Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Лекция 1. Общие понятия о направлении «Системный анализ и управление»
|
|
Общие понятия о направлении «Системный анализ и управление»
1. Краткая история возникновения и развития системных
представлений.
2. Основные понятия системы. Виды систем. Классификация систем.
1. Динамичность современного общества, демографический рост, все ускоряющееся развитие цивилизации, информационный взрыв, рост потенциальных возможностей общества, возрастание экономических, научно-технических, социальных и культурных связей, повышение степени интеграции и ряд других особенностей с одной стороны, и нестабильность – с другой, привели к возникновению новых глобальных проблем, характеризуемых важностью, сложностью, комплексностью и быстрым развитием во времени.
Например, тезис о непрерывном ускорении цивилизации подтверждается данными, представленными на слайде 2.
К числу глобальных проблем современности могут быть отнесены проблемы:
- межгосударственной кооперации и интеграции;
- исследования и использования космоса;
- развития связей и коммуникаций;
- сохранения экологии;
- противодействия международному терроризму и другие.
Непосредственным инструментом решения новых проблем стала наука, и, прежде всего, прикладная ее часть. Именно наука в настоящее время определяет прогресс человечества
Научно-техническая революция привела к возникновению таких понятий, как большие и сложные системы, обладающие специфическими для них проблемами. Необходимость решения этих проблем вызвала к жизни множество приемов, методов, подходов, которые постепенно накапливались, развивались, обобщались, образуя, в конце концов, определенную технологию преодоления количественных и качественных сложностей.
В разных сферах практической деятельности возникали такие ситуации, а соответствующие технологии вместе с их теоретическими основами получали разные названия: в инженерной деятельности – «методы проектирования», «методы инженерного творчества», «системотехника»; в военных и экономических вопросах – «исследование операций»; в административном и политическом управлении – «системный подход», «политология», «футурология»; в прикладных научных исследованиях – «имитационное моделирование», «методология эксперимента» и т.д.
С другой стороны, теоретическая мысль на разных уровнях абстракции отражала системность мира вообще и системность человеческого познания и практики: на философском уровне – диалектический материализм; на общенаучном – системология, общая теория систем, теория организации; на естественно-научном – кибернетика; с развитием вычислительной техники возникли информатика и искусственный интеллект.
В начале 80-х годов уже стало очевидным, что все эти теоретические и прикладные дисциплины образуют как бы единый поток, «системное движение». Системность стала не только теоретической категорией, но и осознанным аспектом практической деятельности. Поскольку большие и сложные системы по необходимости стали предметом изучения, управления и проектирования, потребовалось обобщение методов исследования систем и методов воздействия на них.
Должна была возникнуть некая прикладная наука, являющаяся «мостом» между абстрактными теориями системности и живой системной практикой. Она и возникла – сначала, как мы видели, в разных областях и под разными названиями, но в последние годы оформилась в науку, которая получила название «системный анализ». Хотя системный анализ находится в развитии, сегодня он выступает уже как самостоятельная дисциплина, имеющая свой объект деятельности, накопившая достаточно мощный арсенал средств и обладающая значительным практическим опытом.
Особенности современного системного анализа вытекают из самой природы сложных систем. Имея в качестве цели ликвидацию проблемы или, как минимум, выяснение ее причин, системный анализ привлекает для этого широкий спектр средств, использует возможности различных наук и практических сфер деятельности. С другой стороны, прикладная направленность системного анализа приводит к использованию всех современных средств научных исследований – математики, вычислительной техники, моделирования, натурных наблюдений и экспериментов.
Это предъявляет особые требования к специалистам-системщикам: они должны обладать широкой эрудицией, системным мышлением, умением привлекать людей к работе, организовывать коллективную деятельность.
В современном обществе системные представления уже достигли такого уровня, что мысль о полезности и важности системного подхода к решению возникающих в практике проблем вышла за рамки специальных научных истин и стала привычной, общепринятой.
Уже не только ученые, но и инженеры, педагоги, организаторы производства, деятели культуры обнаружили системность собственной деятельности и стараются осуществлять свою работу осознанно системно. Широко распространилось понимание того, что наши успехи связаны с тем, насколько системно мы подходим к решению проблем, а наши неудачи вызваны отступлениями от системности.
