«Теория систем и системный анализ. Теория систем и системный анализ Основные понятия теории систем и системного анализа
3.1. Основные понятия теории систем и системного анализа.
Дадим основные определения системного анализа и теории систем.
Элемент системы - часть системы, выполняющая определённую функцию (лектор читает лекцию, студенты её слушают и конспектируют, и т.д.). Элемент – это некоторый объект (материальный, энергетический, информационный), часть системы, который обладает рядом важных для нас свойств, но внутреннее строение (содержание) которого безотносительно к цели рассмотрения. Ответ на вопрос, что является такой частью, может быть неоднозначным и зависит от цели рассмотрения объекта как системы, от точки зрения на него или от аспекта его изучения. Таким образом, элемент - это предел деления системы с точек зрения решения конкретной задачи и поставленной цели.
Элемент системыможет быть сложным, состоящим из взаимосвязанных частей, т.е. тоже представлять собой систему. Такой сложный элемент часто называют подсистемой .
Подсистема. Система может быть разделена на элементы не сразу, а последовательным расчленением на подсистемы, которые представляют собой компоненты более крупные, чем элементы, и в то же время более детальные, чем система в целом. Возможность деления системы на подсистемы связана с вычленением совокупностей взаимосвязанных элементов, способных выполнять относительно независимые функции, подцели, направленные на достижение общей цели системы. Названием «подсистема» подчеркивается, что такая часть должна обладать свойствами системы (в частности, свойством целостности). Этим подсистема отличается от простой группы элементов, для которой не сформулирована подцель и не выполняются свойства целостности (для такой группы используется название «компоненты»). Например, подсистемы АСУ, подсистемы пассажирского транспорта крупного города.
Характеристика – то, что отражает некоторое свойство элемента системы. Характеристика элемента системы обычно задается именем и областью допустимых значений.
Характеристики делятся на количественные и качественные в зависимости от типа отношений. Если область допустимых значений задается метризованными значениями, то характеристика является количественной (например, размер экрана). Если пространство значений не метрическое, то характеристика является качественной (например, такая характеристика монитора, как комфортное разрешение, которое хоть и измеряется в пикселях, но зависит от особенностей пользователя). Количественная характеристика называется параметром.
Связь - важный для целей рассмотрения обмен между элементами веществом, энергией, информацией.
Понятие «связь » входит в любое определение системы наряду с понятием «элемент » и обеспечивает возникновение и сохранение структуры и целостных свойств системы. Это понятие характеризует одновременно и строение (статику), и функционирование (динамику) системы.
Связь характеризуется направлением, силой и характером (или видом). По первым двум признакам связи можно разделить на направленные и ненаправленные, сильные и слабые, а по характеру - на связи подчинения, генетические, равноправные (или безразличные), связи управления . Связи можно разделить также по месту приложения (внутренние и внешние), по направленности процессов в системе в целом или в отдельных ее подсистемах (прямые и обратные). Связи в конкретных системах могут быть одновременно охарактеризованы несколькими из названных признаков.
Важную роль в системах играет понятие «обратной связи». Это понятие, легко иллюстрируемое на примерах технических устройств, не всегда можно применить в организационных системах. Исследованию этого понятия большое внимание уделяется в кибернетике, в которой изучается возможность перенесения механизмов обратной связи, характерных для объектов одной физической природы, на объекты другой природы. Обратная связь является основой саморегулирования и развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования.
Система - совокупность элементов, которая обладает следующими признаками:
связями, которые позволяют посредством переходов по ним от элемента к элементу соединить два любых элемента совокупности;
свойством, отличным от свойств отдельных элементов совокупности.
Практически любой объект с определенной точки зрения может быть рассмотрен как система. Вопрос состоит в том, насколько целесообразна такая точка зрения.
Структура системы . Это понятие происходит от латинского слова structure , означающего строение, расположение, порядок. Структура отражает наиболее существенные взаимоотношения между элементами и их группами (компонентами, подсистемами), которые мало меняются при изменениях в системе и обеспечивают существование системы и ее основных свойств. Структура - это совокупность элементов, расчленение системы на группы элементов с указанием связей между ними, неизменное на все время рассмотрения и дающее представление о системе в целом. Указанное расчленение может иметь материальную, функциональную, алгоритмическую или другую основу. Структура может быть представлена графически, в виде теоретико-множественных описаний, матриц, графов, сетей, иерархий: древовидных и многоуровневых («страт », «слоев » и «эшелонов ») и других языков моделирования структур.
Структура системы - совокупность внутренних устойчивых связей между элементами системы, определяющая её основные свойства. Например, в иерархической структуре отдельные элементы образуют соподчиненные уровни, и внутренние связи образованы между этими уровнями. Структура системы может быть охарактеризована по имеющимся в ней типам связей. Простейшими из них являются последовательное, параллельное соединение и обратная связь .
Структуру часто представляют в виде иерархии. Иерархия - это упорядоченность компонентов по степени важности (многоступенчатость, служебная лестница). Иерархия - структура с наличием подчиненности, т.е. неравноправных связей между элементами, когда воздействие в одном из направлений оказывают гораздо большее влияние на элемент, чем в другом.
Виды иерархических структур разнообразны, но важных для практики иерархических структур всего две - древовидная и многоуровневая . Между уровнями иерархической структуры могут существовать взаимоотношения строгого подчинения компонентов (узлов) нижележащего уровня одному из компонентов вышележащего уровня. Такие иерархии называют сильными иерархиями типа «дерева». Они имеют ряд особенностей, делающих их удобным средством представления систем управления. Древовидная структура наиболее проста для анализа и реализации. Кроме того, в ней всегда удобно выделять иерархические уровни - группы элементов, находящиеся на одинаковом удалении от верхнего элемента. Пример древовидной структуры - задача проектирования технического объекта от его основных характеристик (верхний уровень) через проектирование основных частей, функциональных систем, групп агрегатов, механизмов до уровня отдельных деталей.
Однако могут быть связи и в пределах одного уровня иерархии. Один и тот же узел нижележащего уровня может быть одновременно подчинен нескольким узлам вышележащего уровня. Такие структуры называют иерархическими структурами «со слабыми связями ». Между уровнями иерархической структуры могут существовать и более сложные взаимоотношения, например, типа «страт», «слоев», «эшелонов». Примеры иерархических структур: энергетические системы, АСУ, государственный аппарат.
Пример материальной структуры - структурная схема сборного моста, которая состоит из отдельных, собираемых на месте секций и указывает только эти секции и порядок их соединения. Пример функциональной структуры - деление двигателя внутреннего сгорания на системы питания, смазки, охлаждения, передачи крутящего момента. Пример алгоритмической структуры - алгоритм программного средства, указывающего последовательность действий или инструкция, которая определяет действия при отыскании неисправности технического устройства.
Организация системы - внутренняя упорядоченность и согласованность взаимодействия элементов системы. Организация системы проявляется, например, в ограничении разнообразия состояний элементов в рамках системы (во время лекции не играют в волейбол).
Целостность системы - принципиальная не сводимость свойств системы к сумме свойств её элементов. В то же время свойства каждого элемента зависят от его места и функции в системе. Так, если вернуться к примеру с лекцией, то, рассматривая отдельно свойства лектора, студентов, предметов, оборудования, аудитории и т.д., нельзя однозначно определить свойства системы, где эти элементы будут совместно использоваться.
Классификация систем, как и любая классификация, может производиться по различным признакам. В наиболее общем плане системы можно разделить на материальные и абстрактные.
Материальные системы представляют собой совокупность материальных объектов. Среди материальных систем можно выделить неорганические (технические, химические и т.п.), органические (биологические) и смешанные , содержащие элементы как неорганической, так и органической природы. Среди смешанных систем следует обратить особое внимание на человеко - машинные (эрготехнические) системы, в которых человек с помощью машин осуществляет свою трудовую деятельность.
Важное место среди материальных систем занимают социальные системы с общественными отношениями (связями) между людьми. Под классом этих систем являются социально - экономические системы, в которых связи между элементами - это общественные отношения людей в процессе производства.
Абстрактные системы - это продукт человеческого мышления: знания, теории, гипотезы, т.п.
По временной зависимости различают статические и динамические системы . В статических системах с течением времени состояние не изменяется, в динамических системах происходит изменение состояния в процессе её функционирования.
Динамические системы с точки зрения наблюдателя могут быть детерминированными и вероятностными (стохастическими). В детерминированной системе состояние её элементов в любой момент времени полностью определяется их состоянием в предшествующий или последующий моменты времени. Иначе говоря, всегда можно предсказать поведение детерминированной системы. Если же поведение предсказать невозможно, то система относится к классу вероятностных (стохастических) систем.
Любая система входит в состав большей системы. Эта большая система как бы окружает её и является для данной системы с внешней средой.
По тому, как взаимодействует система с внешней средой, различают закрытые и открытые системы . Закрытые системы не взаимодействуют с внешней средой, все процессы, кроме энергетических, замыкаются внутри системы. Открытые системы активно взаимодействуют с внешней средой, что позволяет им развиваться в сторону совершенствования и усложнения.
По сложности системы принято делить на простые , сложные и большие (очень сложные ).
Простая система - это система, не имеющая развитой структуры (например, нельзя выявить иерархические уровни).
Сложная система - система, которая состоит из элементов разных типов и обладает разнородными связями между ними. В качестве примера приведем ЭВМ, лесной трактор или судно. Сложная система - система с развитой структурой и состоящая из элементов - подсистем, являющихся в свою очередь простыми системами.
Автоматизированная система - сложная система с определяющей ролью элементов двух типов: * - в виде технических средств; * - в виде действия человека.
Для сложной системы автоматизированный режим считается более предпочтительным, чем автоматический. Например, посадка самолета или захват дерева харвестерной головкой выполняется при участии человека, а автопилот или бортовой компьютер используется лишь на относительно простых операциях. Типична также ситуация, когда решение, выработанное техническими средствами, утверждается к исполнению человеком.
