System

System (von altgriechisch σύστημα „das aus mehreren Teilen Zusammengesetzte; Verbindung“) ist eine Menge von Elementen, die in Beziehungen und Verbindungen zueinander stehen und eine bestimmte Integrität, eine Einheit, bilden.

Die Notwendigkeit, den Begriff „System“ zu verwenden, entsteht dann, wenn betont werden soll, dass das betrachtete Objekt groß, komplex und nicht sofort vollständig verständlich ist, aber dennoch etwas Ganzes, Einheitliches darstellt. Im Gegensatz zu den Begriffen „Menge“ oder „Gesamtheit“ betont der Systembegriff die Geordnetheit, die Ganzheitlichkeit und das Vorhandensein von Gesetzmäßigkeiten in Aufbau, Funktionsweise und Entwicklung.

Allgemeines Konzept

Das zentrale Konzept der Systemtheorie und des Systemansatzes im Allgemeinen ist der Begriff des Systems. Viele Autoren haben diesen Begriff analysiert und Definitionen eines Systems mit unterschiedlichem Formalisierungsgrad entwickelt. Eine Definition ist ein sprachliches Modell eines Systems, und folglich führen unterschiedliche Ziele und Anforderungen an das Modell zu unterschiedlichen Definitionen.

In der wissenschaftlichen Literatur gibt es eine Vielzahl von Definitionen für Systeme, die sich sowohl auf allgemeine als auch auf spezifische Systeme verschiedener Klassen beziehen. Entsprechend den unterschiedlichen Aufgabenklassen in der wissenschaftlichen, technischen, sozialen oder wirtschaftlichen Tätigkeit lassen sich drei Sichtweisen auf die Definition eines Systems unterscheiden:

• Das System wird als ein zusammenhängender Komplex materieller Objekte betrachtet – dieser Ansatz ist zweckmäßig bei der Untersuchung von Naturobjekten oder materiellen Produktionsprozessen;
• Das System wird als aus zwei Teilen bestehend betrachtet: Es umfasst einerseits eine Menge materieller Objekte und andererseits Informationen über deren Zustände. Dieser Ansatz wird bei der Beschreibung von Steuerungsprozessen in der materiellen Produktion verwendet;
• Das System wird in rein informationeller Hinsicht betrachtet, d. h. als ein Komplex von Beziehungen (Verbindungen, Informationen). Dieser Ansatz wird bei Aufgaben im Zusammenhang mit sozioökonomischen Beziehungen und Steuerungsprozessen angewendet.

Eine einheitliche, universell anerkannte Definition existiert nicht. Verschiedene Autoren und wissenschaftliche Schulen schlagen ihre eigenen Definitionsansätze vor, die sich oft an der Spezifik des Fachgebiets (z. B. Biologie, Technik, Sozialwissenschaften) oder an konkreten Forschungsaufgaben orientieren. Die Frage „Was ist ein System“ läuft im Wesentlichen darauf hinaus, „was wir in einem bestimmten Kontext als System bezeichnen werden“.

Der Begriff System wird verwendet, wenn man ein untersuchtes oder entworfenes Objekt als etwas Ganzes, Zusammenhängendes, Komplexes charakterisieren möchte, von dem es unmöglich ist, sofort eine vollständige und erschöpfende Vorstellung zu geben, es darzustellen, grafisch abzubilden oder durch einen mathematischen Ausdruck, eine Formel, eine Gleichung usw. zu beschreiben.

Auf verschiedenen Stufen der Darstellung eines Objekts als System können in unterschiedlichen konkreten Situationen verschiedene Definitionen eines Systems verwendet werden. Dabei kann und sollte die Definition eines Systems im Zuge der Präzisierung der Vorstellungen über das System, beim Übergang auf eine bestimmte Beschreibungsebene oder in ein bestimmtes Forschungsstadium verfeinert werden.

Auf der höchsten Abstraktionsebene, auf der die Eigenschaften aller Systeme verallgemeinert werden, lassen sich zwei sich gegenseitig ergänzende Definitionen eines Systems geben, die den beiden wichtigsten Aspekten menschlicher Tätigkeit entsprechen – der Erkenntnis der Wirklichkeit und der Rückwirkung auf sie:

• Ein System ist die Widerspiegelung der Eigenschaften von Objekten und ihrer Beziehungen im Bewusstsein eines Subjekts bei der Lösung einer Forschungs- oder Erkenntnisaufgabe.
• Ein System ist eine Methode, mit der ein Subjekt die Eigenschaften von Objekten und die Beziehungen zwischen ihnen zur Lösung einer Entwurfs-, Betriebs- oder Verwaltungsaufgabe nutzt.