Неверным считать, что системность образовалась только во второй половине XX века. Мышление системно всегда и другим быть не может.
Системность – это не такое качество, которым можно обладать или не обладать. Однако системность имеет разные уровни. Сигналом о недостаточной системности существующей деятельности является появление проблемы. Разрешение возникшей проблемы осуществляется путем перехода на новый, более высокий уровень системности в деятельности. Поэтому системность не столько состояние, сколько процесс.
Что означает само слово «система», что означает «действовать системно», почему «не системного» знания не бывает? Мы употребляем в обыденной речи слово «система» в сочетании со словами «общественно-политическая», «солнечная», «нервная», «отопительная» или «уравнений», «показателей», «взглядов и убеждений», – эти словосочетания обозначают (наряду с различным) и нечто общее: системность.
Впоследствии мы будем подробно и всесторонне рассматривать признаки системности, а сейчас отметим только самые очевидные и обязательные из них: структурированность системы, взаимосвязанность составляющих ее частей, подчиненность организации всей системы определенной цели.
Рассмотрим роль системных представлений в деятельности человека.
Человек – активная часть природы. Добиваясь своих целей, человек использует природу, воздействует на нее, преобразует ее и себя. Практическая деятельность человека системна. Человек активно и целенаправленно воздействует на окружающую среду. Особенности его воздействия, которые мы рассмотрим далее, показаны на слайде 3.
Всякое наше осознанное действие преследует определенную цель (пока оставим в стороне неосознанные действия). Во всяком действии легко увидеть его составные части, более мелкие действия. При этом легко убедиться, что эти составные части должны выполняться не в произвольном порядке, а в определенной их последовательности. Это и есть та самая определенная, подчиненная цели взаимосвязанность составных частей, которая и является признаком системности.
Другое название для такого построения деятельности – алгоритмич-ность. Понятие алгоритма возникло сначала в математике и означало задание точно определенной последовательности однозначно понимаемых операций над числами или другими математическими объектами. В последние годы стала осознаваться алгоритмичность любой деятельности, и уже всерьез говорят не только об алгоритмах принятия управленческих решений, об алгоритмах обучения, алгоритмах игры в шахматы, но и об алгоритмах изобретательства, алгоритмах композиции музыки и др.
Здесь важными являются следующие моменты.
Во-первых, всякая деятельность алгоритмична.
Во-вторых, не всегда алгоритм реальной деятельности осознается (композитор сочиняет музыку, шофер мгновенно реагирует на изменения дорожной обстановки, вратарь ловит в броске мяч – «не думая»).
В-третьих, в случае неудовлетворенности результатом деятельности возможную причину неудачи следует искать в несовершенстве алгоритма.
Таким образом, явная алгоритмизация любой практической деятельности является важным средством ее развития.
Роль системных представлений в практике постоянно увеличивается, что растет сама системность человеческой практики. Последнее можно проиллюстрировать многими примерами, но поучительно сделать это на несколько схематизированном примере проблемы повышения производительности труда.
Одна из важнейших особенностей общественного производства состоит в непрерывном росте его эффективности, и прежде всего в повышении производительности труда.
Простейший и исторически первый способ повышения эффективности труда – механизация. Человек вооружается механизмами – от простейших орудий и приспособлений, приводимых в действие мускульной силой, до сложнейших машин со встроенными в них двигателями. С помощью механизмов и машин один человек выполняет физическую работу, которую без них пришлось бы выполнять многим людям.
Но в целом в народном хозяйстве страны еще весьма высок процент работ, выполняемых вручную:
- в промышлености – несколько меньше половины;
- в сельском хозяйстве и в сфере обслуживания – значительно выше. Таким образом, возможности механизации еще далеко не исчерпаны.
Однако механизация имеет естественный предел: работой механизмов управляет человек, а его возможности ограничены физиологически. Нельзя делать лопату слишком широкой – поднимать ее придется человеку. Машина не должна иметь слишком много приборов – индикаторов и рычагов управления: у человека всего два глаза и две руки. Скорость реакции человека ограничена, поэтому механизация очень быстрых процессов бессмысленна. Короче говоря, сам человек является «узким местом» механизации.
