Вопрос №20 Предмет и базовая концепция системного анализа

Вопрос №19

Вопрос №24 Понятие системы

Система - объект или процесс, в котором элементы-участники связаны некоторыми связями и отношениями.

Подсистема - часть системы с некоторыми связями и отношениями.

Состояние системы - фиксация совокупности доступных системе ресурсов (материальных, энергетических, информационных, пространственных, временных, людских, организационных), определяющих ее отношение к ожидаемому результату или его образу. Это "фотография" механизма преобразования входных данных системы в выходные данные.

Цель - образ несуществующего, но желаемого, с точки зрения задачи или рассматриваемой проблемы, состояния среды, т.е. такого состояния, которое позволяет решать проблему при данных ресурсах.

Задача - некоторое множество исходных посылок (входных данных к задаче), описание цели, определенной над множеством этих данных, и, может быть, описание возможных стратегий достижения этой цели или возможных промежуточных состояний исследуемого объекта.

Решить задачу означает определить четко ресурсы и пути достижения указанной цели при исходных посылках.

Проблема - описание, хотя бы содержательное, ситуации, в которой определены: цель, достигаемые (достижимые, желательные) результаты и, возможно, ресурсы и стратегия достижения цели (решения). Проблема проявляется поведением системы.

Описание (спецификация) системы - это идентификация ее определяющих элементов и подсистем, их взаимосвязей, целей, функций и ресурсов, т.е. описание допустимых состояний системы.

Если входные посылки, цель, условие задачи, решение или, возможно, даже само понятие решения плохо (частично) описываемы, формализуемы, то эти задачи называются плохо формализуемыми.

Структура - все то, что вносит порядок во множество объектов, т.е. совокупность связей и отношений между частями целого, необходимых для достижения цели.

Топологии: линейного типа, иерархического, сетевого, матричного

Внутреннее описание дает информацию о поведении системы, о соответствии (несоответствии) внутренней структуры системы целям, подсистемам (элементам) и ресурсам в системе, внешнее описание - о взаимоотношениях с другими системами, с целями и ресурсами других систем

Вопрос №25 Признаки системы

Основные признаки системы:

целостность, связность или относительная независимость от среды и систем

наличие подсистем и связей между ними или наличие структуры системы (наиболее существенная качественная характеристика системы). С исчезновением подсистем или связей между ними может исчезнуть и сама система;

возможность обособления или абстрагирования от окружающей среды, т.е. относительная обособленность от тех факторов среды, которые в достаточной мере не влияют на достижение цели;

связи с окружающей средой по обмену ресурсами;

подчиненность всей организации системы некоторой цели (как это, впрочем, следует из определения системы);

эмерджентность или несводимость свойств системы к свойствам элементов

Вопрос №32 Физические, биологические и социальные системы

Физические системы образованы компонентами неживой природы различных уровней организации - от элементарных частиц до метагалактики, Изучением этих систем занимается физика со всеми ее многочисленными разделами. В зависимости от законов, определяющих поведение физических систем, они подразделяются на механические, термодинамические, электромагнитные, релятивистские, квантово-механические и торсионные. Физика составляет основу современного естествознания и оказывает сильное влияние на развитие системных исследований. Все, что попадает в сферу ее познания, приобретает черты определенности и доказательности. Физические законы формулируются в количественных категориях. В физике существует много шкал, позволяющих измерять и соотносить между собой изучаемые процессы и явления, но все они количественные. Использование качественных шкал неприемлемо по определению. Стремление оперировать количественными измеряемыми понятиями придает физическим теориям устойчивость, однозначность и определенность, а также позволяет широко использовать математический аппарат для описания изучаемых объектов. Физические теории дают относительно бедные модели эволюции и самоорганизации систем. Во все своей совокупности физические теории не способны вскрыть источники активности изучаемых систем и объяснить механизмы, приводящие в движение все то многообразие объектов, которое наблюдается в мире. Итак, мир физических систем - это сфера вещественных и энергетических преобразований, в которой правят не объекты и субъекты, а законы и количественные отношения. Эта сфера сложна и слабо изучена, но в принципе все, что в ней происходит, поддается инструментальному измерению и количественному описанию. Биологические системы образованы огромным разнообразием живых существ, начиная с уровня молекулярных белковых соединений и заканчивая уровнем биосферы. Их изучением занимается биология, которая всегда занимала и занимает ведущее место в области системных исследований. Можно сказать, что первые представления о системах и уровнях их организации были заимствованы из опыта живой природы. На все изучаемые в биологии объекты распространяются признаки целостности, расчленимости, связанности неаддивности, т.е. они признаются системами. Наряду с эволюционной теорией, эта концепция сыграла решающую роль в становлении современной биологии как комплексной естественнонаучной дисциплины, изучающей не только и не столько феномены природы, но главным образом присущие ей закономерности в устройстве и развитии. Признание многоуровневого и иерархического устройства природных систем позволило выделить биологический аспект уровней - беловая молекула, клетка, организм, популяция, сообщество, биосфера. Эти образования взаимодействуют с внешней средой, обеспечивающей их веществом и энергией, образуя соответствующие системы - генетические, клеточные. Соответственно выстраивается структура функциональной биологии, изучающей общие принципы организации жизни. Таким образом, концепция уровней организации объектов изучения позволила создать единую систему биологического знания, воспроизводящую законы развития и функционирования органического мира как неразрывного целого. Успехи в развитии биологической науки очевидны. Поэтому неоднократно предпринимались попытки заимствовать накопленный в биологии методический опыт для построения математических моделей социальных систем. Социальные системы - это системы, в которых в качестве главных компонентов рассматриваются люди и образованные ими различного рода общности. В эти системы включаются объекты биологической и неживой природы, наиболее тесно связанные с деятельностью человека. Социальные системы классифицируются по многочисленным и весьма разнообразным признакам.

