Системы объектов
Привет! Сегодня мы узнаем, как устроен окружающий мир. Оказывается, всё вокруг — от велосипеда до твоего класса — можно рассматривать как систему! Давай разберёмся, что это значит и зачем нам это нужно знать.
Что такое система и системный подход?
Представь, что ты смотришь на велосипед. Можно просто сказать: «У него есть колёса, руль, педали». А можно подумать: «Как всё это работает вместе? Почему, когда я кручу педали, велосипед едет?» Вот это и есть системный подход!
💡 Определения
Системный подход — это когда мы смотрим не просто на части объекта, а на то, как они взаимодействуют и влияют друг на друга.
Система — это целое, которое состоит из частей (их называют компонентами или элементами), и эти части связаны между собой.
🔍 Важно понимать!
Любой достаточно сложный объект можно рассматривать как систему. Твой смартфон — система, твой класс — система, даже парк возле дома — это тоже система!
Разнообразие систем
Системы вокруг нас очень разные. Давайте их разделим на группы и посмотрим примеры!
Рис. 1. Три главных типа систем: материальные, нематериальные и смешанные
🌍 Природные системы
Эти системы созданы природой, их можно потрогать:
- Солнечная система (Солнце, планеты, спутники)
- Растение (корень, ствол, ветки, листья)
- Живой организм (органы, системы органов)
- Лес (деревья, животные, почва)
🔧 Технические системы
Эти системы создают люди:
- Автомобиль
- Компьютер
- Система вентиляции
- Велосипед
- Микроволновая печь
💭 Системы без материальной формы
Их нельзя потрогать, но они существуют:
- Разговорный язык (слова, правила)
- Математический язык (цифры, формулы)
- Нотная запись (ноты, паузы, ключи)
- Язык программирования
👥 Социальные системы
Содержат и материальные, и нематериальные части. Это когда люди объединяются вместе:
- Оркестр (музыканты + инструменты + ноты)
- Футбольный клуб
- Школьный класс
- Население города
Состав и структура системы
Вот интересная вещь: из одних и тех же частей можно собрать совершенно разные системы! Всё зависит от того, как эти части соединены.
🎯 Главная идея
Система определяется не только набором элементов, но и связями между ними. Одни и те же элементы могут образовывать разные системы в зависимости от способа их соединения.
🧱 Пример: Конструктор
Из одного набора деталей LEGO можно построить машину, замок или робота. Детали одни, а получается разное!
🍲 Пример: Кухня
У мамы есть: мясо, капуста, картошка, морковь, лук, помидоры. Она может приготовить щи (суп) или рагу (второе блюдо). Продукты те же, а блюда разные!
💎 Пример: Алмаз и графит
Оба состоят из атомов углерода. Но алмаз — самое твёрдое вещество, а графит — мягкий (из него делают карандаши). Почему? Структура разная!
Рис. 2. Алмаз и графит: одинаковый состав, разная структура — разные свойства!
📐 Что такое структура?
Структура — это порядок объединения элементов, составляющих систему.
Можно сказать так:
- Состав отвечает на вопрос «из чего?»
- Структура отвечает на вопрос «как соединено?»
Надсистемы и подсистемы
В состав одной системы может входить другая система. Представь матрёшку! Давай разберёмся с этими понятиями.
⬆️ Надсистема
Это система, которая включает в себя другие системы.
Пример: Нервная система птицы — это надсистема для головного мозга.
⬇️ Подсистема
Это система, которая входит в состав надсистемы.
Пример: Головной мозг — подсистема нервной системы.
🐦 Многоуровневая структура: Пример с птицей
Головной мозг сам тоже система! В него входят: передний мозг, средний мозг, мозжечок.
Птица
├── Нервная система (подсистема птицы)
├── Головной мозг (подсистема нервной системы)
├── Передний мозг
├── Средний мозг
└── Мозжечок
Один и тот же компонент может быть одновременно надсистемой и подсистемой!
