Информационных подход к анализу систем в прикладной информатике

На протяжении последнего столетия человек все больше внимания уделял вопросам информации и информационным процессам в системах. Это объясняется тем, что «информация» является универсальной категорией и всеобщим понятием, которое позволяет представлять все объекты материального и нематериального миров в качестве системы знаний.

Информация – это совокупность сведений об объекте, которая может быть представлена фактическими данными и зависимостью между ними. Информационный подход, используемый в исследовании систем сформирован на основе закона теории отражения, как способа проявления внешних свойств материи, благодаря которым мы изучает все явления в природе, обществе и технике. Особую роль информация играет в системах управления для принятия оптимальных решений. Эта роль зафиксирована в теории кибернетики, как методологическая основа создания систем управления организационными структурами.

Основные положения теории систем тесно переплетаются с теорией информации, которая изучает свойства информации. К таким свойствам относятся:

- атрибутные (описание объекта совокупностью количественные и качественных характеристик, параметров, данных);

- функциональные (описание направления движения, развития, отношения, связи);

- коммуникационные (описание процесса взаимодействия между элементами целого).

Как следует из перечисленных свойств информации, понятие «информация» вполне соответствует универсальному способу описания любой системы в качестве специального, формального языка. Поэтому информационных подход при системном анализе объектов-систем применяется для описания как внутренних свойств, связей и отношений элементов в системе, так и внешних. Описание внешних свойств элементов и системы в целом называется информационным аспектом системы.

Под информационным аспектом системы понимается ее описание в качестве информационных элементов, структуры информационных связей и отношений.

Как уже было показано в мире природы, общества и технике существует системное взаимодействие элементов, систем и сред. Всеобщая взаимосвязь и взаимозависимость всех явлений природы, общества и техники является неоспоримым фактом развития познания человека и его бытия (рис.2). Например, экономические системы не могут существовать и развиваться без использования элементов природных ресурсов (экологического окружения). Технические системы созданы по принципу антроподобия, т.е. изучения физических, механических, химических и других законов движения биологической системы (человека). Таким образом, в пространстве и во времени все объекты взаимодействуют на информационном уровне, т.е. можно говорить о существовании информационного поля [3].

Под информационным полем понимается пространство (среда), в которой отражаются все свойства объектов материального и нематериального мира в качестве информации о них.

В физике под полем понимают материальную среду, в которой протекают процессы взаимодействия материальных объектов. Такое взаимодействие может быть организовано: на электронном уровне и называется электрическим полем, на механическом уровне и называться механическом полем, на энергетическом уровне и называться энергетическом полем, на тепловом уровне и называться тепловым полем. Следовательно, понятие «поле» определяет уровень изучения свойств объекта в процессе взаимодействие его элементов с окружением в пространстве. Любое взаимодействие элементов системы всегда сопровождается получением информации об этом взаимодействие, поэтому существование информационного поля вполне логично в материально-описательном плане. Категория «информация» является чисто материальной, т.к. есть отражение в сознании человека объектов материального мира. Такое отражение всегда имеет субъективный характер и зависит во многом от образовательного уровня самого человека его чувственного восприятия мира. Любую действительность человек воспринимает по закону отражения в качестве адекватной модели этой действительность в сознании.

Поэтому сама информация может иметь различный характер:

- эмпирической, объективной, т.е. проверенной опытом и подтвержденной научной практикой;

- гипотетический - в виде умозаключений;

- положительный или отрицательной (относительный) и т.п.

В теории информационного поля [3] определены важные понятия, связанные с учетом свойств информации и степени ее адекватного отражения в виде закономерностей существования информации в самом объекте исследования () и отраженным, внешнем ее проявлением (). Между этими двумя формами проявления информации существуют количественные отношения, которые можно определить степенью адекватности (похожести) как: ∑ ∑ . Следует, что количество объективной информации (внутренней информации об объекте) всегда больше чем субъективной информации (внешняя форма описания объекта). На основе этой закономерности разрабатывается теории информационного моделирования, в которой рассматриваются принципы и методы наиболее адекватного моделирования систем.