Большая система - система, которая включает значительное число однотипных элементов и однотипных связей. В качестве примера можно привести трубопровод. Элементами последнего будут участки между швами или опорами. Для расчетов на прочность по методу конечных элементов элементами системы считаются небольшие участки трубы, а связь имеет силовой (энергетический) характер - каждый элемент действует на соседние элементы.
Большая система - это сложная система, имеющая ряд дополнительных признаков: наличие разнообразных (материальных, информационных, денежных, энергетических) связей между подсистемами и элементами подсистем; открытость системы; наличие в системе элементов самоорганизации; участие в функционировании системы людей, машин и природной среды.
Понятие большой системы было введено, как следует из приведённых выше признаков, для обозначения особой группы систем, не поддающихся точному и подробному описанию. Для больших систем можно выделить следующие основные признаки:
1. Наличие структуры , благодаря которой можно узнать, как устроена система, из каких подсистем и элементов состоит, каковы их функции и взаимосвязи, как система взаимодействует с внешней средой.
2. Наличие единой цели функционирования , т.е. частные цели подсистем и элементов должны быть подчинены цели функционирования системы.
3. Устойчивость к внешним и внутренним возмущениям . Это свойство подразумевает выполнение системой своих функций в условиях внутренних случайных изменений параметров и дестабилизирующих воздействий внешней среды.
4. Комплексный состав системы , т.е. элементами и подсистемами большой системы являются самые разнообразные по своей природе и принципам функционирования объекты.
5. Способность к развитию . В основе развития систем лежат противоречия между элементами системы. Снятие противоречий возможно при увеличении функционального разнообразия, а это и есть развитие.
Декомпозиция - деление системы на части, удобное для каких-либо операций с этой системой. Примерами будут: разделение объекта на отдельно проектируемые части, зоны обслуживания; рассмотрение физического явления или математическое описание отдельно для части системы.
Состояние . Понятием «состояние» обычно характеризуют мгновенную фотографию, «срез» системы, остановку в ее развитии. Его определяют либо через входные воздействия и выходные сигналы (результаты), либо через макропараметры, макро свойства системы (например, давление, скорость, ускорение - для физических систем; производительность, себестоимость продукции, прибыль - для экономических систем).
Поведение . Если система способна переходить из одного состояния в другое, то говорят, что она обладает поведением. Этим понятием пользуются, когда неизвестны закономерности переходов из одного состояния в другое. Тогда говорят, что система обладает каким-то поведением, и выясняют его закономерности.
Внешняя среда . Под внешней средой понимается множество элементов, которые не входят в систему, но изменение их состояния вызывает изменение поведения системы.
Модель . Под моделью системы понимается описание системы, отображающее определенную группу ее свойств. Углубление описания - детализация модели. Создание модели системы позволяет предсказывать ее поведение в определенном диапазоне условий.
Модель функционирования (поведения) системы - это модель, предсказывающая изменение состояния системы во времени, например: натурные (аналоговые), электрические, машинные на ЭВМ и др.
Равновесие . Это способность системы в отсутствие внешних возмущающих воздействий (или при постоянных воздействиях) сохранить свое состояние сколь угодно долго.
Устойчивость . Под устойчивостью понимается способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних возмущающих воздействий. Эта способность обычно присуща системам при постоянном u t , если только отклонения не превышают некоторого предела.
Состояние равновесия, в которое система способна возвращаться, по аналогии с техническими устройствами называют устойчивым состоянием равновесия. Равновесие и устойчивость в экономических и организационных системах - гораздо более сложные понятия, чем в технике, и до недавнего времени ими пользовались только для некоторого предварительного описательного представления о системе. В последнее время появились попытки формализованного отображения этих процессов и в сложных организационных системах, помогающие выявлять параметры, влияющие на их протекание и взаимосвязь.
Развитие. Исследованию процесса развития, соотношения процессов развития и устойчивости, изучению механизмов, лежащих в их основе, уделяют в кибернетике и теории систем большое внимание. Понятие развития помогает объяснить сложные термодинамические и информационные процессы в природе и обществе.
Цель . Применение понятия «цель» и связанных с ним понятий целенаправленности, целеустремленности, целесообразности сдерживается трудностью их однозначного толкования в конкретных условиях. Это связано с тем, что процесс целеобразования и соответствующий ему процесс обоснования целей в организационных системах весьма сложен и не до конца изучен. Его исследованию большое внимание уделяется в психологии, философии, кибернетике. В Большой Советской Энциклопедии цель определяется как «заранее мыслимый результат сознательной деятельности человека». В практических применениях цель - это или идеальное устремление , которое позволяет коллективу увидеть перспективы или реальные возможности, конкретные цели - конечные результаты, достижимые в пределах определенного интервала времени, обеспечивающие своевременность завершения очередного этапа на пути к идеальным устремлениям.
В настоящее время в связи с усилением программно-целевых принципов в планировании исследованию закономерностей целеобразования и представления целей в конкретных условиях уделяется все больше внимания. Например: энергетическая программа, продовольственная программа, жилищная программа, программа перехода к рыночной экономике. Понятие цель лежит в основе развития системы.
Понятие информации в системе.
Информация - совокупность сведений, воспринимаемых системой из окружающей среды, выдаваемых в окружающую среду либо сохраняемой внутри информационной системы.
Данные - представление в формальном виде конкретная информация об объектах предметной области, их свойствах и взаимосвязях, отражающая события и ситуации в области. Данные представляются в виде, позволяющим автоматизировать их сбор, хранение, дальнейшую обработку информационными системами. Данные - это запись в соответствующем коде.
Организация хранения и обработки больших объемов информации о различных системах привела к появлению баз данных.
Модель и цель системы
Понятие модели трактуется неоднозначно. В основе его лежит сходство процессов, протекающих в реальной действительности, и в заменяющей реальный объект модели. В философии, под моделью понимается широкая категория кибернетики, заменяющая изучаемый объект его упрощенным представлением, с целью более глубокого познания оригинала. Под математической моделью (в дальнейшем просто моделью) понимается идеальное математическое отражение исследуемого объекта.
Фундаментальные (детальные) модели, количественно описывающих поведение или свойства системы, начиная с такого числа основных физических допущений (первичных принципов), какое только является возможным. Такие модели предельно подробны и точны для явлений, которые они описывают.
Феноменологические модели используются для качественного описания физических процессов, когда точные соотношения неизвестны, либо слишком сложны для применения. Такие приближенные или осредненные модели обычно обоснованы физически и содержат входные данные, полученные из эксперимента или более фундаментальных теорий. Феноменологическая модель основывается на качественном понимании физической ситуации. При получении феноменологических моделей используются общие принципы и условия сохранения.
Управление
В широком смысле слова под управлением понимается организационную деятельность, осуществляющую функции и направленную на достижении определенных целей.
Изучение, анализ и синтез больших систем производится на основе системного подхода, который предполагает учет основных свойств таких систем.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Наименования цвета в индоевропейских языках: Системный и исторический анализ / Под ред. А.П. Василевича. - М.: Ленанд, 2016. - 320 c.
2. Информатика сообществ: Системный анализ и инструменты / Под ред. В.И. Тищенко. - М.: Красанд, 2010. - 280 c.
3. Труды ИСА РАН: Динамические системы. Наукометрия и управление наукой. Методологические проблемы системного анализа. Системный анализ в медицине и биологии. Информационные технологии / Под ред. С.В. Емельянова. - М.: Ленанд, 2015. - 116 c.
4. Наименования цвета в индоевропейских языках: Системный и исторический анализ / Под ред. А.П. Василевича. - М.: Ленанд, 2016. - 320 c.
5. Агафонов, В.А. Системный анализ в стратегическом управлении / В.А. Агафонов. - М.: Русайнс, 2016. - 48 c.
6. Андрейчиков, А.В. Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике: Модели многокритериального анализа деятельности инновационных организаций / А.В. Андрейчиков, О.Н. Андрейчикова. - М.: КД Либроком, 2013. - 360 c.
7. Андрейчиков, А.В. Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике: Основы стратегического инновационного менеджмента и маркетинга / А.В. Андрейчиков, О.Н. Андрейчикова. - М.: КД Либроком, 2018. - 248 c.
8. Андрейчиков, А.В. Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике / А.В. Андрейчиков, О.Н. Андрейчикова. - М.: КД Либроком, 2013. - 304 c.
9. Андрейчиков, А.В. Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике / А.В. Андрейчиков, О.Н. Андрейчикова. - М.: КД Либроком, 2013. - 248 c.
10. Андрейчиков, А.В. Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике: Формирование и принятие решений в образовательных учреждениях / А.В. Андрейчиков, О.Н. Андрейчикова. - М.: Ленанд, 2015. - 448 c.
11. Андрейчиков, А.В. Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике: Концептуальное проектирование инновационных систем / А.В. Андрейчиков, О.Н. Андрейчикова. - М.: Ленанд, 2014. - 432 c.
12. Андрейчиков, А.В. Стратегический менеджмент в инновационных организациях. Системный анализ и принятие решений: Учебник / А.В. Андрейчиков, О.Н. Андрейчикова. - М.: Вузовский учебник, НИЦ Инфра-М, 2013. - 396 c.
13. Андрейчиков, А.В. Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике: Математические, эвристические и интеллектуальные методы системного анализа и синтеза инноваций / А.В. Андрейчиков, О.Н. Андрейчикова. - М.: Ленанд, 2015. - 306 c.
14. Андрейчиков, А.В. Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике: Математические, эвристические и интеллектуальные методы системного анализа и синтеза ин / А.В. Андрейчиков, О.Н. Андрейчикова. - М.: Ленанд, 2015. - 306 c.
15. Андрейчиков, А.В. Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике: Основы стратегического инновационного менеджмента и маркетинга: Учебное пособие / А.В. Андрейчиков, О.Н. Андрейчикова. - М.: КД Либроком, 2013. - 248 c.
16. Андрейчиков, А.В. Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике: Основы стратегического инновационного менеджмента и маркетинга / А.В. Андрейчиков, О.Н. Андрейчикова. - М.: КД Либроком, 2012. - 248 c.
