Bài giảng Lý thuyết hệ thống và điều khiển học: Phần 1 - ĐH CNTT&TT

Chia sẻ: Kiếp Này Bình Yên | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:87

Thêm vào BST

Báo xấu

403
lượt xem 34
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

(NB) Bài giảng "Lý thuyết hệ thống và điều khiển học" cung cấp cho người học những kiến thức cơ bản về lý thuyết hệ thống và điều khiển học. Nội dung bài giảng gồm năm chương và được chia thành 2 phần. Trong phần 1 sau đây gồm có các nội dung: Những khái niệm cơ bản về hệ thống, tiếp cận các hệ thống phức tạp, điều khiển và quản lý các hệ thống phức tạp. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Lý thuyết hệ thống và điều khiển học: Phần 1 - ĐH CNTT&TT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN & TRUYỀN THÔNG KHOA HỆ THỐNG THÔNG TIN KINH TẾ BÀI GIẢNG LÝTHUYẾT HỆ THỐNG VÀ ĐIỀU KHIỂN HỌC Biên soạn: Nguyễn Văn Huân Vũ Xuân Nam Nguyễn Thu Hằng TÀI LIỆU LƯU HÀNH NỘI BỘ - 2012
MỤC LỤC MỤC LỤC ......................................................................................................................... 1 DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU .............................................................................. 5 LỜI MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 7 Chương 1 ........................................................................................................................... 8 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG ............................................................. 8 1.1 Quan niệm về hệ thống ............................................................................................. 8 1.2 Mô tả hệ thống ........................................................................................................ 11 1.2.1 Phần tử của hệ thống ........................................................................................ 11 1.2.2 Liên kết giữa các phần tử của hệ thống và tính trội của hệ thống ...................... 13 1.2.3 Hệ thống con và sự phân cấp của hệ thống ....................................................... 14 1.2.4 Môi trường và hệ thống .................................................................................... 15 1.2.5 Mục tiêu và chức năng của hệ thống................................................................. 17 1.2.6 Tính cưỡng bức của hệ thống và hệ thống bị cưỡng bức ................................... 18 1.3 Các đặc trưng của hệ thống ..................................................................................... 19 1.3.1 Cấu trúc của hệ thống....................................................................................... 19 1.3.2 Hành vi của hệ thống ...................................................................................... 22 1.3.3 Quan hệ giữa cấu trúc và hành vi ..................................................................... 23 1.4 Các bài toán cơ bản về hệ thống .............................................................................. 24 1.4.1 Bài toán phân tích hệ thống .............................................................................. 24 1.4.2 Bài toán tổng hợp hệ thống .............................................................................. 25 1.4.3 Bái toán chiếc hộp đen ..................................................................................... 26 1.5 Một số hệ thống quan trọng trong tin học và quản lý ............................................... 27 1.5.1. Hệ thống máy móc .......................................................................................... 27 1.5.2. Con người và xã hội ........................................................................................ 28 1.5.3 Hệ thống kinh tế xã hội .................................................................................... 28 1.5.4. Hệ thống thông tin quản lý .............................................................................. 28 1.5.5. Hệ thống người máy........................................................................................ 29 1.5.6. Ôtômát hữu hạn .............................................................................................. 29 1.5.7. Ngôn ngữ hình thức ........................................................................................ 30 1.6. Kết luận ................................................................................................................. 31 Chương 2 ......................................................................................................................... 33 TIẾP CẬN CÁC HỆ THỐNG PHỨC TẠP ...................................................................... 33 2.1 Đặt vấn đề .............................................................................................................. 33 2.2 Thế nào là một hệ thống phức tạp ........................................................................... 34 2.3 Tiếp cận các hệ thống phức tạp ............................................................................... 36 2.3.1 Mục đích nghiên cứu ........................................................................................ 37 1
