Системный анализ.

Системный анализ – это процесс получения ответа на вопрос: «Почему выполняется (не выполняется) генеральная цель системы?».

Понятие «системный анализ» включает в себя два других понятия – «система» и «анализ». Понятие «система» неразрывно связано с понятием «цель системы». Понятие «анализ» означает разбор по частям и разложение по полочкам (классификация). Следовательно, «системный анализ» – это разбор цели системы на её подцели (классификация или иерархия целей) и разбор самой системы на её подсистемы (классификация или иерархия подсистем) с намерением выяснить, какие системы (подсистемы) и почему могут (не могут) выполнить поставленные перед ними цели (подцели).

Любые системы, в том числе и системы живого организма, работают по принципу: «необходимо и достаточно», который является принципом оптимального управления. Понятие «необходимо» определяет качество цели, а понятие «достаточно» – её количество. Например, для принятия в кровь 100 мл О₂ нужно, чтобы (цифры произвольные) в лёгкие была доставлена кровь (необходимо) в количестве в 1.000 мл/мин (достаточно). Если качественные и количественные параметры цели данной системой могут быть выполнены, она достаточна. Если какие-то из этих параметров цели система не может выполнить, она недостаточна.

Почему данная система не может выполнить данную цель? На этот вопрос отвечает системный анализ, потому что он может показать, что такой-то объект «состоит из... для..», т.е., показать, для какой цели сделан данный объект, из каких элементов он состоит и какую роль играет каждый элемент для достижения данной цели.

Органо-морфологический анализ, в отличие от системного, может показать только лишь то, что такой-то объект «состоит из...», т.е., показать из каких элементов состоит данный объект и не может дать ответ на вопрос: почему данный объект не может выполнить цель?

Системный анализ производится не произвольно, а по определённым правилам. Основные правила системного анализа – учёт сложности и иерархии целей и систем.

Сложность системы характеризуют и определяют:

· цель (определяет назначение системы)

· блок управления (следит за правильностью выполнения действий для достижения цели)

· иерархия (определяет взаимоотношения между всеми элементами системы без исключения).

· исполнительные элементы (СФЕ, выполняют действия)

Учитывая это можно достаточно легко и просто понять функционирование систем любой сложности, от атома до человека, понять что нужно, чтобы система могла нормально функционировать (выполнять заданные ей цели) и понять, почему она не может этого сделать если она дефектна. Это, например, даёт возможность построить траекторию патогенеза любого заболевания. Без знания траектории патогенеза лечить болезни невозможно.

Системный анализ касается не только каких-то больших систем живого организма, например, систем внешнего дыхания или кровообращения. Ткани органов, различные клетки и их составные части и продукты их жизнедеятельности также являются элементами различных систем организма. В силу иерархичности они также являются полноценными системами, хотя и более низкого порядка, и все эти системы попадают в сферу системного анализа.

Более того, любой объект, не только биологический или даже материальный, также является системой, если только он удовлетворяет определениям системы. Группы математических уравнений, логических элементов, социальных структур, отношений между людьми, духовных ценностей, также могут быть системами и там также работают те же принципы функционирования систем и по тем же законам логики. У них всех есть основной отличительный признак системности – наличие цели. И по законам сохранения и причинно-следственных ограничений у них есть свои СФЕ и блоки управления, которые следят за выполнением цели. Если у объекта есть цель, он является системой. А для выполнения этой цели у него должны быть соответствующие элементы исполнения и блок управления с соответствующими анализаторами, ППС и ОСС (исходит из закона сохранения и причинно-следственных ограничений). Не всегда это явно видно, но это всегда есть.

Системный анализ анализирует системы и их элементы во взаимосвязи. Результатом такого анализа является оценка соответствия результатов действия систем их целям и выявление причин несоответствия за счёт определения причинно-следственных связей между элементами систем. Основным преимуществом системного анализа является именно то, что только он может выявить причины недостаточности систем.

Понятие цели является центральным понятием системного анализа. Только стабильность соответствия результата действия системы поставленной цели характеризует всю группу взаимодействующих элементов как систему, придавая ей отличительный признак. Если нет постоянства необходимого результата действия, нет системы.

