Sistem didefiniskan sebagai suatu agregasi atau kumpulan objek yang saling menerangkan dalam interaksi dan tergantung satu sama lain (Eriyatno dan Sofyar 2007). Menurut Eriyatno (1998), sistem adalah totalitas himpunan elemen- elemen yang mempunyai struktur dalam nilai posisional serta matra dimensional terutama dimensi ruang dan waktu, dalam upaya mencapai suatu gugus tujuan (goals). Pengertian sistem menurut Marimin (2007), adalah suatu kesatuan usaha yang terdiri dari bagian-bagian yang berkaitan satu sama lain yang berusaha mencapai suatu tujuan dalam suatu lingkungan yang kompleks. Menurut Handoko
suatu cara untuk membentuk sebuah fungsi. Dalam suatu sistem setiap komponen dan fungsinya dapat diidentifikasi seperti interaksi diantara komponen dan di dalam komponen. Demikian juga menurut Hartrisari (2007), bahwa sistem dapat didefinisikan sebagai sekumpulan elemen (komponen) yang saling berinteraksi dan bekerjasama untuk mencapai tujuan tertentu. Selanjutnya dijelaskan bahwa sistem dapat digolongkan pada 2 jenis, yaitu:
• Sistem terbuka (open system)
• Sistem tertutup (closed system)
Sistem terbuka adalah sebuah sistem di mana output yang dihasilkan merupakan tanggapan dari input, tetapi tidak ada pengaruhnya terhadap input. Atau Sistem yang tidak menyediakan sarana koreksi, sehingga perlakuan koreksi membutuhkan faktor eksternal. Sedangkan Sistem tertutup adalah sistem di mana output yang dihasilkan akan merupakan tanggapan dari input, dan perilaku sistem akan dipengaruhi output tersebut. Atau sistem yang menyediakan sarana koreksi di dalam sistem itu sendiri dalam rangka pencapaian tujuan sistem
Para ahli sistem memberikan batasan permasalahan yang solusinya sebaiknya menggunakan teori sistem adalah yang memenuhi karakteristik, 1) kompleks, dimana interaksi antar elemen cukup rumit; 2) dinamis, dalam arti faktornya ada yang berubah menurut waktu dan ada pendugaan ke masa depan; dan 3) probabilistik, yaitu diperlukannya fungsi peluang dalam inferensi kesimpulan maupun rekomendasi (Eriyatno dan Sofyar 2007). Manfaat utama dari
sistem dinamik menurut Coyle (1996) dalam Eriyatno dan sofyar (2007) adalah
mendapatkan kualitas yang dapat diperbandingkan dari rancangan maupun kinerja dan sistem yang dapat dikelola.
Langkah pertama untuk melakukan permodelan sistem dinamis adalah dengan menentukan struktur model. Struktur model akan memberikan gambaran bentuk dan perilaku sistem. Perilaku tersebut dibentuk oleh kombinasi perilaku
simpal umpan balik (causal loop) yang menyusun struktur model. Perilaku model
dinamis ditentukan oleh keunikan dari struktur model yang dapat dipahami dari hasil simulasi model. Dengan simulasi akan didapatkan perilaku dari suatu gejala atau proses tersebut di masa depan. Dalam pendekatan analisis sistem dinamis, struktur suatu sistem dijelaskan dengan jalan menentukan pengaruh ini akan
memberikan hubungan sebab akibat antara faktor-faktor yang ada (Eriyatno dan sofyar 2007).
Hubungan sebab akibat yang dinyatakan dalam suatu diagram (causal loop
diagram) dapat menjelaskan dinamika yang berlaku pada sistem tersebut.
Hubungan sebab akibat dibedakan dua macam, yaitu:
1. Hubungan positif, dimana makin besar nilai faktor penyebab akan makin besar
pula nilai faktor akibat.
2. Hubungan negatif, yaitu makin besar nilai faktor penyebab akan makin kecil
nilai faktor akibat.
Dapat pula akibat dari suatu sebab mempengaruhi balik sebab tersebut, sehingga terdapat hubungan sebab akibat yang memiliki arah berlawanan dengan sebab
akibat yang lain. Sehingga terbentuk suatu untaian tertutup, yang disebut loop.
Akibat dicatu balikkan ke penyebabnya, maka terbentuk untaian catu balik atau
feed back loop.
Konsep sistem terutama berguna sebagai cara berfikir dalam suatu kerangka analisa, yang dapat memberi pengertian yang lebih mendasar mengenai perilaku dari suatu sistem dalam mencapai tujuannya. Sehingga kaitan antara faktor-faktor ekologi, teknologi, ekonomi, sosial dan politik makin lama makin erat sehingga gerakan disalah satu faktor akan mempunyai pengaruh pada faktor lain (Marimin 2007).
Model merupakan representasi dari sistem. Model yang dibangun tidak akan sama persis dengan sistem sebenarnya. Semakin banyak variabel yang dimasukkan dalam model, semakin sulit untuk menjelaskan proses yang terjadi
(Forrester 1965 dalam Hartrisari 2007). Pemodelan dapat diartikan sebagai suatu
gugus aktivitas pembuatan model. Dari terminologi penelitian operasional, secara umum model didefinisikan sebagai suatu perwakilan atau abstraksi dari sebuah obyek atau situasi aktual (Eriyatno 1998). Model memperlihatkan hubungan- hubungan langsung maupun tidak langsung serta kaitan timbal balik yang diistilahkan sebab akibat. Karena suatu model adalah suatu abstraksi dari realitas, maka pada wujudnya kurang kompleks dari pada realitas itu sendiri. Model dapat dikatakan lengkap apabila dapat mewakili berbagai dimensi dari realitas yang sedang dikaji.