Решение проблемы состоит в том, чтобы вообще исключить участие человека из конкретного производственного процесса, то есть возложить на машины не только выполнение самой работы, но и выполнение операций по регулированию хода, течения процесса работы. Технические устройства, объединившие эти две функции, называются автоматами.
В соответствии с этим второй способ повышения производительности труда (он же второй этап по времени и второй уровень системности общественного производства) получил название автоматизации.
Автоматы полностью освобождают человека от выполнения данной работы. Они могут иметь разную сложность и выполнять разнообразные работы. В промышленности существуют целые автоматические линии, цехи и заводы, развивается промышленная и транспортная робототехника. Расширенные возможности представляют перестраиваемые, многофункциональные автоматы, среди которых особое место занимают вычислительные системы.
Автоматизировать, то есть полностью возложить на машину, можно только те работы, которые детально изучены, подробно и полно описаны, в которых точно известно, что, в каком порядке и как надо делать в каждом случае, и точно известны все возможные случаи и обстоятельства, в которых может оказаться автомат. Только при таких условиях можно сконструировать соответствующий автомат, и только в этих условиях он может успешно выполнять работу, для которой предназначен.
Автомат реализует некоторый алгоритм (в математическом смысле этого слова), и если алгоритм в какой-то своей части неправилен или неточен либо встретилась ситуация, не предусмотренная алгоритмом, то поведение автомата не может соответствовать целям его создания.
Итак, автоматизация является мощным средством повышения производительности труда: по мере совершенствования наших знаний о тех или иных производственных процессах последние могут быть автоматизированы во все большей степени. Однако и у автоматизации в свою очередь существует естественный предел: в реальной жизни часто приходится сталкиваться с непредвиденными условиями и с невозможностью полной формализации многих практических действий.
Наиболее остро такие проблемы возникают:
- в процессе руководства человеческими коллективами;
- при управлении производственными процессами;
- при проектировании и эксплуатации крупных технических комплексов;
- при вмешательстве (например, медицинском или исследовательском) в жизнедеятельность человеческого организма;
- при воздействии человека на природу, то есть, в тех случаях, когда приходится взаимодействовать со сложными объектами.
Повышение эффективности такого взаимодействия является как объективной, так и субъективной необходимостью, и, естественно, человечество вырабатывает способы решения возникающих при этом проблем.
Совокупность таких способов представляет собой третий уровень системности практической деятельности человека. Этот уровень можно назвать кибернетизацией, поскольку кибернетика первой среди других подходов стала претендовать на научное решение проблем управления сложными объектами и системами (хотя она оправдала не все ожидания).
Соотношение между тремя рассмотренными уровнями организации труда иллюстрирует рисунок на слайде.
Основная идея разрешения проблем, связанных со сложными системами, состоит в том, чтобы в тех случаях, когда автоматизация (т.е. формальная алгоритмизация) невозможна, использовать человеческую способность, которая именно в таких случаях проявляется и которая называется интеллектом: способность ориентироваться в незнакомых условиях и находить решение слабо формализованных задач.
При этом человек выполняет именно те операции в общем алгоритме, которые не поддаются формализации (например, экспертная оценка или сравнение многомерных и неколичественных вариантов, принятие управленческих решений, взятие на себя ответственности).
Именно на этом принципе строятся автоматизированные (в отличие от автоматических) системы управления, в которых формализованные операции выполняют автоматы и компьютеры, а неформализованные (и, возможно, неформализуемые) операции – человек. Этот путь состоит в разумном использовании естественного человеческого интеллекта.
На этом возможности кибернетизации не кончаются, а, лишь продолжаются в направлении развития и использования искусственного интеллекта.
Здесь кибернетизация связана с изучением самих систем, созданием методов организации и управления сложными системами, развитием системных представлений, системных теорий.
Рассматривая объективные причины возникновения и факторы развития системных представлений и соответствующих методов и теорий, мы должны отметить объективные особенности человеческого мышления.
Сам процесс познания системен и знания, добытые человечеством, также системны. Противоречия между неограниченностью желаний человека познать мир и ограниченностью существующих возможностей сделать это, между бесконечностью природы и конечностью ресурсов человечества имеют много важных последствий, в том числе и в самом процессе познания человеком окружающего мира.
