Systém
Systém (z řec. σύστημα „celek složený z částí; spojení") — množina prvků, které jsou ve vzájemných vztazích a spojeních, přičemž tvoří určitou celistvost, jednotu.[1]
Potřeba používání termínu „systém" vzniká v těch případech, kdy je třeba zdůraznit, že zkoumaný objekt je velký, složitý, není okamžitě zcela srozumitelný, ale přitom představuje něco celistvého, jednotného. Na rozdíl od pojmů „množina" nebo „soubor" klade pojem systém důraz na uspořádanost, celistvost, existenci zákonitostí výstavby, fungování a rozvoje.
Obecná koncepce
Centralním pojmem teorie systémů a systémového přístupu jako celku je pojem systému. Mnoho autorů tento pojem analyzovalo a rozvíjelo definice systému do různého stupně formalizace. Definice je jazykovým modelem systému, a proto rozdílnost cílů a požadavků na model vede k různým definicím.
V odborné literatuře existuje velké množství definic systému, vztahujících se jak na obecné systémy, tak na konkrétní systémy různých tříd. V souladu s různými třídami úloh vědecké, inženýrské, sociální nebo ekonomické činnosti lze rozlišit tři hlediska na definici systému:
- systém je chápán jako vzájemně propojený komplex materiálních objektů — takový přístup je vhodný při zkoumání přírodních objektů nebo procesů materiální výroby;
- systém je chápán jako by se skládal ze dvou částí: zahrnuje na jedné straně soubor materiálních objektů a na druhé straně informace o jejich stavech. Takový přístup je přijat při popisu procesů řízení materiální výroby;
- systém je chápán v čistě informačním aspektu, tj. jako určitý komplex vztahů (spojení, informací). Takový přístup se používá v úlohách spojených se sociálně-ekonomickými vztahy a procesy řízení.
Univerzálně uznávaná jednotná definice neexistuje. Různí autoři a vědecké školy nabízejí vlastní přístupy k definici, přičemž se často orientují na specifiku předmětné oblasti (například biologie, techniky, společenských věd) nebo na konkrétní výzkumné úlohy. Otázka „co je systém" se z velké části redukuje na otázku „co budeme v daném kontextu nazývat systémem".
Systém je termín používaný v těch případech, kdy chceme charakterizovat zkoumaný nebo navrhovaný objekt jako něco celistvého, vzájemně propojeného, složitého, o čem nelze okamžitě podat úplnou a vyčerpávající představu, ukázat jej, zobrazit graficky nebo popsat matematickým výrazem, vzorcem, rovnicí apod.
V různých fázích reprezentace objektu jako systému, v různých konkrétních situacích, lze použít různé definice systému. Přičemž jak se upřesňují představy o systému, přechod na tu či onu úroveň jeho popisu, tu či onu fázi zkoumání, může a musí se definice systému rovněž upřesňovat.
Na nejvyšší úrovni abstrakce, na níž se zobecňují vlastnosti všech systémů, lze uvést dvě vzájemně se doplňující definice systému, které budou odpovídat dvěma nejdůležitějším stránkám lidské činnosti — poznávání skutečnosti a jejího zpětného působení:
- systém je odrazem vlastností objektů a jejich vztahů v mysli subjektu při řešení úlohy zkoumání, poznávání;[2][3]
- systém je způsobem, jakým subjekt využívá vlastnosti objektů a vztahy mezi nimi při řešení úlohy projektování, provozu nebo řízení.
Klíčové atributy (znaky) systému
Navzdory různorodosti přístupů (viz Definice systému) zahrnuje většina popisů systému následující základní atributy:
- Prvky (komponenty, části): Jednotky, které tvoří systém a jsou na dané úrovni analýzy relativně nedělitelné.[4]
- Vazby a vztahy: Stabilní interakce nebo závislosti mezi prvky, které je spojují v celek a omezují jejich stupně volnosti.[5][6]
- Struktura: Způsob organizace prvků a vazeb, uspořádanost jejich interakce zajišťující stabilitu systému.[7]
- Celistvost: Vlastnost systému fungovat jako jednotný celek. Vlastnosti systému jako celku nelze redukovat na prostý součet vlastností jeho prvků.[8]
- Hranice: Podmíněná nebo reálná linie oddělující systém od vnějšího prostředí. Určení hranic závisí na pozorovateli a cílech analýzy.
- Interakce s prostředím: Výměna hmoty, energie nebo informací s okolím prostřednictvím vstupů a výstupů.[9]
- Cíl nebo Funkce: Účel systému, požadovaný stav nebo výsledek jeho chování. Cíl může být vnitřní nebo zadaný zvnějšku (například nadřazeným systémem nebo pozorovatelem).