Salah satu dasar utama untuk mengembangkan model adalah untuk menemukan peubah-peubah apa yang penting dan tepat. Penemuan peubah tersebut sangat erat hubungannya dengan pengkajian hubungan-hubungan yang terdapat diantara peubah. Lebih lanjut Eriyatno (1998), menyatakan bahwa model dapat dikategorikan menurut jenis, dimensi, fungsi, tujuan pokok pengkajian atau derajat keabstrakannya. Kategori umum adalah jenis model yang pada dasarnya
dapat dikelompokkan menjadi (1) model ikonik, adalah perwakilan fisik dari
beberapa hal baik dalam bentuk ideal ataupun dalam skala yang berbeda misalnya:
foto, peta, prototip, alat; (2) model analog, dapat mewakili situasi dinamik, yaitu
keadaan yang berubah menurut waktu, contohnya: kurva permintaan; (3) model
simbolik, pada hakekatnya ilmu sistem memusatkan perhatian pada model
simbolik sebagai perwakilan dari realitas yang dikaji. Format model simbolik dapat berupa angka, simbol dan rumus. Jenis model simbolik yang umum dipakai
adalah suatu persamaan (equation).
Sedangkan (Handoko 2005), membagi tipe model menjadi: (1) Fisik vs.
mental . Model fisik menggambarkan sistem secara nyata (fisik), seperti boneka, prototipe pesawat terbang dan mobil sedangkan model mental menggambarkan sistem melalui penjelasan secara deskriptif atau persamaan matematis; (2)
Deskriptif vs. numerik. Model deskriptif menjelaskan sistem tanpa menggunakan hubungan kuantitatif, umumnya menggunakan diagram atau berupa konsep sementara model numerik menggunakan persamaan matematis sehingga
mempunyai kemampuan prediksi; (3) Empirik vs. mekanistik. Model empirik juga
disebut model statistik, yang mengandalkan hubungan kausal berdasarkan
pengamatan empirik (hubungan input-output). Model ini kadang disebut ‘black
box’ karena tidak menjelaskan mekanisme proses yang terjadi. Sebaliknya model
mekanistik menjelaskan mekanisme proses yang terjadi, namun tergantung pada level model tersebut. Model yang tingkatannya lebih tinggi akan menjadi model ‘empirik’ jika dibandingkan model dengan tingkat yang lebih rendah. Tidak ada
model yang benar-benar (100 %) mekanistik; (4) Statis vs. dinamis. Model statis
tidak memperhitungkan waktu yang selalu berubah, tidak ada fungsi waktu sebaliknya model dinamis memperhitungkan waktu sebagai variabel. Dalam model dinamis, variabel yang tidak berubah dengan waktu disebut ‘parameter’
atau ‘konstanta’ dan; (5) Deterministik vs. stokastik. Model deterministik
menghasilkan keluaran (output) yang pasti (determined) atau tunggal dan tidak
memperhitungkan berbagai kemungkinan lain akibat ketidak-pastian berbagai
faktor eksternal berbeda dengan keluaran model stokastik, dengan masukan
(input) yang sama dapat memiliki berbagai kemungkinan. Pada model semacam
ini, biasanya digunakan perhitungan peluang (probability) dari keluaran (output)
model.
Dalam proses membangun model simulasi komputer, terdapat enam tahap yang saling berhubungan yang perlu diperhatikan (Djojomartono 1993), sebagai berikut :
1) Identifikasi dan definisi sistem. Tahap ini mencakup pemikiran dan definisi masalah yang dihadapi yang memerlukan pemecahan. Pernyataan yang jelas tentang mengapa perlu dilakukan pendekatan sistem terhadap masalah tersebut merupakan langkah pertama yang penting. Karakteristik pokok yang menyatakan sifat dinamik atau stokastik dari permasalahan harus dicakup. Batasan dari permasalahannya juga harus dibuat untuk menentukan ruang lingkup sistem.
2) Konseptualisasi sistem. Tahap ini mencakup pandangan yang lebih dalam lagi terhadap struktur sistem dan mengetahui dengan jelas pengaruh-pengaruh penting yang akan beroperasi didalam sistem. Dalam tahap ini, sistem dapat dinyatakan diatas kertas dengan beberapa cara, yaitu : (i) diagram lingkar sebab akibat dan diagram kotak; (ii) menghubungkan secara grafis antara peubah dengan waktu dan bagan alir komputernya. Struktur dan kuantitatif dari model digabungkan bersama, sehingga akhirnya kedua-duanya akan mempengaruhi efektivitas model.
3) Formulasi model. Berdasarkan asumsi bahwa simulasi model merupakan
keputusan, maka proses selanjutnya dalam pendekatan sistem akan diteruskan dengan menggunakan model. Tahap ini biasanya model dibuat dalam bentuk kode-kode yang dapat dimasukkan kedalam komputer. Penentuan akan bahasa komputer yang tepat merupakan bagian pokok pada tahap formulasi model.
4) Simulasi model. Tahap simulasi ini, model simulasi komputer digunakan untuk menyatakan serta menentukan bagaimana semua peubah dalam sistem berperilaku terhadap waktu. Ditetapkan periode waktu simulasi.
5) Evaluasi model. Berbagai uji harus dilakukan terhadap model yang telah
dibangun untuk mengevaluasi keabsahan dan mutunya. Uji berkisar memeriksa konsistensi logis sampai membandingkan keluaran model dengan data pengamatan, atau lebih jauh menguji secara statistik parameter- parameter yang digunakan dalam simulasi. Analisis sensitivitas dapat dilakukan setelah model divalidasi.
6) Penggunaan model dan analisis kebijakan. Tahap ini mencakup penggunaan
model dalam menguji dan mengevaluasi alternatif yang memungkinkan dapat dilaksanakan.