Вопрос №39 Прогрессирующие и регрессирующие системы

ИЕРАРХИЧЕСКИЕ СТРУКТУРЫ

Возникновение иерархической структуры управления было обусловлено все возрастающей сложностью технологии управляемых объектов, создающей большие трудности для централизованного управления. Поэтому появилась необходимость разделения всего процесса принятия решений на такое число уровней, чтобы решение задачи оптимизации на каждом из них было не сложным. Но с возникновением многоуровневых иерархических систем управления появилась и новая задача согласования и координации решений, принимаемых на всех уровнях управления.

Иерархия является распространенным типом структуры системных объектов. Особенно характерна она для систем управления в мире биологических и социально-экономических явлений. Всюду, где приходится сталкиваться с иерархией, обнаруживается одна важная особенность: целостность оказывается "разложимой" на элементы, каждый из которых, в свою очередь, ведет себя как целостность.

Целостность как особое свойство системных объектов [1 ]выступает здесь в дифференцированной форме, т.е. присуща как системе в целом, так и ее частям (подсистемам). Иными словами, свойство целостности в данном случае не может быть отнесено ни к классу собственно структурных (т.е. присущих частям, но не присущих системе в целом), ни к классу собственно функциональных (т.е. присущих системе в целом, но не присущих частям) свойств.

То, что целостность проходит через все уровни иерархической структуры и в этом смысле похожа на свою противоположность — множество (подмножества всякого множества, в свою очередь, являются множествами), быть может, одна из причин того, что иерархические структуры часто изучают в терминах теории множеств. Следует заметить, что при построении иерархической структуры выделению подлежит не всякая совокупность подмножеств. Согласно определению иерархии эта совокупность подмножеств должна обладать следующими свойствами. Пересечение подмножеств является пустым множеством, а их объединение дает в точности исходное множество. Выделение подмножеств по такому принципу в математике называют разбиениями множеств. Разбиение производится многими способами. В результате получается множество различных иерархических структур.

Примером иерархической структуры может быть последовательное разбиение отрезка. Исходный отрезок делится на несколько частей. Затем каждая часть, в свою очередь, делится на несколько частей и т.д.

Вопрос №40 Многоуровневые и иерархические системы Иерархическое многоуровневые системы В теории иерархических структур разработано много способов структуризации, отличающихся различными принципами взаимодействия элементов в пределах одного уровня, различным правом вмешательства вышележащего уровня в организацию взаимоотношений между элементами нижележащего, выделением особых классов многоуровневых иерархических структур «страт», «слоев», «эшелонов». Один из способов структуризации, разработанный М. Месаровичем, специально предназначен для использования при организации процессов разработки решений.

Все решения, разрабатываемые и принимаемые в системе в этом способе, рассматриваются в вероятностной постановке. Для уменьшения неопределенности ситуации выделяются уровни сложности разрабатываемого решения (или слой решений), так что определяется целое семейство последовательно решаемых проблем. При этом выделение проблем осуществляется так, чтобы решение вышележащей проблемы определило бы допустимую область (границы или допустимую степень упрощения) для проблемы и решения на нижележащем уровне, снижая неопределенность нижележащей проблемы, но не утрачивая общего замысла решения всей проблемы.