🔗 Примеры связей в системах
🚗 Транспортная система города
По дорогам ездят машины, автобусы, троллейбусы → дороги изнашиваются → нужен ремонт.
Связь не сразу очевидна, но все эти объекты — части одной транспортной системы города.
🌳 Система «Парк» или «Лес»
Насекомые едят листья деревьев → птицы едят насекомых → если птиц станет меньше, насекомых станет больше → дерево может погибнуть.
Все связаны в одну экосистему!
Рис. 3. Система «Парк»: деревья, насекомые и птицы связаны между собой
Системный эффект — главное свойство системы! ⚡
Это самое удивительное свойство любой системы. Давайте разберёмся, что это такое!
✨ Что такое системный эффект?
Системный эффект — это когда при объединении элементов в систему у системы появляются новые признаки, которыми не обладал ни один из элементов в отдельности.
✈️ Пример: Самолёт
Главное свойство самолёта — способность летать.
Рис. 4. Системный эффект: части по отдельности не летают, а вместе — летят!
❌ Части по отдельности
- Крыло отдельно — не летает
- Двигатель отдельно — не летает
- Фюзеляж отдельно — не летает
- Шасси отдельно — не летает
✅ Собранная система
Соберём всё вместе в правильном порядке — и самолёт ЛЕТИТ!
Появилось новое свойство, которого не было ни у одной части!
⚠️ Важно!
Если убрать хотя бы одну важную часть (например, крыло), то не только это крыло, но и весь самолёт потеряет способность летать. Вот почему все элементы системы важны!
Система и окружающая среда
Когда мы выделяем какую-то систему, мы как будто обводим её границей. Всё, что осталось за границей, — это окружающая среда. Но система и среда не изолированы — они взаимодействуют!
⬅️ Входы системы
Входы — это воздействия среды на систему.
То, что система получает из окружающей среды.
➡️ Выходы системы
Выходы — это воздействия системы на среду.
То, что система даёт окружающей среде.
🌳 Пример: Дерево как система
Рис. 5. Дерево как система: входы и выходы
📥 Входы дерева
Что дерево получает из среды:
- Вода
- Солнечный свет
- Углекислый газ
- Минеральные вещества из почвы
📤 Выходы дерева
Что дерево даёт среде:
- Кислород
- Тень от кроны
- Древесина
- Молодые побеги
- Плоды
📌 Важно знать!
Для большинства реальных систем список входов и выходов бесконечен. Мы просто выбираем самые важные для нашей задачи.
👨🎓 Ещё один пример: Ученический коллектив
Если рассмотреть в качестве системы ученический коллектив одного класса, то весь остальной коллектив школы будет относиться к среде этой системы.
Входы: расписание уроков, задания от учителей, информация из школы
Выходы: выполненные работы, участие в школьных мероприятиях, успеваемость
Система как «чёрный ящик» 📦❓
Часто человек не знает (и не обязан знать!), как система устроена внутри. Главное — понимать: что нужно сделать на входе, чтобы получить нужный результат на выходе.
Рис. 6. «Чёрный ящик»: знаем входы и выходы, но не знаем, что внутри
🎯 Определение
Представить систему в виде «чёрного ящика» — это значит указать её входы и выходы, а также зависимость между ними. При этом внутреннее устройство нас не интересует.
💡 Примеры «чёрных ящиков» в жизни
📱 Смартфон
Ты не знаешь, как внутри работают процессор и микросхемы. Но ты знаешь:
- Вход: нажал на иконку мессенджера
- Выход: открылись сообщения
🍞 Тостер
Не нужно понимать, как работает нагревательный элемент:
- Вход: положил хлеб, нажал кнопку
- Выход: получил тост
📺 Телевизор
Пользуешься, не зная электроники:
- Вход: нажал кнопку на пульте
- Выход: переключился канал
🖩 Калькулятор
Вводишь числа и операции:
- Вход: 25 × 37
- Выход: 925
📖 Инструкции — это описания «чёрных ящиков»!
