Системный подход и системный анализ
Применения системных представлений для анализа сложных объектов и процессов рассматривают системные направления, включающие в себя: системный подход, системные исследования, системный анализ (системологию, системотехнику и т. п.). За исключением системотехники, область которой ограничена техническими системами, все другие термины часто употребляются как синонимы. Однако в последнее время системные направления начали применять в более точном смысле.
Системный подход. Этот термин начал применяться в первых работах, в которых элементы общей теории систем использовались для практических приложений. Используя этот термин, подчеркивали необходимость исследования объекта с разных сторон, комплексно, в отличие от ранее принятого разделения исследований на физические, химические и др. Оказалось, что с помощью многоаспектных исследований можно получить более правильное представление о реальных объектах, выявить их новые свойства, лучше определить взаимоотношения объекта с внешней средой, другими объектами. Заимствованные при этом понятия теории систем вводились не строго, не исследовался вопрос, каким классом систем лучше отобразить объект, какие свойства и закономерности этого класса следует учитывать при конкретных исследованиях и т. п. Иными словами, термин «системный подход» практически использовался вместо терминов «комплексный подход», «комплексные исследования».
Системные исследования. В работах под этим названием понятия теории систем используются более конструктивно: определяется класс систем, вводится понятие структуры, а иногда и правила ее формирования и т. п. Это был следующий шаг в системных направлениях. В поисках конструктивных рекомендаций появились системные направления с разными названиями: системотехника, системология и др. Для их обобщения стал применяться термин «системные исследования». Часто в работах использовался аппарат исследования операций, который к тому времени был больше развит, чем методы конкретных системных исследований.
Системный анализ. В настоящее время системный анализ является наиболее конструктивным направлением. Этот термин применяется неоднозначно. В одних источниках он определяется как «приложение системных концепций к функциям управления, связанным с планированием» [5]. В других — как синоним термина «анализ систем» (Э. Квейд) или термина «системные исследования» (С. Янг). Однако независимо от того, применяется он только к определению структуры целей системы, к планированию или к исследованию системы в целом, включая и функциональную и обеспечивающую части, работы по системному анализу существенно отличаются от рассмотренных выше тем, что в них всегда предлагается методология проведения исследовании делается попытка выделить этапы исследования и предложить методику выполнения этих этапов в конкретных условиях. В этих работах всегда уделяется особое внимание определению целей системы, вопросам формализации представления целей. Некоторые авторы даже подчеркивают это в определении: системный анализ — это методология исследования целенаправленных систем (Д. Киланд. В. Кинг).
Термин «системный анализ» впервые появился в связи с задачами военного управления в исследованиях RAND Corporation (1948), а в отечественной литературе получил широкое распространение после выхода в 1969 г. книги С. Оптнера «Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем».
В начале работы по системному анализу в большинстве случаев базировались на идеях теории оптимизации и исследования операций. При этом особое внимание уделялось стремлению в той или иной форме получить выражение, связывающее цель со средствами, аналогичное критерию функционирования или показателю эффективности, т, е. отобразить объект в виде хорошо организованной системы.
Так, например, в ранних руководящих материалах по разработке автоматизированных систем управления (АСУ) рекомендовалось цели представлять в виде набора задач и составлять матрицы, связывающие задачи с методами и средствами достижения. Правда, при практическом применении этого подхода довольно быстро выяснялась его недостаточность, и исследователи стали прежде всего обращать внимание на необходимость построения моделей, не просто фиксирующих цели, компоненты
л связи между ними, а позволяющих накапливать информацию, вводить новые компоненты, выявлять новые связи и т. д„ т. е. отображать объект в виде развивающейся системы, не всегда предлагая, как это делать.
Позднее системный анализ начинают определять как «процесс последовательного разбиения изучаемого процесса на подпроцессы» (С. Янг) и основное внимание уделяют поиску приемов, позволяющих организовать решение сложной проблемы путем расчленения ее на подпроблемы и этапы, для которых становится возможным подобрать методы исследования и исполнителей. В большинстве работ стремились представить многоступенчатое расчленение в виде иерархических структур типа «дерева», но в ряде случаев разрабатывались методики получения вариантов структур, определяемых временными последовательностями функций.