Идея многоэшелонной иерархической разработки управленческих решений представляет собой следующее: система представляется в виде независимых, взаимодействующих между собой подсистем. Некоторые подсистемы имеют право самостоятельного принятия решения. Иерархическое расположение подсистем (многоэшелонность) определяется тем, что некоторые из них находятся под влиянием или управлением других. Зачастую предоставление свободы принятия решения повышает эффективность решения всей системы, но следует понимать, что решения подсистем иногда могут не совпадать с теми решениями, которые выбрал бы вышележащий уровень.

Из-за того, что отдельным подсистемам предоставляется свобода в принятии решений и определении цели, такую структуризацию и соответствующую разработку управленческих решений называют многоцелевой.

Дело в том, что предоставление прав на принятие решения может формировать противоречащие (конфликтные) друг другу цели, управляющие воздействия со стороны подсистем вышестоящих элементов могут быть разной силы, разной степени вмешательства и осуществляться в разной форме. Известно также, что в процессе принятия решения подсистемы не всегда стремятся отстаивать свои интересы, не хотят конфликтов, но иногда могут вступать в колиции. Конфликтные ситуации, как правило, разрешаются путем вмешательства вышестоящих эшелонов.

Такое приближение к реальной жизни позволяет многоэшелонным системам наиболее адекватно отражать реальные социальные управленческие процессы и учитывать закономерности иерархических проявлений.

Однако в реальных условиях даже такие иерархические структуры не всегда достаточны, и приходится комбинировать различные подходы к структуризации и разработке управленческих решений.

Вопрос №19

Вопрос №20 Предмет и базовая концепция системного анализа

Предмет системного анализа и его место в общей структуре научных знаний определяются прежде всего тем, что он воплощает на практике идеологию системного подхода к изучению природных и общественных явлений с целью разрешения возникающих проблем. Это означает, что в основе его категориального аппарата, концепций, методов и приемов лежат идеи системного подхода, конкретизированные применительно к разрешаемой проблеме.

В историческом плане системный анализ является преемником исследования операций - направления кибернетики, основанного на аппарате оптимального математического программирования, теории массового обслуживания, математической статистики, тео-рии игр и др '. Его возникновение было по существу реакцией прикладной науки на потребности решения экономических, военно-технических, административно-управленческих и других крупномасштабных проблем, где применение операционных методов оказалось малоэффективным. Тем не менее, и сегодня методы теории исследования операций составляют методический базис системного анализа.

В настоящее время накоплен достаточный опыт практического применения методологии системного анализа для решения задач различного уровня значимости. Появились важные теоретические и практические результаты, позволяющие уточнить место этой дисциплины в общей структуре научных знаний и, самое главное, переосмыслить исходные положения, определяющие подход к постановке системных проблем, принципы, методы и процедуры их разрешения.

Одновременно с расширением предмета и объекта качественно изменился облик пользователя (потребителя) теории системного анализа. Если в период своего становления системный анализ обеспечивал деятельность в основном руководителей высшего ранга, то в последние годы к ним добавились инженеры проектов, технологи производств, научные сотрудники, менеджеры мелких и средних фирм. В общем, все те специалисты, чья деятельность связана с разрешением технических, научных, финансовых и других системных проблем локального или даже личностного уровня. Более того, в последние годы это направление все больше привлекает внимание специалистов гуманитарных отраслей знания (социологов, филологов, юристов, политологов, экономистов и др.), совершенно справедливо усматривающих в нем не только инструментарий решения различных проблем, но эффективное средство межнаучной коммуникации.

Последнее обстоятельство особенно примечательно. Дело в том, что в качестве такого средства традиционно выступала философия, точнее, ее операционный компонент - теория философии. Однако в последние десятилетия по ряду причин она утратила свои позиции в этом весьма важном вопросе. В результате в средствах межнаучной коммуникации образовался определенный вакуум, который в настоящее время заполняется системной идеологией.

Вопрос № 21 Cистемный анализ и его место в научном познании. Существенное место в современной науке занимает системный метод исследования или (как часто говорят) системный подход.

Этот метод и стар и нов. Он достаточно стар, поскольку такие его формы и составляющие, как подход к объектам под углом зрения взаимодействия части и целого, становления единства и целостности, рассмотрения системы как закона структуры данной совокупности компонентов существовали, что называется от века, но они были разрозненны. Специальная разработка системного подхода началась с середины ХХ века с переходом к изучению и использованию на практике сложных многокомпонентных систем.

