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 систем. 
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 встречает-
ся в ресурсах сети Интернет, то «компьютер» будет, пожалуй пер-
вым, что приходит в голову. Однако простой эксперимент, прове-
денный в мае 2014 года с помощью поисковой службы Yandex дал 
следующие результаты: «нефть» – 2,3 млн ссылок (страниц доку-
ментов); «газ» – 4,5 млн ссылок; «образование» – 12,4 млн ссылок; 
«компьютер» – 15,6 млн ссылок; «система» – 32,5 млн ссылок; «ин-
формация» – 44,8 млн ссылок. Значительное превосходство терми-
нов-победителей не удивительно, т.к. термин  «система»  тесно свя-
зан 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 гра-
ниц системы (внутри структуры, организации) так, чтобы функцио-
нировать  как единое целое.  Характеристика (цель, функция) целого 
всегда отличается и превосходит сумму  характеристик разрознен-
ных его частей. Например, трактор – транспортная система, состоя-
щая из множества подсистем механических, электрических, элек-
тронных подсистем для тяги, регулирования, освещения, маневриро-
вания и т.п. Границы каждой подсистемы взаимодействуют (соеди-
няются) 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 од-
новременно рассматриваться как транспортное средство и как часть 

сельскохозяйственной производственной системы. Каждая из пере-
численных систем, в свою очередь,   является частью иерархии про-
изводительных, экономических, социальных, политических, эколо-
гических и энергетических систем в муниципальном, республикан-
ском 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 фундаменталь-
ного для прогресса цивилизации, чем эти умственные модели, сфор-
мированные на основе знаний или твердой веры в некоторые базис-
ные 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 доступны 
электронные микроскопы, ускорители частиц, радиотелескопы, 
компьютерные технологии).  

Этот революционный глобальный взрыв научных знаний и технологий 
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 величинами; 

• 
мы научились создавать динамические интерактивные компьютерные 
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 обла-
стей в процессе проектирования, создания и эксплуатации сложных 
систем. 

Предлагаемое учебное пособие разработано в соответствии с 

основными положениями государственных образовательных про-
грамм дисциплины «Общая теория систем» для студентов специаль-
ностей 38.03.05 Бизнес-информатика (бакалавриат), 09.03.03 При-
кладная информатика (бакалавриат), 38.04.05 Бизнес-информатика 
(магистратура), 09.04.03 Бизнес-информатика (магистратура), а так-
же для студентов всех направлений, изучающих общую теорию си-
стем.  

Разделы курса, представленные в настоящем издании, следуют в 

порядке последовательного освещения системных вопросов: от про-
стых понятий к сложным категориям. Изложение теоретических во-
просов 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 Rele-
vance 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 об-
зора событий 

 
 

 

ВВЕДЕНИЕ 
 
Одна из главных отличительных черт современного мира – его 

динамичность. Ускоряющиеся изменения в технологиях, населении, 
экономической активности преобразовывают наш мир. Эти преобра-
зования носят как позитивный, так и негативный характер, напри-
мер, глобальные экологические изменения могут угрожать нашему 
выживанию. Большое количество трансформации возникает в ре-
зультате деятельности человека, последствия которой зачастую 
трудно предсказуемы. Наши усилия, направленные на решение про-
блемы, 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, развивающих 
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 двигаться 
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 раньше 
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 основном 
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, осознанно 
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 клас-
сификации 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 необхо-
димое 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 

(…) и лишь благодаря углубленному и сравнительному изучению 
различных элементов, доставляемых ему для этого выбора, знанием 
всего того, что касается управляемого им народа, – характера, воз-
зрений, истории, религии, средств существования и процветания, 
организаций и законов, – может оно составить себе общение правил 
поведения, руководящие им в каждом конкретном случае. Эту науку 
я называю кибернетикой». 

Ампер только еще пришел к выводу о необходимости киберне-

тики, а Б. Трентовский, польский философ-гегельянец, уже читал во 
Фрейбурском университете курс лекций, содержание которого 
опубликовал на польском языке в 1843 г. Его книга называлась «От-
ношение философии к кибернетике как искусству управления наро-
дом». Трентовский ставил целью построение научных основ практи-
ческой деятельности руководителя («кибернета») и полагал, что 
«применение искусства управления без сколько-нибудь серьезного 
изучения соответствующей теории подобно врачеванию без сколько-
нибудь глубокого понимания врачебной науки». 

Он подчеркивал, что действительно эффективное управление 

должно учитывать все важнейшие внешние и внутренние факторы, 
влияющие на объект управления: 

«При одной и той же политической идеологии кибернет дол-

жен управлять различно в Австрии, России и Пруссии. Точно так 
же и в одной и той же стране он должен управлять завтра иначе, 
чем сегодня». 

Главная сложность в управлении, по Трентовскому, связана со 

сложностью поведения людей: 

«Люди не математические символы и не логические категории, 

и процесс управления – это не шахматная партия. Недостаточное 
знание целей и стремлений людей может опрокинуть любое логическое 
построение. Людьми очень трудно командовать и предписывать 
им наперед заданные действия. Приказ, если кибернет вынужден его 
отдавать, всегда должен четко формулироваться. Исполняющему 
всегда должен быть понятен смысл приказа, его цели, результат, ко-