Стосовно системи кожної фізичної вправи цілісність представляє собою складне теоретичне поняття, яке цілком може бути предметом окремого розгляду. Проте, з урахуванням можливостей практики, цілісність системи фізичної вправи загалом можна представити як таку сукупність її елементів, яка не веде до втрати системи її властивостей.
Визначення ознак цілісності вправ неможливе без урахування всіх основнихзв'язків всередині та з зовні її системи. На підставі характеристик цілісності вправ повинна оцінюватися якість композиції Ті декомпозиції їх систем.
Система всієї фізичної вправи має такі специфічні системні властивості, яких позбавлені окремі її підсистеми та елементи за будь-яким способом її декомпозиції. В основі механізму формування цих властивостей лежить діалектичний принцип стрибкоподібного переходу визначної кількості ознак окремих елементів, в нову якість всієї системи якого позбавлені її елементи, взяті окремо.
Дослідження фізичної вправи звичайно починається з його опису встановлення принципів, критеріїв відчленування елементів системи, з визначення своєрідної відстані між ними. Таким чином, можна звернути увагу на деяку автономність елементів системи вправ, яка характеризується відносно автономною течією різних процесів всередині окремих елементів. Автономність елементів системи вправ утворює відповідні обмеження на можливість її декомпозиції. Найбільш ефективна декомпозиція системи з точки зору спортивно-педагогічної практики повинна вироблятися з урахуванням автономності елементів фізичної вправи.
Складна система фізичної вправи може бути описана кінцевою численністю моделей, кожна з яких дозволяє одержувати деякі уявлення тільки про окремі її сторони. Тому моделі вправ завжди значно простіші від них самих.
Принцип моделюванню при вивченні фізичних вправ реалізується на основі використання результатів виміру їх характеристик. Але зрозуміло, що можливості виміру характеристик не завжди співпадають з потребами всебічного вивчення вправ. Тому моделювання може бути достатньо ефективним засобом пізнання фізичних вправ.
Принцип моделювання при вивченні вправ у своєму практичному втіленні базується на постулатах доповнення, дії та невизначеності.
При вимірі характеристик фізичних вправ реєструюча апаратура, як правило, не може одночасно фіксувати всі властивості системи. Це стосується так званих альтернативних чи неспільних характеристик, які не можуть проявлятися одночасно, їх реєструють окремо, в різні часи. Наприклад, багатоструктурність системи вправ, наявність одночасно біокінематичної та сенсорної структур, інформаційної таритмічної, психологічної та біодинамічної і багатьох інших граней тієї самої вправи утворює складність для одночасного виміру всіх його сторін.
Фізична вправа в усіх своїх структурах на практиці реалізується одночасно, проте об'єктивне синхронне відображення кожної з них поки що недоступне для дослідження чи доступне тільки порізно. Таким чином, принцип доповнюваності у цьому випадку полягає в тому, що фізична вправа як складна система у взаємодії з іншими системами може в одних і тих же умовах спостереження виявляти різні властивості, несумісні одна з одною.
Принцип моделювання фізичних вправ базується також на постулаті дії, зміст якого пояснюється тим, що характеристики вправ мають пороговий характер, обумовлений кінцевістю фізичних (матеріальних) можливостей організму людини, взаємодіючого в цей момент з навколишнім середовищем.
Обмеження в ступені відповідних реакцій організму у відповідь на взаємодію середовища, при виконанні фізичних вправ визначаються функцією трьох чинників: кількістю речовини, витраченої людиною; кількістю витраченої та акумулюючої енергії; кількістю інформації.
У той же час при намаганні досягти корисного ефекту кожної вправи, особливо в тренуваннях з підвищеними навантаженнями, в організмі спостерігаються реакції, які сприяють розширенню, відсуненню кіптявих порогів і характеризують поведінку його системи.
У цьому полягає робочий ефект кожної вправи і одночасно постулат дії як складної системи.
При моделюванні фізичних вправ їх особливості можуть бути представлені тільки ймовірними характеристиками. Це відбувається тому, що точність їх виміру в принципі не може перевищити деяку, доступну для тої чи іншої методики межу, в зв'язку з чим завжди залишається деяка невизначеність їх значень. Таким чином, у принципі моделювання реалізується постулат невизначеності.
У кожній фізичній вправі, як в складній системі, закладений принцип цілеспрямованості.
Під цілеспрямованістю розуміється такий стан функцій системи, який дозволяє їй відповідним чином забезпечувати постійність своєї структури і в той же час здійснювати вибір поведінки щодо об'єктів середовища. Тому цілеспрямованість системи не може бути забезпечена без реалізації постулату вибору.