Одна из таких особенностей познания, которые позволяют постепенно, поэтапно разрешать эти противоречия – наличие аналитического и синтетического образов мышления.
Суть анализа состоит в разделении целого на части, в представлении сложного в виде совокупности более простых компонент. Но чтобы познать целое, сложное, необходим и обратный процесс – синтез.
Это относится не только к индивидуальному мышлению, но и к общечеловеческому знанию.
Аналитичность и развитие человеческого знания находит свое отражение:
- в продолжающейся дифференциации наук, во все более глубоком изучении все более узких областей знаний;
- в возникновении «пограничных» наук (биохимии, физикохимии, биофизики или бионики).
Расчлененность мышления (на анализ и синтез) и взаимосвязанность этих частей являются очевидными признаками системности познания.
Таким образом, одной из важнейших объективных причин возникновения системных наук является системность самого человеческого мышления. В данном параграфе основное внимание было уделено системности процесса логического познания, что, прежде всего, проявляется в его структурированности, в частности в выделении подпроцессов анализа и синтеза. Системен и сам результат познания, то есть сами полученные знания, само их представление.
Системность – это не только свойство человеческой практики (включающей и внешнюю активную деятельность, и мышление, и даже пассивное созерцание), но свойство всей материи. Системность нашего мышления вытекает из системности мира.
Современные научные данные и современные системные представления позволяют говорить о мире как о бесконечной иерархической системе систем, находящихся в развитии и на разных стадиях развития, на разных уровнях системной иерархии.
Рассмотрим краткую историю развития системных представлений
История развития системных представлений первоначально шла по нескольким отдельным направлениям. Системность всегда, осознанно или неосознанно, была методом любой науки; любой ученый прошлого, и не помышлявший о системах и моделях, именно с ними и имел дело. Как уже отмечалось, быстрее всего была осознана системность самого человеческого познания.
Первым в явной форме вопрос о научном подходе к управлению сложными системами поставил Андре-Мари Ампер. Он выделил специальную науку об управлении государством и назвал ее кибернетикой.
Ампер только еще пришел к выводу о необходимости кибернетики, а Бронислав Фердинанд Трентовский, польский философ уже читал во Фрей-бургском университете курс лекций, содержание которого опубликовал на польском языке в 1843 г.
Его книга называлась «Отношение философии к кибернетике как искусству управления народом».
Главная сложность в управлении, по Трентовскому, связана со сложностью поведения людей. И все же общество середины 19 века оказалось не готовым воспринять идеи кибернетики.
Прошло около полувека, и системная проблематика снова появилась в поле зрения науки. На этот раз внимание было сосредоточено на вопросах структуры и организации систем в кристаллографии, открытым в 1891 г. академиком Евграфом Степановичем Федоровым. Федорова можно заслуженно отнести к числу основоположников теории систем.
Следующая ступень в изучении системности как самостоятельного предмета связана с именем Александра Александровича Богданова. В 1911 г. вышел в свет первый том, а в 1925 году – третий том его книги «Всеобщая организационная наука (тектологая)». В ней большое внимание уделяется закономерностям развития организации, рассмотрению соотношений устойчивого и изменчивого, значению обратных связей, учету собственных целей организации, которые могут как содействовать целям высшего уровня организации, так и противоречить им, роли открытых систем.
По-настоящему явное и массовое усвоение системных понятий, общественное осознание системности мира, общества и человеческой деятельности началось с 1948 г., когда американский математик Норберт Винер опубликовал книгу под названием «Кибернетика». Первоначально он определил кибернетику как «науку об управлении и связи в животных и машинах».
Сначала кибернетика привела многих ученых в замешательство: оказалось, что кибернетики берутся за рассмотрение и технических, и биологических, и экономических, и социальных объектов и процессов.
Первый международный конгресс по кибернетике (Париж, 1956) даже принял предложение считать кибернетику не наукой, а «искусством эффективного действия». В нашей стране кибернетика была встречена настороженно и даже враждебно. Кибернетика была объявлена ими идеалистической буржуазной лженаукой.