Základní vlastnosti (principy) systémů
Systémům jsou vlastní obecné vlastnosti, projevující se nezávisle na jejich povaze:
- Emergentnost (Synergičnost, Holismus): Vznik nových kvalit systému, které jeho prvky samostatně postrádají. Možnosti systému jako celku mohou převyšovat součet možností jeho částí.[10]
- Hierarchičnost: Organizace systému do úrovní. Každý prvek může být chápán jako podsystém (systém nižší úrovně) a samotný systém je součástí nadřazeného systému (systému vyšší úrovně).[11]
Dynamické aspekty systému
Systémy existují a mění se v čase:
- Stav: Zachycení hodnot klíčových parametrů systému v určitém okamžiku.[12]
- Chování: Proces změny stavů systému v čase pod vlivem vnitřních a vnějších faktorů.[13]
- Rozvoj: Zákonité, často nevratné, změny systému vedoucí ke vzniku nových struktur, funkcí nebo kvalit.
- Životní cyklus: Posloupnost fází, kterými systém prochází od záměru až po vyřazení z provozu.
Typologie systémů (základní třídy)
Systémy se klasifikují podle různých znaků pro usnadnění analýzy:
Podle interakce s prostředím:
- Otevřené: Aktivně si vyměňují hmotu, energii, informace s prostředím. Většina reálných systémů je otevřená.[14]
- Uzavřené: Vyměňují s prostředím pouze energii, nikoliv hmotu.
- Izolované: Nevyměňují s prostředím ani hmotu, ani energii (teoretický model).
Podle původu:
- Přirozené (přírodní): Biologické, geologické, kosmické atd.
- Umělé (vytvořené člověkem): Technické, organizační, sociální, programové atd.
- Smíšené (hybridní).
Podle předvídatelnosti chování:
- Deterministické: Chování je zcela určeno počátečním stavem a vstupy.
- Pravděpodobnostní (stochastické): Chování je popsáno pravděpodobnostními zákony.
Podle charakteru změn v čase:
- Statické: Parametry a struktura se v čase nemění.
- Dynamické: Stav se mění v čase.
Podle složitosti:
- Jednoduché: Malý počet prvků a vazeb, snadno popsatelné.
- Složité: Velký počet prvků, rozmanité vazby, nelineární chování, vysoká obtížnost popisu a řízení.[15]
Podrobnější klasifikace jsou uvedeny v článku Klasifikace systémů.
Studium a modelování systémů
Studiem systémů se zabývají teorie systémů, systémový přístup, systémová analýza, kybernetika, systémové inženýrství a další vědecké a inženýrské disciplíny. Základním nástrojem studia je modelování — tvorba modelů, které systém zjednodušeně reprezentují za účelem analýzy, prognózování nebo projektování, například:
- Černá skříňka (funkcionální model): systém je chápán jako převodník vstupních signálů na výstupní.
- Matematický (abstraktní) model: systém je zadán jako množina prvků a vztahů (grafový nebo algebraický model). Například „matematická abstrakce, model dynamického jevu".
- Strukturní model: systém jako síť prvků a vazeb (viz definice Halla a Ursuly).
Různorodost definic
Popis a hranice jakéhokoli systému závisí na pozorovateli (výzkumníkovi, projektantovi, uživateli) a cílech posuzování (viz Objektivní a subjektivní v systémové analýze). To vede k existenci mnoha různých definic systému, zdůrazňujících různé jeho aspekty. Vývoj představ o tom, co je systém, je popsán v článku Pojem systému.
Příklady definic:
- Komplex vzájemně působících komponent. (L. von Bertalanffy)
- Soubor prvků nacházejících se v určitých vztazích navzájem a s prostředím. (L. von Bertalanffy)
- Celek složený z mnoha částí. Soubor znaků. (K. Cherry)
- Množina vzájemně provázaných prvků, oddělená od prostředí a interagující s ním jako celek. (F. I. Peregudov, F. P. Tarasenko)
- Uspořádání, množina nebo soubor věcí spojených nebo vzájemně se vztahujících tak, že dohromady tvoří určitou jednotu, celistvost; uspořádání fyzických komponent spojených nebo vzájemně se vztahujících tak, že tvoří nebo fungují jako celistvá jednotka. (DiStefano)
- Kombinace vzájemně působících prvků organizovaných k dosažení jednoho nebo více stanovených cílů. (GOST R ISO IEC 15288–2005)
- Konečná množina funkčních prvků a vztahů mezi nimi, vyčleněná z prostředí v souladu s určitým cílem v rámci určitého časového intervalu. (V. N. Sagatovský)
- Odraz vlastností objektů a jejich vztahů v mysli subjektu (výzkumníka, pozorovatele) při řešení úlohy zkoumání, poznávání. (Ju. I. Černjak)
- Systém S na objektu A vzhledem k integrativní vlastnosti (kvalitě) je soubor takových prvků nacházejících se v takových vztazích, které danou integrativní vlastnost generují. (Je. B. Agošková, B. V. Achlibinskij)
- Soubor integrovaných a pravidelně interagujících nebo vzájemně závislých prvků vytvořených k dosažení určitých cílů, přičemž vztahy mezi prvky jsou definovány a stabilní a celkový výkon nebo funkcionalita systému je lepší než prostý součet prvků. (PMBOK)
Literatura
- Bertalanffy L. von. Obecná teorie systémů. - Moskva: Progress, 1969.