2.3.2 Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 37 2.3.3 Mức độ nghiên cứu về hệ thống ....................................................................... 37 2.3.4 Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 38 2.4 Các nguyên lý tiếp cận hệ thống.............................................................................. 38 2.4.1 Nguyên lý 1 ..................................................................................................... 38 2.4.2 Nguyên lý 2 – Nguyên lý phân cấp ................................................................... 46 2.4.3 Nguyên lý 3- Nguyên lý cân bằng nội .............................................................. 48 2.4.4 Nguyên lý 4 – Nguyên lý bổ sung ngoài ........................................................... 53 2.5 Kết luận .................................................................................................................. 55 Chương 3 ......................................................................................................................... 57 ĐIỀU KHIỂN VÀ QUẢN LÝ CÁC HỆ THỐNG PHỨC TẠP ......................................... 57 3.1 Thông tin và điều khiển học .................................................................................... 57 3.1.1 Thông tin là gì? ................................................................................................ 57 3.1.2. Khái niệm về thông tin kinh tế ........................................................................ 60 3.1.3. Phân loại thông tin kinh tế ............................................................................... 60 3.1.4. Cách đánh giá thông tin kinh tế ....................................................................... 65 3.1.5 Điều khiển học là gì? ....................................................................................... 66 3.1.6 Nội dung của điều khiển học ............................................................................ 68 3.1.7 Ứng dụng của điều khiển học ........................................................................... 68 3.1.8 Điều khiển học kinh tế là gì? ............................................................................ 69 3.1.9 Các hình thái của chủ thể quá trình kinh tế ....................................................... 70 3.1.10 Các nguồn lực được sử dụng trong quá trình kinh tế ....................................... 71 3.2 Hệ thống điều khiển ................................................................................................ 73 3.2.1 Định nghĩa 1 .................................................................................................... 73 3.2.2 Định nghĩa 2 .................................................................................................... 73 3.3 Quá trình điều khiển ............................................................................................... 75 3.3.1 Xác định mục tiêu điều khiển ........................................................................... 75 3.3.2 Nghiên cứu các đặc trưng của đối tượng điều khiển ......................................... 75 3.3.3 Chọn tác động điều khiển ................................................................................. 76 3.3.4 Điều chỉnh ....................................................................................................... 77 3.4 Các nguyên lý điều khiển hệ thống phức tạp ........................................................... 77 3.4.1 Nguyên lý thông tin phản hồi ........................................................................... 77 3.4.2 Nguyên lý đa dạng tương xứng ........................................................................ 78 3.4.3 Nguyên lý phân cấp ......................................................................................... 79 3.4.4 Nguyên lý dự trữ .............................................................................................. 80 3.4.5. Nguyên lý bổ sung ngoài ................................................................................. 81 3.5 Một số loại hình điều khiển ..................................................................................... 82 3.5.1 Điều khiển theo mục tiêu cố định ..................................................................... 82 3.5.2 Điều khiển theo chương trình ........................................................................... 82 2
3.5.3 Điều khiển săn đuổi ......................................................................................... 83 3.5.4 Điều khiển tối ưu ............................................................................................. 84 3.5.5 Điều khiển trực tiếp và gián tiếp ....................................................................... 84 3.6 Kết luận .................................................................................................................. 85 Chương 4 ......................................................................................................................... 87 MỘT SỐ BÀI TOÁN ĐIỀU KHIỂN TỐI ƯU QUAN TRỌNG........................................ 87 4.1 Đặt vấn đề .............................................................................................................. 87 4.2 Điều khiển tối ưu của hệ động cỡ lớn nhiều bước.................................................... 89 4.3 Điều khiển tối ưu mờ .............................................................................................. 92 4.3.1 Vấn đề ............................................................................................................. 92 4.3.2 Một số khái niệm cơ bản trong lý thuyết mờ..................................................... 92 4.3.3 Bài toán tối ưu mờ ........................................................................................... 96 4.4 Bài toán tối ưu mờ trong quản lý ........................................................................... 101 4.4.1 Bài toán tối ưu đa mục tiêu............................................................................. 103 4.4.2 Tìm tập Pareto ............................................................................................... 104 4.4.3 Xử lý tập Pareto ............................................................................................. 104 4.5 Tối ưu đa mục tiêu của một hệ phân cấp ............................................................... 106 4.6 Kết luận ................................................................................................................ 107 4.6.1 Về bài toán cỡ lớn và nhiều bước ................................................................... 108 4.6.2 Về bài toán tối ưu mờ..................................................................................... 108 4.6.3 Về bài toán tối ưu đa mục tiêu ........................................................................ 109 Chương 5 ....................................................................................................................... 