Теория систем и системный анализ
Коротко о главном
Евгений Леонидович Шуремов
© Евгений Леонидович Шуремов, 2016
Введение
Когда я был студентом мне очень не нравились толстые учебники по многим предметам. Особенно тем, которые надо было просто «сдать» как обязательную повинность. При их чтении основной смысл терялся за многословными рассуждениями и часто совершенно ненужным «наукообразием».
Тогда я открыл для себя, что надо ходить в районную библиотеку и брать эти книги там, потому что до тебя прошлыми читателями в них было уже подчеркнуто главное. При этом оказывалось, что если выписать это «главное», то книга будет в разы тоньше. И этого, как правило, достаточно, чтобы понять суть и «сдать» предмет. Если же предмет тебя реально интересовал, то, быстро прочитав главное, уже можно было обратиться к толстым «кирпичам» за уяснением деталей. Но уже по конкретным разделам. То есть сначала увидеть лес целиком, а потом рассматривать отдельные деревья и листья.
Потом, 30 лет преподавая в ВУЗаз, в должностях от ассистента до профессора я убедился в том, что большинство моих студентов думает примерно также. Интернет негласно узаконил этот факт правилом «перевернутой пирамиды», когда сначала излагается главное и выводы, а уже потом рассматриваются детали. Заинтересовала тема человек читает дальше. Нет перешел на другую страницу. К сожалению, большинство учебников и научных трудов написаны по старым правилам объемного развернутого изложения. Порой создается впечатление, что автор хочет «покрасоваться» своими знаниями, нагоняя в изложение не вполне относящейся к теме «воды». По этому поводу мой научный консультант по давно защищенной докторской диссертации говорил: «Большинство авторов пишут что знают. Но мало кто знает, что пишет».
Серия публикаций с подзаголовком «Коротко о главном» создается именно исходя из представленных выше соображений. Книги короткие, изложение предельно сжато (иногда может быть чрезмерно) до того основного смысла, который автор хотел донести до читателей по-минимуму.
Книга имеет Интернет-поддержку страницу по адресу:
http://shurem.ru?act=60&id=pk_tssa
Перейдя по указанной гиперссылке Вы попадете на страницу с инструкциями по использованию связанных с книгой учебных тестов и дополнительных материалов. Содержание страницы, состав тестов и дополнительных материалов со временем будет меняться.
С замечаниями и предложениями Вы можете обратиться к автору по адресу shurem@mail.ru
История возникновения и развития теории систем и системного анализа
В результате НТР появилось много сложных объектов (атомные электростанции, космическая техника, компьютеры и т др.) исследование, описание, проектирование и управление которыми представляет определенные трудности. В экономической и политической сферах наблюдается усиление взаимовлияния, взаимозависимости, взаимодействия всех составных частей современного общества. Это порождает большие трудности в познании, прогнозировании и управлении.
Вследствие этого в разных сферах человеческой деятельности стали активно разрабатываться подходы к изучению сложных объектов, являющихся конгломератом множества взаимосвязанных элементов. Это «системотехника», «исследование операций», «политология», «системный подход», «системный анализ» и т. д. Общим в них является то, что сложный объект рассматривается как «система» множество взаимосвязанных элементов, которые при объединении в одно целое обретают новые свойства. К началу 80х гг. прошлого века все теоретические и прикладные дисциплины так или иначе связанные с изучением сложных систем объединились в единое «системное движение». В последние годы все чаще можно слышать о «системном движении», «системном кризисе» и т. д.
В этой связи можно говорить, что ХХ век стал не только веком атомной энергии и компьютеров, но и веком становления системного мировоззрения и системного метода получения знаний. Если до сих пор основным методом познания был анализ, при котором сложный объект расчленялся на составляющие элементы и каждый элемент подвергался детальному изучению, то при использовании системного подхода основным инструментом познания стало положение о необходимости рассматривать объекты окружающего мира как целостные образования, свойства которых не являются суммой свойств составляющих их элементов.
Впервые системные представления появились в Древней Греции 20002500 лет назад. Слово «система» означало «сочетание», «организм», «устройство», «союз». В античной философии термин «система» характеризовал упорядоченность и целостность естественных объектов, а термин «синтагма» упорядоченность и целостность искусственных объектов.
В начале-середине ХХ века возникает 3 варианта нового научного направления, которое пытается дать обобщенное описание организации и поведения систем любой природы и средств управления ими: тектология, общая теория систем и кибернетика.
Термин «тектология» ввел А. А. Богданов. Основная идея тектологии состоит в том, что системы различной физической природы имеют общие закономерности функционирования и развития. Исторически тектология была первой системно-методологической концепцией, но не оказала существенного влияния на формирование системного мышления вплоть до 60х гг. ХХ века.