В информационном поле информация может быть представлена различными символами, которые для человека несут смысловую нагрузку, т.е. обладают логической структурой, направленностью и объемом. Следовательно, по определению информационное поле обладает скалярной и векторной характеристиками. Скалярная характеристика позволяет определять полноту (объем) и достоверность информационного описания объекта, в зависимости от уровня предметных и междисциплинарных знаний. Скалярная характеристика информационного поля определяется объемом атрибутных свойств информации, т.е. количеством информации об объекте-системе в параметрическом виде. Векторная характеристика информационного поля позволяет описать связи взаимодействия элементов в структуре системы и взаимосвязи системы с элементами окружающих систем.

По аналогу теорий материальных полей (электрических, тепловых и т.п.) в теории информационного поля используются такие понятия, как: «вектор информации», «поток информации», «информационный потенциал» и многое другое.

Под вектором информации понимается целевая направленность информации или логическая связь между источником информации и приемником. Вектор информации имеет количественную и качественную характеристику. Векторные связи могут быть описаны в системе дифференциальными уравнениями.

Под потоком информации понимается количество информации, передаваемое (или получаемое) из (в) точки (е) информационного поля (элемента системы) в единицу времени.

Под информационным потенциалом поля понимается количественная оценка содержания, смысла информации об объекте. Величина информационного потенциала поля определяется в процессе дополнения и сочетания знаний из разных областей предметных наук. Информационный потенциал может быть представлен интегральными представлениями об объекте, а его величина рассчитана системной интегральных уравнений.

Использование информационного подхода в системном анализе позволяет определить не только состав основных элементов системы, но и выявить характер связей между элементами, относящимися к разным системам при взаимодействие систем между собой. Такой анализ позволяет создать имитационную модель взаимодействия, которая дает возможность рассмотреть все варианта принимаемых решений и выбрать наиболее оптимальный в определенных условиях. В основе построения информационной модели любого объекта лежит расчленение целого на логические элементы, которые имеют векторные информационные связи, определяющие существенные свойства самой системы, а затем определить характер взаимосвязей при взаимодействие системы и среды с помощью определения ходя бы одного общего ресурса. Под ресурсом здесь понимается средство обмена энергией, информацией и веществом.

Приведем пример создания информационной модели рыночной системы, в которой будут представлены все основные компоненты в виде элементов информационного потенциала (содержания) подсистем: менеджмента, финансов, маркетинга, НИОКР (научно-исследовательская организация конструкторских работ), производства (рис.15.).

Информационная модель позволяет представить рынок как целостный объект исследования, состоящий из пяти основных и обязательных компонентов (подсистем): производство, менеджмент, маркетинг, финансы и НИОКР. Произ­водство, в данном случае,рассматривается как целостный организационно-техноло­гический объект-система по производству определенного товара или услуги.

 

 

 

Рис. 15. Информационная модель взаимодействия компонентов рыночной системы

 

Эти компоненты могут рассматриваться как открытые отдельные системы или подсистемы рыночной среды, связан­ные между собой сложными многофакторными информационными связями. Исследование этих информационных связей носит межсистемный характер и может быть описано только на междисциплинарном уровне. Это объясняется тем, что каждый, из представленных на рис. 15 объектов является специальной, предметной областью знаний и существует в отдельности в виде соответствующей системы экономики: финансовой, технологии (производст­ва), менеджмента, маркетинга, НИОКР. Существенным отличием представленной модели (рис.15) является ее объемная структура, ко­торая позволяет моделировать варианты взаимодействия элементов каждой системы в качестве потока ресурсов, обеспечивающих существование и функционирования каждой их них.