110 TỔ CHỨC XÂY DỰNG VÀ QUẢN LÝ HỆ THỐNG KINH TẾ ................................... 110 5.1 Khái niệm về quản lý hệ thống .............................................................................. 110 5.1.1 Đặc điểm chung nhất của các hệ thống quản lý .............................................. 111 5.1.2 Quy trình quản lý ........................................................................................... 111 5.2 Khái niệm hệ thống kinh tế ................................................................................... 112 5.3. Mô hình tổng quát nền kinh tế quốc dân............................................................... 113 5.3.1. Mô tả về mô hình .......................................................................................... 113 5.3.2. Mô tả tổng quát mô hình của Ezaki ............................................................... 115 5.4. Thị trường cung và cầu ........................................................................................ 117 5.4.1. Thị trường ..................................................................................................... 117 5.4.2. Các yếu tố cơ bản của hệ thống thị trường ..................................................... 118 5.4.4. Sự cạnh tranh trên thị trường ......................................................................... 121 5.5. Quản lý kinh tế .................................................................................................... 123 5.5.1. Các khái niệm cơ bản .................................................................................... 123 5.5.2. Sơ đồ cấu trúc của hệ thống quản lý kinh tế ................................................... 123 5.5.3. Nội dung quản lý - các nguyên tắc và phương pháp quản lý kinh tế ............... 124 5.5.4. Kế hoạch hóa ................................................................................................ 128 3
5.5.5. Vận dụng các quy luật trong quản lý kinh tế .................................................. 132 5.5.6. Vài nét về sự phát triển của nền kinh tế Việt Nam trong thời kỳ đổi mới(1986- 2004) ...................................................................................................................... 135 5.5.7 Chu trình phát triển dự án............................................................................... 137 5.5.8 Chu trình và môi trường dự án ....................................................................... 138 5.6 Hệ thống quản lý .................................................................................................. 139 5.7 Hệ thống điều khiển tự động hóa........................................................................... 139 5.8 Hệ thống kinh tế mở ............................................................................................. 140 5.9 Hệ thống thông tin ................................................................................................ 140 5.9.1 Hệ thống thông tin quản lý ............................................................................. 140 5.9.2 Quản lý dự án phát triển một hệ thống thông tin ............................................. 142 5.10 Kết luận .............................................................................................................. 145 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................. 147 4
DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU Hình 1.1: Quan hệ gữa môi trường và hệ thống...............................................14 Hình 1.2: Liên kết nối tiếp................................................................................18 Hình 1.3: Liên kết song song............................................................................19 Hình 1.4: Liên kết ngược..................................................................................19 Hình 1.5: Cấu trúc của một hệ gồm 3 phần tử..................................................20 Hình 1.6: Hệ input – output .............................................................................24 Hình 2.1:Mô hình Harrod – Domar..................................................................39 Hình 2.2: Sơ đồ cấu trúc của hệ thống kinh tế 2 khu vực.................................41 Hình 2.3 : Cơ cấu dân số theo độ tuổi và giới tính...........................................44 Hình 3.1 Dạng (1): hàm lồi ; Dạng (2): hàm tuyến tính; Dạng (3): hàm lõm...57 Hình 3.2: Hệ thống điều khiển......................................................................... 73 Hình 3.3 Hệ thống điều khiển theo nguyên lý thông tin phản hồi....................77 Hình 3.4: Quá trình săn đuổi ............................................................................82 Hình 3.5: Điều khiển đón đầu.......................................................................... 83 Hình 4.3: Thỏa hiệp dần từng bước................................................................104 Hình 4.4: Điểm gần lý tưởng nhất..................................................................105 Hình 5.5: Hệ thống quản lý............................................................................110 Hình 5.6: Mối quan hệ cung - cầu – giá cả.....................................................118 Hình 5.7: Hệ thống quản lý kinh tế.................................................................123 Hình 5.8: Các thành phần của môi trường......................................................128 Hình 5.9 :Chu trình phát triển dự án...............................................................137 Hình 5.10: Chu trình phát triển hệ thống........................................................137 Hình 5.11: Sơ đồ các bộ phận cấu thành của hệ thống thông tin quản lý.......140 Hình 5.12:Quản lý dự án và thực hiện dự án..................................................142 Hình 5.13: Các bước quản lý dự án công nghệ thông tin...............................144 Hình 5.14: Các giai đoạn của dự án ứng dụng công nghệ thông tin..............144 5