Цель определяет как элементарный состав систем, так взаимодействие её элементов, которые управляются блоком управления. Взаимодействие только исполнительных элементов (СФЕ) не даёт возможность получения стабильного результата действия, соответствующего цели, заданной для системы. Добавление в систему блока управления, настроенного на заданную цель, даёт возможность получения стабильного (постоянно повторяющегося) результата действия системы, соответствующего заданной цели.

Целью может быть удержание шара, молекул, насекомых, групп зверей или предметов в ловушке, сохранение какой-либо определённой формы, или наоборот, предохранение от сохранения какой-либо формы, перемещение масс чего-либо, например, крови, защита государства (содержание армии), экономия воды (система капельного орошения полей), сохранение курса валют и пр.

Цель любого организма – выжить в условиях внешней среды в любых условиях. Результатом его действий должно быть выживание. Однако ресурсы организма не бесконечные, поэтому он не может выживать в любых условиях, а только в определённых, ограниченных его ресурсами. В силу ограниченности ресурсов каждый живой организм выбирает определённые условия (свою экологическую нишу, «место под солнцем») и приспосабливает свои ресурсы именно к данным условиям. Поэтому есть одноклеточные и многоклеточные организмы, фотосинтезирующие, травоядные и плотоядные, живущие в воде и на суше, с хвостами и без оных, с рогами, шипами, ластами и когтями, и многое другое – всё то, что составляет земную биосферу и заполняет в ней каждую «нишу». Полярные животные не могут нормально устроиться в тёплом климате, но прекрасно выживают в ужасающем холоде. Глубоководные рыбы не могут плавать у поверхности моря, потому что внутреннее давление может их разорвать, но отлично себя чувствуют на больших глубинах, чего не могут делать пелагические рыбы поверхностных слоёв моря. Лесные жители не могут нормально существовать в степи, а степные в лесу. Короче, нет животного, одинаково приспособленного к любому виду пищи и любым условиям обитания. Каждый вид животных выбирает только те условия, которые подходят к его ресурсам, или наоборот, каждый организм вырабатывает те ресурсы (самоорганизуется), которые позволяют ему выживать в данных условиях.

Чтобы выжить организм должен делать различные действия – искать пищу, убегать от хищников, предохраняться от перегрева и от переохлаждения, и т.д. Если данному организму не удалось выжить (его съели, он высох без воды, замёрз, был раздавлен и т.д.), это значит что у него не было достаточно качественных и количественных ресурсов СФЕ или ума против воздействий внешней среды и эта система не достигла цели, не выжила.

Для достижения цели (выживания), организм должен делать ряд действий, но любое действие требует потребления энергии. Поэтому, одна из подцелей – энергоснабжение организма. А для этого необходимо доставлять к тканям кислород и убирать из них углекислый газ (подцель – обмен метаболических газов), а для этого необходимо обеспечить контакт окружающего воздуха с кровью, а для этого нужно вентилировать лёгкие и перфузировать через них кровь, а для этого нужно..., и т.д., и т.п. Налицо иерархия целей.

Если у больного хронической неспецифической бронхо-пневмонией разрушено около 2/3 лёгких и, несмотря на то, что он дышит чистым кислородом, в данный момент насыщение артериальной крови кислородом даже в покое снижено и равно около 90% и этот больной с трудом существует, это значит, что у него есть система внешнего газообмена (лёгкие) для условий покоя и при условии дыхания чистым кислородом, но нет этой системы для выполнения нагрузки, поэтому нагрузку он уже не в состоянии выполнить.

Выводы:

1. системный анализ – это анализ цели системы для оценки её функции и выявления соответствия функций иерархии подсистем их подцелям

· цель системы имеет иерархию подцелей

· для каждой подцели у системы есть соответствующие подсистемы, составляющие иерархию подсистем

2. оценка функции системы – это оценка достаточности функции системы для выполнения её целей

· функция системы может быть достаточной или недостаточной

· достаточность или недостаточность функции системы определяется достаточностью или недостаточностью функций её подсистем