17. Андрейчиков, А.В. Системный анализ и синтез стратегических решений в инноватике: Концептуальное проектирование инновационных систем: Учебное пособие / А.В. Андрейчиков, О.Н. Андрейчикова. - М.: Ленанд, 2014. - 432 c.
18. Антонов, А.В. Системный анализ: Учебник для вузов / А.В. Антонов. - М.: Высшая школа, 2008. - 454 c.
19. Антонов, А.В. Системный анализ / А.В. Антонов. - М.: Высшая школа, 2008. - 454 c.
20. Антонов, А.В. Системный анализ: Уч. / А.В. Антонов. - М.: Инфра-М, 2016. - 158 c.
21. Анфилатов, В.С. Системный анализ в управлении: Учебное пособие / В.С. Анфилатов, А.А. Емельянов, А.А. Кукушкин. - М.: Финансы и статистика, 2009. - 368 c.
22. Анфилатов, В.С. Системный анализ в управлении / В.С. Анфилатов. - М.: Финансы и статистика, 2009. - 368 c.
23. Асланов, М. Системный анализ и принятие решений в деятельности учреждений реального сектора экономики, связи и транспорта / М. Асланов, А. Шатраков. - М.: Экономика, 2010. - 406 c.
24. Баринов, В.А. Теория систем и системный анализ в управлении организациями: Справочник: Учебное пособие / В.А. Баринов, Л.С. Болотова; Под ред. В.Н. Волкова, А.А. Емельянов. - М.: Финансы и статистика, Инфра-М, 2012. - 848 c.
25. Баринов, В.А. Теория систем и системный анализ в управлении организациями: Справочник / В.А. Баринов, Л.С. Болотова. - М.: Финансы и статистика, 2012. - 848 c.
26. Белов, П.Г. Управление рисками, системный анализ и моделирование в 3 ч. часть 1: Учебник и практикум для бакалавриата и магистратуры / П.Г. Белов. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 211 c.
27. Белов, П.Г. Управление рисками, системный анализ и моделирование в 3 ч. часть 2: Учебник и практикум для бакалавриата и магистратуры / П.Г. Белов. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 250 c.
28. Белов, П.Г. Управление рисками, системный анализ и моделирование в 3 ч. часть 3: Учебник и практикум для бакалавриата и магистратуры / П.Г. Белов. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 272 c.
29. Бродецкий, Г.Л. Системный анализ в логистике. Выбор в условиях неопределенности: Учебник / Г.Л. Бродецкий. - М.: Академия, 2014. - 240 c.
30. Бродецкий, Г.Л. Системный анализ в логистике. Выбор при многих критериях: Учебник / Г.Л. Бродецкий. - М.: Academia, 2015. - 224 c.
31. Бродецкий, Г.Л. Системный анализ в логистике. Выбор при многих критериях: Учебник / Г.Л. Бродецкий. - М.: Академия, 2012. - 208 c.
32. Бродецкий, Г.Л. Системный анализ в логистике. Выбор в условиях неопределенности: Учебник / Г.Л. Бродецкий. - М.: Academia, 2011. - 16 c.
33. Булыгина, О.В. Системный анализ в упр.: Учебное пособие / О.В. Булыгина, А.А. Емельянов, Н.З. Емельянова. - М.: Форум, 2018. - 16 c.
34. Валлерстайн, И. Миросистемный анализ: Введение. Пер. с англ. / И. Валлерстайн. - М.: Ленанд, 2018. - 304 c.
35. Вдовин, В.М. Теория систем и системный анализ: Учебник для бакалавров / В.М. Вдовин, Л.Е. Суркова, В.А. Валентинов. - М.: Дашков и К, 2013. - 644 c.
36. Вдовин, В.М. Теория систем и системный анализ: Учебник для бакалавров / В.М. Вдовин, Л.Е. Суркова и др. - М.: Дашков и К, 2016. - 644 c.
37. Вдовин, В.М. Теория систем и системный анализ: Учебник для бакалавров / В.М. Вдовин, Л.Е. Суркова. - М.: Дашков и К, 2016. - 644 c.
38. Вдовин, В.М. Теория систем и системный анализ: Учебник для бакалавров / В.М. Вдовин, Л.Е. Суркова. - М.: Дашков и К, 2014. - 644 c.
39. Вихнин, А.Г. Штурм четвертого мегапроекта: кто будет новым Биллом Гейтсом? Системный анализ и выбор стратегии / А.Г. Вихнин, Н.З. Сакипов. - М.: Диалог-МИФИ, 2008. - 288 c.
40. Волкова, В.Н. Системный анализ информационных комплексов: Учебное пособие / В.Н. Волкова. - СПб.: Лань, 2016. - 336 c.
41. Волкова, В.Н. Теория систем и системный анализ: Учебник для академического бакалавриата / В.Н. Волкова, А.А. Денисов. - Люберцы: Юрайт, 2016. - 462 c.
42. Волкова, В.Н. Теория систем и системный анализ: Учебник для бакалавров / В.Н. Волкова, А.А. Денисов. - М.: Юрайт, 2013. - 616 c.
43. Громова, Е., Н. Системный анализ информационных комплексов: Учебное пособие / Е. Н. Громова. - СПб.: Лань, 2016. - 336 c.
44. Данелян, Т.Я. Теория систем и системный анализ: Учебно-методический комплекс / Т.Я. Данелян. - М.: Ленанд, 2016. - 360 c.
45. Дмитриева, Н.В. Системная электрофизиология: Системный анализ электрофизиологических процессов / Н.В. Дмитриева. - М.: КД Либроком, 2015. - 252 c.
46. Дрогобыцкий, И.Н. Системный анализ в экономике: Учебник / И.Н. Дрогобыцкий. - М.: Юнити, 2018. - 784 c.
47. Дрогобыцкий, И.Н. Системный анализ в экономике: Учебник / И.Н. Дрогобыцкий. - М.: Юнити, 2016. - 423 c.
48. Дрогобыцкий, И.Н. Системный анализ в экономике / И.Н. Дрогобыцкий. - М.: Финансы и статистика, 2009. - 512 c.
49. Дрогобыцкий, И.Н. Системный анализ в экономике: Учебник / И.Н. Дрогобыцкий. - М.: Юнити, 2013. - 423 c.
50. Дрогобыцкий, И.Н. Системный анализ в экономике: Учебник для студентов вузов / И.Н. Дрогобыцкий. - М.: Юнити-Дана, 2013. - 423 c.
51. Дрогобыцкий, И.Н. Системный анализ в экономике: Учебник для студентов вузов / И.Н. Дрогобыцкий. - М.: Юнити-Дана, 2012. - 423 c.
52. Заграновская, А.В. Системный анализ деятельности организации. Практикум: Учебное пособие 2019 г. / А.В. Заграновская. - СПб.: Лань, 2019. - 200 c.
53. Кагарлицкий, Б.Ю. История России: Миросистемный анализ / Б.Ю. Кагарлицкий, В.Н. Сергеев. - М.: Ленанд, 2018. - 432 c.
54. Кагарлицкий, Б.Ю. История России: Миросистемный анализ / Б.Ю. Кагарлицкий, В.Н. Сергеев. - М.: Ленанд, 2014. - 432 c.
55. Качала, В.В. Теория систем и системный анализ: Учебник / В.В. Качала. - М.: Академия, 2008. - 352 c.
56. Качала, В.В. Теория систем и системный анализ: Учебник / В.В. Качала. - М.: Academia, 2013. - 96 c.
57. Качала, В.В. Теория систем и системный анализ: Учебник для студентов образовательных учреждений среднего профессионального образования / В.В. Качала.. - М.: ИЦ Академия, 2013. - 272 c.
58. Кириллов, В.И. Квалиметрия и системный анализ: Учебное пособие / В.И. Кириллов. - М.: НИЦ Инфра-М, Нов. знание, 2013. - 440 c.
59. Кириллов, В.И. Квалиметрия и системный анализ: Учебное пособие / В.И. Кириллов. - М.: Инфра-М, 2012. - 440 c.
60. Кириллов, В.И. Квалиметрия и системный анализ: Учебное пособие / В.И. Кириллов. - М.: Инфра-М, 2014. - 313 c.
61. Киселев, В.М. Нефте-газо-химический комплекс российской федерации. интеллектуальная поддержка управленческих решений. системный анализ и инфодизайн / В.М. Киселев, С.В. Савинков. - М.: Русайнс, 2019. - 158 c.
62. Козлов, В.Н. Системный анализ, оптимизация и принятие решений / В.Н. Козлов. - М.: Проспект, 2016. - 176 c.
63. Кориков, А.М. Теория систем и системный анализ: Учебное пособие / А.М. Кориков, С.Н. Павлов. - М.: Инфра-М, 2016. - 416 c.
64. Корнев, Г.Н. Системный анализ: Уч. / Г.Н. Корнев, В.Б. Яковлев. - М.: Риор, 2013. - 252 c.
65. Костусенко, И.И. Системный анализ инвестиционно-инновационных процессов в АПК: Учебное пособие / И.И. Костусенко. - СПб.: Проспект Науки, 2014. - 176 c.
66. Лексин, В.Н. Реформы и регионы: Системный анализ процессов реформирования региональной экономики, становления федерализма и местного самоуправления / В.Н. Лексин, А.Н. Швецов. - М.: Ленанд, 2012. - 1024 c.
67. Лившиц, В.Н. Системный анализ рыночного реформирования нестационарной экономики России: 1992-2013 / В.Н. Лившиц. - М.: Ленанд, 2013. - 640 c.
68. Онищенко, Г.Г. Системный бенчмаркинг канализования. В 2-х т. / Г.Г. Онищенко, Ф.В. Кармазинов и др. - СПб.: Профессия, 2011. - 992 c.
69. Пиляева, В.В. Системный анализ в менеджменте / В.В. Пиляева. - М.: КноРус, 2013. - 304 c.