Bảng 3.1: Thông tin – Khách hàng...................................................................65 Bảng 5.1 Quản lý............................................................................................109 Bảng 5.2: I/O .................................................................................................115 6
LỜI MỞ ĐẦU Lý thuyết hệ thống và điều khiển học là một thành phần cốt lõi trong mảng kiến thức của công nghệ thông tin. Lý thuyết này mang ý nghĩa quan trọng, không thể thiếu đối với các kỹ sư phần mềm trong quá trình phát triển hệ thống mới. Các khái niệm về hệ thống, hệ thống thông tin cùng cách tiếp cận, quản lý, điều khiển một hệ thống phức tạp, các lược đồ nghiên cứu, cách thức tổ chức, phát triển và quản lý hệ thống thông tin là những nội dung mang ý nghĩa vô cùng quan trọng. Quan điểm hệ thống đối với nền kinh tế quyết định sự thống nhất nội dung và đặc điểm nghiên cứu của điều khiển học kinh tế. Việc nghiên cứu này giúp ta xây dựng được một cách phức hợp những biện pháp để hoàn thiện quản lý kinh tế quốc dân và đặc biệt làm cơ sở lý luận xây dựng các hệ thống quản lý tự động hóa và hệ thống xử lý dữ liệu trong nền kinh tế quốc dân. Bài giảng cung cấp cho người học những kiến thức cơ bản về lý thuyết hệ thống và điều khiển học. Nội dung bài giảng gồm năm chương: Chương 1: Những khái niệm cơ bản về hệ thống Chương 2: Tiếp cận các hệ thống phức tạp Chương 3: Điều khiển và quản lý các hệ thống phức tạp Chương 4: Một số bài toán điều khiển tối ưu quan trọng Chương 5: Tổ chức xây dựng và quản lý hệ thống kinh tế Mặc dù đã cố gắng trong quá trình biên soạn nhưng chắc chắn vẫn còn có rất nhiều thiếu sót. Rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của các bạn để bài giảng được hoàn thiện hơn. Xin chân thành cảm ơn! 7
Chương 1 NHỮNG KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ HỆ THỐNG 1.1 Quan niệm về hệ thống Hệ thống không phải là khái niệm nguyên thuỷ, nghĩa là chúng ta có thể dùng những khái niệm đã biết để định nghĩa thế nào là hệ thống, nhưng hệ thống là khái niệm được nghiên cứu và ứng dụng trong rất nhiều lĩnh vực khác nhau nên việc nêu lên một định nghĩa hình thức hoá về hệ thống, có đủ tính khái quát có thể áp dụng trong những lĩnh vực khác nhau là một công việc vô cùng khó khăn. Vì lẽ đó và để có thể thấy được hết những khía cạnh phức tạp và những vấn đề tinh tế trong quá trình xác định một hệ thống, thay vì định nghĩa hệ thống, chúng ta mô tả hệ thống là một giải pháp thích hợp. Chúng ta sẽ đưa ra một vài ví dụ để thấy rõ điều đó. Trước hết ta hãy xét một hệ thống nhân tạo, nghĩa là một hệ thống do con người thiết kế và chế tạo ra, chẳng hạn một chiếc đồng hồ, một chiếc xe máy, một chiếc ti vi, thì định nghĩa về hệ thống sau đây là hoàn toàn thích hợp: “Hệ thống là tập hợp những phần tử liên kết với nhau một cách rất chặt chẽ thành một nhất thể, nhằm thực hiện một số chức năng nhất định ”. Trong quá trình tìm hiểu hệ thống nói chung, có những điều cần lưu ý sau đây: - Khi xác định một hệ thống, điều quan trọng đầu tiên là khi đưa ra một đối tượng thì ta phải khẳng định đối tượng ấy có thuộc vào hệ thống hay không, nghĩa là nó có phải là phần tử của hệ thống hay không. Đối với chiếc đồng hồ nói riêng và hệ thống máy móc nhân tạo nói chung, điều này rất rõ ràng đến mức không cần quan tâm và bàn cãi; ai cũng dễ dàng chấp nhận mỗi chi tiết máy là một phần tử, nhưng như sẽ thấy sau này, có rất nhiều hệ thống, việc phân định đối tượng nào thuộc hệ thống và đối tượng nào không thuộc hệ thống cũng như việc xác định cái gì là phần tử của hệ thống, lại là những vấn đề vô cùng phức tạp, không dễ dàng nhận ra, cũng không dễ dàng thống nhất ý kiến. - Điều quan trọng tiếp theo là phải chỉ rõ những liên kết giữa các phần tử của hệ thống. Đối với hệ thống máy móc nhân tạo, các liên kết này là rõ ràng, vừa là liên kết định vị, vừa là liên kết chức năng nghĩa là chi tiết nào nào lắp đặt ở đâu và móc nối với các chi tiết khác như thế nào. Những chi tiết này do các nhà thiết kế hoạch định thông qua một sơ đồ đựơc hình thành từ những nguyên lý khoa học rất chặt chẽ về cơ học, vật lý, hoá học, thuỷ động học, khí động học, sóng điện từ …Chính nhờ những liên kết này mà từ những phần tử (chi tiết hoặc linh kiện) rời 8
rạc đã tạo nên một nhất thể (tức là hệ thống) có thể thực hiện được những chức năng nhất định. Sự liên kết này chặt chẽ đến mức nếu ta bỏ đi một phần tử nào đó, chẳng hạn bỏ đi chiếc bugi của xe máy thì máy không nổ được, xe không chạy được, hệ thống không còn là xe máy nữa, khi ấy ta nói rằng “Hệ thống tan rã” theo nghĩa không thể thực hiện được chức năng của nó nữa. Tuy nhiên trong thực tế có rất nhiều hệ thống mà giữa các phần tử của chúng có nhiều loại liên kết khác nhau, thể hiện dưới nhiều hình thái khác nhau và với nhiều mức độ chặt chẽ khác nhau nên việc lựa chọn những liên kết để đưa vào hệ thống không phải một vấn đề đơn giản. Hãy xét một xí nghiệp, ông Giám đốc là người quan trọng nhất vì ông ta có quan hệ mật thiết với mọi người trong xí nghiệp, nhưng ông ta có thể vắng mặt 1 tuần lễ mà xí nghiệp vẫn hoạt động bình thường. Điều đó chứng tỏ mối liên kết giữa những người trong một xí nghiệp khác rất xa với mối liên kết giữa các chi tiết máy của một chiếc đồng hồ. Mỗi hệ thống thực hiện một số chức năng nhất định. Đối với hệ thống máy móc thì các chức năng này do con người đề ra và từ đó người ta tìm cách thiết kế và chế tạo hệ thống có khả năng thực hiện được những chức năng đó. Tuy nhiên đối với những hệ thống tự nhiên (được hình thành một cách tự nhiên ngoài ý muốn của con người) thì chức năng của chúng cũng được hình thành một cách tự nhiên. Việc nghiên cứu để biết được tất cả các chức năng của một hệ thống để sử dụng và điều khiển nó theo những mục tiêu của con người là những vấn đề có nội dung rất phong phú và phức tạp. Bây giờ chúng ta hãy xem xét một hệ thống nhân tạo khác mà những vấn đề nêu trên rất khó để đưa ra kết luận. Ví dụ “Một Trường Đại học” nào đó là một hệ thống nhân tạo vì nó được thành lập theo quyết định của “con người”. Chức năng của hệ thống này được quy định trong những văn bản pháp quy, mà ở đây ta chỉ đề cập đến 2 chức năng nổi trội, đó là đào tạo và nghiên cứu khoa học. Có một số vấn đề cần giải pháp như dưới đây: - Các cán bộ giảng dạy và viên chức có tên trong danh sách lĩnh lương của trường, đương nhiên là những người thuộc vào hệ thống; nhưng sinh viên của trường có thuộc vào hệ thống không? Những người quản lý nhà trường có thể có 2 luồng ý kiến khác nhau: + Luồng ý kiến cho là không; với sự diễn giải có vẻ hợp lý. Sinh viên thi đỗ vào trường cũng như nguyên liệu đủ tiêu chuẩn chất lượng để đưa vào một xí nghiệp sản xuất, trong thời gian học tập ở trường học giống như bán thành phẩm của xí nghiệp. Khi tốt nghiệp họ trở thành kỹ sư hoặc cử nhân họ giống như các 9
