Общая теория систем

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ОБЩАЯ ТЕОРИЯ СИСТЕМ  

 

Учебное пособие 

 
 

Под общей редакцией А. В. Горохова 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Йошкар-Ола 

ПГТУ 
2016 

УДК 004.75 
ББК  32.81 

О 28 

 

Рецензенты: 

доктор технических наук, профессор,  

заведующий кафедрой прикладной математики и информационных  

технологий ПГТУ В. Г. Наводнов; 

доктор экономических наук, профессор кафедры экономики 

и финансов МарГУ Е. И. Царегородцев 

 

 

Печатается по решению 

редакционно-издательского совета ПГТУ 

 
 
 
 
 

Общая теория систем: учебное пособие / А. В. Горохов,  

Л. В. Петрова, В. И. Абдулаев, А. В. Баранов. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический университет, 2016. – 
88 с. 
ISBN 978-5-8158-1747-0 

 

Учебное пособие содержит основные положения общей теории си
стем. Книга состоит из трех глав, связанных единой концепцией и общностью рассматриваемых вопросов. В первой главе кратко изложена история возникновения и развития системных представлений. Вторая глава 
посвящена собственно теории систем, описывающей основные законы 
возникновения и строения систем. В третьей главе рассмотрены особенности строения, динамики и развития сложных систем.  

Для студентов бакалавриата и магистратуры, обучающихся по 

направлениям 38.03.05, 09.03.03, 38.04.05, 09.04.03. 

 

УДК 004.75 
ББК  32.81 

 

ISBN 978-5-8158-1747-0 
© Горохов А. В., Петрова Л. В.,  

 
Абдулаев В. И., Баранов А. В.  2016  

 
© Поволжский государственный  

 
технологический университет, 2016 

О 28

ПРЕДИСЛОВИЕ 
 
Если задаться вопросом – какой термин, характеризующий уро
вень развития современной цивилизации, наиболее часто встречается в ресурсах сети Интернет, то «компьютер» будет, пожалуй первым, что приходит в голову. Однако простой эксперимент, проведенный в мае 2014 года с помощью поисковой службы Yandex дал 
следующие результаты: «нефть» – 2,3 млн ссылок (страниц документов); «газ» – 4,5 млн ссылок; «образование» – 12,4 млн ссылок; 
«компьютер» – 15,6 млн ссылок; «система» – 32,5 млн ссылок; «информация» – 44,8 млн ссылок. Значительное превосходство терминов-победителей не удивительно, т.к. термин  «система»  тесно связан с любым другим из перечисленных терминов: «системы добычи 
и переработки нефти и газа», «система образования», «операционная 
система компьютера» и т.д. Эксперимент подтверждает тот широко 
известный факт, что мы живем в эпоху систем и информации.  

Что же такое система? Система – это объединенная совокуп
ность частей, которые взаимодействуют друг с другом внутри границ системы (внутри структуры, организации) так, чтобы функционировать  как единое целое.  Характеристика (цель, функция) целого 
всегда отличается и превосходит сумму  характеристик разрозненных его частей. Например, трактор – транспортная система, состоящая из множества подсистем механических, электрических, электронных подсистем для тяги, регулирования, освещения, маневрирования и т.п. Границы каждой подсистемы взаимодействуют (соединяются) с одной или несколькими другими подсистемами. Успешное 
взаимодействие подсистем называется «системной интеграцией».  

Фермерское хозяйство является интегрированной системой жи
вых биологических элементов (фермер, растения, животные, семена 
и т.п.) и неживых элементов (трактор, дом, сепаратор, грузовик и 
др.). Трактор и ферма в целом являются «открытыми» системами, 
т.к. нуждаются в горючем и других внешних источниках ресурсов, 
необходимых для функционирования хозяйства. Трактор может одновременно рассматриваться как транспортное средство и как часть 

сельскохозяйственной производственной системы. Каждая из перечисленных систем, в свою очередь,   является частью иерархии производительных, экономических, социальных, политических, экологических и энергетических систем в муниципальном, республиканском или областном, федеральном и мировом масштабах. 

