システム理論とは？新人エンジニアのためのやさしい入門ガイド

2025年6月24日 2025年6月24日山崎講師

山崎講師

こんにちは。ゆうせいです。
今回は「システム理論（Systems Theory）」について、新人エンジニアの皆さんにもわかりやすく解説します。
複雑なものを整理して理解するためにとても役立つ考え方ですよ！

システム理論とは何か？

一言で言えば、
「全体は単なる部分の集まりではなく、相互に関係し合う要素から成る“仕組み”として理解しよう」という考え方です。

もう少し噛み砕くと、
「部分（部品）だけ見てもダメ。大事なのは、それぞれがどう関わり合っているか」という視点です。

日常の例で理解してみよう！

たとえば「自動車」は、以下のような多くの部品からできています。

エンジン
ハンドル
タイヤ
ブレーキ
電気系統

でも、タイヤだけを研究しても「車」の本質は見えてきません。
エンジンとタイヤがどう連携し、ドライバーの操作がどう全体に伝わるか。
この全体のつながりとバランスこそが「システム」なのです。

エンジニア視点で見るシステム理論

ソフトウェアでもシステムはたくさんある！

ソフトウェア開発においても「システム思考」がとても大切です。

たとえば、Webアプリケーションは以下のような構成を持ちます：

フロントエンド（Reactなど）
バックエンド（DjangoやExpressなど）
データベース（MySQL、MongoDBなど）
API連携
認証機構

これらをバラバラに開発するのではなく、「全体の連携・目的・流れ」を意識して設計・開発するのが、システム的な考え方です。

システム理論のキーワード

用語	意味
要素（要因）	システムを構成する個々の部品や機能
相互作用	要素同士が影響し合う関係
境界	システムの内側と外側を分けるもの（たとえば「インターフェース」）
フィードバック	システム内の結果が、再び入力に影響を与えること（例：温度センサーの制御）
自己組織化	外部からの指示がなくても、システムが秩序を保つ性質
全体性（ホーリズム）	部分の単なる合計以上の「全体としての性質」があるという考え方

図で理解する：システムの基本構造

     ┌───────────────┐
     │    入力 Input   │ ←─（ユーザー操作など）
     └───────────────┘
              │
              ▼
     ┌───────────────┐
     │  システム本体  │（処理・変換・計算など）
     └───────────────┘
              │
              ▼
     ┌───────────────┐
     │   出力 Output   │ →（表示・記録など）
     └───────────────┘
              ▲
              │
     ┌───────────────┐
     │ フィードバック │（ログ監視・センサー補正など）
     └───────────────┘

このような構成は、機械だけでなく、生態系、会社、チーム、ソフトウェアにも当てはまります！

例：気温自動調整システムで考えてみよう

要素：

温度センサー（入力）
マイコン制御（処理）
エアコン（出力）

フィードバック：

部屋の温度が高すぎたら冷房が働き、低くなったら停止。
このように「結果を見て動作を調整する仕組み」がフィードバックループです。

システム理論のメリット・デメリット

項目	内容
メリット	全体を俯瞰できる。複雑な問題を整理して、要因間のつながりを発見できる
デメリット	要素間の関係をすべて洗い出すのが難しく、分析や設計に時間がかかることもある

数式でも表現してみよう！

システムの動作は、次のようにモデル化できます：出力=f(入力,状態)出力 = f(入力, 状態)

（しゅつりょく＝にゅうりょくとじょうたいのかんすう）

ここで「状態（state）」とは、前の出力や内部パラメータのこと。
これがあることで、「時間的なつながり」も表現できます。

現代のシステム理論的アプローチ

ソフトウェアアーキテクチャ（例：マイクロサービスアーキテクチャ）
オブザーバビリティ（ログやメトリクスで全体の状態を監視）
カオスエンジニアリング（システムの弱点を意図的に壊して見つける）
サイバネティクス（制御理論）：システムの制御とフィードバックを研究

まとめ：システム理論は“全体を見る力”を養う考え方

新人エンジニアとして、部品（コードや機能）にばかり注目しがちですが、
「そのコードが全体の中でどう機能しているか」を意識することが成長の鍵です。

システム理論はその視点を養ってくれる思考のツールボックスになります。

今後の学習の指針

次のようなテーマを学んでいくと、システム理論の理解がより深まります：

カオス理論・複雑系：予測不能なシステムのふるまい
システム思考（Systems Thinking）：問題の全体像を捉えて解決する方法論
サイバネティクス：フィードバックと制御の数理モデル
DevOpsと監視システム：運用の中でのフィードバックの実践

興味があれば、それぞれ詳しく掘り下げて解説しますよ。どれからいきましょう？

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投稿者プロフィール

山崎講師代表取締役

セイ・コンサルティング・グループ株式会社代表取締役。
岐阜県出身。
2000年創業、2004年会社設立。
IT企業向け人材育成研修歴業界歴20年以上。
すべての無駄を省いた費用対効果の高い「筋肉質」な研修を提供します！
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