thành phẩm đạt tiêu chuẩn xuất xưởng của xí nghiệp, những sinh viên bị đuổi học hoặc trượt tốt nghiệp được ví như những phế phẩm trong quá trình sản xuất. Khi nghiên cứu xí nghiệp sản xuất với tư cách như một hệ thống thì nguyên liệu được coi là input( đầu vào) của xí nghiệp chứ không phải là thành phần cấu tạo nên bản thân xí nghiệp.Vì vậy sinh viên của một trường đại học cũng có thể coi như input của nhà trường đó, chứ không phải là một bộ phận cấu thành của nhà trường với tư cách là một hệ thống. + Luồng ý kiến thứ hai xuất phát từ một góc nhìn khác. Đào tạo là chức năng quan trọng nhất của bất kỳ nhà trường nào. Nhưng quá trình đào tạo không phải là quá trình giảng dạy mà là quá trình tổ chức giảng dạy, tổ chức học tập và tổ chức các phong trào kết hợp cho việc hỗ trợ giảng dạy, học tập và nghiên cứu. Nếu giảng dạy tốt nhưng sinh viên lười học, ít đào sâu suy nghĩ, nghỉ học nhiều thì cũng không thể hy vọng có nhiều sinh viên tốt nghiệp giỏi. Nói cách khác chất lượng của sinh viên tốt nghiệp không chỉ phụ thuộc vào chất lượng giảng dạy mà còn phụ thuộc vào quá trình tự thân vận động của sinh viên. Coi họ là thành phần của nhà trường đề cao trách nhiệm của chính bản thân họ trong quá trình vận động đó. Vấn đề ở đây chính là việc coi sinh viên là thành phần của hệ thống hay không phải là thành phần của hệ thống sẽ dẫn đến những quan niệm khác nhau về hệ thống, điều này dẫn đến những cách quản lý hệ thống khác nhau và tất nhiên hiệu quả của công tác quản lý cũng khác nhau. - Giả sử chúng ta coi tất cả các cán bộ giảng dạy, viên chức và sinh viên đều là các thành phần của hệ thống, vậy thì mỗi người trong số này có phải là phần tử của hệ thống không. Nếu coi mỗi người là một phần tử của hệ thống thì ta sẽ có một hệ thống có rất nhiều phần tử, có thể tới hàng chục ngàn phần tử, một hệ thống như thế là hệ thống phức tạp. Sự phức tạp sẽ tăng lên gấp bội khi chúng ta nghiên cứu sự liên kết các phần tử đó để tạo thành hệ thống. Có thể có những liên kết nào đó xác định được, nhưng bên cạnh đó lại còn rất nhiều liên kết mơ hồ và mong manh dẫn đến tình trạng “lỏng lẻo” trong cấu trúc của hệ thống, điều này kéo theo hàng loạt khó khăn trong quá trình tiếp cận và quản lý hệ thống. Ngược lại nếu ta không coi mỗi người là phần tử của hệ thống thì vấp phải tình huống: họ là đối tượng thuộc vào hệ thống nhưng lại không phải là phần tử của hệ thống, vậy họ là cái gì của hệ thống? Rõ ràng ở đây khái niệm về “phần tử của hệ thống” cần được xem xét kỹ hơn là lý giải chi tiết hơn. 10
- Bất kỳ một trường đại học nào cũng gắn liền với cơ sở vật chất của nó bao gồm phòng học, giảng đường, nhà xưởng, tọa lạc trong một khuôn viên nhất định cùng với những thiết bị phục vụ cho việc giảng dạy và nghiên cứu khoa học. Những đối tượng này thuộc vào hệ thống, chúng có là các phần tử của hệ thống không? Dù có hay không cũng có những vấn đề cần phải bàn cãi. Qua những ví dụ và bàn luận nêu trên, một vấn đề toát lên là không thể nêu lên một định nghĩa hình thức hóa, ngắn gọn về hệ thống nhưng đủ bao quát và được tạo được những nhận thức thống nhất khi đối mặt với những hệ thống khác nhau trong thực tế. Đó là chưa kể đến khi đi vào thế giới vĩ mô và vi mô chúng ta còn gặp phải hàng loạt vấn đề chưa được đề cập đến trong các ví dụ trên, nhưng không thể bỏ qua khi nghiên cứu về hệ thống. Vì những lẽ đó các tác giả biên soạn cuốn sách này đã lựa chọn việc “mô tả hệ thống” thay cho việc định nghĩa hệ thống, mặc dù hệ thống không phải là khái niệm nguyên thủy của toán học nói riêng và của khoa học hệ thống nói chung. 1.2 Mô tả hệ thống 1.2.1 Phần tử của hệ thống Xác định phần tử của hệ thống là điều trước tiên và quan trọng nhất khi xác định một hệ thống. Vậy phần tử của hệ thống là gì? Đó là thành phẩn cơ bản tạo nên hệ thống, nó tồn tại độc lập tương đối với các phần tử khác của hệ thống và không thể chia nhỏ hơn hoặc bản thân nó không thể phân chia nhỏ hơn hoặc là do tính chất của những vấn đề mà chúng ta nghiên cứu về hệ thống, chúng ta không cần thiết phải chia nhỏ hơn. Khi nghiên cứu các hệ thống vi mô thì kích thước của các đối tượng mà ta coi là phần tử không thể nhỏ hơn giới hạn quan sát được của các thiết bị quang học mà chúng ta có. Trong đời thường, nếu ta muốn nghiên cứu hoạt động của một chi bộ Đảng thì chi bộ được coi là hệ thống, mỗi đảng viên của chi bộ được coi là phần tử của hệ thống; rõ ràng không thể chia nhỏ các phần tử này. Còn khi ta nghiên cứu hệ thống giáo dục phổ thông của một tỉnh nào đó thì mỗi trường phổ thông của tỉnh ấy có thể coi như phần tử của hệ thống. do chúng ta chỉ muốn nghiên cứu những đặc trưng cơ bản của hệ thống này nên việc chia nhỏ các trường này là một điều không cần thiết mặc dù việc chia nhỏ ấy ta có thể làm được, chẳng hạn chia trường này theo các khóa hoặc các lớp. Trong rất nhiều trường hợp việc xác định phần tử của hệ thống lại khó khăn và phức tạp hơn rất nhiều so với việc xác định hệ thống. 11