В настоящее время системный анализ развивается применительно к проблемам планирования и управления, и в связи с усилением внимания к программно-целевым принципам в планировании этот термин стал практически неотделим от терминов «целеобразование» и «программно-целевое планирование и управление». В работах этого периода системы анализируются как целое, рассматривается роль процессов целеобразования в развитии целого, роль человека. При этом оказалось, что в системном анализе не хватает средств: развиты в основном средства расчленения на части, но почти нет рекомендаций, как при расчленении не утратить целое. Поэтому наблюдается усиление внимания к роли неформализованных методов при проведении системного анализа. Вопросы сочетания и взаимодействия формальных и неформальных методов при проведении системного анализа не решены. Но развитие этого научного направления идет по пути их решения.
Теория БС с точки зрения системного анализа проблемы включает три основных научных направления:
1. кибернетику как науку об управлении, включающую анализ информационных процессов в системах с управлением;
2. исследование операций как науку, дающую количественное обоснование степени соответствия управления целевому назначению системы;
3. экономические исследования (технико-экономические, военно-экономические исследования), дающие возможность анализировать процесс функционирования основных средств системы.
4. Следовательно, предметом теории систем применительно к большим организационным системам является круг проблем, связанных с анализом целенаправленной деятельности коллективов людей, функционирования техники, которой управляют люди, и техники с силами природы.
Оглавление
Введение. Основные понятия и определения................................................................................................. 1
Основные задачи теории систем. ................................................................................................................. 1
Краткая историческая справка...................................................................................................................... 3
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ СИСТЕМ............................................................................................. 7
Основные понятия и определения................................................................................................................... 12
Основное содержание первой лекции........................................................................................................ 12
Понятие информации ..................................................................................................................................... 13
Открытые и закрытые системы.................................................................................................................... 13
Модель и цель системы ................................................................................................................................. 14
Управление ....................................................................................................................................................... 14
Информационные динамические системы .............................................................................................. 14
Классификация и основные свойства единиц информации ............................................................... 15
Системы управления ..................................................................................................................................... 16
Реляционная модель данных ....................................................................................................................... 17
Виды информационных систем ...................................................................................................................... 19
Классификация информационных систем ............................................................................................... 19
Технические, биологические и др. системы ............................................................................................ 19
Детерминированные и стохастические системы ................................................................................... 19
Открытые и закрытые системы ................................................................................................................... 20
Хорошо и плохо организованные системы ............................................................................................. 20
Классификация систем по сложности ...................................................................................................... 22
Лекция №4. Закономерности систем.............................................................................................................. 26
Целостность ..................................................................................................................................................... 26
Интегративность.............................................................................................................................................. 27
Коммуникативность........................................................................................................................................ 27
Эквифинальность............................................................................................................................................. 28
Закон необходимого разнообразия............................................................................................................ 29
Закономерность осуществимости и потенциальной эффективности систем................................. 29
Закономерность целеобразования............................................................................................................. 30
Системный подход и системный анализ................................................................................................... 31
Лекция №5. Уровни представления информационных систем............................................................... 35
Методы и модели описания систем............................................................................................................ 35
Качественные методы описания систем................................................................................................... 35
Количественные методы описания систем............................................................................................. 42
Лекция №6. Кибернетический подход к описанию систем...................................................................... 48
Лекция №8. Теоретико-множественное описание систем........................................................................ 85
Предположения о характере функционирования систем................................................................... 85
Система, как отношение на абстрактных множествах........................................................................ 86
Временные, алгебраические и функциональные системы................................................................... 88
Временные системы в терминах «ВХОД — ВЫХОД».......................................................................... 90
Лекция №10. Динамическое описание систем .......................................................................................... 104
Детерминированная система без последствий..................................................................................... 105
Детерминированные системы без последствия с входными сигналами двух классов ............ 106
Учет специфики воздействий ............................................................................................................................. 106
Детерминированные системы с последствием..................................................................................... 107
Стохастические системы ........................................................................................................................... 107
Агрегатное описание систем ......................................................................................................................... 108