- Sadovskij V. N. Základy obecné teorie systémů. - Moskva: Nauka, 1974.
- Blauberg I. V., Sadovskij V. N., Judin E. G. Systémový přístup a systémová analýza. - Moskva: Nauka, 1977.
- Peregudov F. I., Tarasenko F. P. Úvod do systémové analýzy. - Moskva: Vysšaja škola, 1989.
- Systém // Nová filozofická encyklopedie: ve 4 sv. / Institut filozofie RAN. - Moskva: Mysl', 2001.
- Systém // Wikipedie. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Система (datum přístupu: 28.04.2025).
- Volkova V. N., Kozlov V. N. — Systémová analýza a rozhodování. Slovník-příručka. Moskva: Vysšaja škola, 2004
- Volkova V. N., Denisov A. A. — Teorie systémů a systémová analýza: učebnice pro vysoké školy. Moskva: Nakladatelství Jurajt, 2025
- Volkova V. N. — Kořeny a perspektivy rozvoje věd o systémech. Petrohrad: Politech-Press, 2022
- Systémové výzkumy. Ročenka. Moskva: Nakladatelství Nauka, 1969–88
Poznámky
- ↑ «Комплекс элементов, находящихся во взаимодействии.» — Л. фон Берталанфи, Системные исследования. Ежегодник 1969. С. 17.
- ↑ «система есть отражение в сознании субъекта свойств объектов и их отношений в решении задачи исследования, познания;» — Ю. И. Черняк, статья «Системный анализ в управлении экономикой».
- ↑ «Система — это результат выбора исследователя, связанный с его целью и методологией.» — В.Н. Волкова, А.А. Денисов, Теория систем и системный анализ. С. 20.
- ↑ «Элемент — это предел членения системы с точки зрения аспекта рассмотрения, решения конкретной задачи, поставленной цели.» — В.Н. Волкова, А.А. Денисов, Теория систем и системный анализ. С. 25.
- ↑ «Связь — это ограничение степени свободы элементов.» — В.Н. Волкова, А.А. Денисов, Теория систем и системный анализ. С. 25.
- ↑ «Существенным моментом характеристики любой системы является выделение... системообразующих связей и отношений.» — В. Н. Садовский, Основания общей теории систем. С. 83.
- ↑ «...структура системы — это совокупность отношений между ее частями.» — А. Рапопорт, Системные исследования. Ежегодник 1969. С. 64.
- ↑ «При этом под системой в первом приближении понимается множество взаимосвязанных элементов, выступающее как определенная целостность.» — В. Н. Садовский, Основания общей теории систем. С. 16.
- ↑ «Система как относительно обособленная целостность противостоит среде, окружению.» — В. Н. Садовский, Основания общей теории систем. С. 83.
- ↑ «Целостность (эмерджентность) проявляется в системе в появлении... у нее новых свойств, отсутствующих у элементов.» — В.Н. Волкова, А.А. Денисов, Теория систем и системный анализ. С. 59.
- ↑ «Следствием иерархического строения системы является возможность последовательного включения систем более низкого уровня в системы более высокого уровня.» — В. Н. Садовский, Основания общей теории систем. С. 84.
- ↑ «В каждый данный момент времени система находится в некотором состоянии...» — В. Н. Садовский, Основания общей теории систем. С. 84.
- ↑ «...последовательный набор состояний системы образует ее поведение.» — В. Н. Садовский, Основания общей теории систем. С. 84.
- ↑ «Замкнутая система — это система, изолированная от окружающей среды... В противоположность этому открытая система имеет «входы» и «выходы»...» — А. Рапопорт, Системные исследования. Ежегодник 1969. С. 61.
- ↑ «...к категории сверхсложных систем мы относим человеческий мозг, сообщества организмов, сложнейшие производственные объединения, социальный строй общества...» — В. Н. Садовский, Основания общей теории систем. С. 3.
Viz také
- Systémový přístup
- Systémová analýza
- Teorie systémů
- Pojem systému
- Definice systému
- Vlastnosti systémů
- Struktura systému
- Prvek systému
- Vazby v systémech
- Prostředí systému
- Hranice systému
- Emergentnost
- Hierarchie
- Model systému