70. Пихорович, В.Д. Марксизм и миросистемный анализ: Заметки на полях книги «Есть ли будущее у капитализма?» / В.Д. Пихорович. - М.: Ленанд, 2018. - 200 c.
71. Попов, В.Б. Системный анализ в управлении: Учебное пособие / В.Б. Попов. - М.: Финансы и статистика, 2009. - 368 c.
72. Попов, В.Н. Системный анализ в менеджменте: Учебное пособие / В.Н. Попов. - М.: КноРус, 2018. - 240 c.
73. Самсонов, Р.О. Системный анализ геоэкологических рисков в газовой промышленности / Р.О. Самсонов. - М.: Научный мир, 2007. - 272 c.
74. Самсонов, Р.О. Системный анализ геоэкологических рисков в газовой промышленности / Р.О. Самсонов, А.С. Казак, В.Н. Башкин, В.В. Лесных. - Вологда: Инфра-Инженерия, 2007. - 282 c.
75. Северцев, Н.А. Системный анализ и моделирование безопасности. / Н.А. Северцев. - М.: Высшая школа, 2006. - 462 c.
76. Сердюцкая, Л.Ф. Системный анализ и математическое моделирование экологических процессов в водных экосистемах / Л.Ф. Сердюцкая. - М.: КД Либроком, 2009. - 144 c.
77. Сухова, Л.Ф. Системный анализ в экономике: Учебное пособие / Л.Ф. Сухова и др. - М.: Финансы и статистика, 2009. - 512 c.
78. Тарасенко, Ф.П. Прикладной системный анализ / Ф.П. Тарасенко. - М.: КноРус, 2003. - 192 c.
79. Тимченко, Т.Н. Системный анализ в управлении: Учебное пособие / Т.Н. Тимченко. - М.: ИД РИОР, 2013. - 161 c.
80. Тимченко, Т.Н. Системный анализ в управлении: Учебное пособие / Т.Н. Тимченко. - М.: Риор, 2017. - 704 c.
81. Тихомирова, О.Г. Управление проектом: комплексный подход и системный анализ: Монография / О.Г. Тихомирова. - М.: НИЦ Инфра-М, 2013. - 301 c.
82. Хомяков, П.М. Системный анализ: Экспресс-курс лекций / П.М. Хомяков. - М.: Ленанд, 2017. - 214 c.
83. Чернов, Ю.Г. Психологический анализ почерка: системный подход и компьютерная реализация в психологии криминологии и судебной экспертизе / Ю.Г. Чернов. - М.: Генезис, 2011. - 464 c.
84. Шумский, А.А. Системный анализ в защите информации / А.А. Шумский, А.А. Шелупанов. - М.: Гелиос АРВ, 2005. - 224 c.
85. Юдицкий, С.А. Теория систем и системный анализ в управлении организациями: Учебное пособие / С.А. Юдицкий. - М.: Финансы и статистика, 2012. - 848 c.
86. Яковлев, С.В. Теория систем и системный анализ (лабораторный практикум): Учебное пособие для вузов / С.В. Яковлев. - М.: Горячая линия -Телеком, 2015. - 320 c.
87. Яковлев, С.В. Теория систем и системный анализ. Лабораторный практикум: Учебное пособие для ВУЗов / С.В. Яковлев. - М.: ГЛТ, 2015. - 320 c.
Лекция 2: Системные свойства. Классификация систем
Свойства систем.
Итак, состоянием системы называется совокупность существенных свойств, которыми система обладает в каждый момент времени.
Под свойством понимают сторону объекта, обуславливающую его отличие от других объектов или сходство с ними и проявляющуюся при взаимодействии с другими объектами.
Характеристика — то, что отражает некоторое свойство системы.
Какие свойства систем известны.
Из определения «системы» следует, что главным свойством системы является целостность, единство, достигаемое посредством определенных взаимосвязей и взаимодействий элементов системы и проявляющиеся в возникновении новых свойств, которыми элементы системы не обладают. Это свойство эмерджентности (от анг. emerge — возникать, появляться).
- Эмерджентность — степень несводимости свойств системы к свойствам элементов, из которых она состоит.
- Эмерджентность — свойство систем, обусловливающее появление новых свойств и качеств, не присущих элементам, входящих в состав системы.
Эмерджентность — принцип противоположный редукционизму, который утверждает, что целое можно изучать, расчленив его на части и затем, определяя их свойства, определить свойства целого.
Свойству эмерджентности близко свойство целостности системы. Однако их нельзя отождествлять.
Целостность системы означает, что каждый элемент системы вносит вклад в реализацию целевой функции системы.
Целостность и эмерджентность — интегративные свойства системы.
Наличие интегративных свойств является одной из важнейших черт системы. Целостность проявляется в том, что система обладает собственной закономерностью функциональности, собственной целью.
Организованность — сложное свойство систем, заключающиеся в наличие структуры и функционирования (поведения). Непременной принадлежностью систем является их компоненты, именно те структурные образования, из которых состоит целое и без чего оно не возможно.
Функциональность — это проявление определенных свойств (функций) при взаимодействии с внешней средой. Здесь же определяется цель (назначение системы) как желаемый конечный результат.
Структурность — это упорядоченность системы, определенный набор и расположение элементов со связями между ними. Между функцией и структурой системы существует взаимосвязь, как между философскими категориями содержанием и формой. Изменение содержания (функций) влечет за собой изменение формы (структуры), но и наоборот.
Важным свойством системы является наличие поведения — действия, изменений, функционирования и т.д.
Считается, что это поведение системы связано со средой (окружающей), т.е. с другими системами с которыми она входит в контакт или вступает в определенные взаимоотношения.
Процесс целенаправленного изменения во времени состояния системы называется поведением . В отличие от управления, когда изменение состояния системы достигается за счет внешних воздействий, поведение реализуется исключительно самой системой, исходя из собственных целей.
Поведение каждой системы объясняется структурой систем низшего порядка, из которых состоит данная система, и наличием признаков равновесия (гомеостаза). В соответствии с признаком равновесия система имеет определенное состояние (состояния), которое являются для нее предпочтительным. Поэтому поведение систем описывается в терминах восстановления этих состояний, когда они нарушаются в результате изменения окружающей среды.
Еще одним свойством является свойство роста (развития). Развитие можно рассматривать как составляющую часть поведения (при этом важнейшим).
Одним из первичных, а, следовательно, основополагающих атрибутов системного подхода является недопустимость рассмотрения объекта вне его развития , под которым понимается необратимое, направленное, закономерное изменение материи и сознания. В результате возникает новое качество или состояние объекта. Отождествление (может быть и не совсем строгое) терминов «развитие» и «движение» позволяет выразиться в таком смысле, что вне развития немыслимо существование материи, в данном случае — системы. Наивно представлять себе развитие, происходящее стихийно. В неоглядном множестве процессов, кажущихся на первый взгляд чем-то вроде броуновского (случайного, хаотичного) движения, при пристальном внимании и изучении вначале как бы проявляются контуры тенденций, а затем и довольно устойчивые закономерности. Эти закономерности по природе своей действуют объективно, т.е. не зависят от того, желаем ли мы их проявления или нет. Незнание законов и закономерностей развития — это блуждание в потемках.
Кто не знает, в какую гавань он плывет, для того нет попутного ветра
Поведение системы определяется характером реакции на внешние воздействия.
Фундаментальным свойством систем является устойчивость , т.е. способность системы противостоять внешним возмущающим воздействиям. От нее зависит продолжительность жизни системы.
Простые системы имеют пассивные формы устойчивости: прочность, сбалансированность, регулируемость, гомеостаз. А для сложных определяющими являются активные формы: надежность, живучесть и адаптируемость.
Если перечисленные формы устойчивости простых систем (кроме прочности) касается их поведения, то определяющая форма устойчивости сложных систем носят в основном структурный характер.
Надежность — свойство сохранения структуры систем, несмотря на гибель отдельных ее элементов с помощью их замены или дублирования, а живучесть — как активное подавление вредных качеств. Таким образом, надежность является более пассивной формой, чем живучесть.
Адаптируемость — свойство изменять поведение или структуру с целью сохранения, улучшения или приобретение новых качеств в условиях изменения внешней среды. Обязательным условием возможности адаптации является наличие обратных связей.
Всякая реальная система существует в среде. Связь между ними бывает настолько тесной, что определять границу между ними становится сложно. Поэтому выделение системы из среды связано с той или иной степенью идеализации.
Можно выделить два аспекта взаимодействия:
- во многих случаях принимает характер обмена между системой и средой (веществом, энергией, информацией);
- среда обычно является источником неопределенности для систем.
Воздействие среды может быть пассивным либо активным (антогонистическим, целенаправленно противодействующее системе).
Поэтому в общем случае среду следует рассматривать не только безразличную, но и антогонистическую по отношению к исследуемой системе.
Рис. — Классификация систем
| Основание (критерий) классификации | Классы систем |
|---|---|
| По взаимодействию с внешней средой | Открытые Закрытые Комбинированные |
| По структуре | Простые Сложные Большие |
| По характеру функций | Специализированные Многофункциональные (универсальные) |
| По характеру развития | Стабильные Развивающиеся |
| По степени организованности | Хорошо организованные Плохо организованные (диффузные) |
| По сложности поведения | Автоматические Решающие Самоорганизующиеся Предвидящие Превращающиеся |
| По характеру связи между элементами | Детерминированные Стохастические |
| По характеру структуры управления | Централизованные Децентрализованные |
| По назначению | Производящие Управляющие Обслуживающие |
Классификацией называется разбиение на классы по наиболее существенным признакам. Под классом понимается совокупность объектов, обладающие некоторыми признаками общности. Признак (или совокупность признаков) является основанием (критерием) классификации.
Система может быть охарактеризована одним или несколькими признаками и соответственно ей может быть найдено место в различных классификациях, каждая из которых может быть полезной при выборе методологии исследования. Обычно цель классификации ограничить выбор подходов к отображению систем, выработать язык описания, подходящий для соответствующего класса.
Реальные системы делятся на естественные (природные системы) и искусственные (антропогенные).