Việc xác định phần tử của hệ thống một cách hợp lý và đúng đắn sẽ làm cho vấn để mà chúng ta nghiên cứu về hệ thống trở nên rõ ràng và nhiều khi đem lại những kết quả bất ngờ. Trường hợp ngược lại có thể làm cho chúng ta mất nhiều thì giờ, hao tốn nhiều phương tiện mà không đem lại kết quả gì. Vì vậy xác định đúng đắn phần tử của hệ thống là vấn đề vừa có tính khoa học, vừa mang tính nghệ thuật. Ta hãy xét một ví dụ sau đây. Giả sử đối tượng mà ta muốn nghiên cứu là hệ thống kinh tế của nước Việt Nam. - Nếu coi mỗi người tham gia vào quá trình sản xuất hoặc cung ứng dịch vụ là một phần tử của hệ thống thì ta sẽ được một hệ thống với số lượng phần tử lên tới hàng chục triệu, không những thế việc xác định những liên kết kinh tế giữa các phần tử là vô cùng phức tạp nhưng lại không có ý nghĩa gì đáng kể. - Nếu ta coi mỗi tỉnh hoặc một thành phố là một phần tử của hệ thống thì ta có một hệ thống kinh tế vùng lãnh thổ. Mối liên kết kinh tế giữa các phần tử này là sự giao lưu cung ứng, tiêu thụ sản phẩm, dịch vụ giữa các phần tử với nhau lại có một ý nghĩa quan trọng, cho phép chúng ta biết được điểm mạnh, điểm yếu của mỗi địa phương cũng như vai trò và vị trí của mỗi địa phương đối với các địa phương khác và đối với toàn bộ nền kinh tế quốc dân. Điều đó giúp cho chúng ta thấy được những vấn đề mấu chốt mà chúng ta cần tìm giải pháp tối ưu cho chúng ta trong quá trình xây dựng một chiến lược phát triển kinh tế vùng lãnh thổ. - Còn nếu ta coi mỗi ngành sản xuất là một phần tử của hệ thống như quan niệm của nhà toán kinh tế Leontief, nghĩa là mỗi ngành chỉ sản xuất một sản phẩm tượng trưng thì ta được một hệ thống kinh tế liên ngành, mà việc nghiên cứu nó có ý nghĩa rất quan trọng trong quá trình hoạch định một chiến lược kinh tế ngành. Qua ví dụ trên ta thấy việc xác định phần tử của hệ thống có ý nghĩa như thế nào trong quá trình nghiên cứu hệ thống. Ví dụ vừa nêu là một tình huống mà cái nhất thể (tức toàn bộ hệ thống) thì chúng ta thấy rõ, nhưng các chi tiết(tức là các phần tử) tạo nên cái nhất thể lại chưa rõ. Trong thực tế chúng ta có thể gặp tình huống ngược lại: các đối tượng chi tiết mà chúng ta có thể lựa chọn để đưa vào hệ thống thì thấy rõ, nhưng tổng thể hệ thống thì lại không rõ, nghĩa là không biết nên lựa chọn đối tượng nào để đưa vào hệ thống để tạo ra được một hệ thống vận hành hiệu quả nhất, nghĩa là nó có tính trội mạnh nhất. Đây là bài toán thường gặp trong công tác tổ chức. Chẳng hạn một bộ trưởng lựa chọn các cán bộ lãnh đạo cho một vụ: các vụ trưởng, phó vụ trưởng, các trưởng phó phòng. Họ được chọn trong số những người có đủ tiêu chí về bằng cấp chuyên môn, về quá trình công tác. Nhưng khi làm việc với nhau thì phát sinh mâu thuẫn, khó thống nhất ý kiến, hạn chế tính 12
hiệu quả tập thể. Vấn đề ở đây là: từng phần tử một thì mạnh; nhưng ghép với nhau lại tạo nên một hệ thống yếu. Vì vậy sự lựa chọn các phần tử không thể chỉ căn cứ vào các tiêu chí giản đơn mà còn có cách nhìn trên quan điểm hệ thống. Điều quan trọng cần nhấn mạnh là nhiều phần tử mới tạo nên hệ thống, một phần tử không tạo nên hệ thống. Vậy về nguyên tắc hệ thống phải là một tập hợp gồm ít nhất 2 phần tử. Tuy nhiên đây là điều kiện cần chứ không đủ. Nhiều phần tử tồn tại độc lập với nhau, không có sự ràng buộc phụ thuộc lẫn nhau, không liên kết với nhau cũng không tạo nên hệ thống. 1.2.2 Liên kết giữa các phần tử của hệ thống và tính trội của hệ thống Nhiều phần tử liên kết với nhau tạo nên một nhất thể mới, nhất thể này có thể thực hiện được một số chức năng nhất định, nghĩa là nó có một số tính năng mà từng phần tử một không có, người ta gọi đó là tính trội của hệ thống; do đó trong quá trình nghiên cứu hệ thống, cho dù với mục đích nào chăng nữa: Phân tích thiết kế hoặc điều khiển người ta đều rất quan tâm đến tính trội của hệ thống. - Khi nghiên cứu tính trội của hệ thống, người ta đặc biệt quan tâm đến “hệ thống người máy”, tức là ghép người và máy một cách hợp lý và chặt chẽ, tạo nên một nhất thể có tính trội vượt bậc. Chẳng hạn một đội phi hành và một đội tiếp viên hàng không ghép vào một chiếc máy bay với những quy tắc hoạt động rất chặt chẽ(liên kết chức năng) đã tạo nên một hệ thống có khả năng đưa hàng trăm người với khối lượng vài chục tấn lên trên không và bay với tốc độ hàng ngàn km/h. Tính trội này riêng lẻ từng người không có. -Trong thời đại hiện nay, máy vi tính rất phổ dụng. Nhiều cơ quan trong đó có các cơ quan ngân hàng ở nước ta và nhiều nước trên thế giới, máy vi tính cùng với những phần mềm tương thích và các cán bộ thạo nghiệp vụ đã làm cho ngân hàng trở thành một hệ thống có khả năng giao dịch, xử lý các vấn đề thuộc nhiệm vụ chuyên môn rất nhanh chóng và có hiệu quả. Người ta cũng nghĩ đến và thiết kế một “hệ thống” người máy vi tính gọi là ”chính phủ điện tử ”. Trong hệ thống này các quan chức trong chính phủ bắt buộc phải có trình độ nghiêp vụ cao và làm việc theo đúng quy trình cuả một hệ thống xử lý thông tin. Hệ thống này sẽ tạo ra khả năng xử lý nhanh, chính xác và có hiệu quả cao các công việc hàng ngày của chính phủ; khắc phục được cách làm việc tuỳ tiện, trì trệ và thiếu hiệu quả. 13
Cần nói thêm rằng tính trội của hệ thống thể hiện không chỉ ở chỗ là hệ thống, với tư cách là một nhất thể mới đã tạo ra những tính năng mới mà từng phần tử không có; mà còn thể hiện ở chỗ nó làm mất đi “tính yếu”, “tính tiêu cực” của mỗi phần tử. Ví dụ: - Người công nhân ghép với chiếc máy dệt, tạo thành một hệ thống người – máy, nó bắt buộc người công nhân phải luôn luôn lao động, tập trung tư tưởng vào công việc của mình. Chính điều đó làm mất đi “tính yếu” của người công nhân như “tản mạn trong lúc làm việc, hút thuốc lá hoặc gọi điện thoại tán gẫu trong thời gian lao động, v.v…”. - Một người đi đêm một mình ở trong rừng thường có tâm lý sợ sệt: “sợ bóng tối, sợ ma, sợ thú dữ, sợ rắn độc, sợ bọn lưu manh”. Ta gọi chung đó là “tính yếu”. Nhưng một tiểu đội thanh niên xung phong sống một đêm ở trong rừng thì vẫn đề lại hoàn toàn khác, họ phân công tuần tra, canh gác; những người còn lại vẫn có thể có những cuộc vui chơi thoải mái hoặc giấc ngủ ngon lành; “tính yếu của mỗi người biến mất” Trong lý thuyết hệ thống, ở đâu có hệ thống thì ở đó tính trội được nghiên cứu. Ngôn ngữ tiếng Việt là một hệ thống, các chữ cái là phần tử của hệ thống. Sự liên kết các chữ cái thành từ, liên kết các từ thành, mệnh đề theo quy tắc mà ta gọi là văn phạm. 1.2.3 Hệ thống con và sự phân cấp của hệ thống Có những hệ thống trong đó các phần tử liên kết trực tiếp với nhau tạo nên hệ thống, ví dụ như các đảng viên trong một đơn vị nào đó liên kết với nhau bằng các nguyên tắc của điều lệ Đảng tạo nên một tổ hợp Đảng; tổ chức này đủ tư cách là một hệ thống được gọi là hệ thống đơn. Nhưng cũng có những hệ thống trong đó một số phần tử liên kết với nhau tạo nên một bộ phận nhất thể. Bộ phận này đầy đủ tư cách là một hệ thống, nhưng nó lại liên kết với các bộ phận khác với tư cách như là phần tử để tạo nên một hệ thống, nên nó được gọi là một hệ thống con. Ví dụ như trong một đảng bộ phường nào đó; các chi bộ là các hệ thống con của Đảng bộ; các tổ Đảng là hệ thống con của chi bộ…hệ thống chứa nhiều hệ thống con là một hệ phân cấp. Tính phân cấp của hệ là một đặc trưng của độ phức tạp của hệ, số cấp càng nhiều thì độ phức tạp càng càng lớn. Sự phân cấp cũng là điều phổ biến trong hệ thống sinh học cũng như trong hệ thống quản lý. Trong thế giới động vật có 14
