становила 24%.

Залежно від комплекту поставки система "Галактика" може включати понад три тисячі взаємопов'язаних бізнес-функцій, результати виконання яких контролюються понад 300 параметрами налаштування. Очевидно, що досягти необхідної якості та надійності можна, лише позначивши їх як пріоритетну мету і постійно просуватися до неї за такими напрямками:

організація промислового виробництва програмного забезпечення з чітко вираженою спеціалізацією, оптимальним розподілом функцій, повноважень та відповідальності персоналу;
впровадження комплексу найбільш сучасних та ефективних технологій, включаючи як технології розробки та супроводу програмних продуктів, так і технологію управління розробками (проектами);
розвиток системи якості з урахуванням рекомендацій ISO 9000-3 (рис.1).

Структура системи якості Департаменту розробки програмного забезпечення.

Щаблі, що ведуть до якості

Один із ключових елементів забезпечення якості – це тестування. Багато відомих розробників ПЗ проводять тестування своїх продуктів у кілька етапів, які відрізняються видами виконуваних робіт і ресурсами, що залучаються. Корпорація "Галактика" у цьому сенсі не є винятком.

Фактично тестування починається ще в процесі кодування чергової версії. У складі груп фахівців, які працюють над певною частиною системи, є так звані "локальні" тестувальники. Їхнє завдання - оперативне тестування новостворених або змінених функцій системи. Подібна "конвеєрна" організація робіт дозволяє заощадити час та сили, оскільки значна частина помилок виявляється та усувається практично в момент виникнення. Робота тестувальників цьому етапі хіба що локалізована у межах частини системи, розроблюваної даної групою, тому говоримо про " локальному " тестуванні.

Відомо, що коли людина довго працює над однією проблемою, вона складається з певних стереотипів, які часто заважають помітити власні помилки. Щоб уникнути цього, за певної міри готовності системи ми починаємо перехресне тестування. Розробники не лише "свіжим поглядом" перевіряють роботу один одного, а й одночасно обмінюються досвідом.

І локальне і перехресне тестування супроводжується перевіркою вихідного коду. Якщо робота тестувальника з системою - це пошук помилок щодо їх проявів у процесі виконання програми, то робота з вихідним кодом дозволяє "відловити" помилки, які при звичайному тестуванні виявляться не відразу.

Під час кодування перевіряються окремі функції або їх блоки в межах одного модуля системи. Потім починається тестування системи як єдиного цілого (інтегральне тестування) на наборах бізнес-процесів, для реалізації яких використовуються функції модулів. Ця стадія циклу розробки включає кілька етапів.

Спочатку в роботу включаються лише підрозділи Департаменту розробки ПЗ (відділ інтегрального тестування та ін.) - Цей етап циклу розробки називається внутрішнім тестуванням. Перевіряється функціональна повнота системи, відповідність проектної документації, коректність проектних рішень. Контролюється відповідність законодавствам країн СНД: Росії, Білорусі, України та Казахстану.

На наступному етапі в роботу залучаються ресурси, зовнішні стосовно Департаменту розробки ПЗ: підрозділи корпорації, що займаються збутом та технічною підтримкою; клієнти – замовники нових функцій системи; інші заінтересовані організації.

Поняття "зовнішнє тестування" - ширше, ніж традиційне "бета-тестування", в якому беруть участь лише нинішні та потенційні споживачі. На стадії зовнішнього тестування відбувається концентрація зусиль сотень досвідчених експертів, які використовують різну методологію та різноманітні підходи до роботи із системою. Усі фахівці об'єднуються у єдину інформаційну мережу системи "Проблеми та рішення". Практично всі підрозділи корпорації беруть участь у зовнішньому тестуванні, а об'єднання з корпорацією "Вітрило" створило можливість обміну програмними продуктами для перехресного інтегрального тестування.

І на внутрішньому, і на зовнішньому тестуванні постійно проводиться статистичний аналіз кількості виявлених та виправлених помилок, на основі результатів якого приймається рішення про перехід до наступного етапу (рис. 2).

Мінімізація помилок на різних стадіях розробки програмного забезпечення.

Заключне тестування проводить відділ інтегрального тестування Департаменту розробки програмного забезпечення. Його завдання - ще раз перевірити реалізацію максимальної кількості бізнес-процесів та переконатися, що виправлення помилок на попередніх етапах не викликало нових помилок. Фактично це "прогін" системи, на який приділяється 10 робочих днів. Для порівняння – під час приймання систем військового призначення на аналогічну процедуру виділялося максимум 4 дні. Ми відводимо на це більше часу та ресурсів, щоб гарантувати високу надійність завдяки повному охопленню типових бізнес-процесів.

Далі версія системи передається у дослідну експлуатацію на підприємства. Це також відповідальна стадія, бо навіть найповніше тестування не завжди дозволяє виявити всі нюанси, які виявляються при реальній експлуатації. (Зазвичай зацікавлений замовник виступає у ролі прискіпливого і прискіпливого тестувальника.) Якщо протягом місяця серйозних зауважень не надходить, версія передається решті клієнтів і на комерційну реалізацію.

В результаті версія на шляху від розробника до клієнта проходить шість рівнів тестування (рис. 2), на кожному з яких забезпечується мінімізація помилок та досягнення встановлених на початку розробки значень показників якості та надійності.

Фундамент якості та його складові

Усі роботи з покращення якості програмного продукту, безумовно, вимагають організаційного, технічного та методологічного забезпечення.

Наслідуючи досвід IBM та рекомендації ISO 9000-3, в штатну структуру Департаменту розробки ПЗ була введена посада спеціаліста з якості, якому функціонально підпорядковуються локальні тестувальники груп та відділ інтегрального тестування. Головне завдання цього фахівця – забезпечити необхідний рівень якості та надійності програмного продукту (версії, релізу).

Що стосується технічного забезпечення, то тут, перш за все, слід зазначити систему автоматизованого тестування AQA, що дозволяє вирішувати низку питань.

Економія ресурсів та підвищення якості тестування.Автоматичне тестування за заданим сценарієм не вимагає участі людини – система сама тестує програмний продукт у всіх потрібних режимах, нічого не пропускаючи. Втручання людини потрібне лише поповнення бібліотеки сценаріїв.
Стабілізація надійності.Коли в системі проводяться будь-які зміни, то найвловніші помилки - ті, що виникають у вже перевірених компонентах. Повторний запуск сценаріїв тестування після внесення змін дозволяє виявити помилки у ситуаціях, де тестувальник з великою ймовірністю міг би їх пропустити. Таким чином, надійність вже налагоджених та перевірених компонентів системи знаходиться під постійним контролем і не може бути порушена при внесенні змін до інших компонентів.
Паралельне тестування системи на різних платформах.Налагоджені сценарії тестування можуть запускатися на будь-якій із платформ, що підтримуються в даний момент (Btrieve, Oracle, MS SQL).

Все це стосується тестування нових версій, повний цикл розробки яких займає майже півроку. У період між версіями, як правило, раз на місяць виходять так звані "релізи", випуск яких пов'язаний із необхідністю відстежувати зміни законодавства та оперативно вирішувати проблеми стратегічних клієнтів корпорації. Стислі терміни вимагають спеціальної методики тестування. З одного боку, основний обсяг робіт перекладається на систему AQA - жодна команда тестувальників не зможе за 2 дні пройти всі типові бізнес-процеси та гарантувати, що зміни не позначилися на "старих", багаторазово перевірених функціях. З іншого боку, нові функції вимагають ручного тестування, одночасно відпрацьовується технологія їх перевірки та створюються сценарії, які будуть використовуватися при автоматизованому тестуванні за допомогою системи AQA.