Почему  системный образ мышления является ключевым? 
Культура человечества основана на совокупности знаний и  ве
ры. Ценность наших мысленных моделей мира в большой степени 
определяется тем, как мы думаем. Нет ничего более фундаментального для прогресса цивилизации, чем эти умственные модели, сформированные на основе знаний или твердой веры в некоторые базисные постулаты.  

В ХХ веке произошел так называемый «информационный 

взрыв» вызванный следующими причинами: 

• быстрым продвижением в понимании определенных фунда
ментальных явлений, достигнутым за счет концентрации усилий 
разных сообществ узких специалистов; 

• результатами кооперативных усилий многих ученых, инжене
ров и системных аналитиков из разных академических областей, работавшими над решением ключевых проблем под давлением двух 
мировых войн и других экономических, экологических угроз и проблем безопасности; 

• появлением новых инструментов «добычи знаний» (стали до
ступны электронные микроскопы, ускорители частиц, радиотелескопы, компьютерные технологии).  

Этот революционный глобальный взрыв научных знаний и тех
нологий привел к совершенно новому восприятию реальности в 
каждой области человеческой деятельности и прояснил понимание 
связей между отдельными научными областями: 

• мы научились распознавать связи между фактами и величи
нами; 

• мы научились создавать динамические интерактивные ком
пьютерные модели для имитационного моделирования более интегрированной реальности; 

• мы узнали о множестве способов объединения биологических 

и искусственных технических систем; 

• мы стали намного больше знать об адаптивности, живучести, 

надежности систем и о самих себе.  

Многие из перечисленных достижений появились благодаря 

сформировавшемся в прошлом веке новому научному направлению – теории систем и системному анализу. Именно эта теория 
обеспечила быстрое соединение знаний из разных предметных областей в процессе проектирования, создания и эксплуатации сложных 
систем. 

Предлагаемое учебное пособие разработано в соответствии с 

основными положениями государственных образовательных программ дисциплины «Общая теория систем» для студентов специальностей 38.03.05 Бизнес-информатика (бакалавриат), 09.03.03 Прикладная информатика (бакалавриат), 38.04.05 Бизнес-информатика 
(магистратура), 09.04.03 Бизнес-информатика (магистратура), а также для студентов всех направлений, изучающих общую теорию систем.  

Разделы курса, представленные в настоящем издании, следуют в 

порядке последовательного освещения системных вопросов: от простых понятий к сложным категориям. Изложение теоретических вопросов сопровождается примерами и контрольными вопросами для 
самопроверки знаний. 
 
 

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ 
 

ЛПР – лицо принимающее решение 
ММЯ – метод морфологического ящика  
МОК – метод отрицания и конструирования  
МСПП – метод систематического покрытия поля  
ПТР – параметры технических решений 
СА – системный анализ 
ТЭЭ – технико-эксплуатационные элементы 
PATTERN (Planning Assistance Through Technical Evaluation of Relevance Numbers) – помощь планированию посредством относительных 
показателей технической оценки 
QUEST (Qualitative Utility Estimates for Science and Technology) – 
количественные оценки полезности науки и техники 
SEER (System for Event Evaluation and Review) – система оценки и обзора событий 

 
 

 

ВВЕДЕНИЕ 
 
Одна из главных отличительных черт современного мира – его 

динамичность. Ускоряющиеся изменения в технологиях, населении, 
экономической активности преобразовывают наш мир. Эти преобразования носят как позитивный, так и негативный характер, например, глобальные экологические изменения могут угрожать нашему 
выживанию. Большое количество трансформации возникает в результате деятельности человека, последствия которой зачастую 
трудно предсказуемы. Наши усилия, направленные на решение проблемы, но компенсированные непредвиденными реакциями других 
людей или природы, могут не улучшить, а ухудшить ситуацию.  