Естественные системы: системы неживой (физические, химические) и живой (биологические) природы.
Искусственные системы: создаются человечеством для своих нужд или образуются в результате целенаправленных усилий.
Искусственные делятся на технические (технико-экономические) и социальные (общественные).
Техническая система спроектирована и изготовлена человеком в определенных целях.
К социальным системам относятся различные системы человеческого общества.
Выделение систем, состоящих из одних только технических устройств почти всегда условно, поскольку они не способны вырабатывать свое состояние. Эти системы выступают как части более крупных, включающие людей — организационно-технических систем.
Организационная система, для эффективного функционирование которой существенным фактором является способ организации взаимодействия людей с технической подсистемой, называется человеко-машинной системой.
Примеры человеко-машинных систем: автомобиль — водитель; самолет — летчик; ЭВМ — пользователь и т.д.
Таким образом, под техническими системами понимают единую конструктивную совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих объектов, предназначенная для целенаправленных действий с задачей достижения в процессе функционирования заданного результата.
Отличительными признаками технических систем по сравнению с произвольной совокупностью объектов или по сравнению с отдельными элементами является конструктивность (практическая осуществляемость отношений между элементами), ориентированность и взаимосвязанность составных элементов и целенаправленность.
Для того чтобы система была устойчивой к воздействию внешних влияний, она должна иметь устойчивую структуру. Выбор структуры практически определяет технический облик как всей системы, так ее подсистем, и элементов. Вопрос о целесообразности применения той или иной структуры должен решаться исходя из конкретного назначения системы. От структуры зависит также способность системы к перераспределению функций в случае полного или частичного отхода отдельных элементов, а, следовательно, надежность и живучесть системы при заданных характеристиках ее элементов.
Абстрактные системы являются результатом отражения действительности (реальных систем) в мозге человека.
Их настроение — необходимая ступень обеспечения эффективного взаимодействия человека с окружающим миром. Абстрактные (идеальные) системы объективны по источнику происхождения, поскольку их первоисточником является объективно существующая действительность.
Абстрактные системы разделяют на системы непосредственного отображения (отражающие определенные аспекты реальных систем) и системы генерализирующего (обобщающего) отображения. К первым относятся математические и эвристические модели, а ко вторым — концептуальные системы (теории методологического построения) и языки.
На основе понятия внешней среды системы разделяются на: открытые, закрытые (замкнутые, изолированные) и комбинированные. Деление систем на открытые и закрытые связано с их характерными признаками: возможность сохранения свойств при наличии внешних воздействий. Если система нечувствительна к внешним воздействиям ее можно считать закрытой. В противном случае — открытой.
Открытой называется система, которая взаимодействует с окружающей средой. Все реальные системы являются открытыми. Открытая система является частью более общей системы или нескольких систем. Если вычленить из этого образования собственно рассматриваемую систему, то оставшаяся часть — ее среда.
Открытая система связана со средой определенными коммуникациями, то есть сетью внешних связей системы. Выделение внешних связей и описание механизмов взаимодействия «система-среда» является центральной задачей теории открытых систем. Рассмотрение открытых систем позволяет расширить понятие структуры системы. Для открытых систем оно включает не только внутренние связи между элементами, но и внешние связи со средой. При описании структуры внешние коммуникационные каналы стараются разделить на входные (по которым среда воздействует на систему) и выходные (наоборот). Совокупность элементов этих каналов, принадлежащих собственной системе называются входными и выходными полюсами системы. У открытых систем, по крайней мере, один элемент имеет связь с внешней средой, по меньшей мере, один входной полюс и один выходной, которыми она связана с внешней средой.
Для каждой системы связи со всеми подчиненными ей подсистемами и между последним, являются внутренними, а все остальные — внешними. Связи между системами и внешней средой также, как и между элементами системы, носят, как правило, направленный характер.
Важно подчеркнуть, что в любой реальной системе в силу законов диалектики о всеобщей связи явлений число всех взаимосвязей огромно, так что учесть и исследования абсолютно все связи невозможно, поэтому их число искусственно ограничивают. Вместе с тем, учитывать все возможные связи нецелесообразно, так как среди них есть много несущественных, практически не влияющих на функционирование системы и количество полученных решений (с точки зрения решаемых задач). Если изменение характеристик связи, ее исключение (полный разрыв) приводят к значительному ухудшению работы системы, снижению эффективности, то такая связь — существенна. Одна из важнейших задач исследователя — выделить существенные для рассмотрения системы в условиях решаемой задачи связи и отделить их от несущественных. В связи с тем, что входные и выходные полюса системы не всегда удается четко выделить, приходится прибегать к определенной идеализации действий. Наибольшая идеализация имеет место при рассмотрении закрытой системы.
Закрытой называется система, которая не взаимодействует со средой или взаимодействует со средой строго определенным образом. В первом случае предполагается, что система не имеет входных полюсов, а во втором, что входные полюса есть, но воздействие среды носит неизменный характер и полностью (заранее) известно. Очевидно, что при последнем предположении указанные воздействия могут быть отнесены собственно к системе, и ее можно рассматривать, как закрытую. Для закрытой системы, любой ее элемент имеет связи только с элементами самой системы.
Разумеется, закрытые системы представляют собой некоторую абстракцию реальной ситуации, так как, строго говоря, изолированных систем не существует. Однако, очевидно, что упрощение описания системы, заключаются в отказе от внешних связей, может привести к полезным результатам, упростить исследование системы. Все реальные системы тесно или слабо связаны с внешней средой — открытые. Если временный разрыв или изменение характерных внешних связей не вызывает отклонения в функционировании системы сверх установленных заранее пределов, то система связана с внешней средой слабо. В противном случае — тесно.
Комбинированные системы содержат открытые и закрытые подсистемы. Наличие комбинированных систем свидетельствует о сложной комбинации открытой и закрытой подсистем.
В зависимости от структуры и пространственно-временных свойств системы делятся на простые, сложные и большие.
Простые — системы, не имеющие разветвленных структур, состоящие из небольшого количества взаимосвязей и небольшого количества элементов. Такие элементы служат для выполнения простейших функций, в них нельзя выделить иерархические уровни. Отличительной особенностью простых систем является детерминированность (четкая определенность) номенклатуры, числа элементов и связей как внутри системы, так и со средой.
Сложные — характеризуются большим числом элементов и внутренних связей, их неоднородностью и разнокачественностью, структурным разнообразием, выполняют сложную функцию или ряд функций. Компоненты сложных систем могут рассматриваться как подсистемы, каждая из которых может быть детализирована еще более простыми подсистемами и т.д. до тех пор, пока не будет получен элемент.
Определение N1: система называется сложной (с гносеологических позиций), если ее познание требует совместного привлечения многих моделей теорий, а в некоторых случаях многих научных дисциплин, а также учета неопределенности вероятностного и невероятностного характера. Наиболее характерным проявлением этого определения является многомодельность.
Модель — некоторая система, исследование которой служит средством для получения информации о другой системе. Это описание систем (математическое, вербальное и т.д.) отображающее определенную группу ее свойств.
Определение N2: систему называют сложной если в реальной действительности рельефно (существенно) проявляются признаки ее сложности. А именно:
- структурная сложность — определяется по числу элементов системы, числу и разнообразию типов связей между ними, количеству иерархических уровней и общему числу подсистем системы. Основными типами считаются следующие виды связей: структурные (в том числе, иерархические), функциональные, каузальные (причинно-следственные), информационные, пространственно-временные;
- сложность функционирования (поведения) — определяется характеристиками множества состояний, правилами перехода из состояния в состояние, воздействие системы на среду и среды на систему, степенью неопределенности перечисленных характеристик и правил;
- сложность выбора поведения — в многоальтернативных ситуациях, когда выбор поведения определяется целью системы, гибкостью реакций на заранее неизвестные воздействия среды;
- сложность развития — определяемая характеристиками эволюционных или скачкообразных процессов.
Естественно, что все признаки рассматриваются во взаимосвязи. Иерархическое построение — характерный признак сложных систем, при этом уровни иерархии могут быть как однородные, так и неоднородные. Для сложных систем присущи такие факторы, как невозможность предсказать их поведение, то есть слабо предсказуемость, их скрытность, разнообразные состояния.
Сложные системы можно подразделить на следующие факторные подсистемы:
- решающую, которая принимает глобальные решения во взаимодействии с внешней средой и распределяет локальные задания между всеми другим подсистемами;
- информационную, которая обеспечивает сбор, переработку и передачу информации, необходимой для принятия глобальных решений и выполнения локальны задач;
- управляющую для реализации глобальных решений;
- гомеостазную, поддерживающую динамическое равновесие внутри систем и регулирующую потоки энергии и вещества в подсистемах;
- адаптивную, накапливающую опыт в процессе обучения для улучшения структуры и функций системы.
Большой системой называют систему, ненаблюдаемую одновременно с позиции одного наблюдателя во времени или в пространстве, для которой существенен пространственный фактор, число подсистем которой очень велико, а состав разнороден.
Система может быть и большой и сложной. Сложные системы объединяет более обширную группу систем, то есть большие — подкласс сложных систем.
Основополагающими при анализе и синтезе больших и сложных систем являются процедуры декомпозиции и агрегирования.
Декомпозиция — разделение систем на части, с последующим самостоятельным рассмотрением отдельных частей.
Очевидно, что декомпозиция представляют собой понятие, связанное с моделью, так как сама система не может быть расчленена без нарушений свойств. На уровне моделирования, разрозненные связи заменятся соответственно эквивалентами, либо модели систем строится так, что разложение ее на отдельные части при этом оказывается естественным.
Применительно к большим и сложным системам декомпозиция является мощным инструментом исследования.
Агрегирование является понятием, противоположным декомпозиции. В процессе исследования возникает необходимость объединения элементов системы с целью рассмотреть ее с более общих позиций.
Декомпозиция и агрегирование представляют собой две противоположные стороны подхода к рассмотрению больших и сложных систем, применяемые в диалектическом единстве.