Система автоматизованого тестування теоретично дозволяє гарантувати стовідсоткову якість системи, необхідно лише скласти вичерпну бібліотеку сценаріїв. Традиційно вважається, що якість програми є функцією кількості тестів . Але для складного багатофункціонального програмного продукту, такого як "Галактика", створення подібної бібліотеки – вкрай складне завдання, яке потребує колосальних ресурсів. Тому ми дотримуємося іншого підходу: більшість помилок виявляються та усуваються на ранніх стадіях розробки, а під час інтегрального тестування пріоритетна роль відводиться комплексним тестам, що перевіряють реалізацію бізнес-процесів загалом, а також взаємодію різних модулів системи. Розробкою таких сценаріїв займаються тестувальники, які мають багатий досвід автоматизації великих підприємств різних галузей та форм власності.

Іншим джерелом розробки якісних тестів є взаємодія з підрозділами, що безпосередньо працюють із клієнтами, зокрема, зі службами консалтингу та пуско-налагодження. Опис бізнес-процесів, реалізованих під час запровадження системи конкретному підприємстві - бажана їжа для тестувальників. А створені на підставі цього опису сценарії для автоматизованого тестування є гарантією надійної експлуатації нашого програмного забезпечення на даному підприємстві.

Автоматизована система "Проблеми та рішення" (ПІР) є засіб оперативного контролю якості та надійності, який активно використовується під час тестування для реєстрації та статистичної обробки інформації про знайдені та виправлені помилки. Водночас ПІР – це система оперативного зворотного зв'язку зі споживачами. Де б не виникла проблема: у Москві, Мінську, Владивостоку, вона дуже швидко потрапляє до Центру розробки. Швидкість надходження фактично визначається швидкістю передачі інформації по лініях зв'язку, при цьому відразу відома особа, відповідальна за вирішення проблеми, та контролюються терміни.

Методологічне забезпечення тестування включає: технологію, викладену в регламентах та інструкціях, бібліотеки бізнес-процесів та сценаріїв автоматизованого тестування, а також результати аналізу причин виникнення помилок.

Отже, як отримати статус комерційної, версія системи проходить шість рівнів тестування, кожному з яких виявляється кілька помилок. Методологічна база, що використовується на різних рівнях, має свої особливості і повинна сприяти зменшенню кількості помилок при переході від рівня до рівня. Зокрема, умови тестів та метрики тестування відповідають специфікації етапу розробки. Післяпроектному аналізу піддається кожна помилка, з'ясовуються її причини і виявляються прогалини в методології, що не дали змоги виявити помилку на попередніх рівнях. Таким чином, досягається головна мета – виявлення максимальної кількості критичних помилок ще на нижніх рівнях тестування та їх усунення до його заключного етапу.

Технологія тестування залежить, зокрема, від обсягу інформації, що зберігається у тестовій базі даних (БД). Неодмінним елементом тестування є перевірка працездатності системи на порожній основі, що є модель діяльності нового клієнта: систему треба налаштувати, заповнити основні довідники, запровадити початкові дані. Для детальної перевірки складних бізнес-процесів, що вимагають налаштування на регіональну або галузеву специфіку, застосовуються бази з обсягом даних до 1 Гбайт). На всіх рівнях інтегрального тестування виконується ряд еталонних та специфічних тестів для набору баз даних. Таким чином, до графіка (рис. 2) додається ще один вимір (БД). В результаті тестування стає "тривимірним".

Це дає додатковий ефект: перевірку повноти та несуперечності настроювальних параметрів – налаштування визначає алгоритми виконання багатьох функцій. Виключаються проблеми при оновленні версій, оскільки тестування нових версій на "старих" базах дозволяє забезпечити високу надійність конвертації.

Профілактика вигідніша за лікування

Ретельне тестування програмного забезпечення – найбільш очевидний спосіб забезпечення його надійності. Справді, тестування – це діагностика хвороби, аналіз симптомів, виявлення джерела та визначення найкращої методики лікування. Проте не менш важливими є профілактичні заходи.

Система попередження "хвороби" включає низку організаційних заходів, суть яких зводиться до забезпечення надійності та якості на всіх стадіях розробки, починаючи від проектування. На сьогодні співвідношення часу, витраченого на проектування, кодування та тестування становить 40%, 20% та 40% відповідно. Проектування розбивається кілька етапів: розробка технічного завдання, його аналіз, створення макета системи. Результати кожного етапу піддаються експертизі, перехресній перевірці та взаємоузгодженню. Наявність детально опрацьованої проектної документації істотно знижує ймовірність виникнення помилок і є додатковою гарантією надійності продукту.

Здавалося б, який інтерес висвітлення питання тестування - одного з найважливіших аспектів розробки ПЗ - є для наших клієнтів? Їх цікавить кінцевий результат: система має забезпечувати відображення конкретних бізнес-процесів, бути простим у освоєнні, динамічно реагувати на зміни життєвих реалій. І не так важливо, якими засобами все це буде досягнуто. Тим не менш, обов'язково необхідно звертати увагу роботам, спрямованим на підвищення якості ПЗ. І для цього існує як мінімум дві причини:

високий рівень методичного, технічного, організаційного забезпечення тестування всіх стадіях визначає високу якість продукту, гарантує, що одного разу усунена помилка не з'явиться знову, отже - зміцнюється довіру користувачів до продукту;
активність користувачів, постійний зворотний зв'язок полегшує створення адекватних схем перевірки проектних рішень і також є спільною метою - створення якісного та надійного програмного забезпечення.

Література

A.Davis. "Fifteen Principles of Software Engineering"// IEEE Software, Vol.11, №6, 1994, pp.94-101.
K.Rubin. Розробка об'єкта-oriented software/IBM Object-Oriented Technology Center, Prentis Hall Inc, 1997
В.Шніман. Відмовостійкі комп'ютери компанії Stratus. // Відкриті системи, №1, 1998, с.13-22.
Загальне керівництво якістю та стандарти забезпечення якості (ISO 9000-1). Настанови щодо застосування стандарту ISO 9001 при розробці, постачанні та обслуговуванні програмного забезпечення ((ISO 9000-3).
Д. Коул, Т. Горем, М. МакДональд, Р. Спарджеон. Принципи тестування ПЗ. // Відкриті системи, №2, 1998 з. 60-63.

Система бенкету

Корпоративна система "Проблеми та Рішення" (ПІР) - інструментальний засіб реєстрації та обробки інформації про всі види проблем, що виникають у ході розробки та експлуатації програмних продуктів (помилки, пропозиції щодо розвитку, заявки на доопрацювання). Система експлуатується в центрах розробки та в регіональних відділеннях просування. Обмін накопиченими даними, що проводиться не менше двох разів на день, забезпечує оперативне надходження інформації з будь-якого регіону. Введення інформації здійснюється співробітниками корпорації, які отримують її від клієнтів (за будь-яким каналом зв'язку та в будь-якій формі), або в процесі безпосередньої роботи з програмними продуктами. Проблема адресується одному з керівників груп розробки, який відповідає за вирішення зареєстрованої проблеми. Процес рішення регламентований та контролюється за термінами. Для контролю та аналізу передбачено отримання різноманітних форм звітності

Тестування ПЗ як один із елементів системи якості

Лекція 1: Основні поняття теорії систем

Терміни теорія систем та системний аналіз, незважаючи на період більш ніж 25 років їх використання, все ще не знайшли загальноприйнятого, стандартного тлумачення.

Причина цього факту полягає в динамічності процесів у галузі людської діяльності і в принциповій можливості використовувати системний підхід практично в будь-якій задачі, що вирішується людиною.