Поэтому еще в начале прошлого века была осознана необходи
мость поиска новых путей мышления и действий в таких сложных 
ситуациях. Стал развиваться системный подход – способность видеть мир как сложную систему, в которой все связано со всем.  

В настоящее время в мире существует много школ, развиваю
щих системный подход, и даже утверждается, что развитие системного подхода и системного мышления является определяющим для 
выживания человечества [20]. Некоторые школы делают упор на 
качественные методы, другие развивают методы формального моделирования [10], при этом привлекаются знания различных областей 
как антропология, биология, инженерные науки, лингвистика, психология, физика и т.д., а приложения системного подхода распространяются на еще большее количество областей. Однако все исследователи соглашаются с тем, что действительно системное видение 
мира пока еще редкость. 

Проблема системного подхода в современном мире – как дви
гаться от обобщенных описаний и системного мышления к инструментам и процессам, которые помогут понять сложность и уметь 
проектировать наши действия в реальных системах (от самых простых до глобальных систем).  

 
 

Глава 1
РАЗВИТИЕ СИСТЕМНЫХ 
ПРЕДСТАВЛЕНИЙ

 

  
 
Осознание системности мира и модельности мышления всегда 

отставало от эмпирической системности практики. Сейчас в процессе развития системных представлений происходит нечто качественно новое: системное мышление и системная методология становятся 
массовыми и в этом качестве обращаются в «материальную силу», 
повышая уровень человеческой практики. 

История развития системных представлений первоначально шла 

по нескольким отдельным направлениям. С разных исходных позиций приближались к современному пониманию системности философская мысль и конкретно-практическая научная и техническая 
методология. В своем движении к единой, объективной истине они 
неминуемо должны были сойтись, сопоставить результаты, понять 
общность и различия; свидетелями и участниками этого этапа синтеза научного знания мы и являемся. 

Интересно отметить, что философия примерно на сто лет рань
ше вышла «в район встречи», в высшую позицию осознания системности материи, сознания и их отношения. Итогом обобщений, развития и борьбы в философии стала материалистическая диалектика. 
Результаты философии относятся к множеству всех существующих 
и мыслимых систем, носят всеобщий характер. Их применение к 
рассмотрению конкретных ситуаций означает переход к суженному 
множеству систем учет его особенностей в проявлении общих закономерностей (дедуктивный метод).   

 
 

1.1. Системность как объект исследования 

 

Конкретные науки большей частью придерживаются в основ
ном частью противоположного, индуктивного  метода – от исследования реальных систем к установлению общих закономерностей. 
Это относится и к собственно системным закономерностям. 
Например, Эддингтон подчеркивал, что «первая» физика, изучающая свойства отдельных частиц и тел, – это лишь первые шаги в 
изучении природы, что принципиально новыми свойствами обладают взаимодействующие совокупности, ансамбли атомов и молекул, являющиеся объектами изучения «второй» физики. Законы 
системы, отмечал Эддингтон, невыводимы только из первичных 
закономерностей. 

В свете современных представлений системность всегда, осо
знанно или неосознанно, была методом любой науки; любой ученый 
прошлого (даже не помышлявший о системах и моделях) именно с 
ними и имел дело. Как уже отмечалось, быстрее всего была осознана 
системность самого человеческого познания. Философия, логика, 
основания математики – области, в которых споры по системным 
проблемам уходят вглубь веков. 

 

1.2. Первые шаги кибернетики 

 
Первым в явной форме вопрос о научном походе к управлению 

сложными системами поставил М.-А. Ампер. При построении классификации всевозможных, в том числе и несуществовавших тогда, 
наук («Опыт о философии наук, или Аналитическое изложение 
классификации всех человеческих знаний», ч. 1. – 1834 г., ч. 2. – 
1843 г.) он выделил специальную науку об управлении государством 
и назвал ее кибернетикой. При этом он не только обозначил необходимое место для кибернетики в ряду других наук, но и подчеркнул 
основные ее системные особенности: 

«Беспрестанно правительству приходится выбирать среди раз
личных мер ту, которая более всего пригодна к достижению цели