Системы, для которых состояние системы однозначно определяется начальными значениями и может быть предсказано для любого последующего момента времени, называются детерминированными.
Стохастические системы — системы, изменения в которых носят случайный характер. При случайных воздействиях данных о состоянии системы недостаточно для предсказания в последующий момент времени.
По степени организованности: хорошо организованные, плохо организованные (диффузные).
Представить анализируемый объект или процесс в виде хорошо организованной системы означает определить элементы системы, их взаимосвязь, правила объединения в более крупные компоненты. Проблемная ситуация может быть описана в виде математического выражения. Решение задачи при представлении ее в виде хорошо организованной системы осуществляется аналитическими методами формализованного представления системы.
Примеры хорошо организованных систем: солнечная система, описывающая наиболее существенные закономерности движения планет вокруг Солнца; отображение атома в виде планетарной системы, состоящей из ядра и электронов; описание работы сложного электронного устройства с помощью системы уравнений, учитывающей особенности условий его работы (наличие шумов, нестабильности источников питания и т. п.).
Описание объекта в виде хорошо организованной системы применяется в тех случаях, когда можно предложить детерминированное описание и экспериментально доказать правомерность его применения, адекватность модели реальному процессу. Попытки применить класс хорошо организованных систем для представления сложных многокомпонентных объектов или многокритериальных задач плохо удаются: они требуют недопустимо больших затрат времени, практически нереализуемы и неадекватны применяемым моделям.
Плохо организованные системы. При представлении объекта в виде плохо организованной или диффузной системы не ставится задача определить все учитываемые компоненты, их свойства и связи между ними и целями системы. Система характеризуется некоторым набором макропараметров и закономерностями, которые находятся на основе исследования не всего объекта или класса явлений, а на основе определенной с помощью некоторых правил выборки компонентов, характеризующих исследуемый объект или процесс. На основе такого выборочного исследования получают характеристики или закономерности (статистические, экономические) и распространяют их на всю систему в целом. При этом делаются соответствующие оговорки. Например, при получении статистических закономерностей их распространяют на поведение всей системы с некоторой доверительной вероятностью.
Подход к отображению объектов в виде диффузных систем широко применяется при: описании систем массового обслуживания, определении численности штатов на предприятиях и учреждениях, исследовании документальных потоков информации в системах управления и т. д.
С точки зрения характера функций различаются специальные, многофункциональные, и универсальные системы.
Для специальных систем характерна единственность назначения и узкая профессиональная специализация обслуживающего персонала (сравнительно несложная).
Многофункциональные системы позволяют реализовать на одной и той же структуре несколько функций. Пример: производственная система, обеспечивающая выпуск различной продукции в пределах определенной номенклатуры.
Для универсальных систем: реализуется множество действий на одной и той же структуре, однако состав функций по виду и количеству менее однороден (менее определен). Например, комбайн.
По характеру развития 2 класса систем: стабильные и развивающиеся.
У стабильной системы структура и функции практически не изменяются в течение всего периода ее существования и, как правило, качество функционирования стабильных систем по мере изнашивания их элементов только ухудшается. Восстановительные мероприятия обычно могут лишь снизить темп ухудшения.
Отличной особенностью развивающихся систем является то, что с течением времени их структура и функции приобретают существенные изменения. Функции системы более постоянны, хотя часто и они видоизменяются. Практически неизменными остается лишь их назначение. Развивающиеся системы имеют более высокую сложность.
В порядке усложнения поведения: автоматические, решающие, самоорганизующиеся, предвидящие, превращающиеся.
Автоматические: однозначно реагируют на ограниченный набор внешних воздействий, внутренняя их организация приспособлена к переходу в равновесное состояние при выводе из него (гомеостаз).
Решающие: имеют постоянные критерии различения их постоянной реакции на широкие классы внешних воздействий. Постоянство внутренней структуры поддерживается заменой вышедших из строя элементов.
Самоорганизующиеся: имеют гибкие критерии различения и гибкие реакции на внешние воздействия, приспосабливающиеся к различным типам воздействия. Устойчивость внутренней структуры высших форм таких систем обеспечивается постоянным самовоспроизводством.
Самоорганизующиеся системы обладают признаками диффузных систем: стохастичностью поведения, нестационарностью отдельных параметров и процессов. К этому добавляются такие признаки, как непредсказуемость поведения; способность адаптироваться к изменяющимся условиям среды, изменять структуру при взаимодействии системы со средой, сохраняя при этом свойства целостности; способность формировать возможные варианты поведения и выбирать из них наилучший и др. Иногда этот класс разбивают на подклассы, выделяя адаптивные или самоприспосабливающиеся системы, самовосстанавливающиеся, самовоспроизводящиеся и другие подклассы, соответствующие различным свойствам развивающихся систем.
Примеры: биологические организации, коллективное поведение людей, организация управления на уровне предприятия, отрасли, государства в целом, т.е. в тех системах, где обязательно имеется человеческий фактор.
Если устойчивость по своей сложности начинает превосходить сложные воздействия внешнего мира — это предвидящие системы: она может предвидеть дальнейший ход взаимодействия.
Превращающиеся — это воображаемые сложные системы на высшем уровне сложности, не связанные постоянством существующих носителей. Они могут менять вещественные носители, сохраняя свою индивидуальность. Науке примеры таких систем пока не известны.
Систему можно разделить на виды по признакам структуры их построения и значимости той роли, которую играют в них отдельные составные части в сравнение с ролями других частей.
В некоторых системах одной из частей может принадлежать доминирующая роль (ее значимость >> (символ отношения «значительного превосходства») значимость других частей). Такой компонент — будет выступать как центральный, определяющий функционирование всей системы. Такие системы называют централизованными.
В других системах все составляющие их компоненты примерно одинаково значимы. Структурно они расположены не вокруг некоторого централизованного компонента, а взаимосвязаны последовательно или параллельно и имеют примерно одинаковые значения для функционирования системы. Это децентрализованные системы.
Системы можно классифицировать по назначению. Среди технических и организационных систем выделяют: производящие, управляющие, обслуживающие.
В производящих системах реализуются процессы получения некоторых продуктов или услуг. Они в свою очередь делятся на вещественно-энергетические, в которых осуществляется преобразование природной среды или сырья в конечный продукт вещественной или энергетической природы, либо транспортирование такого рода продуктов; и информационные — для сбора, передачи и преобразования информации и предоставление информационных услуг.
Назначение управляющих систем — организация и управление вещественно-энергетическими и информационными процессами.
Обслуживающие системы занимаются поддержкой заданных пределов работоспособности производящих и управляющих систем.
Транспортування потерпілого.
Наслідки своєчасної і правильно наданої допомоги на місці події можуть бути зведені нанівець, якщо при підготовці до транспортування і доставці потерпілого до медичної установи небудуть дотримані відповідні правила. Головне не тільки в тому, як доставити потерпілого і яким видлм транспорту, а наскільки швидко були вжиті заходи, які забезпечили максимальний спокій і зручне положення потерпілого.
Найкраще транспортування потерпілого ношами. При цьому можна використовувати підручні засоби: дошки, одяг тощо. Можна переносити потерпілого на руках. Передусім потерпілого слід покласти на нощі, які застеляють ковдрою, одягом тощо, ставлять ноші з того боку потерпілого, де є ушкодження.Якщо тих, хто надає допомогу, двоє, вони повинні стати з іншого боку ношів. Один підводить руки під голову і грудину, другій – під крижі і коліна потерпілого. Одночасно без поштовхів його обережно піднімають, підтримуючи ушкоджену частину тіла, і опускають на ноші. Слід накрити потерпілого тим, що є під руками – одягом, ковдрою. Якщо є підозра на перелом хребта, потерпілого кладуть обличчям на тверді ноші (щит, двері). За відсутністю такого можна використати ковдру, пальто. В такому випадку потерпілого кладуть на живіт. Якщо є підозра на перелом кісток тазу, потерпілого кладуть на спину із зігнутими ногами у колінах і у тазостегнових суглобах для того, щоб його стегна були розведені, під коліна обов"язково треба підкласти валик із вати, рушника, сорочки. По рівній поверхні потерпілого несуть ногами вперед, при підйомі на гору або на сходах – головою вперед. Ноші весь час повинні бути у горизонтальному положенні. Щоб ноші не розгойдувались, необхідно йти не в ногу, злегка зігнувши коліна.
Система – общая теория систем занимается изучением принципов, функционирования систем
Система – объект или процесс, в котором элементы связаны некоторыми связями и отношениями
Системный анализ – совокупность понятий, методов, процедур и технологий для изучения и исследования систем.
Методология, исследование сложных, не вполне определённых проблем теории и практики.
Основными задачами СА являются:
1)задачи декомпозиции, позволяющие разбить систему на подсистемы и элементы;
2)задача анализа, состоящая в нахождении свойств системы и определения закономерностей поведения системы.
3)задача синтеза. Состоит в том, чтобы на основе знаний, полученных при решении задачи декомпозиции определить структуру и параметры новой системы.
Подсистема – часть системы с некоторыми связями и отношениями.
Системный подход – всесторонний подход к рассматриваемой системе, позволяющий взглянуть на систему с разных точек зрения.
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА
1) Описать ожидаемую роль системы с точки зрения надсистемы.
2) Описать реальную роль системы в достижении целей надсистемы.
3) Выявить состав системы, т.е. определить части из которых она состоит.
4) Определить структуру системы и совокупность связей между компонентами.
5) Определить функции компонентов системы, т.е. целенаправленный действия компонентов, их вклад в реализацию роли системы.
6) Выявить причины, объединяющие отдельные части в систему, в целостность.
7) Определить все возможные связи, коммуникации системы с внешней средой.
8) Рассмотреть исследуемую систему в динамике, в развитии.
СВОЙСТВА СИСТЕМ
Функционирование системы описывается следующими характеристиками:
1) Состояние, характеризующее мгновенную фотографию, срез системы, остановку в её развитии.