Schlüsselattribute (Merkmale) eines Systems

Ungeachtet der Vielfalt der Ansätze (siehe Definitionen eines Systems) umfassen die meisten Beschreibungen eines Systems die folgenden Hauptattribute:

• Elemente (Komponenten, Teile): Die konstituierenden Einheiten des Systems, die auf der jeweiligen Analyseebene als relativ unteilbar gelten.
• Verbindungen und Beziehungen: Stabile Wechselwirkungen oder Abhängigkeiten zwischen den Elementen, die sie zu einem einheitlichen Ganzen verbinden und ihre Freiheitsgrade einschränken.
• Struktur: Die Art und Weise, wie Elemente und Verbindungen organisiert sind; die Geordnetheit ihrer Wechselwirkung, die die Stabilität des Systems gewährleistet.
• Integrität (Ganzheitlichkeit): Die Eigenschaft eines Systems, als einheitliches Ganzes zu funktionieren. Die Eigenschaften des Systems als Ganzes sind nicht auf die bloße Summe der Eigenschaften seiner Elemente reduzierbar.
• Grenzen: Eine konventionelle oder reale Linie, die das System von der äußeren Umgebung trennt. Die Definition der Grenzen hängt vom Beobachter und den Zielen der Analyse ab.
• Interaktion mit der Umgebung: Der Austausch von Materie, Energie oder Informationen mit der Umgebung über Ein- und Ausgänge.
• Ziel oder Funktion: Der Zweck des Systems, der gewünschte Zustand oder das Ergebnis seines Verhaltens. Das Ziel kann intern sein oder von außen vorgegeben werden (z. B. durch ein Supersystem oder einen Beobachter).

Grundeigenschaften (Prinzipien) von Systemen

Systemen sind allgemeine Eigenschaften eigen, die unabhängig von ihrer Natur auftreten:

• Emergenz (Synergie, Holismus): Das Entstehen neuer Eigenschaften im System, die seine einzelnen Elemente nicht besitzen. Die Fähigkeiten des Systems als Ganzes können die Summe der Fähigkeiten seiner Teile übertreffen.
• Hierarchie: Die Organisation des Systems nach Ebenen. Jedes Element kann als Subsystem (System einer niedrigeren Ebene) betrachtet werden, und das System selbst ist Teil eines Supersystems (System einer höheren Ebene).

Dynamische Aspekte eines Systems

Systeme existieren und verändern sich in der Zeit:

• Zustand: Die Festlegung der Werte der Schlüsselparameter eines Systems zu einem bestimmten Zeitpunkt.
• Verhalten: Der Prozess der Zustandsänderung eines Systems im Zeitverlauf unter dem Einfluss interner und externer Faktoren.
• Entwicklung: Eine gesetzmäßige, oft irreversible Veränderung des Systems, die zur Entstehung neuer Strukturen, Funktionen oder Eigenschaften führt.
• Lebenszyklus: Die Abfolge von Phasen, die ein System von der Konzeption bis zur Außerbetriebnahme durchläuft.

Typologie von Systemen (Grundklassen)

Systeme werden zur Vereinfachung der Analyse nach verschiedenen Merkmalen klassifiziert:

Nach der Interaktion mit der Umgebung:

• Offene Systeme: Tauschen aktiv Materie, Energie und Informationen mit der Umgebung aus. Die meisten realen Systeme sind offen.
• Geschlossene Systeme: Tauschen mit der Umgebung nur Energie, aber keine Materie aus.
• Isolierte Systeme: Tauschen mit der Umgebung weder Materie noch Energie aus (theoretisches Modell).

Nach dem Ursprung:

• Natürliche Systeme: Biologische, geologische, kosmische usw.
• Künstliche (vom Menschen geschaffene) Systeme: Technische, organisatorische, soziale, Softwaresysteme usw.
• Gemischte (hybride) Systeme.

Nach der Vorhersagbarkeit des Verhaltens:

• Deterministische Systeme: Das Verhalten wird vollständig durch den Anfangszustand und die Eingaben bestimmt.
• Probabilistische (stochastische) Systeme: Das Verhalten wird durch Wahrscheinlichkeitsgesetze beschrieben.

Nach der Art der zeitlichen Veränderungen:

• Statische Systeme: Parameter und Struktur ändern sich nicht mit der Zeit.
• Dynamische Systeme: Der Zustand ändert sich mit der Zeit.

Nach der Komplexität:

• Einfache Systeme: Geringe Anzahl von Elementen und Verbindungen, leicht zu beschreiben.
• Komplexe Systeme: Große Anzahl von Elementen, vielfältige Verbindungen, nichtlineares Verhalten, hohe Komplexität der Beschreibung und Steuerung.

Detailliertere Klassifikationen werden im Artikel Klassifikationen von Systemen vorgestellt.

Untersuchung und Modellierung von Systemen

Die Untersuchung von Systemen ist Gegenstand der Systemtheorie, des Systemansatzes, der Systemanalyse, der Kybernetik, des Systems Engineering und anderer wissenschaftlicher und technischer Disziplinen. Das Hauptinstrument der Untersuchung ist die Modellierung – die Erstellung von Modellen, die das System zu Zwecken der Analyse, Prognose oder des Entwurfs vereinfacht darstellen, zum Beispiel:

• Black Box (Funktionsmodell): Das System wird als ein Transformator von Eingangssignalen in Ausgangssignale betrachtet.
• Mathematisches (abstraktes) Modell: Das System wird als eine Menge von Elementen und Beziehungen (Graphen- oder algebraisches Modell) definiert. Zum Beispiel „eine mathematische Abstraktion, ein Modell eines dynamischen Phänomens“.
• Strukturmodell: Das System als ein Netzwerk von Elementen und Verbindungen (siehe die Definitionen von Hall und Ursul).