По мере развития кибернетики, уточнения ее понятий, разработки ее собственных методов, получения конкретных результатов в разных областях стало очевидным, что кибернетика – это самостоятельная наука, со своим, характерным только для нее предметом изучения, со своими специфическими методами исследования. В становление кибернетики внесли вклад и советские ученые. Важную роль сыграли определения, сформулированные в период горячих дискуссий о сути кибернетики:
- кибернетика – это наука об оптимальном управлении сложными динамическими системами (А.И. Берг);
- кибернетика – это наука о системах, воспринимающих, хранящих, перерабатывающих и использующих информацию (А.Н. Колмогоров).
С кибернетикой Винера связаны такие продвижения в развитии системных представлений:
- типизация моделей систем;
- выявление особого значения обратных связей в системе;
- подчеркивание принципа оптимальности в управлении и синтезе систем;
- осознание информации как всеобщего свойства материи и возможности ее количественного описания;
- развитие методологии моделирования;
- идея математического эксперимента с помощью ЭВМ.
Параллельно и как бы независимо от кибернетики прокладывается еще один подход к науке о системах - общая теория систем. Идея построения теории, применяемой к системам любой природы, была выдвинута австрийским биологом Людвигом фон Берталанфи. Один из путей реализации этой идеи Берталанфи видел в том, чтобы отыскивать структурное сходство законов, установленных в различных дисциплинах, и, обобщая их, выводить общесистемные закономерности.
Самым важным достижением Берталанфи является введение понятия открытой системы. В отличие от винеровского подхода, где изучаются внутрисистемные обратные связи, а функционирование систем рассматривается просто как отклик на внешние воздействия, Берталанфи подчеркивает особое значение обмена системы веществом, энергией и информацией с окружающей средой.
Берталанфи и его последователи работают над тем, чтобы придать общей теории систем формальный характер. Однако заманчивый замысел построить общую теорию систем как новую логико-математическую дисциплину не реализован полностью до сих пор. Не исключено, что наибольшую ценность общей теории систем представит не столько ее математическое оформление, сколько разработка целей и задач системных исследований, развитие методологии анализа систем, установление общесистемных закономерностей.
Термин «системный анализ» введен американской корпорацией RAND в 1948 году. В США была разработана первая методика системного анализа ПАТТЕРН, основанная на формировании и анализе «дерева целей».
Во второй половине XX века появлялись отдельные системные прикладные направления в науке: в 60-е годы – «Системотехника» аналог «Системной инженерии» (Темников Федор Евгеньевич), в 65-м году «Системология» (В.Т. Кулик, Б.С. Флейшман). В 70-е годы в СССР создан программно-целевой механизм управления (программы развития, прогнозы, пятилетние планы, косыгинские реформы).
Далее прорыв в исследовании систем был совершен бельгийской школой во главе с Ильей Романовичем Пригожиным. Развивая термодинамику неравновесных физических систем (за результаты этих исследований Пригожий был удостоен Нобелевской премии 1977 года), он вскоре понял, что обнаруженные им закономерности относятся к системам любой природы.
Пригожин предложил новую, оригинальную теорию системодинамики. Суть ее в том, что материя не является пассивной субстанцией; ей присуща спонтанная активность, вызванная неустойчивостью неравновесных состояний, в которые равно или поздно приходит любая система в результате взаимодействия с окружающей средой. В такие переломные моменты (называемые «особыми точками» или «точками бифуркации») принципиально невозможно предсказать, станет ли система менее организованной или более организованной («диссипативной»).
Таким образом, структура системности как всеобщего свойства материи, показана на слайде 4.
2. Рассмотрим основные понятия системного анализа и управления.
Определения системы. Существует несколько десятков определения этого понятия. Их анализ показывает, что определение понятия система изменялось не только по форме, но и по содержанию.