В середине ХХ века Людвиг фон Берталанфи создает основы общей теории систем.
В 1948 г. выходит знаменитая книга Норберта Винера «Кибернетика», в которой провозглашается единство принципов управления в биологических, технических и социальных системах. В своих работах Н. Винер использовал достижения во многих областях науки: математики, логики, статистики, биологии, медицины, физиологии, нейрофизиологии, психологии, социологии, теории связи, теоретической электротехники и электроники.
Потребности практики и становление теории систем привели к возникновению области науки, занимающейся разработкой методов принятия решений в задачах организации управления. Она называется «исследованием операций».
Постепенно различные виды системных теорий интегрируются в «системологию», которая включает общую теорию систем, специальные теории систем и системотехнику.
Общая теория систем (ОТС) интегрирует наиболее обобщенное знание о системах. Основой ОТС являются философия и математика. Большую роль в развитии ОТС играют также логика, теория множеств, кибернетика.
Отраслевые теории систем раскрывают специфику систем различной природы (физических, химических, биологических, экономических, социальных).
Специальные теории систем изучают отдельные стороны функционирования и развития систем (теория переходных систем, теория эволюции систем и др).
Системотехника это прикладная инженерная дисциплина, специализирующаяся на проблемах конструирования систем разной природы (техническая, биологическая, информационная и социальная инженерия).
Термин «системный анализ» впервые появился в разработках корпорации RAND в 1948 г. Первой разработкой, представленной как «система», стало проектирование сверхзвукового бомбардировщика B-58, начавшееся в 1952 г.
В начале 50х гг. системный анализ стал рассматриваться как направление кибернетики при исследовании сложных систем в биологии, макроэкономике и при создании автоматизированных экономико-организационных систем управления.
Системный анализ является областью деятельности, направленной на выявление проблем функционирования и развития сложных систем и выработку рекомендаций по их преодолению.
Задачи системного анализа состоят не только в понимании механизмов функционирования системы, но и в решении задач проектирования систем и управления ими.
В настоящее время системный анализ представляет собой слабосвязанную совокупность приемов и методов формального и неформального характера. Не смотря на то, что он пока не сформировался в полноценную, целостную научную дисциплину, в настоящее время системный анализ применяется практически во всех сферах человеческой деятельности.
Понятие системы
Система это совокупность (множество) объектов и процессов, называемых элементами, взаимосвязанных и взаимодействующих между собой, образующих единое целое, обладающее свойствами, не присущими составляющим его элементам, взятым в отдельности.
Система состоит как минимум из двух элементов. Понятие системы представляет собой дискретную модель человеческого бытия.
Систему можно описать в виде множества элементов, связей и их свойств.
Свойства
Свойство это сторона объекта, обуславливающая его различие или сходство с другими объектами и проявляющееся во взаимосвязи с ними.
Свойства
Свойство это сторона объекта, обуславливающая его различие или сходство с другими объектами и проявляющееся во взаимосвязи с ними.
Особенности свойств:
Любое свойство относительно.
Совокупность свойств составляет качество объекта.
Свойства объектов могут быть отделены от них только умозрительно.
Свойства дают возможность описывать объекты системы количественно, выражая их в единицах, имеющих определенную размерность.
Параметр это количественное выражение свойства.
Элементы системы
Элемент системы это объект, выполняющий определенные функции и не подлежащий дальнейшему разделению в рамках поставленной задачи.
Элемент не тождественен понятию «часть». «Часть» указывает на внутреннюю принадлежность чего-либо объекту, а «элемент» обозначает функциональную единицу.
Совокупность элементов может образовывать подсистему.
Подсистема это система, являющаяся элементом данной системы.
Надсистема это система, элементом которой является данная система.
Состав это совокупность всех элементов, из которых состоит система.
Классификация элементов
По степени самостоятельности:
программный действует по жесткой программе;
адаптивный обладает способностью приспособления к изменениям в других элементах и окружающей среде;
инициативный обладает способностью целенаправленно изменять собственное состояние и состояние других элементов системы.
По длительности существования:
постоянный имеет относительно длительное время существования;
временный существующий временно.
По временной принадлежности:
элемент прошлого (атавизм) остался от прошлых этапов жизни системы;
элемент настоящего характерен для настоящего времени существования системы;
элемент будущего свойственен для будущего данной системы (инновационный элемент).
Система развивается в направлении отмирания атавизмов и постепенной трансформации элементов настоящего под воздействием связей с элементами будущего.