Загальна теорія систем (ОТС) - наукова дисципліна, що вивчає фундаментальні поняття та аспекти систем. Вона вивчає різні явища, відволікаючись від своєї конкретної природи і грунтуючись лише формальних взаємозв'язках між різними складовими їх чинниками і характері зміни під впливом зовнішніх умов, у своїй результати всіх спостережень пояснюються лише взаємодією їх компонентів, наприклад характером їх організації та функціонування, а не за допомогою безпосереднього звернення до природи залучених до явищ механізмів (чи вони фізичними, біологічними, екологічними, соціологічними, або концептуальними)

Для ОТС об'єктом дослідження не «фізична реальність», а «система», тобто. абстрактний формальний взаємозв'язок між основними ознаками та властивостями.

При системний підхід об'єкт дослідження представляється як система. Саме поняття система може бути віднесено до одного з методологічних понять, оскільки розгляд об'єкта досліджується як система або відмова від такого розгляду залежить від завдання дослідження та самого дослідника.

Існує багато визначень системи.

Система є комплексом елементів, що перебуває у взаємодії.
Система - це безліч об'єктів разом із відносинами цих об'єктів.
Система - безліч елементів, що знаходяться у відносинах або зв'язках один з одним, що утворює цілісність або органічну єдність (тлумачний словник)

Терміни «відношення» та «взаємодія» використовуються в найширшому сенсі, включаючи весь набір споріднених понять, таких як обмеження, структура, організаційний зв'язок, з'єднання, залежність тощо.

Таким чином, система S являє собою впорядковану пару S = (A, R), де A - безліч елементів; R - безліч відносин між A.

Система – це повний, цілісний набір елементів (компонентів), взаємопов'язаних та взаємодіючих між собою так, щоб могла реалізуватись функція системи.

Дослідження об'єкта як системи передбачає використання низки систем уявлень (категорій), серед яких основними є:

Структурне уявлення пов'язане з виділенням елементів системи та зв'язків між ними.
Функціональні уявлення систем — виділення сукупності функцій (цілеспрямованих процесів) системи та її компонентів спрямоване досягнення певної мети.
Макроскопічне уявлення - розуміння системи як нерозчленованого цілого, що взаємодіє із зовнішнім середовищем.
Мікроскопічне уявлення засноване на розгляді системи як сукупності взаємозалежних елементів. Воно передбачає розкриття структури системи.
Ієрархічне уявлення засноване на понятті підсистеми, одержуваному при розкладанні (декомпозиції) системи, що володіє системними властивостями, які слід відрізняти від її елемента — неподільного більш дрібні частини (з погляду завдання, що розв'язується). Система може бути представлена у вигляді сукупностей підсистем різних рівнів, що є системною ієрархією, яка замикається знизу тільки елементами.
p align="justify"> Процесуальне уявлення передбачає розуміння системного об'єкта як динамічного об'єкта, що характеризується послідовністю його станів у часі.

Розглянемо визначення інших понять, тісно пов'язаних із системою та її характеристиками.

Об'єкт.

Об'єктом пізнання є частина реального світу, яка виділяється та сприймається як єдине ціле протягом тривалого часу. Об'єкт може бути матеріальним та абстрактним, природним та штучним. Реально об'єкт має нескінченний набір властивостей різної природи. Практично у процесі пізнання взаємодія здійснюється з обмеженою безліччю властивостей, що лежать у межі можливості їх сприйняття та необхідності для мети пізнання. Тому система як образ об'єкта задається на кінцевій множині відібраних для спостереження властивостей.

Зовнішнє середовище.

Поняття «система» виникає там і тоді, де і коли ми матеріально чи умоглядно проводимо замкнуту межу між необмеженою чи деякою обмеженою безліччю елементів. Ті елементи з їхньою відповідною взаємною обумовленістю, які потрапляють усередину, утворюють систему.

Ті елементи, які залишилися за межами кордону, утворюють безліч, звану в теорії систем «системним оточенням» або просто «оточенням», або «зовнішнім середовищем».

З цих міркувань випливає, що неможливо розглядати систему без її зовнішнього середовища. Система формує та виявляє свої властивості у процесі взаємодії з оточенням, будучи при цьому провідним компонентом цього впливу.

Залежно від впливу на оточення та характер взаємодії з іншими системами функції систем можна розташувати за зростаючим рангом таким чином:

пасивне існування;
матеріал для інших систем;
обслуговування систем вищого порядку;
протистояння іншим системам (виживання);
поглинання інших систем (експансія);
перетворення інших систем та середовищ (активна роль).

Будь-яка система може розглядатися, з одного боку, як підсистема вищого порядку (надсистеми), з другого, як надсистема системи нижчого порядку (підсистема). Наприклад, система «виробничий цех» входить як підсистема до системи вищого рангу - «фірма». У свою чергу, надсистема фірма може бути підсистемою корпорації.

Зазвичай як підсистем фігурує більш менш самостійні частини систем, що виділяються за певними ознаками, що володіють відносною самостійністю, певною мірою свободи.

Компонент- Будь-яка частина системи, яка вступає у певні відносини з іншими частинами (підсистемами, елементами).

ЕлементомСистеми є частиною системи з однозначно певними властивостями, що виконують певні функції і не підлягають подальшому розбиттю в рамках вирішуваного завдання (з точки зору дослідника).

Поняття елемент, підсистема, система взаємоперетворювані, може розглядатися як елемент системи вищого порядку (метасистема), а елемент при поглибленому аналізі, як система. Те, що будь-яка підсистема є одночасно і щодо самостійної системою призводить до 2 аспектів вивчення систем: на макро-і мікро-рівнях.

При вивченні на макрорівні основна увага приділяється взаємодії системи із зовнішнім середовищем. Причому системи вищого рівня можна як частину довкілля. За такого підходу головними чинниками є цільова функція системи (мета), умови її функціонування. У цьому елементи системи вивчаються з погляду організації в єдине ціле, впливом геть функції системи загалом.

На мікрорівні основними стають внутрішні характеристики системи, характер взаємодії елементів між собою, їх властивості та умови функціонування.

Для вивчення системи поєднуються обидва компоненти.

Структура системи.

Під структурою системи розуміється стійке безліч відносин, яке зберігається тривалий час незмінним, по крайнього заходу протягом інтервалу спостереження. Структура системи випереджає певний рівень складності за складом відносин на безлічі елементів системи або, що еквівалентно, рівень різноманітностей проявів об'єкта.

Зв'язки- Це елементи, що здійснюють безпосередню взаємодію між елементами (або підсистемами) системи, а також з елементами та підсистемами оточення.

Зв'язок - одне з фундаментальних понять у системному підході. Система як єдине ціле існує завдяки наявності зв'язків між її елементами, тобто, іншими словами, зв'язки виражають закони функціонування системи. Зв'язки розрізняють характером взаємозв'язку як прямі і зворотні, а виду прояви (описи) як детерміновані і ймовірнісні.

Прямі зв'язкипризначені для заданої функціональної передачі речовини, енергії, інформації або їх комбінацій - від одного елемента до іншого у напрямі основного процесу.

Зворотні зв'язки, В основному, виконують поінформуючі функції, відображаючи зміну стану системи в результаті керуючого впливу на неї. Відкриття принципу зворотний зв'язок стало видатним подією розвитку техніки і мало винятково важливі наслідки. p align="justify"> Процеси управління, адаптації, саморегулювання, самоорганізації, розвитку неможливі без використання зворотних зв'язків.