Прежде чем приступить к обсуждению эволюции системного подхода во времени, постараемся дать определение самого понятия "системный подход". Системный подход — направление методологии исследования, в основе которого лежит рассмотрение объекта как целостного множества элементов в совокупности отношений и связей между ними, то есть рассмотрение объекта как системы.Говоря о системном подходе, можно говорить о некотором способе организации наших действий, таком, который охватывает любой род деятельности, выявляя закономерности и взаимосвязи с целью их более эффективного использования. При этом системный подход является не столько методом решения задач, сколько методом постановки задач. Как говорится, "Правильно заданный вопрос - половина ответа". Это качественно более высокий, нежели просто предметный, способ познания.

Особое место в методологии науки занимают методы построения и обоснования теории. Среди них важное место занимает объяснение - использование более конкретных, в частности, эмпирических знаний для уяснения знаний более общих. Объяснение может быть:

а) структурным, например, как устроен мотор;

б) функциональным: как действует мотор;

в) причинным: почему и как он работает.

При построении теории сложных объектов важную роль играет метод восхождения от абстрактного к конкретному.

На начальном этапе познание идет от реального, предметного, конкретного к выработке абстракций, отражающих отдельные стороны изучаемого объекта. Рассекая объект, мышление как бы умерщвляетего, представляя объект расчлененным, разъятым скальпелем мысли.

Вопрос №22Предмет и объект системного анализа.Предмет системного анализа и его место в общей структуре научных знаний определяются прежде всего тем, что он воплощает на практике идеологию системного подхода к изучению природных и общественных явлений с целью разрешения возникающих проблем. Это означает, что в основе его категориального аппарата, концепций, методов и приемов лежат идеи системного подхода, конкретизированные применительно к разрешаемой проблеме.

В историческом плане системный анализ является преемником исследования операций - направления кибернетики, основанного на аппарате оптимального математического программирования, теории массового обслуживания, математической статистики, тео-рии игр и др '. Его возникновение было по существу реакцией прикладной науки на потребности решения экономических, военно-технических, административно-управленческих и других крупномасштабных проблем, где применение операционных методов оказалось малоэффективным. Тем не менее, и сегодня методы теории исследования операций составляют методический базис системного анализа.

В настоящее время накоплен достаточный опыт практического применения методологии системного анализа для решения задач различного уровня значимости. Появились важные теоретические и практические результаты, позволяющие уточнить место этой дисциплины в общей структуре научных знаний и, самое главное, переосмыслить исходные положения, определяющие подход к постановке системных проблем, принципы, методы и процедуры их разрешения.

Объектом системного анализа выступают утилитарные проблемы различного иерархического уровня (от государственного до личного), связанные с созданием новых и совершенствованием (модернизацией) существующих организационных, технических, технологических, концептуальных, информационных, экономических, военных и других систем. К числу таких проблем относятся:

• формирование социально-экономического курса государства и определение стратегии развития отраслей промышленно-хозяйственного комплекса страны, региона, города, района;

• планирование развития систем вооружения в условиях изменения военно-политической обстановки и обоснование тактико-технических требований к новым образцам вооружения и военной техники;

• обоснование способов комплексного разрешения глобальных и региональных противоречий экономического, политического, экологического и техногенного характера;

• технико-экономическое обоснование и проектирование систем различного функционального назначения;

• совершенствование организационно-управленческих структур у!|реждений, предприятий, фирм и промышленных объединений в условиях перехода к новым формам хозяйствования;

• выбор стратегии и тактики пиаровских и рекламных кампаний по продвижению кандидатов в различные органы власти, а также товаров и услуг на новые рынки;

• разработка бизнес-планов и обоснование маркетинговых стратегий предприятий и фирм с учетом конкуренции, нестабильности рынков сбыта продукции, экономических кризисов и финансовых дефолтов.

Вопрос №23Место системного анализа в структуре научных дисциплин

Наиболее конструктивным из прикладных направлений системных исследований считается системный анализ. Независимо от того, применяется тер-мин «системный анализ» к планированию, разработке основных направлений развития отрасли, предприятия, организации, или к исследованию системы в целом, включая и цели, и оргструктуру, работы по системному анализу отличаются тем, что в них всегда предлагается методика проведения, исследования, организации процесса принятия решения, делается попытка выделить этапы исследования или принятия решения и предложить подходы к выполнению этих этапов в конкретных условиях. Кроме того, в этих работах всегда уделяется особое внимание работе с целями системы: их возникновению, формулировке, детализации, анализу и другим вопросам целеполагания.