sương sống mỗi một cơ thể sống, hầu như đều có sự phân cấp theo chức năng giống nhau: Hệ thần kinh, hệ tuần hoàn, hệ tiêu hoá, hệ hô hấp, hệ bài tiết..v.v… Còn trong hệ thống quản lý, chẳng hạn hệ thống các cơ quan hành chính của nước ta có 4 cấp: chính phủ, UBND tỉnh và thành phố, UBND quận huyện, UBND phường và xã. Trong khoa học quản lý, vấn đề phân cấp luôn là vấn đề phức tạp. Sự phân cấp chồng chéo sẽ làm cho các hệ thống con trong quá trình vận hành sẽ dẫm đạp lên nhau, cản trở lẫn nhau gây nên những rối loạn trong quản lý, sự phân cấp hợp lý cùng với việc tổ chức bộ máy thích hợp làm tăng hiệu quả của bộ phận quản lý. 1.2.4 Môi trường và hệ thống Bất kỳ hệ thống nào cũng tồn tại trong không gian và thời gian. Hãy tạm gác vấn đề thời gian sẽ nghiên cứu sau. Chỉ xét vấn đề không gian. Nếu ta gọi S là hệ thống thì S bao gồm tất cả những gì không thuộc hệ thống, ta gọi đó là không gian của hệ thống. Nếu hệ thống có biên (boundary) thì phần ngoài biên là không gian của hệ thống. Trong không gian của hệ thống có những đối tượng có quan hệ tương tác với hệ thống tức là đối tượng gây ra tác động đối với hệ thống và chịu tác động của hệ thống. Tập hợp các đối tượng đó tạo nên môi trường của hệ thống. Quan hệ giữa môi trường và hệ thống có thể biểu thị bởi sơ đồ hình 1.1. Sự đồng nhất giữa không gian của hệ thống và môi trường của hệ thống dễ dẫn đến những mơ hồ thậm chí sai lầm trong quá trình tiếp cận và điều khiển hệ thống. Hệ thống Môi trường (1) Mũi tên biểu thị tác động của hệ thống lên môi trường. (2) Mũi tên biểu thì tác động của môi trường lên hệ thống. Hình 1.1: Quan hệ gữa môi trường và hệ thống. Nghiên cứu quan hệ tương tác giữa hệ thống và môi trường có ý nghĩa vô cùng quan trọng. Điều kiện và tác động của môi trường luôn thay đổi: hạn hán, lũ lụt,động đất, sóng thần, thiên tai, dịch bệnh đều gây ra những tác động vào hệ thống kinh tế xã hội. 15
Hệ thống nào vượt qua các thử thách đó - ta nói hệ thống thích nghi được với môi trường sẽ giữ vững được sự tồn tại và có cơ hội phát triển; hệ thống nào không thích nghi sẽ bị huỷ diệt. Trong sinh học nói riêng và trong các hệ sinh thái nói chung đó là quy lụât đào thải và chọn lọc tự nhiên tạo nên quy luật tiến hoá và vô cùng phong phú của muôn loài. Trong các hoạt động kinh tế xã hội cũng như thế. Môi trường của một xí nghiệp sản xuất kinh doanh chính là thương trường sẽ có cơ hội phát triển; xí nghiệp nào thích ứng với thương trường sẽ có cơ hội phát triển; xí nghiệp nào không thích ứng được với môi trường – mà thực chất là cạnh tranh về chất lượng và giá cả của sản phẩm sẽ bị thua lỗ và phá sản, nghĩa là bị huỷ diệt. Hệ thống có mối quan hệ tương tác với môi trường như vậy được gọi là hệ thống mở, gọi tắt là hệ mở. Có thể nói hầu hết các hệ thống trong sinh học và trong các hoạt động kinh tế xã hội đều là hệ mở; các hệ mở thường có tính năng động và độ thích nghi cao vì đó là điều kiện cần thiết cho sự tồn tại và phát triển của bản thân hệ mở đó. Khi nghiên cứu hệ thống, chúng ta có thế gặp một tình huống là mối quan hệ tương tác giữa hệ thống và môi trường rất yếu, thậm chí yếu đến mức có thể bỏ qua, nghĩa là giữa hệ thống và môi trường coi như không có quan hệ tương tác gì, trường hợp này ta gọi đó là hệ thống đóng gọi tắt là hệ đóng. Không có hệ đóng tuyệt đối theo nghĩa hệ thống là cô lập với môi trường tại mọi thời điểm của quá trình. Thường có các tình huống sau đây: - Mối quan hệ tương tác giữa hệ thống và môi trường quá yếu, có thể bỏ qua nên coi hệ là đóng. - Đóng một phía, hoặc là môi trường có tác động lên hệ thống không gây ảnh hưởng gì hoặc là ảnh hưởng không đáng kể đối với hệ thống, ta nói đây là một hệ “trơ”, hoặc là hệ thống có tác động lên môi trường nhưng cũng không gây ảnh hưởng gì đáng kể đối với môi trường, đó là hệ”yếu”. - Đóng ở lĩnh vực này, mở ở lĩnh vực khác. Đóng ở từng thời điểm, từng giai đoạn, nhưng mở trong toàn bộ quá trình. Trong một khoảnh khắc nào đó hoặc trong khoảng thời gian ∆t khá bé, tác động của môi trường lên hệ thống lên hệ thống (hoặc ngược lại) chưa đủ để gây nên những biến đổi đáng kể đối với hệ thống, nên chưa đủ trong khỏanh khắc đấy hoặc trong khoảng thời gian đó hệ là một hệ đóng. Hãy xét một công trình kiến trúc nổi tiếng, chẳng hạn tháp đôi ở Ma-lay-si-a, đó là một hệ thống. Tác động của môi trường như thời tiết, khí hậu mưa nắng trong thời gian hàng ngày, thậm chí vài tháng đối với hệ 16