Рис. - Приклад зворотного зв'язку

З допомогою зворотний зв'язок сигнал (інформація) з виходу системи (об'єкта управління) передається до органу управління. Тут цей сигнал, що містить інформації про роботу, виконану об'єктом управління, порівнюється з сигналом, що задає зміст та обсяг роботи (наприклад, план). У разі виникнення неузгодженості між фактичним та плановим станом роботи вживаються заходи щодо його усунення.

Основними функціями зворотного зв'язку є:

протидія з того що робить сама система, коли вона виходить за встановлені межі (наприклад, реагування на зниження якості);
компенсація обурень та підтримання стану стійкої рівноваги системи (наприклад, неполадки у роботі обладнання);
синтезування зовнішніх і внутрішніх обурень, які прагнуть вивести систему зі стану стійкої рівноваги, зведення цих обурень до відхилень однієї або кількох керованих величин (наприклад, вироблення керуючих команд на одночасну появу нового конкурента та зниження якості продукції, що випускається);
вироблення керуючих впливів на об'єкт управління за законом, що погано формалізується. Наприклад, встановлення вищої ціни енергоносії викликає у діяльності різних організацій складні зміни, змінюють кінцеві результати їх функціонування, вимагають внесення змін у виробничо-господарський процес шляхом впливів, які неможливо описати з допомогою аналітичних висловів.

Порушення зворотних зв'язків у соціально-економічних системах з різних причин веде до тяжких наслідків. Окремі локальні системи втрачають здатність до еволюції і тонкого сприйняття нових тенденцій, перспективного розвитку та науково обґрунтованого прогнозування своєї діяльності на тривалий період часу, ефективного пристосування до постійно змінних умов зовнішнього середовища.

Особливістю соціально-економічних систем є та обставина, що не завжди вдається чітко висловити зворотні зв'язки, які у них, як правило, довгі, проходять через цілу низку проміжних ланок, і чіткий їх перегляд утруднений. Самі керовані величини нерідко не піддаються ясному визначенню, і важко встановити безліч обмежень, що накладаються на параметри керованих величин. Не завжди також відомі дійсні причини виходу керованих змінних за встановлені межі.

Детермінований (жорсткий) зв'язок, як правило, однозначно визначає причину та наслідок, дає чітко обумовлену формулу взаємодії елементів. Імовірнісний (гнучкий) зв'язок визначає неявну, непряму залежність між елементами системи. Теорія ймовірності пропонує математичний апарат на дослідження цих зв'язків, званий «кореляційними залежностями».

Критерії— ознаки, якими проводиться оцінка відповідності функціонування системи бажаному результату (мети) при заданих обмеженнях.

Ефективність системи- Співвідношення між заданим (цільовим) показником результату функціонування системи та фактично реалізованим.

Функціонуваннябудь-який довільно обраної системи полягає у переробці вхідних (відомих) параметрів та відомих параметрів впливу навколишнього середовища у значення вихідних (невідомих) параметрів з урахуванням факторів зворотного зв'язку.

Рис. - Функціонування системи

Вхід- Все, що змінюється при протіканні процесу (функціонування) системи.

Вихід- Результат кінцевого стану процесу.

Процесор- Переведення входу у вихід.

Система здійснює свій зв'язок із середовищем в такий спосіб.

Вхід цієї системи є водночас виходом попередньої, а вихід цієї системи — входом наступної. Таким чином, вхід і вихід розташовуються на межі системи і одночасно виконують функції входу і виходу попередніх і наступних систем.

Управління системою пов'язане з поняттями прямого та зворотного зв'язку, обмеженнями.

Зворотній зв'язок- призначена для виконання наступних операцій:

порівняння даних на вході з результатами на виході з виявленням їх якісно-кількісної відмінності;
оцінка змісту та сенсу відмінності;
вироблення рішення, що з відмінності;
вплив на введення.

Обмеження- Забезпечує відповідність між виходом системи та вимогою до нього, як до входу в наступну систему - споживач. Якщо задана вимога не виконується, обмеження не пропускає її через себе. Обмеження, в такий спосіб, грає роль узгодження функціонування цієї системи з цілями (потребами) споживача.

Визначення функціонування системи пов'язані з поняттям «проблемної ситуації», що виникає, якщо є різницю між необхідним (бажаним) виходом і існуючим (реальним) входом.

Проблема— це різниця між існуючою та бажаною системами. Якщо цієї різниці немає, то немає й проблеми.

Вирішити проблему означає скоригувати стару систему або сконструювати нову, бажану.

Стан системиназивається сукупність істотних властивостей, якими система має у кожний момент часу.

Аналіз робочого визначення системи дозволяє виділити деякі з її загальних властивостей:

· Будь-яка система є комплексом взаємопов'язаних елементів;

· Система утворює особливу єдність із зовнішнім середовищем;

· Будь-яка система є елементом системи вищого порядку;

· Елементи, що становлять систему, у свою чергу, виступають як системи нижчого порядку.

Проаналізувати ці властивості можна з допомогою рис. 2.7 (А - система; В та Д - елементи системи А; С - елемент системи В).

Елемент В, що є елементом системи А, у свою чергу, є системою нижчого рівня, яка складається з власних елементів, включаючи, наприклад, елемент С. І якщо ми розглянемо елемент В як систему, що взаємодіє із зовнішнім середовищем, то останню в цьому випадку представлятиме система В (елемент системи А). Тому особливість єдності системи із зовнішнім середовищем можна інтерпретувати як взаємодію елементів системи вищого порядку. Подібні міркування можна провести для будь-якого елемента будь-якої системи.

Вивчення властивостей системи передбачає насамперед вивчення взаємовідносин елементів та цілого. При цьому мається на увазі, що:

1) ціле первинне, а частини вторинні;

2) системоутворюючі чинники є умови взаємопов'язаності елементів всередині однієї системи;

3) частини системи утворюють нерозривне ціле, тому вплив будь-які їх впливає всю систему;

4) кожна частина системи має власне призначення з погляду мети, для досягнення якої спрямована діяльність цілого;

5) природа елементів та його функції визначаються становищем елементів загалом, які поведінка регулюється взаємовідносинами цілого та її елементів;

6) ціле поводиться як щось єдине, незалежно від ступеня складності.

З усього різноманіття властивостей систем на дослідження організаційних процесів доцільно насамперед виділити такі властивості, як емерджентність, еквіфінальність та гомеостаз.

Емерджентність- одне з найважливіших властивостей систем. Це незведення властивостей системи до властивостей її елементів; інакше кажучи, емерджентністю називають наявність нових властивостей цілого, які у його складових частин. Таким чином, властивості цілого не є простою сумою властивостей його елементів, хоч і залежать від них. У той же час об'єднані в систему елементи можуть втрачати властивості, притаманні їм поза системою, або набувати нових.

Еквіфінальність- одна з найменш вивчених властивостей системи, що характеризує граничні можливості систем певного класу складності. Л. фон Берталанфі, який запропонував цей термін, визначав еквіфінальністьстосовно відкритої системі як здатність системи (на відміну станів рівноваги в закритих системах, повністю детермінованих початковими умовами) досягати незалежного від часу й від вихідних умов стану, яке визначається виключно параметрами системи. Потреба у введенні цього поняття виникає, починаючи з деякого рівня складності систем. Еквіфінальність- внутрішня схильність системи до досягнення якогось граничного стану, який залежить від зовнішніх умов. Ідея еквіфінальностіполягає у вивченні параметрів, що визначають деякий граничний рівень організації.

У загальному вигляді поняття система (від грец. systema - ціле, складене з частин; з'єднання) визначається як безліч елементів, що у відносинах і зв'язках один з одним, що утворюють певну цілісність, єдність.

Системоюназивається об'єкт будь-якої природи чи сукупність взаємодіючих об'єктів будь-якої, зокрема різної природи, які мають вираженим системним властивістю (властивостями), тобто властивістю, якого немає жодна з елементів системи за будь-якому способі її членування.