2) Поведение. Понятие, характеризующее переход из одного состояний в другое
3) Равновесие – способность систем в отсутствие внешних возмущающих воздействий сохранять своё состояние сколь угодно долго
4) Устойчивость- способность системы возвращается в состояние равновесия после того как она была из этого состояния выведена
5) Развитие – понятие, помогающие объяснить сложные термо-динамические процессы в природе и обществе
Свойства системы. Существует 4 основных свойства объекта, чтобы его можно было считать системой:
1) Целостность и членимость. Система есть целостная система элементов, взаимодействующих друг с другом. Элементы существуют лишь в системе.
2) Связи. Между элементами системы имеются существенные связи, которые определяют интегративные качества этой системы.
3) Организация. Для появления системы необходимо сформировать упорядоченные связи, т.е. сформировать определённую структуру или организацию системы.
4) Интегративные качества. Наличие у системы интегративных качеств, присущих системе в целом, но не свойственных ни одному из её элементов в отдельности.
· Связи определённым образом упорядочены (Если элементы авторучки связать ниткой, они будут взаимосвязаны но не будут упорядочены.
· Ручка имеет интегративные суммарные качества (ей удобно писать и удобно носить)
ПОНЯТИЕ СТРУКТУРЫ, ВИДЫ СТРУКТУР
Структура – совокупность связей и элементов, необходимых для достижения цели. Примеры (извилины мозга, факультет, предприятие, кристаллическая решётка вещества, микросхема)
Виды структур:
1) Структуры линейного типа (структура станций метро)
2) Структура иерархического типа (предприятие)
3) Структура сетевого типа, имеющая одну входную и одну выходную структуру.
4) Структура матричного типа (матричная структура отдела работника НИИ, работающих по одной теме).
5) Молекулярная структура вещества
6) Компьютерная структура (позволяет выбрать эффективную топологию)
Если структура и её элементы плохо описываются или плохо определены, то такие объекты называются плохо или слабо структурированные.
СПОСОБЫ ОПИСАНИЯ СИСТЕМ
Изучение любой системы предполагает решение задачи анализа и синтеза. Описание системы целесообразно начать с трёх точек зрения: функциональной, морфологической и информационной.
Функциональное описание это описание законов функционирования, эволюции системы, алгоритмов её поведения или работы. Функциональное описание предполагает, что система выполняет некоторые функции. Описание может быть одно функциональным и много функциональным. Функциональное описание бывает алгоритмическим, аналитическим, графическим, табличным, по средствам временных диаграмм функционирования или вербально (словестно).
Морфологическое (структурное, топологическое) описание системы. Это описание строения системы или описание совокупностей этой системы, необходимых для достижения цели.
Информационное (Инфологическое, Информационно-логическое) описание системы. Описание информационных связи системы с окружающей средой и между подсистемами.
КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ
Существует большое количество способов классификации.
1) Классификация системы по отношению к окружающей среде. Все системы делятся на открытые и закрытые. В открытых имеется обмен с окружающей средой, а в закрытых нет.
2) По происхождению системы. Системы делятся на 2.1 искусственные (роботы, автоматы, орудия, машины ит.д.) 2.2 естественные (живые не живые, экологические, социальные) 2.3 виртуальные (воображаемые, но реально не существующие) 2.4 смешанные (организационные, биотехнические, экономические и т.д.)
3) По описанию переменных системы 3.1 с качественными переменными 3.2 с количественными переменными 3.3 со смешанными переменными
4) По типу описания функционирования системы 4.1 типа чёрный ящик (закон функционирования системы не известен, известны только входные и выходные сообщения) 4.2 не параметризованные (закон не описан, известны лишь некоторые априорные свойства закона) 4.3 параметризованные (закон известен с точностью до параметров и его возможно отнести к некоторому классу зависимостей 4.4 типа белый ящик (закон функционирования известен полностью)
5) По способу управления системой 5.1 управляемая извне 5.2 управляемая изнутри (самоуправление или саморегулирование) 5.3 с комбинированным самоуправлением
6) По характеру поведения: детерминированные, вероятностные и игровые.
7) По сложности структуры и поведения: простые и сложные. Сложной называется система, если в ней не хватает ресурсов для эффективного функционирования и управления (Химические реакции на молекулярном уровне, клетка биологического образования, экономика на макроуровне и т.д.)
8) По степени организованности: хорошо организованные, плохо организованные и самоорганизующиеся. Хорошо организованная система – все компоненты определены, все связи установлены;
Плохо организованная – не все компоненты определены, не известны их свойства и связи;
Самоорганизующиеся системы – системы, обладающие свойством адаптации к изменениям условий внешней среды, и способные изменять структуру при взаимодействии с внешней средой.
Рассмотрим экологическую систему озера. Это открытая, естественного происхождения система, переменные которой можно описывать смешенным образом; Температуру количественно, а структуру обитателей качественно. Красоту озера только качественно. По типу описания закона функционирования это не параметризованная, хотя возможно выделение подсистем: водоросли, рыбы, впадающей или выпадающий ручей, дно берег и т.д.
Система компьютер. Это открытая, искусственного происхождения смешанного описания, параметризованная, управляемая извне (программно).
Система логический диск. Это открытая, виртуальная количественного описания типа белый ящик.
Фирма. Открытая, смешанного происхождения (организационная) управляемая изнутри
Робастность – свойство системы сохранять частичную работоспособность при отказе отдельных элементов или подсистем
ПРОБЛЕМА И ПРОБЛЕМАТИКА
Проблема – сложный практический или теоретический вопрос, требующий разрешения и изучения. Примеры:
· Как улучшить работу медицинских учреждений
· Как повысить активность и самостоятельность студентов при изучении дисциплин
Любая проблема состоит из отдельных частей подсистем.
Так, к любой реальной проблеме необходимо относиться как к клубку взаимосвязанных проблем. Такая совокупность клубка проблем называется проблематикой. Проблемы могут быть структурированные, слабоструктурированные ине структурированные.
1) Структурированные проблемы могут быть разделены на части и требования каждой части описаны.
2) В слабоструктурированных проблемах описание носит приблизительный не точный характер.
3) Не структурированные проблемы известно только качественное влияние факторов и зависимостей.
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ЦЕЛОГО И ЧАСТИ
Все закономерности можно разделить на 4 класса:
1) Закономерности взаимодействия целого и части
Можно подразделить на 4 подкласса:
1.1 Целостность (эмерджентность). Это закономерность, проявляющаяся в виде возникновения у системы новых свойств, отсутствующих у её элементов. Объединённые в систему элементы, как правило, утрачивают часть своих свойств, которыми они владеют вне системы.
1.2 Прогрессирующая систематизация . Процесс, направленный на увеличение целостности. Он может состоять в усилении ранее существовавших отношений между частями системы, появлением и развитием отношений между элементами. Связана с централизацией, при которой одна подсистема играет главную доминирующую роль.
1.3 Прогрессирующая изоляция . Стремление системы к состоянию со всё более независимыми элементами. Она является противоположностью прогрессивной систематизации. (Стремление системы к уменьшению самостоятельности элементов, т.е. к большей целостности)
1.4 Аддитивность . Независимость, обособленность. Реальная развивающаяся систем находится между двумя крайними состояниями – абсолютной целостности и аддитивности.
2) Закономерности иерархической упорядоченности
Было доказано на биологических примерах, что более высокий уровень иерархии оказывает направленное воздействие на нижележащий уровень. Можно выделить основные особенности иерархической упорядоченности:
А) каждый уровень иерархии имеет сложные взаимоотношения с выше и ниже стоящим уровнями, т.е. обладает свойством двуликого Януса. Лик, направленный в сторону нижележащего уровня имеет характер целого, т.к. характер системы, а лик, направленный к вершине вышестоящего уровня, проявляет свойства зависимой части.
Б) закономерность коммуникативности. Любая система образует единство со средой. Система не изолирована от других систем, она связана множеством коммуникаций, со средой.
3) Закономерности осуществимости систем
1.1 Закономерность эквифинальности . Характеризует предельные возможности системы
1.2 Закон необходимого разнообразия Эжби . Разнообразие методов должно быть больше разнообразия систем.
1.3 Закономерность потенциальной эффективности . Потенциальная осуществимость Флейшмана позволяет объяснить возможность осуществимости системы. Флейшман связал сложность структуры системы со сложностью её поведения и предложил количественные характеристики предельных законов надёжности и помехоустойчивости, на базе которых можно получить количественные характеристики осуществимости системы. (Когда исчерпываются ресурсы системы)
4) Закономерности развития систем
1.1 Закономерность историчности . Говорит о том, что любая система не только возникает, функционирует, развивается, но и погибает.
1.2 Закономерность самоорганизации . Характеризует способность сложных систем адаптироваться к изменяющимся условиям изменять при необходимости свою структуру и сохранять при этом свою устойчивость. Самоорганизование – образование пространственной, временной организации за счёт внутренних ресурсов системы в результате целеполагающих взаимодействий системы. (Предприятие-банкротство-изменение структуры за счёт собственных ресурсо устойчивое функционирование). Может наблюдаться как в живых, так и в неживых системах. (История развития ЭВМ – пример развития самоорганиации. От первого поколения nЭВМ в 50-ые годы, электронные лампы быстродействие 10 4 операций в секунду до современных ЭВМ с быстродействием 10 12 операций в секунду.)(Человеческое общество развивается спиралевидно, циклически. Циклически повторяются засухи, катастрофы, эпидемии и т.д.)
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЦЕЛЕОБРАЗОВАНИЯ
Обобщение результатов исследований процессов целеобразования позволили сформулировать общие закономерности использования цели. Зависимость способа представления цели от стадии познания объекта. Цели могут быть представлены в форме различных структур. Т.е. глобальная цель должна быть расчленена на подцели с последующим анализом этих подцелей. Вывод: любая глобальная цель должна быть декомпозирована, и дальнейший анализ должен производиться отдельных подцелей. Цели зависят от внешних и внутренних факторов. Также надо учитывать и закономерность формирования иерархических структур цели, которые представляют в виде дерева целей, в корне которого находится глобальная цель, а ниже располагаются локальные, т.е. зависимые подцели.
ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ МЕТОДИКИ ПАТТЕРН
Паттерн с англ. шаблон, прицел .
Это первая методика системного анализа, построенная на базе дерева целей. Инициатор – вице президент фирмы rent , занимающихся разработкой военных доктрин, рекомендаций по новым видам систем вооружения, исследованием военного и научного потенциала противника. Назначением паттерна была подготовка и реализация военного превосходства США над всем миром. Перед разработчиками была поставлена задача: связать воедино военные и научные планы США. Было создано бюро помощи президенту США в подготовке решений научно информационными методами.
Принципиальная структура паттерн :
| Коэффициенты состояния и сроков разработки |
| Прогноз развития науки и техники |
| Сценарий |
| ЭВМ |
Для формирования и оценки дерева целей разрабатывались сценарии нормативный прогрноз) и прогноз развития науки и техники (изыскательный прогноз. В группу разработчиков входило 15 специалистов, обладающих правом консультироваться с любым сотрудником фирмы и имеющих доступ к любым документам.
Первая модель паттерн потребовала обработки более 160 промежуточных решений. В качестве национальных целей было выделено три. 4 направления деятельности, подготовлено 42 задания и 65 военных программ.
Практика использования системы показала, что она позволяет распределить по важности огромное количество данных на которых основываются принимаемые решения. Система паттерн явилась средством анализа трудно решаемых проблем с большой начальной неопределённостью.
СИНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ПОДХОД
Синергетику называют теорией самоорганизации. Синергетический подход включает следующие принципы:
1) Наука имеет дело с системами разных уровней организации. Связь между ними осуществляется через хаос.
2) Когда системы объединяются – целое не равно сумме частей.
3) При переходе от одного состояния системы к другому, системы ведут себя одинаково.
4) Системы всегда открыты и обмениваются энергией с внешней средой.
5) В неравновесных условиях независимость элементов уступает место корпоративному поведению
6) В дали о равновесия согласованность поведения элементов возрастает (В равновесии молекула видит только своих соседей, вне равновесии всю систему целиком-работа головного мозга)
7) В условиях, далёких от равновесия, в системах действуют бифуркационные механизмы. Это наличие точек раздвоения и продолжения развития. Варианты развития системы практически непредсказуемы.
Эшби обратил внимание на предельную осуществимость и сформулировал закон необходимого многообразия. Лицо, принимающее решение, сталкивается с некоторой проблемой, решение которой для него не очевидно. В этом случае имеет место разнообразие возможных решений. Задача лица принимающего решения заключается в том, чтобы свести к минимуму разность всех возможных решений и все мыслимых решений. Эшби доказал теорему, на основе которой формулируется следующий вывод: если имеется разнообразие возможных решений V d и имеется множество всех мыслимых значений V n , то разность V n -V d может быть уменьшена лишь за счёт роста V d . Только разнообразие n может быть уменьшено за счёт разнообразия в d, т.е. только разнообразие может уничтожить разнообразие. Это означает, что создавая информационную систему, способную справиться с решением проблемы, и обладающая определённой сложностью, нужно обеспечить, чтобы разрабатываемая нами система имела ещё большее разнообразие (знание методов решения проблемы) чем разнообразие конкретной проблемы. Применительно к АСУ закон необходимого разнообразия формулируется так: разнообразие управляющей системы должно быть больше или равно разнообразия управляемого объекта.
МЕТОДИКА РЕШАЮЩИХ МАТРИЦ
Для оценки способов реализации системы применяют матрицы. (двумерная q nm), где а1, а2, ан способы реализации от целей Б1, Б2, Бн. Q ij характеризует вероятность достижения подцели b j с помощью метода a i . Значение Q ij определяется экспертным путём.
1) Подбирается группа экспертов(5-10 человек), которые изолированы друг от друга.
2) Находится медиана от полученных ответов
3) Подсчитываются верхний и нижний квартели(мин+1\2медманы)(макс-1\2медианы)
4) Выявляются ответы экспертов, выпадающие за нижний и верхний квартели.
5) Их обоснование раздаётся другим экспертам.2)3)4)
ЦЕЛЕОБРАЗОВАНИЕ
Целеобразование – направление системного анализа, занимающееся исследованием процесса формулирования и анализа цели в разных системах. Этот термин введён во второй половине 20 века. Практической задачей этого направления является разработка принципов создания и внедрения подсистем целеобразования. Эти подсистемы занимаются исследованием взаимосвязей целей различных отраслей с общегосударственными целями, целями региона и разработкой на этой основе принципов показателей планирования. Цель – вкладываются различные оттенки: от идеальных устремлений до конкретных целей в пределах некоторого интервала времени. Для описания целей может быть использована матричная или древовидная структура.
ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЦЕЛЕОБРАЗОВАНИЯ:
1) Зависимость представления целей объекта и от времени.
2) Зависимость цели от внешних и внутренних факторов. На цель влияют внешние требования, мотыивы и внутренние факторы(потребности)
3) Возможность и необходимость сведения задачи к глобальной цели, к задаче её структуризации. Любая задача формулирования обобщённой ели должна сводится к задаче структуризации или декомпозиции цели.
Цель – заранее мыслимый результат сознательной деятельности человека или группы людей. Дерево цели подразумевает формирование иерархической структуры, получаемой декомпозицией цели на общие подцели для последующего детального анализа. Ветви дерева цели ещё называют направлениями, программами, задачами.
САМООРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМ
Самоорганизация – образование пространственной временной информационной или функциональной организации, точнее стремление к организованности, к образованию новой структуры за счёт внутренних ресурсов системы. Система является самоорганизующейся, если она без целенаправленного воздействия из вне обретает пространственную, временную, информационную или функциональную структуру.
Самоорганизация наблюдается в сложных открытых системах. Например человеческое общество развивается спиралевидно, циклически происходит переход от малого ледникового периода к постепенному потеплению, при этом число экстремальных природных явлений увеличивается.
СИНЕРГЕТИКА
Согласованный, совместный, действующий. Это научное направление, изучающее связи между элементами структуры (подсистемами) которые образуются в открытых. В таких системах наблюдается согласованное поведение подсистем в результате чего возрастает степень их упорядоченности, т.е. повышается степень самоорганизации. Синергизм означает превышение совокупным результатом суммы слагающих его факоров.
ПОНЯТИЯ И ВИДЫ МОДЕЛИ
Модель – абстрактное описание системы, уровень детализации которого определяется исследователем.
Формализованное представление об объекте исследования с точки зрения поставленной цели. Модель это мыслимый или материально представляемый объект, который в процессе изучения замещает объект оригинал, сохраняя некоторые типовые его черты.
Виды моделей :
1) Статические
2) Динамические
3) Дискретные
4) Непрерывные
5) Детерминированные
6) Стахостические
7) На базе дифференциальных уравнений
8) На базе интегральных уравнений
9) Линейные
10) Нелинейные
11) Стационарные (параметры не меняются во времени)
12) Не стационарные
Принципы, которым должна удовлетворять модель:
А) адекватность. Соответствие модели целям исследования
Б) соответствие модели решаемой задачи. Попытки создания универсальной модели для решения большого количества разнообразных задач нецелесообразны.
В) упрощение при сохранении существенных свойств системы
Г) все модели носят приближённый характер, поэтому требуется найти компромис между требуемой точностью модели и сложностью модели
Д) многовариантность реализации модели, т.е. разнообразие реализайий одного и того же способа модели.
Е) для сложных моделей использовать блочное строение
Порядок использования модели.
· Выбрать необходимую сложность модели с учётом адекватности
· Разработка модели (математическая, иммитационная)
· Исследование модели
· Проверка достоверности параметров модели и их влияние на результат
СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД В СИСТЕМНОМ МЕНЕДЖМЕНТЕ
Системный подход – всесторонний подход, фокусирующий внимание не только на самом предприятии но и на его окружении. Сегодня системный подход является научной основой современного менеджера. Любое предприятие характеризует ряд закономерностей:
Усиление взаимовлияния, взаимозависимости, взаимодействия всех составных частей современного общества
Сегодня тесно переплетаются экономические, политические, социальные, духовные сферы. Теснее взаимодействуют государство и общество, производство и наука, культура и бытовая сфера. Т.е. наше общество становится всё более интегрированным, но не лишённым противоречий.
Динамичность, конкурентная борьба заставляет предприятия разрабатывать новые товары и услуги, дповышать их качества, привлекая достижения науки.
Сложные социальные структуры. Обусловленное нарастающей взаимозависимостью процессов, и усиливающийся динамизмом общества. Это порождает трудности в её познании прогнозировании управлении.
Внешняя среда предприятия свои жёсткие условия для построения её внутренней среды.
СТРУКТУРА СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА
Физическая система, включающая систему. На следующем этапе производится декомпозиция этой системы, затем производится анализ декомпозированной системы. Далее, синтез Декомпозированной системы и в конце предлагается новая физическая система.
Формирование общего представления системы:
1) Выявление главных функций, свойств, и целей системы
2) Выявление основных функций и частей (модулей в системе)
3) Выявление основных процессов в системе
4) Выявление основных элементов не системы с которыми связана изучаемая система.
5) Выявление неопределённостей и случайностей, влияние на систему.
6) Выявление структуры иерархии
7) Выявление всех элементов и связей
8) Учёт изменений и неопределённостей в системе
9) Нежелательное изменение свойств системы, старение
10) Исследование функций и процессов в системе с целью управления ими
НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ АНАЛИЗА СИСТЕМ
Project expert предназначена для моделирования любых бизнес процессов.
Использование методологии IDEF0 позволяет описать любое предприятие, процесс, систему с помощью диаграмм.
Применение специальных программ типа матлаб для моделирования систем управления, нечётких систем, нейронных сетей и т.д.
Применение для производства и разработки крупных систем CALSстандарта, реглам ентирующих экономические затраты на каждом этапе разработки или производства системы с возможностью оптимизации.