Инструкции для пользователей сложной бытовой техники — это описания «чёрного ящика». В них объясняется, что нужно сделать на входе (включить, нажать, повернуть), чтобы достичь определённого результата на выходе. Но что при этом происходит внутри — не объясняется.
📌 Самое главное
Давайте подведём итоги и повторим ключевые понятия:
❓ Вопросы для самопроверки
Проверь, как хорошо ты усвоил материал!
1. Что такое система? Приведи примеры материальных, нематериальных и смешанных систем.
Подумай о примерах:
- Материальная система из твоей жизни
- Нематериальная система, которой ты пользуешься
- Смешанная система, частью которой ты являешься
2. Приведи пример систем, имеющих одинаковый состав, но разную структуру.
Вспомни примеры: конструктор, продукты на кухне, алмаз и графит. Можешь придумать свой пример?
3. В чём суть системного подхода? Приведи пример.
Подсказка: системный подход — это когда мы смотрим не только на части, но и на их...
4. В чём суть системного эффекта? Приведи пример.
Вспомни пример с самолётом. Можешь придумать свой пример системного эффекта?
5. Назови компоненты Солнечной системы. Какие из них тоже можно рассматривать как системы?
Компоненты Солнечной системы: Солнце, планеты, спутники, астероиды...
А что из этого само является системой?
6. В составе какой надсистемы можно описать нашу планету? Для каких объектов Земля сама является надсистемой?
Думай масштабно:
- Земля — подсистема чего?
- Что входит в состав Земли как системы?
7. Мозговой штурм! Выдели подсистемы в следующих объектах: автомобиль, компьютер, школа, армия, государство.
Например, для автомобиля:
- Двигатель
- Колёса и подвеска
- Электрическая система
- ...
А что входит в остальные системы?
8. Рассматривая объект «телевизор» как систему, выбери подходящие входы и выходы из списка.
Список: свет, звук, электромагнитные волны, электроэнергия, мускульная сила человека, изображение, цвет, пыль, грязь, тепло, холод, регулятор громкости, кнопка включения/выключения, стоимость.
Что является входами? (Подсказка: то, что телевизор получает)
Что является выходами? (Подсказка: то, что телевизор даёт)
9. Приведи свой пример взаимодействия системы и среды. Укажи входы и выходы системы.
Можешь взять примеры:
- Аквариум
- Комнатное растение
- Домашний питомец
- Или придумай свой!
10. Объясни смысл выражения «чёрный ящик». С какими «чёрными ящиками» человек сталкивается в быту?
Вспомни примеры: смартфон, тостер, телевизор. Какие ещё устройства ты используешь, не зная их внутреннего устройства?
🎯 Практические задания
Попробуй применить полученные знания на практике!
🔍 Задание 1: Найди системы вокруг себя
Посмотри вокруг и найди:
- Одну природную систему
- Одну техническую систему
- Одну социальную систему
Для каждой системы назови 3-4 компонента.
🎨 Задание 2: Состав и структура
Возьми набор из 5 слов: «кот», «ловит», «мышь», «серый», «маленький».
Составь из них как можно больше разных предложений. Видишь? Одни и те же элементы, но разные структуры!
📊 Задание 3: Построй схему
Выбери любой объект (компьютер, школа, велосипед) и нарисуй схему состава:
- Напиши название системы
- Перечисли её компоненты
- Покажи связи между ними
⚡ Задание 4: Системный эффект
Придумай свой пример системного эффекта (кроме самолёта). Опиши:
- Что это за система?
- Из каких частей она состоит?
- Какое новое свойство появляется?
🌳 Задание 5: Входы и выходы
Рассмотри систему «Школьная столовая». Определи:
- Входы: что столовая получает?
- Выходы: что столовая даёт?
Назови минимум 3 входа и 3 выхода.
📦 Задание 6: Чёрный ящик
Выбери любое устройство дома (микроволновка, холодильник, стиральная машина).
Опиши его как «чёрный ящик»:
- Что ты делаешь на входе?
- Что получаешь на выходе?