Частини системи, що об'єднують частину пов'язаних елементів усієї системи називаються підсистемами.

Об'єднання кількох систем, Що має системну властивість, називається надсистемою або системою вищого порядку.

Елементом системиє об'єкт (частина системи) із однозначно певними відомими властивостями.

Система (підсистема, елемент) має входи та виходи. Входом називається дискретне чи безперервне безліч контактів, якими вплив середовища передається системі. Вихід це безліч контактів, якими система впливає на середу.

Будь-який елемент системи має принаймні один вихід і один вхід. Вплив проявляється у передачі речовини, енергії, інформації чи комбінації цих компонентів.

Відповідно можна говорити про речовинний, енергетичний або інформаційний обмін між системою та середовищем (метаболізм).

Поняття "елемент", "підсистема", "система", "надсистема" взаємно перетворювані: система може розглядатися як елемент системи вищого порядку, а елемент - як система. Ставлення до системи визначається як її змістом, а й точкою зору.

Під складною системою розуміється система, число підсистем якої досить велике, а склад різнорідний.

Все, що не входить до системи, належить зовнішньому середовищу. Систему та її зовнішнє середовище поділяє кордон.

Середаце оточення, з яким система взаємодіє. Взаємодіючі із середовищем системи називаються відкритими. Закриті (замкнуті) системи середовища немає. Середовищем для однієї з підсистем можуть бути інші підсистеми або частина з них, а також інші системи. Середовище – це теж система.

Під станом системи розуміється впорядкована сукупність внутрішніх та зовнішніх значень параметрів, визначальних перебіг процесів, які у системі. Безліч станів системи може бути кінцевою, лічильною або нескінченною. Поведінка системи є розгорнута у часі послідовність реакцій системи на зовнішній вплив.

Складні системи мають особливі властивості.

Такими особливими властивостями є:

Унікальність: кожна система не має повних аналогів своєї поведінки.
слабопередбачуваність: ніяке скільки завгодно докладне знання морфології (структури та зв'язків) та функцій елементів (підсистем) не дозволяє визначити функції об'єкта. Ніяке скільки завгодно докладне і точне знання поведінки об'єкта у минулому не дозволяє точно передбачити його поведінку у майбутньому.
доцільність: здатність системи здійснювати поведінку, яка має досягнення певної мети.
стаціонарність: ймовірність перебування в даному стані, прагнення системи до основного процесу, здатність усувати наслідки зовнішніх та внутрішніх випадкових впливів.

У загальному вигляді модель системи виражає однозначну залежність між станом входу Х та станом виходу Y, задану за допомогою перехідної функції: Y = R (X), де R - Оператор перетворення (R-перетворення).

Існують моделі, що не містять R-перетворення. Це хаотичні, слабоорганізовані, слабоструктуровані, нестійкі моделі, в яких стикається безліч незалежних подій, що не мають стійких розподілів ймовірностей, що відображають такий рівень знання систем, при якому неможливе складання морфологічного або функціонального описів. Такі системи можна лише інформаційно описати.

Складні системи для реалізації своєї внутрішньої мети здатні, виходячи з конкретного стану входу (тобто ситуації), змінювати R-перетворення. До таких систем належать і системи управління.

При розгляді систем менеджменту замість терміна «оператор перетворення» залежно від підходу доцільно застосовувати відповідне поняття «операція», «функція», «процес», «проект», «система» тощо.

Взаємодія підсистем у системі то, можливо безпосереднім і посереднім, у якому воно здійснюється через проміжні підсистеми.

Структуроюназивається безліч всіх можливих відносин між підсистемами та елементами всередині системи.

У моделях систем виділяється три класи структур:

ієрархічні;
неієрархічні;
змішані.

Для ієрархічних структур характерна наявність керуючих (командних) підсистем (елементів, функцій).

У неієрархічних структурах керуючі функції розподілені між усіма елементами чи групами елементів.

Ієрархічною називається структура, що задовольняє наступним умовам:

кожна підсистема або керована, або підлегла, або те й інше одночасно;
існує принаймні одна лише підлегла підсистема;
існує одна і лише одна керуюча підсистема;
Будь-яка підлегла підсистема безпосередньо взаємодіє з однією і лише однією управляючою.

Ієрархічна структура, в якій є, принаймні одна керуюча і одночасно підпорядкована підсистема, називається багаторівневою. Для неї справедливо:

підсистема вищого рівня має справу з ширшими аспектами поведінки системи загалом;
час перетворення вхідних компонентів у вихідні збільшується зі збільшенням рівня керуючої підсистеми;
Підсистеми вищих рівнів ієрархічної структури мають справу з повільнішими аспектами поведінки системи.

Прикладом ієрархічних систем є процесний ландшафт організації та її оргструктура.

Лідируючою називається підсистема, що задовольняє вимогам:

підсистема не має детермінованої взаємодії з жодною підсистемою;
підсистема є керуючою по відношенню до частини (найбільшого числа) підсистем;
підсистема або є керованою, або управляється найменшим (проти іншим) числом підсистем.

Як приклад лідируючої системи можна розглядати керуючу структуру холдингу стосовно керуючих систем організацій холдингу за наявності у них автономності діяльності.

Неієрархічні структури є похідними від багатозв'язкової структури, де кожна підсистема безпосередньо взаємодіє з будь-якою іншою.

Для них справедливо:

існує принаймні одна підсистема, яка не є ні керуючою, ні підлеглою;
не існує підсистеми, яка є лише керуючою;
не існує підсистеми, яка є лише підлеглою;
Будь-яка підлегла підсистема безпосередньо взаємодіє більш ніж з однієї керуючої.

Рівноважними називаються неієрархічні структури без лідерів.

Прикладом рівноважної неієрархічної структури без лідерів є відносини Постачальник-Споживач.

Змішані структури є різноманітними комбінаціями ієрархічних і неієрархічних структур.

Поняття структури включає також конфігурацію, яка визначає загальні геометричні властивості системи. Конфігурація може бути: точковою, лінійною, плоскою або об'ємно-спіральною, плоскою, об'ємною.

Структура системи реалізується з допомогою зв'язків. Зв'язками називаються підсистеми (елементи), які здійснюють безпосередню взаємодію між іншими підсистемами та не приймають рішень. Зв'язки поділяються на прямі та зворотні.

Прямі зв'язки поділяються на такі підкласи:

підсилювальні (послаблюючі);
запізнювальні;
селектуючі.

Зворотні зв'язки поділяються на такі підкласи:

за дією: позитивні та негативні;
по порозі: гладкі та порогові;
за часом дії: миттєві, запізнювальні, випереджаючі;
за характером: стабільні та нестабільні.

Позитивний зворотний зв'язок посилює вихідний процес, негативний - послаблює.

Гладкий зворотний зв'язок діє у всьому діапазоні зміни вихідного процесу.

Пороговий зворотний зв'язок діє, коли регульоване значення перевищує певне значення (нижній поріг) або досягає допустимого значення (верхній поріг). Можливий двопороговий зворотний зв'язок.

Нестабільні зворотні зв'язки бувають:

детермінованими;
випадковими;
адаптивними.

Детерміновані зворотні зв'язки змінюють свої параметри за попередньо передбаченим законом, як функції часу, просторового становища чи інших умов.

Випадкові зворотні зв'язки виникають унаслідок непередбачених впливів.

Адаптивні зворотні зв'язки створюються випадково, але стабілізуються та існують тривалий час.

Зворотний зв'язок є основним конструктивним пристроєм, з допомогою якого формуються системні характеристики.