Vielfalt der Definitionen

Die Beschreibung und die Grenzen eines jeden Systems hängen vom Beobachter (Forscher, Entwickler, Benutzer) und den Zielen der Betrachtung ab (siehe Objektivität und Subjektivität in der Systemanalyse). Dies führt zur Existenz einer Vielzahl unterschiedlicher Definitionen eines Systems, die verschiedene Aspekte hervorheben. Die Entwicklung der Vorstellungen darüber, was ein System ist, wird im Artikel Systembegriff behandelt.

Beispiele für Definitionen:

• Ein Komplex interagierender Komponenten. (L. von Bertalanffy)
• Eine Gesamtheit von Elementen, die in bestimmten Beziehungen zueinander und zur Umgebung stehen. (L. von Bertalanffy)
• Ein aus vielen Teilen zusammengesetztes Ganzes. Ein Ensemble von Merkmalen. (C. Cherry)
• Eine Menge miteinander verbundener Elemente, die von der Umgebung abgegrenzt ist und mit ihr als Ganzes interagiert. (F. I. Peregudow, F. P. Tarasenko)
• Eine Anordnung, Menge oder Sammlung von Dingen, die so miteinander verbunden oder in Beziehung gesetzt sind, dass sie zusammen eine Einheit, eine Ganzheit bilden; eine Anordnung von physischen Komponenten, die so miteinander verbunden oder in Beziehung gesetzt sind, dass sie als eine ganzheitliche Einheit bilden oder wirken. (DiStefano)
• Eine Kombination interagierender Elemente, die zur Erreichung eines oder mehrerer festgelegter Ziele organisiert sind. (GOST R ISO IEC 15288–2005)
• Eine endliche Menge funktionaler Elemente und der Beziehungen zwischen ihnen, die aus der Umgebung entsprechend einem bestimmten Ziel innerhalb eines bestimmten Zeitintervalls abgegrenzt ist. (W. N. Sagatowski)
• Die Widerspiegelung der Eigenschaften von Objekten und ihrer Beziehungen im Bewusstsein eines Subjekts (Forschers, Beobachters) bei der Lösung einer Forschungs- oder Erkenntnisaufgabe. (J. I. Tschernjak)
• Ein System S auf einem Objekt A bezüglich einer integrativen Eigenschaft (Qualität) ist eine Gesamtheit solcher Elemente in solchen Beziehungen, die diese integrative Eigenschaft hervorbringen. (E. B. Agoschkova, B. W. Achlibininski)
• Eine Gesamtheit integrierter und regelmäßig interagierender oder voneinander abhängiger Elemente, die geschaffen wurde, um bestimmte Ziele zu erreichen, wobei die Beziehungen zwischen den Elementen definiert und stabil sind und die Gesamtleistung oder Funktionalität des Systems besser ist als die einfache Summe der Elemente. (PMBOK)

Siehe auch

• Systemanalyse
• Systemtheorie
• Definitionen eines Systems
• Systemstruktur
• Systemelement
• Systemumgebung
• Emergenz
• Hierarchie
• Systemmodell

Literatur

• Bertalanffy, L. von. Obschtschaja teorija sistem [Allgemeine Systemtheorie]. - Moskau: Progress, 1969.
• Sadowski, W. N. Osnowanija obschei teorii sistem [Grundlagen der allgemeinen Systemtheorie]. - Moskau: Nauka, 1974.
• Blauberg, I. W., Sadowski, W. N., Judin, E. G. Sistemny podchod i sistemny analis [Systemansatz und Systemanalyse]. - Moskau: Nauka, 1977.
• Peregudow, F. I., Tarasenko, F. P. Wwedenije w sistemny analis [Einführung in die Systemanalyse]. - Moskau: Wysschaja schkola, 1989.
• System // Nowaja filossofskaja enziklopedija [Neue philosophische Enzyklopädie]: in 4 Bänden / Institut für Philosophie der Russischen Akademie der Wissenschaften. - Moskau: Mysl, 2001.
• System // Wikipedia. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Система (Zugriffsdatum: 28.04.2025).
• Wolkowa W.N. Kozlow W.N. – Sistemny analis i prinjatije rescheni. Slowar-sprawotschnik [Systemanalyse und Entscheidungsfindung. Wörterbuch-Nachschlagewerk]. M: Wysschaja schkola, 2004
• Wolkowa W. N., Denissow A. A. – Teorija sistem i sistemny analis : utschebnik dlja wusow [Systemtheorie und Systemanalyse: Lehrbuch für Hochschulen]. M: Verlag Jurait, 2025
• Wolkowa W.N. – Istoki i perspektiwy raswitija nauk o sistemach [Ursprünge und Perspektiven der Entwicklung der Systemwissenschaften]. SPb. Politech-Press, 2022
• Sistemnyje issledowanija. Jeschegodnik [Systemforschung. Jahrbuch]. M. Verlag Nauka, 1969-88