Д. Клиланд и В. Кинг считают, что системный анализ должен обеспечить «четкое пони-мание места и значение неопределенности в принятии решения» и создать для этого специаль-ный аппарат. Главная цель системного анализа — обнаружить и устранить неопределенность.

Некоторые определяют системный анализ как «формализованный здравый смысл».

Другие не видят смысла даже в самом понятии «системный анализ». Почему не синтез? Как можно разбирать систему, не теряя целого? Однако на эти вопросы были моментально найдены достойные ответы. Во-первых, анализ не исчерпывается расчленением неопределенностей на более мелкие, а направлен на то, чтобы понять сущность целого, выявить факторы, влияющие на принятие решений о построении и развитии системы; а во-вторых, термин «системный» подразумевает возврат к целому, к системе.

Дисциплины системных исследований:Философско - методологические дисциплины Теория систем Системный подход СистемологияСистемный анализ Системотехника Кибернетика Исследование операций Специальные дисциплины

Системный анализ расположен в середине этого перечня, так как он использует примерно в одинаковых пропорциях философско-методологические представления (характерные для философии, теории систем) и формализованные методы и модели (для специальных дисциплин). Системология и теория систем больше пользуются философскими понятиями и качественными представлениями и ближе к философии. Исследование операций, системотехника, кибернетика, напротив, имеют более развитый формальный аппарат, но менее развитые средства качественного анализа и постановки сложных задач с большой неопределенностью и с активными элементами.

Рассматриваемые направления имеют много общего. Необходимость в их применении возникает в тех случаях, когда проблема (задача) не может быть решена отдельными методами математики или узкоспециальных дисциплин. Несмотря на то, что первоначально направления исходили из разных основных понятий (исследование операций - «операция», кибернетика - «управление», «обратная связь», системология - «система»), в дальнейшем они оперируют со многими одинаковыми понятиями элементы, связи, цели и средства, структура. Разные направ-ления пользуются также одинаковыми математическими методами.

Вопрос №24 Понятие системы

Система - объект или процесс, в котором элементы-участники связаны некоторыми связями и отношениями.

Подсистема - часть системы с некоторыми связями и отношениями.

Состояние системы - фиксация совокупности доступных системе ресурсов (материальных, энергетических, информационных, пространственных, временных, людских, организационных), определяющих ее отношение к ожидаемому результату или его образу. Это "фотография" механизма преобразования входных данных системы в выходные данные.

Цель - образ несуществующего, но желаемого, с точки зрения задачи или рассматриваемой проблемы, состояния среды, т.е. такого состояния, которое позволяет решать проблему при данных ресурсах.

Задача - некоторое множество исходных посылок (входных данных к задаче), описание цели, определенной над множеством этих данных, и, может быть, описание возможных стратегий достижения этой цели или возможных промежуточных состояний исследуемого объекта.

Решить задачу означает определить четко ресурсы и пути достижения указанной цели при исходных посылках.

Проблема - описание, хотя бы содержательное, ситуации, в которой определены: цель, достигаемые (достижимые, желательные) результаты и, возможно, ресурсы и стратегия достижения цели (решения). Проблема проявляется поведением системы.

Описание (спецификация) системы - это идентификация ее определяющих элементов и подсистем, их взаимосвязей, целей, функций и ресурсов, т.е. описание допустимых состояний системы.

Если входные посылки, цель, условие задачи, решение или, возможно, даже само понятие решения плохо (частично) описываемы, формализуемы, то эти задачи называются плохо формализуемыми.

Структура - все то, что вносит порядок во множество объектов, т.е. совокупность связей и отношений между частями целого, необходимых для достижения цели.

Топологии: линейного типа, иерархического, сетевого, матричного

Внутреннее описание дает информацию о поведении системы, о соответствии (несоответствии) внутренней структуры системы целям, подсистемам (элементам) и ресурсам в системе, внешнее описание - о взаимоотношениях с другими системами, с целями и ресурсами других систем

Вопрос №25 Признаки системы

Основные признаки системы:

целостность, связность или относительная независимость от среды и систем

наличие подсистем и связей между ними или наличие структуры системы (наиболее существенная качественная характеристика системы). С исчезновением подсистем или связей между ними может исчезнуть и сама система;

возможность обособления или абстрагирования от окружающей среды, т.е. относительная обособленность от тех факторов среды, которые в достаточной мере не влияют на достижение цели;

связи с окружающей средой по обмену ресурсами;

подчиненность всей организации системы некоторой цели (как это, впрочем, следует из определения системы);

эмерджентность или несводимость свойств системы к свойствам элементов