Шляхом застосування та комплексування різних видів зворотних зв'язків можна сформувати такі функції на керовані процеси:

посилення (ослаблення);
стабілізацію;
затримку на постійний час (або залежить від якихось параметрів процесу);
запам'ятовування;
відтворення або багаторазове повторення;
перетворення;
аналіз - розпізнавання та виділення підпроцесів;
синтез – об'єднання підпроцесів;
порівняння процесів;
передбачення та формування процесів.

Цілеспрямована система повинна мати здатність моделювати і прогнозувати ситуацію, для чого повинна мати такі властивості:

сприймати і розпізнавати зовнішнє вплив, формуючи адекватний чи неадекватний образ середовища.
мати апріорну інформацію про середовище, що зберігається у вигляді образів середовища.
володіти інформацією про саму себе, про свої властивості і можливості, що зберігаються у вигляді морфологічного, функціонального, інформаційного та інших образів системи.

В результаті зіставлення, розпізнавання та перетворення інформаційних образів система здійснює:

вплив на середовище (власне діяльність системи);
вплив на себе (перетворення елементів та/або їх взаємодій).

Для зберігання образів система повинна володіти інформаційним пристроєм, елементи (підсистеми) якого знаходилися б у певній відповідності (морфізм) з відображуваними елементами (підсистемами) системи та зовнішнього середовища.

Розрізняють такі види морфізму:

гомеоморфізм - кожна підсистема однієї системи пов'язана з однією і лише однією підсистемою іншої системи.
гетероморфізм – зв'язок між підсистемами взаємно неоднозначний.
поліморфізм - пов'язані між собою безлічі підсистем.
центроморфізм – всі підсистеми однієї системи пов'язані з однією підсистемою іншої системи.
автоморфізм – зв'язок між підсистемами однієї системи.

Під елементом прийнято розуміти найпростішу неподільну частину системи. Уявлення про неподільність пов'язане з метою розгляду об'єкту як системи. Отже, елемент – межа членування системи з погляду розв'язання конкретного завдання.

Система може бути розділена на елементи не відразу, а послідовним розчленуванням на підсистеми, більші, ніж елементи, але дрібніші, ніж система загалом. Можливість розподілу системи на підсистеми пов'язані з вичленуванням сукупності елементів, здатних виконати щодо незалежні функції, створені задля досягнення загальної мети системи. Для підсистеми має бути сформульована підціль, що є її системоутворюючим фактором.

Якщо стоїть завдання не лише виділити систему з навколишнього середовища та досліджувати її поведінку, але й зрозуміти її внутрішню будову, тоді потрібно вивчати структуру (від латів. structura – будова, розташування, порядок) системи. Структура системи включає її елементи, зв'язки між ними і атрибути цих зв'язків. Найчастіше поняття “структура” прийнято пов'язувати з графічним відображенням, але це необов'язково. Структура може бути представлена також у вигляді теоретико-множинних описів матриць, графіків.

Поняття "зв'язок" виражає необхідні та достатні відносини між елементами. Атрибутами зв'язку є:

■ спрямованість;

■ характер.

За спрямованістю розрізняють зв'язки:

■ спрямовані;

■ ненаправлені.

Спрямовані зв'язки, у свою чергу, поділяють на:

■ прямі;

■ зворотні.

За силою прояву розрізняють зв'язки:

■ слабкі;

■ сильні.

За характером зв'язку поділяються на:

■ зв'язку підпорядкування;

■ зв'язку породження.

Зв'язки підпорядкування можна поділити на:

■ лінійні;

■ функціональні.

Зв'язки породження характеризують причинно-наслідкові відносини.

Зв'язки між елементами характеризуються певним порядком, внутрішніми властивостями, спрямованістю функціонування системи. Такі особливості системи називають її організацією.

Структурні зв'язки відносно незалежні від елементів можуть виступати як інваріант при переході від однієї системи до іншої. Це означає, що закономірності, виявлені щодо систем, що відображають об'єкти однієї природи, можуть використовуватися при дослідженні систем іншої природи. Зв'язок також може бути представлена та розглянута як система, що має свої елементи та зв'язки.

Поняття “структура” у вузькому значенні цього може бути ототожнено з поняттям системотворчих відносин, тобто. структура можна розглядати як системоутворюючий чинник.

У широкому значенні під структурою розуміють всю сукупність відносин між елементами, а не лише системотворні відносини.

Методика вичленування системотворчих відносин із довкілля залежить від цього, що йдеться: про проектуванні ще існуючої системи чи аналіз системного уявлення відомого об'єкта, матеріального чи ідеального. Існують різні види структур. Найбільш відомі їх представлені на рис. 3.2.

Мережева

Рис 3.2 Види структур систем

Класифікація систем. Загальна класифікація: - абстрактні системи; конкретні системи; відкриті системи; закриті системи; динамічні системи; адаптивні системи; ієрархічні системи, їх характеристики Класифікація за ознаками: за походженням; за описом змінних; за способом керування; на кшталт операторів.

Розглянемо деякі різновиди систем.

Анотація системи – системи, всі елементи яких є поняттями.

Конкретні системи – системи, елементи є фізичними об'єктами. Вони поділяються на природні (що виникають та існуючі без участі людини) та штучні (створені людиною).

Відкриті системи – системи, що обмінюються із зовнішнім середовищем речовиною, енергією та інформацією.

Закриті системи – системи, які не мають обміну із зовнішнім середовищем.

У чистому вигляді відкриті та закриті системи не існують.

Динамічні системи займають одне з центральних місць у загальній теорії систем. Така система є структуризований об'єкт, що має входи і виходи, об'єкт, в який у певні моменти часу можна вводити і з якого можна виводити речовину, енергію, інформацію. У одних динамічних системах процеси протікають у часі безперервно, а інших – відбуваються лише у дискретні моменти часу. Останні називають дискретними динамічними системами. При цьому в обох випадках припускають, що поведінка системи можна аналізувати в певному інтервалі часу, що безпосередньо визначається терміном “динамічна”.

Адаптивні системи - системи, що функціонують в умовах початкової невизначеності і зовнішніх умовах, що змінюються. Поняття адаптації сформувалося у фізіології, де воно визначається як сукупність реакцій, що забезпечують пристосування організму до зміни внутрішніх та зовнішніх умов. У теорії управління адаптацією називають процес накопичення та використання інформації в системі, спрямованої на досягнення оптимального стану при початковій безпосередності і зовнішніх умовах, що змінюються.

Ієрархічні системи – системи, елементи яких згруповані за рівнями, що вертикально співвіднесені один з одним; при цьому елементи рівнів мають виходи, що розгалужуються. Хоча поняття “ієрархія” завжди було у науковому і повсякденному побуті, докладне теоретичне вивчення ієрархічних систем почалося порівняно недавно. Розглядаючи ієрархічні системи, скористаємося принципом протиставлення. Як об'єкт протиставлення візьмемо системи з лінійною структурою (радіальні, централізовані). Для систем із централізованим управлінням характерна однозначність, односпрямованість управляючих впливів. На відміну від них ієрархічні системи, системи довільної природи (технічні, економічні, біологічні, соціальні та ін) призначення мають багаторівневу та розгалужену структуру у функціональному, організаційному або в будь-якому іншому плані. Завдяки своєму універсальному характеру та ряду переваг у порівнянні, наприклад, з лінійними структурами ієрархічні системи становлять предмет особливої уваги в теорії та практиці менеджменту. До переваг ієрархічних систем слід також віднести свободу локальних впливів, відсутність необхідності пропускати великі потоки інформації через один пункт управління, підвищену надійність. При виході з експлуатації одного елемента централізованої системи з експлуатації виходить вся система; при виході з ладу одного елемента в ієрархічній системі ймовірність виходу з ладу всієї системи незначна. Для всіх ієрархічних систем характерні:

■ послідовне вертикальне розташування рівнів, що становлять систему (підсистему);

■ пріоритет дій підсистем верхнього рівня (право втручання);

■ залежність дій підсистеми верхнього рівня від фактичного виконання нижніми рівнями своїх функцій;

■ відносна самостійність підсистем, що забезпечує можливість поєднання централізованого та децентралізованого керування складною системою.