Например, термин «система» может трактоваться, как:
- комплекс взаимодействующих компонентов;
- взаимосвязь самых различных элементов;
- все, что состоит из связанных друг с другом частей;
- любая общность, концептуальная или физическая, которая состоит из взаимозависимых частей;
- любая совокупность переменных, свойственных реальной машине;
- множество взаимосвязанных элементов, каждый из которых связан прямо или косвенно, взаимодействует с каждым другим элементом, а два любых подмножества этого множества не могут быть независимыми;
- множество объектов вместе с отношениями между объектами и между их атрибутами (свойствами);
- множество объектов с набором связей между ними и между их свойствами;
- множество предметов вместе со связями между предметами и между их признаками;
- множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство;
- нечто такое, что может изменяться с течением времени;
- объект любой природы (либо совокупность взаимодействующих объектов любой, в том числе различной, природы), обладающий выраженным «системным свойством (свойствами)», т.е. свойством, которого не имеет ни одна из частей системы при любом способе членения, не выводимым из свойств частей;
- организационное сложное целое; совокупность или комбинация предметов или частей, образующих комплексное единое целое;
- организованное или составное целое, набор или комбинация элементов, образующих единый комплекс или единое целое;
- совокупность взаимодействующих элементов, служащая для выполнения некоторого требуемого преобразования;
- совокупность множества компонентов, спроектированная для выполнения определенной цели в соответствии с планом;
- совокупность элементов, организованных таким образом, что изменение, исключение или введение нового элемента закономерно отражается на остальных элементах;
- совокупность, объединение взаимосвязанных и расположенных в соответствующем определенном порядке элементов (частей) какого-то целостного образования; совокупность принципов, лежащих в основе какой-либо теории; совокупность органов, связанных обшей функцией.
Такое многообразие толкования данного термина обусловлено тем, что оно даже специалистами часто воспринимается и отражается сугубо индивидуально и в определенной мере интуитивно.
Тем не менее, несмотря на все различия в определениях термина «система», их можно подразделить на две группы: первая в основе своей содержит естественно-технический подход, предполагающий наличие в ней только физических элементов, узлов, вещей; вторая связана с представлением системы в виде целостного комплекса взаимосвязанных элементов, в сущности являющихся абстрактными или абстрактно-физическими.
На слайде 5 представлены 2 достаточно простых и емких понятия системы, которыми мы будем пользоваться.
Применительно к широкому спектру объектов исследования, среди которых наиболее массовыми являются организации и предприятия, наибольший интерес представляют социальные, организационные, экономические, финансовые, производственные системы и их сочетание. Поэтому определения, относящиеся ко второй группе, для подобного рода систем представляются более корректными, объективными и предпочтительными.
Очевидно, что любая система независимо от ее предназначения состоит из разного рода составных частей. При этом каждая такая часть, входящая в систему, называется подсистемой (в ряде литературных источников она представляет собой совокупность элементов, объединенных общим процессом функционирования для достижения определенных подцелей цели системы).
Подсистема, в свою очередь, может быть системой и также состоять из подсистем. Например, транспортная система города включает подсистемы автомобильного, троллейбусного хозяйств и др. Каждая из них, в свою очередь, расчленяется на части. Например, подсистема автомобильного хозяйства может подразделяться на более мелкие составные части, называемые, обычно, субподсистемами - грузового автохозяйства, автобусного пассажирского хозяйства, таксомоторного хозяйства и др. Разделение на подсистемы, субподсистемы и т.д. - существенное условие построения, моделирования и исследования сложных систем.
В зависимости от глубины членения системы на составные части, определяемой, как правило, масштабом системы, в любом случае последней базовой ячейкой каждой из подсистем должен быть относительно неделимый, не поддающийся разбиению элемент (структурная единица системы.). Структурно он должен быть автономен (локален), функционально специфичен и однороден, но при этом интегративен в другие элементы, подсистемы, их внутреннюю и внешнюю среду. Это обуславливает взаимодействие и взаимосвязь всех составляющих системы как во времени, так и в пространстве. Например, элементами производственной подсистемы социальной экономической производственно-хозяйственной системы предприятия могут быть выпускаемая продукция, производственные рабочие, сырье, оборудование и др.
Каждый элемент имеет свою определенную совокупность свойств. Вместе с тем состав элементов в системе представляет собой их упорядоченный комплекс, т.е. они обладают целостностью и определенным образом взаимодействуют и взаимосвязаны между собой. При этом совокупность свойств системы не является просто суммой всех свойств ее элементов. Это нечто большее. За счет взаимодействия и реализации взаимосвязей элементов системы в ходе функционирования приобретает дополнительные синергетические свойства.
