Struttura del sistema
La struttura del sistema è uno dei concetti fondamentali dell'analisi dei sistemi, che riflette il modo in cui gli elementi di un sistema sono organizzati e il carattere dei legami tra di essi. La struttura determina l'assetto interno del sistema, garantendone l'integrità, la stabilità e la capacità di funzionare come un oggetto unitario.
Definizione generale
La struttura è l'insieme dei legami essenziali tra gli elementi di un sistema, che determina il modo del loro interazione ordinata. Essa garantisce l'integrità, conferisce al sistema proprietà specifiche che lo distinguono dalla semplice somma delle componenti che lo costituiscono.
Ruolo della struttura nell'analisi dei sistemi
Nell'analisi dei sistemi la struttura svolge le seguenti funzioni:
- organizza lo spazio interno del sistema;
- determina i vincoli sul comportamento degli elementi;
- influenza la funzionalità e la stabilità del sistema;
- costituisce la fonte delle proprietà emergenti — qualità che non sono riducibili alle proprietà delle singole parti.
La strutturazione come proprietà
La strutturazione è una delle quattro proprietà statiche di base dei sistemi. Essa indica che gli elementi del sistema non sono autonomi, ma sono connessi in un determinato modo, formando un'unica totalità. I legami nella struttura possono essere:
- fisici (ad esempio, cavi, tubature);
- logici (ad esempio, dipendenze tra dati);
- funzionali (ad esempio, interazioni causa-effetto);
- formali e informali (nelle organizzazioni).
Modello della struttura
Il modello della struttura di un sistema è una rappresentazione astratta dell'insieme dei legami essenziali tra le componenti. I modelli di struttura possono essere molteplici e la scelta di un modello specifico dipende dall'obiettivo dell'analisi. La definizione di «essenzialità» di un legame è sempre valutativa e dipende dagli obiettivi della ricerca.
Modelli tipici di struttura:
- a grafo (legami orientati e non orientati);
- matriciale (matrici strutturali di adiacenza e di incidenza);
- gerarchico (alberi e rappresentazioni multilivello);
- modulare (decomposizione a blocchi).
Tipologie di strutture
I sistemi possono possedere diversi tipi di struttura:
- Formale — fissata in regolamenti e documentazione;
- Informale — si forma come risultato delle interazioni effettive;
- Funzionale — determina la distribuzione delle funzioni tra gli elementi;
- Fisica — indica la collocazione fisica delle componenti;
- Logica — schema astratto delle interconnessioni;
- Frattale — struttura che si ripete a diversi livelli (principio di auto-similarità).
Relazione tra struttura ed emergenza
Il principio chiave dell'analisi dei sistemi afferma: la struttura del sistema è la fonte delle sue proprietà emergenti. Ciò significa che gli stessi elementi, collegati in modi diversi, formano sistemi con proprietà diverse. Questo spiega l'impossibilità di comprendere un sistema studiandone solo i singoli elementi separatamente.
Problemi di modellazione della struttura
La costruzione di un modello della struttura è associata a una serie di difficoltà:
- la necessità di una scelta preliminare della composizione del sistema;
- l'incertezza nella determinazione della rilevanza dei legami;
- la presenza simultanea di più strutture sovrapposte (ad esempio, hardware/software, formale/informale);
- la soggettività delle valutazioni nella scelta del modello.
Struttura e sviluppo
La struttura può cambiare nel tempo nel processo di funzionamento o di sviluppo del sistema. In questo contesto si distingue tra:
- funzionamento — cambiamenti senza modificazione della struttura;
- sviluppo — cambiamento della struttura stessa, che genera nuove proprietà e possibilità.
Relazione con altri concetti
- Sistema
- Emergenza
- Gerarchia
- Modello
- Metodologia dell'analisi dei sistemi