Враховуючи умовність будь-якої класифікації, слід зазначити, що спроби класифікації повинні самі по собі мати властивості системності, тому класифікацію можна вважати різновидом моделювання.

Системи класифікують за різними ознаками, наприклад:

■ за їх походженням (рис. 3.3);

■ опис змінних (рис. 3.4);

Існує безліч інших способів класифікацій, наприклад, за рівнем ресурсної забезпеченості управління, включаючи енергетичні, матеріальні, інформаційні ресурси.

Крім того, системи можна розділяти на прості та складні, детерміновані та імовірнісні, лінійні та нелінійні тощо.

Рис 3.3 Класифікація систем за походженням

Рис. 3.4. Класифікація систем з опису змінних

Властивості систем

Властивості, що характеризують суть системи. Вивчення властивостей системи передбачає насамперед вивчення взаємовідносин елементів та цілого. При цьому мається на увазі, що:

1) ціле – первинне, а частини – вторинні;

2) системотворні фактори – це умови взаємопов'язаності елементів усередині однієї системи;

3) частини утворюють нерозривне ціле так, що вплив на будь-які їх впливає на все інше;

4) кожна частина має своє певне призначення з погляду тієї мети, для досягнення якої спрямована діяльність всього цілого;

6) ціле поводиться як щось єдине, незалежно від ступеня його складності.

Однією з найбільш істотних властивостей систем, що характеризують їхню сутність, є емерджентність – незводність властивостей системи до властивостей її елементів. Емерджентністю називають наявність нових якостей цілого, які відсутні у його складових частин. Це означає, що властивості цілого не є простою сумою властивостей його елементів, хоча й залежать від них. Разом з тим об'єднані в систему елементи можуть втрачати властивості, притаманні їм поза системою, або набувати нових.

Однією з найменш вивчених властивостей системи є еквіфінальність. Воно характеризує граничні можливості систем певного класу складності. Берталанфі, який запропонував цей термін, визначає еквіфінальність стосовно відкритої системи як “здатність системи на відміну станів рівноваги в закритих системах, повністю детермінованих початковими умовами, досягати незалежного від часу і від вихідних умов стану, що визначається виключно параметрами системи”. Потреба у введенні цього поняття виникає, починаючи з деякого рівня складності систем. Еквіфінальність – це внутрішня схильність до досягнення певного граничного стану, яке залежить від зовнішніх умов. Ідея вивчення еквіфінальності полягає у вивченні параметрів, що визначають певний граничний рівень організації.

Властивості, що характеризують будову систем. Аналіз визначень системи дозволяє виділити деякі з її основних властивостей. Вони полягають у тому, що:

1) будь-яка система є комплексом взаємопов'язаних елементів;

2) система утворює особливу єдність із зовнішнім середовищем;

3) будь-яка система є елементом системи вищого порядку;

4) елементи, що становлять систему, у свою чергу, виступають як системи нижчого порядку.

Проаналізувати ці характеристики можна за схемою (рис. 3.5), де: А – система; В та D – елементи системи А; С – елемент системи В. Елемент В, що є елементом системи А, у свою чергу, є системою нижчого рівня, яка складається з власних елементів, включаючи, наприклад, елемент С. І якщо ми розглянемо елемент В як систему, що взаємодіє із зовнішнім середовищем , то останню у разі буде представляти система З (елемент системи А). Тому особливість єдності із зовнішнім середовищем можна інтерпретувати як взаємодію елементів системи вищого порядку. Подібні міркування можна провести для будь-якого елемента будь-якої системи.

Рис. 3.5 Ілюстрація властивостей систем

Властивості, що характеризують функціонування та розвиток систем. Найбільш суттєвими властивостями цього класу є цілеспрямованість (доцільність), ефективність та складність систем. Ціль є одним з основних понять, що характеризують функціонування систем довільної природи. Вона є ідеальним внутрішнім спонукаючим мотивом тих чи інших дій. Формування мети – це атрибут систем, основу яких лежить діяльність людини. Такі системи можуть змінювати свої завдання в умовах сталості або змін зовнішнього та внутрішнього середовища. Тим самим вони виявляють волю.

Параметрами систем, здатних до визначення мети, є:

■ ймовірність вибору певного способу дій у певному оточенні;

■ ефективність способу дій;

■ корисність результату.

Функціонування систем, здатних до цілепокладання, визначається зовнішніми надсистемними критеріями ефективності та ефективності як міри цілеспрямованості. Ефективність є зовнішнім щодо системи критерієм і потребує врахування властивостей системи вищого рівня, тобто. надсистеми. Отже, мета системи пов'язані з поняттям ефективності.

Недоцільні системи, тобто. системи, які формують мети, ефективністю не характеризуються.

Тут виникає два питання:

1) питання про мету для систем неживої природи, технічних, фізичних тощо;

2) питання ефективності ергатичних систем, тобто. систем, елементом яких поруч із технічними компонентами є і людина.

У зв'язку з поставленими питаннями слід розрізняти три випадки:

1) система справді має на меті;

2) система несе у собі відбиток цілеспрямованої діяльності;

3) система поводиться так, ніби вона має на меті.

У всіх цих випадках ціль пов'язана безпосередньо зі станом системи, хоча в двох останніх випадках вона не може розглядатися як внутрішній мотив дій і не може мати іншої інтерпретації, крім телеологічної, лише вираженої в термінах кібернетики.

У фізичній системі (наприклад, у Сонячній системі) досягнення будь-якого стану (наприклад, певного взаємного розташування планет) можна пов'язувати з поняттям мети лише у контексті зумовленості, зумовленої фізичними законами природи. Тому, стверджуючи, що система, потрапивши у певний стан, досягає заданої мети, ми вважаємо, що ціль існує апріорно. При цьому мета, що розглядається поза вольовою та інтелектуальною діяльністю людини, лише інтерпретує загальний міждисциплінарний погляд на проблему опису систем довільної природи. Отже, ціль можна визначити як найбільш кращий стан у майбутньому. Не лише формує єдність у методах дослідження, а й дозволяє створювати концептуальну основу математичного апарату для таких досліджень.

Цілюща діяльність людини пов'язана з тим, що вона виділяє себе з природи. Цілеспрямоване функціонування машин завжди має відбиток цілеспрямованої діяльності.

Значення діалектичної спільності в принципах мети мети і фізичної причинності особливо зростає, коли досліджувана система містить технічну, економічну та соціальну складові, як, наприклад, у виробничій системі.

Повернемося до другого питання, пов'язаного з незастосовністю поняття "ефективність" до неживих систем. Якщо як приклад розглядати засоби технологічного оснащення у виробничій системі, то можна говорити тільки про вартість, продуктивність, надійність та інші подібні характеристики.

Ефективність системи проявляється, коли ми враховуємо цілі людей, які створюють та використовують у виробництві цю техніку. Наприклад, продуктивність певної автоматичної лінії може бути високою, але сама продукція, яку випускають за допомогою цієї лінії, може не користуватися попитом.