Таким образом, элементы любой системы представляют собой системы (подсистемы) более низкого порядка, а каждая система, в свою очередь, обычно выступает как отдельный элемент более высокого порядка как показано на рисунке слайда.
Виды систем. Существуют различные виды и классификации систем. Системы различают по назначению:
- система управления;
- информационно-поисковая система;
- система нормативно-методического обеспечения управления;
- система организационного управления;
- автоматизированные системы различного вида.
Классифицируют системы по специальным признакам:
- статическая и динамическая;
- закрытая и открытая;
- целенаправленная.
Важную роль в выборе методов моделирования играет классификация систем по степени организованности:
- хорошо организованная;
- плохо организованная или диффузная;
- самоорганизующаяся или развивающаяся и др.
Классификация систем - разделение систем на классы по различным признакам.
Цель любой классификации - ограничить выбор подходов к отображению системы, сопоставить выделенным классам приемы и методы системного анализа и дать рекомендации по выбору методов для соответствующего класса систем. При этом система, в принципе, может быть одновременно охарактеризована несколькими признаками, т.е. ей может быть найдено место одновременно в разных классификациях, каждая из которых может оказаться полезной при выборе методов моделирования.
В зависимости от решаемой задачи можно выбирать разные принципы классификации, например:
классификация по виду отображаемого объекта: технические, биологические, экономические и т.п. системы);
классификация по виду научного направления, используемого для их моделирования: математические, физические, химические и др.;
детерминированные и стохастические системы, т.е. системы, которые имеют детерминированные характеристики, и системы, в которых происходят стохастические события;
абстрактные и материальные, т.е. системы, отображаемые абстрактными моделями, и системы, существующие в объективной реальности.
Последние две классификации относительны. Так, в детерминированной системе можно найти элементы стохастичности» и, напротив, детерминированную систему можно считать частным случаем стохастической (при вероятности равной единице). Аналогично, если принять во внимание диалектику субъективного и объективного в системе, то станет понятной относительность разделения системы на абстрактные и объективно существующие: это могут быть стадии развития одной и той же системы.
Открытые и закрытые системы. Понятие открытой системы ввел Л. Фон Берталанфи. Основные отличительные черты открытых систем - способность обмениваться со средой массой, энергией и информацией. В отличие от них закрытые или замкнутые системы предполагаются (разумеется, с точностью до принятой чувствительности модели) полностью лишенными этой способности, т.е. изолированными от среды.
Целенаправленные, целеустремленные системы. Не всегда при изучении систем можно применять понятие цель. Однако при изучении экономических, организационных объектов важно выделять класс целенаправленных или целеустремленных систем.
В этом классе, в свою очередь, можно выделить системы, в которых цели задаются извне (обычно это имеет место в закрытых системах), и системы, в которых цели формируются внутри системы (что характерно для открытых, самоорганизующихся систем).
Классификации систем по сложности. Существует несколько подходов к разделению систем по сложности. Некоторые авторы связывают сложность с размерами системы. В то же время существует точка зрения, что большие, т.е. по величине, количеству элементов, и сложные, т.е. по сложности связей, алгоритмов поведения, системы - это разные классы систем.
Б.С. Флейшман за основу классификации принимает сложность поведения системы. Одна из наиболее полных и интересных классификаций по уровням сложности предложена К. Боулдингом. Выделенные в ней уровни приведены в таблице слайда 6.
В классификации К. Боулдинга каждый последующий класс включает в себя предыдущий, характеризуется большим проявлением свойств открытости и стохастичности поведения, более ярко выраженными проявлениями закономерностей иерархичности и историчности, хотя это не всегда отмечается, а также более сложными «механизмами» функционирования и развития.
Классификация видов систем по различным признакам показана на слайдах 7 и 8.
Классификация систем по степени организованности. Впервые по аналогии с классификацией Г. Саймона и А. Ньюэлла (хорошо структуризованные, плохо структуризованные и неструктуризованные проблемы) было предложено выделять класс хорошо организованных и класс плохо организованных или диффузных систем. Позднее к этим двум классам был добавлен еще класс самоорганизующихся систем.
|
|