thống này chẳng có gì đáng kể, trong thời gian đó hệ là đóng (trơ); nhưng xét trong một thời gian dài; vài thập kỷ hoặc và thế kỷ, không thể nói tác động của môi trường không gây ra ảnh hưởng gì. Vậy trong quá trình vài thập kỉ thì hệ thống lại là mở vì có những biến đổi do tác động của môi trường. 1.2.5 Mục tiêu và chức năng của hệ thống Bất kỳ hệ thống nào, khi hình thành hệ thống thì đồng thời hình thành mục tiêu hoặc chức năng của hệ thống đó. Các hệ thống máy móc không có mục tiêu, chúng chỉ có chức năng do các nhà thiết kế đề ra, chức năng đó không phải là cái gì khác với tính năng và công dụng của máy. Các nhà chế tạo phải đảm bảo cho máy móc chế tạo ra có đầy đủ tính năng và công dụng do các nhà thiết kế đã chỉ định. Đối với các hệ thống tự nhiên thì mục tiêu của hệ thống cũng hình thành một cách tự nhiên. Đối với hệ sinh vật cho dù ở trình độ tiến hoá cao hay thấp thì mục tiêu của nó là sự tồn tại và phát triển của chính bản thân nó; con người là sinh vật có trình độ tiến hoá cao nhất, cũng không vượt qua ngoài quy luật đó. Hoạt động của các hệ sinh vật này có khuynh hướng làm cho mục tiêu của nó đạt được ở mức càng cao càng tốt; người ta gọi các hệ này là hệ có hành vi hướng đích, gọi tắt là hệ hướng đích. Trong các hệ thống kinh tế xã hội bao gồm nhiều người và có tổ chức phân cấp thì cũng xuất hiện một hệ thống mục tiêu đa cấp. Hãy gác lại vấn đề mỗi cấp có nhiều mục tiêu, mà chỉ xét mỗi cấp chỉ có một mục tiêu, chẳng hạn là thu thập thì bài toán một mục tiêu trong hệ đa cấp cũng phức tạp hơn rất nhiều so với bài toán đa mục tiêu mà ta thường nói đến. Trong lý thuyết quy hoạch toán học thì bài toán đa mục tiêu là bài toán phức tạp và có nhiều phương pháp đề xuất giải quyết. Thường là có 2 giai đoạn: Đầu tiên người ta tìm các phương án tối ưu Pareto (đã là bài toán khó) và sau đó xử lý các phương án tối ưu Pareto đó mà thực chất là sự thoả hiệp giữa các mục tiêu để lựa chọn ra một phương án thích hợp nhất. Xét từ góc độ của lý thuyết quyết định thì bài toán này lại tương đối đơn giản bởi vì “chỉ có một chủ thể quyết định ”. Phân tích đánh giá quan hệ giữa các mục tiêu và từ đó lựa chọn sự thoả hiệp giữa các mục tiêu đều do một chủ thể tự làm tự chịu. Nếu phát hiện thấy sai lầm ở một giai đoạn nào đó thì giai đoạn sau họ tự sửa lại. Còn bài toán một mục tiêu đa cấp lại phức tạp hơn nhiều, mỗi cấp lại là một chủ thể tham gia vào quá trình quyết định. Đạt được sự thoả hiệp hài hoà giữa các chủ thể quyết định (các cấp) là vấn đề phức tạp hơn rất nhiều so với sự thoả hiệp giữa các mục tiêu của một chủ thể quyết định. Nếu quá trình nhấn mạnh vào mục 17
tiêu trên ở cấp cơ sở sẽ làm suy yếu tính nhất thể của hệ thống lớn, làm cho hệ thống lớn không kiểm soát nổi các hệ thống con của mình, từ đó xuất hiện nguy cơ tan rã hệ thống lớn. Nếu quá coi trọng mục tiêu của hệ thống lớn mà coi nhẹ mục tiêu ở cấp cơ sở thì bản thân con người ở cấp cơ sở sẽ nhận thấy mục tiêu của họ không tương thích với mục tiêu của hệ thống lớn do bản thân mỗi người là một hệ hướng đích nên người ta có xu hướng tìm cách thoát khỏi hệ thống lớn làm cho hệ thống lớn tan rã. Cũng đã có nhiều ý tưởng, thậm chí nhiều học thuyết nghiên cứu để xử lý vấn đề này. Sự thoả hiệp hài hoà gữa các chủ thể quyết định là vấn đề phức tạp. Để đạt được điều đó chúng ta sẽ tiếp tục nghiên cứu đề cập sâu hơn ở phần sau:”Điều khiển và quản lý hệ thống phức tạp”. 1.2.6 Tính cưỡng bức của hệ thống và hệ thống bị cưỡng bức Ở phần trên ta thấy tính trội của hệ thống chính là sự liên kết hài hoà giữa các phần tử của hệ thống, giữa các hệ thống con với nhau để tạo ra hệ thống lớn. Sự liên kết giữa các bộ phận tạo nên cơ thể của một sinh vật nào đó đã đạt được sự hoàn hảo tuyệt vời. Sự đồng thuận đến mức tuyệt đối giữa các bộ phận trong một cơ thể sinh học, làm cho sự trục trặc ở bất kỳ bộ phận nào cũng là sự trục trặc chung cho cả cơ thể. Sự tồn tại và ổn định của mỗi bộ phận trở thành điều kiện tồn tại và ổn định chung cho cả cơ thể và ngược lại. Tuy nhiên trong hệ thống kinh tế xã hội, vấn đề diễn ra lại hoàn toàn khác. Một người tham gia vào một tổ chức kinh tế nào đó, sẽ trở thành một phần tử của hệ thống. Sự liên kết với các phần tử khác có thể tạo ra cho người đó một khả năng mới nào đó tạo nên tính trội của hệ thống, nhưng mặt khác do sự liên kết này đã “hạn chế” hoặc làm mất đi ở một chừng mực nào đó “tính độc lập”,”tính tự chủ”;”tính tự quyết” và trong một số trường hợp nào đó làm yếu đi cả “tính sáng tạo” của người đó. Vấn đề đặt ra hoàn toàn tương tự khi một “hệ thống con” tham gia vào hệ thống lớn. Như vậy một khía cạnh “đối ngẫu” với tính trội của hệ thống là tính cưỡng bức của hệ thống. Sự liên kết giữa các phần tử tạo ra tính trội thì cũng tạo ra tính cưỡng bức của hệ thống. Hệ thống lớn bắt buộc các hệ thống con và các phần tử của mình hoạt động đúng quy chế. Nếu quy chế hợp lý, các hệ thống con đều chấp nhận thì “sự cưỡng bức” theo quy chế là nguồn gốc tính trội của hệ thống. Nếu quy chế không hợp lý, một số hệ thống con, thậm chí nhiều hệ thống con không muốn chấp nhận vì cảm thấy quyền lợi của bộ phận mình bị thiệt thòi, nhưng vẫn 18
phải chấp nhận và phải thực hiện. Nếu tình trạng này diễn ra trên một diện rộng, và trong một thời gian dài thì tính trội dần dần triệt tiêu và hệ thống trở thành “hệ thống bị cưỡng bức ”(forced system). Khi đó các hệ thống con không những không nghiêm chỉnh chấp hành quyết định của hệ thống lớn, mà thông thường mỗi hệ thống con tìm cách thực hiện riêng cho đơn vị mình để cho quyền lợi riêng của họ không bị quá thiệt thòi; thậm chí có thể xảy ra trường hợp “báo cáo một đằng, làm một nẻo”, miễn sao đơn vị họ có lợi. Khi đó hệ thống lớn đã trở thành một hệ thống giả (pseudo system). Đó cũng chính là nguy cơ tan rã của hệ thống lớn. Nguyên nhân dẫn đến tình trạng này có thể là những chủ trương lớn thiếu tính khoa học và sự lạm dụng quá đáng nguyên tắc “tập trung dân chủ ”: các nhân phục tùng tổ chức, cấp dưới phục tùng cấp trên. Hi sinh quyền lợi cá nhân cho tập thể, hy sinh quyền; lợi cấp dưới cho cấp trên chỉ nên đặt ra trong tình huống thật khẩn cấp và cũng chỉ nên thực hiện trong một thời gian ngắn: Phải tạo ra sự đồng thuận thường xuyên giữa các loại lợi ích, chứ không nên tạo ra sự đối lập để rồi cái này phải hy sinh cho cái kia. Như vậy để hiểu được thế nào là hệ thống, chúng ta cần tìm hiểu cả 6 vấn đề đã mô tả ở trên. Rất khó có thể thâu tóm cả sáu vấn đề đó trong một định nghĩa ngắn gọn về hệ thống. 1.3 Các đặc trưng của hệ thống 1.3.1 Cấu trúc của hệ thống Giả sử hệ thống gồm n phần tử a1, a2,....., an. Sự sắp xếp các liên kết giữa các phần tử để tạo nên hệ thống được gọi là cấu trúc của hệ thống. Để hiểu rõ cấu trúc của hệ thống, trước hết ta xét xem giữa 2 phần tử ai và aj có thể có những loại liên kết nào. Có ba loại liên kết sau đây: a)Liên kết nối tiếp Liên kết nối tiếp giữa 2 phần tử ai và aj được thể hiện bởi sơ đồ hình 1.2: ui vi uij uj vj ai aj Hình 1.2: Liên kết nối tiếp 19