Суперечливі якості поняття “ефективність” створюють певні труднощі у його розумінні, інтерпретації та застосуванні. Суперечність у тому, що, з одного боку, ефективність є атрибутом системи, так само, як мета, з другого – оцінка ефективності спирається на властивості надсистеми, яка формує критерії ефективності. Протиріччя носить діалектичний характер і стимулює розвиток уявлень про ефективність систем. Зв'язуючи ефективність із метою, слід зазначити, що мета має бути в принципі досяжною. Ціль може бути і не досягнута, але це не суперечить можливості її принципової досяжності. Крім головної мети у системі має місце впорядковане безліч підцілей, що утворюють ієрархічну структуру (дерево цілей). Суб'єктами цілепокладання в цьому випадку є підсистеми та елементи системи.

Концепція складної системи. Важливе місце в теорії систем займає з'ясування того, що є складна система і чим вона відрізняється, наприклад, від системи з великою кількістю елементів (такі системи можна називати громіздкими системами).

Відомі різні спроби визначити поняття складної системи:

1) у складній системі обмін інформацією відбувається на семантичному, смисловому рівні, а в простих системах усі інформаційні зв'язки відбуваються на синтаксичному рівні;

2) у найпростіших системах процес управління заснований на цільових критеріях. Для складних систем характерна можливість поведінки, заснованого не так на заданої структурі цілей, але в системі цінностей;

3) для простих систем характерно детерміноване поведінка, для складних - імовірнісне;

4) складною є система, що самоорганізується, тобто. система, що розвивається у напрямі зменшення ентропії без втручання систем вищого рівня;

5) складними є лише системи живої природи.

Узагальнення численних підходів дає змогу виділити кілька основних концепцій простоти (складності) систем. До них відносяться:

■ логічна концепція простоти (складності) систем. Тут визначаються заходи деяких властивостей відносин, які вважаються такими, що спрощують або ускладнюють;

■ теоретико-інформаційна концепція, що передбачає ототожнення ентропії з мірою складності систем;

■ алгоритмічна концепція, згідно з якою складність визначається характеристиками алгоритму, необхідного для реконструкції об'єкта, що досліджується;

■ теоретико-множинна концепція. Тут складність пов'язана з потужністю безлічі елементів, з яких складається об'єкт, що вивчається;

■ статистична концепція, що пов'язує складність із ймовірністю стану системи.

Загальною властивістю всіх цих концепцій є підхід до визначення складності як наслідку недостатності інформації для бажаної якості управління системою. У визначенні рівня складності системи роль суб'єкта є визначальною. Реально існуючі об'єкти мають самодостатню системність, категорія "складність системи" виникає разом з появою суб'єкта дослідження. Складний чи простий система представляється суб'єкту лише остільки, оскільки хоче і може бачити її такий. Наприклад, те, що психологу є складною системою, для бухгалтера може виявитися елементарним об'єктом, штатною одиницею, або те, що економіст вважає простою системою, фізик може розглядати як дуже складну систему.

Типологія - це класифікація об'єктів за спільністю ознак. Потреба в типології організації виникає, коли накопичення дослідницьких даних та уявлення в організації роблять необхідним формування її єдиної картини.

Типологія організації дозволяє:

■ систематизувати об'єкт, зосередитися на особливостях, подібності та відмінності організацій за різними параметрами (мети, структура, функції та ін.);

■ встановити спільність проблем та типизувати їх для різних організацій, щоб одні організації могли користуватися методами вирішення проблем, які застосовуються в інших;

■ дати характеристику суспільства з організаційної точки зору, яка може використовуватись при аналізі можливих змін у структурі суспільства.

Розглянемо класифікацію організацій за деякими найважливішими ознаками.

Класифікація організацій за принципами управління.

За принципами управління розрізняють такі типи організацій:

■ унінодальні (від латів. unnis (uni) – один);

■ мультинодальні (від лат. multum – багато);

■ гомогенні (однорідні);

■ гетерогенні (різнорідні).

Унінодальна організація має ієрархічну структуру: у ній на вершині піраміди влади знаходиться індивід, який має вирішальний голос і здатний вирішити всі проблеми, що виникають на нижчих рівнях.

Мультинодальна організація характеризується відсутністю персоніфікованої влади; рішення приймаються двома чи декількома автономними відповідальними особами.

Гомогенная організація керує своїми членами більше, ніж вони керують нею.

Гетерогенна організація управляється своїми членами більшою мірою, ніж вона управляє ними.

Майже всі реальні організації мають згадані ознаки, але часто одна з ознак переважає.

Класифікація організацій за функціональними ознаками. Класифікація організацій за функціональними ознаками представлена рис. 3.6. Розглянемо один із рівнів, представлених діловими, громадськими (союзними), асоціативними організаціями та поселеннями.

Рис. 3.6. Класифікація організацій за функціональними ознаками

Ділові організації створюються як окремими підприємцями, і більш масштабними соціальними системами – державою, місцевої влади тощо. Участь у них дає дохід та заробітну плату. Основа внутрішнього регулювання – адміністративний лад, принципи доцільності, підпорядкованості.

Громадські (союзні) організації є узагальнення цілей індивідуальних учасників. Регулювання забезпечується прийнятими всіма нормами (статутом) та принципом виборності. Членство у таких організаціях забезпечує задоволення політичних, соціальних, культурних, творчих та інших інтересів учасників.

Асоціативні організації характеризуються деякою автономією від середовища, відносною стабільністю складу, ієрархією ролей, порівняно стійким розподілом учасників за рівнем престижу, прийняттям спільних рішень. Функції регулювання здійснюють передусім спонтанно формовані колективні і цінності. Асоціативні організації будуються на взаємному задоволенні інтересів, коли чинником об'єднання не загальна мета, а мета будь-якого суб'єкта, тобто. Цілі суб'єктів не суперечать один одному.

Поселення близькі по суті асоціативним організаціям, але головним фактором, що їх об'єднує, є територія.

Класифікація організацій з їх суспільних функцій.

Крім вирішення економічних проблем, будь-яка ділова організація виконує громадські функції, тобто. її дії мають соціальні наслідки.

На малюнку 3.7 показана структура суспільних функцій ділових організацій, в основі яких лежить задоволення людських потреб та вирішення інтеграційних завдань.

Рис. 3.7. Класифікація організацій за їх громадськими функціями.

Класифікація організацій за принципами цілепокладання.

За ознакою цілепокладання виділяють кілька видів організацій, що мають реальні прототипи:

ціннісно-орієнтовані організації, поведінка яких визначається заданою системою цінностей;

цілеспрямовані організації, які мають властивістю формувати собі мети діяльності та змінювати їх виходячи з досягнутих результатів, своєї еволюції та зміни довкілля;

цілеспрямовані організації, які мають єдину та незмінну головну мету. Оскільки мета має бути хоча б у принципі досяжною, такі організації мають тимчасовий характер;

цілеспрямовані організації, що діють відповідно до чітко сформульованих і заданих систем вищого рівня цілей, які здатні змінюватися;

цілеорієнтовані організації, що мають нечітко сформульовані та задані системою вищого рівня мети, які у певних межах можуть ними уточнюватися;

цілепридатні організації, що діють для виконання однієї з другорядних цілей, заданих надсистемою, тому їхня діяльність носить разовий характер;

У сучасному менеджменті зростає увага до ціннісно-орієнтованих організацій. Системою цінностей прийнято називати найбільш стійку категорію людських відносин, що формується протягом усього попереднього досвіду практичної та теоретичної діяльності. Система цінностей є основою цілепокладання.

Уявлення організації як системи, як статичного об'єкта з об'єктивованою структурою дозволяє класифікувати організації за різними ознаками, що, своєю чергою, створює передумови їхнього всебічного вивчення.