Вибір поведінки системи вправ програмується за його розробкою, яка базується на попередньо вивчених особливостях поведінки різноманітних підсистем організму спортсмена у відповідь на взаємодію з фізико механічними факторами середовища. Саме завдяки цьому завжди цілеспрямовано впливають на ті чи інші елементи морфологічної структури та фізіологічної функції організму.
Біомеханічна структура системи кожної фізичної вправи є своєрідним стрижнем, на якому базується і розвивається решта його структурних елементів. Тому її виявлення, а в інших випадках і прогнозування, відтворювання, синтез, програмування набувають великого практичного значення в процесі фізичного виховання.
Що ж входить в це поняття? Який його зміст? Відповіді на такі питання можуть бути знайдені в розкритті сутності самого поняття і структура".
Структура - це не тільки побудова і форма організації тієї чи іншої системи. Це, перш за все, закономірність взаємозв'язку між елементами, які забезпечують їх інтеграцію в єдине ціле - систему.
Якщо говорити про біомеханічну структуру фізичних вправ, то в першу чергу необхідно відповісти на запитання, що ж собою являють сим і їх елементи, які їх біомеханічні особливості та характеристики. Основним елементом кожної фізичної вправи є елементарний вільний суглобний рух, або ж елементарний рух всього тіла людини, виконаний у відповідний момент відносно зовнішніх систем відліку під дією системи сил.
Матеріальним субстратом (предметом, речовинною системою) руху є тіло людини, його руховий апарат.
Процес руху цього матеріального субстрату, як він і сам, описується біомеханічними характеристиками, об'єктивно відображуючим його природні (фізичні, біологічні та ін.) властивості.
Як уже зазначалося вище, той чи інший рух тільки тоді можна вважати відомим, якщо відомі його біокінематичні та біодинамічні характеристики. Таким чином, можна зазначити, що для описування елементів біомеханічної структури фізичної вправи слід користуватися Біокінематичними та біодинамічними характеристиками. Із цього випливає, що біомеханічна структура вправ - закономірність зв'язків між елементарними суглобними рухами людини та рухом центру маси його тіла відносно об'єктів зовнішнього середовища при виконанні тих чи інших рухових дій, необхідних для вирішення поставлених рухових завдань. Власне, закономірності вказаних рухів у цьому випадку повинні бути виражені якоюсь формальною (граничною, знаковою, машиною тощо), відображаючою об'єктивні уявлення про їх біокінематичні та біодинамічні характеристики. Тут також доречно говорити про метрологічний рівень уявлення (опису) фізичної вправи і про використання такого опису в процесі фізичного виховання. В деяких випадках достатньо мати чіткий опис якісних характеристик біомеханічної структури вправ на словесному рівні. В інших випадках необхідно дати графічне уявлення про структуру вправ. Іноді виникає потреба в складанні вправ, відображаючих згадані вище закономірності.
Зараз у зв'язку з ускладненням завдань фізичного виховання спеціалісти все частіше звертаються до методів комп'ютерного програмування та моделювання рухів людини і фізичних вправ.
У всіх випадках вибір того чи іншого варіанту уявлення біомеханічної структури перш за все визначається завданнями використання кожної конкретної вправи в процесі фізичного виховання. Кожний варіант такого опису по-своєму хороший. І в той же час кожному варіанту притаманні тільки його недоліки.
Діалектика пізнання вправ така, що на сучасному рівні знань не існує абсолютно повного, всебічного і в той же час об'єктивного варіанту опису біомеханічної структури фізичної вправи. Це пояснюється, як вже зазначалося, його надмірною складністю та багатомірністю, однак не виключає того, що існують якісь принципово нерозв'язані обмеження в його пізнанні. Таке положення пояснюється перш за все темпом науково-технічного перетворення та розвитком обумовленої методології пізнання, темпами удосконалення біомеханічних методів дослідження рухів людини.
На початковому етапі пізнання рухів людини переважали геометричні уявлення про рухи. Відсутність апаратурних засобів виміру компенсувалася прямим спостереженням зовнішніх геометричних виявів рухів людини.
Винахід фотографії та кінозйомки внесли в оцінку рухів елементи кінематики (час, швидкість, прискорювання). В цей період почали складатися уявлення про фазову структуру рухів. Спеціалісти могли спостерігати безпосередньо на кіноекрані чи на кінограмі фазову послідовність розвороту чи змінюваності у часі елементів кожної системи рухів. Таке уявлення здавалось абсолютно об'єктивним. Власне таким воно і було, але частково, тільки з геометричних позицій.
Не зважаючи на подальші успіхи біомеханіки, такі уявлення на довгий часвкоренилися в практиці фізичного виховання.