Сфера финансов является экономической составляющей процесса производства, которая создает условия для функционирования товар­но-денежных отношений, оценивающих экономическую эффектив­ность производства и его продуктивность в денежном эквиваленте. Финансовая сфера формализует процесс производства как преобразо­вание материального вещества (сырья) в продукт (товар), времени на производство продукта в труд (товар), информации в технологию производства (товар). Финансовая сфера деятельности является услови­ем для формирования экономики производственных процессовна основе методологических средств моделирования ин­формационных потоков. Тогда по аналогии НИОКР можно рассмат­ривать как информационную сферу технико-технологических новаций производства, создаваемых на основе информационного моделирова­ния новых продуктов и технологий.

Менеджмент (система управления) является теоретическим обоснованием для применения современных методов принятия решений с учетом определенной системы принципов. Процесс менеджмента осуществляется во всех сферах экономики -финансовой, маркетинговой, производственной и НИОКР, поддержи­вая информационные связикак внутри каждой подсистемы, так и вне ее.

Рассмотрим систему информационных связей, образующихся в процессе взаимодействия сфер экономики. Причем один элемент сис­темы определяет функциональную компоненту системы (как направ­ленный сигнал), второй - содержание (как отражение сигнала, атрибут информации), третий - координацию информационного взаимодейст­вия основных компонентов(как рефлексия системы). Такой подход в исследовании реализует принцип синтеза (триединства) на информа­ционном уровне, в котором информация подчиняется природному за­кону сохранения энергии (принцип симметрии), переходя из информационного состояния в энергию действия на вещественно-материальные объекты системы.

На рис. 15 представлен четырехугольник, в котором выделены основные информационные взаимосвязи, образующие модель откры­той динамичной системы рынка. Символично систему информационных связей сфер экономики можно описать как выделенные системы: менеджмента (МЕН), НИОКР (Н), маркетинга (MAP), финансов (Ф) и производства (П).

Символическое (абстрактное) представление связей позволяет, с одной стороны, исследовать функциональную зависимость названных сред экономики как подсистем, с другой - определить экономическую сущность этих связей как содержание этого взаимодействия. Вершины четырехугольника образуют компоненты (сферы) экономики (рис. 15). Центром образованной фигуры является продукт (услуга), как главная цель взаимодействия подсистем производства.

Диагонали являются изображением технологических связей, ко­торые интегрируют в себе (как сумма векторов) существенные признаки информационного взаимодействия объектов исследования.

Построенный четырехугольник состоит из четырех замкнутых подсистем, соответствующих компонентам рынка: (МЕН,Ф,П), (МЕН, Н.П), (МЕН,П,Ф), (МЕН,П,Н), (МАР,Ф,П), (МАР,Н,П) (МАР,П,Ф), (МАР,П,Н). Целевым фактором в каждой из них может быть любой компонент подсистемы. Компоненты, реализующие функцию управ­ления (МЕН,MAP), определяют ее содержание в названии других ком­понентов.

Каждая пара этих подсистем образует еще четыре информацион­но связанных элемента: (МЕН,Н,Ф), (МАР.Ф.Н), (Ф,МЕН,МАР), (Н,МАР,МЕН). Исследуя последовательно каждую из выделенных систем, образованных информационными связями, можно проследить весь спектр разнообразия деятельности менеджера и смоделировать его в профессиональной подготовке в качестве необходимого и доста­точного условия определенной профессиональной сферы деятельно­сти. В работе ограничимся рассмотрением лишь одного примера мо­делирования возможных вариантов информационных связей между:

1) менеджментом и финансами как экономической подсистемой финансово-ресурсного обеспечения производства;

2) менеджментом и НИОКР как научно-методологической и ме­тодической подсистемой производства в экономике;

3) финансами и маркетингом как подсистемой внешних эконо­мических условий функционирования производства;

4) маркетингом и НИОКР как подсистемой внешних социально-технологических условий функционирования производства;

5) менеджментом и самим производством, как организационно-производственной подсистемой экономики, производственный ме­неджмент;

6) менеджментом и маркетингом как подсистемой гармоническо­го регулирования спроса и предложения в социально-экономической среде и т.д.