3. Презентации ТССА-!!!-пв. Литература Дрейзис Ю. И. Основы теории систем и системный анализ. Издво Артрум, Краснодар
 Скачать 2.29 Mb.
|
ТЕОРИЯ СИСТЕМ И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗЛекции – 18 часов, лабораторные – 18 часов Форма отчетности – экзамен (тест, комиссия) Литература: Дрейзис Ю.И. Основы теории систем и сис-темный анализ. Изд-во «Артрум», Краснодар 2. Электронные варианты лекций, презентации, задания для лабораторных работ, дополнитель-ные материалы по курсу находятся на сервере учебных материалов: Y:\09.03.03 (бакалавриат) \ 2019 год набора \ 06. Теория систем и системный анализ (Б1.О.24) Материалы доступны из ПК-классов Это обязательная дисциплина учебного плана
ВВЕДЕНИЕВВЕДЕНИЕ ТСиСА – это обязательная дисциплина федерального компонента. Актуальность изучения данной дисциплины. Системный подход актуален для специалистов по управлению экономическими объектами, особенно для тех, кто связан с созданием автоматизированных систем управления экономическими объектами. Объектами исследования в теории систем являются любые объекты окружающего нас мира, а их разнообразие и сложность велико: (политическая система, экономическая система, система знаний, компьютерная система, солнечная система, система кровообращения, денежная система, нервная система и т.д. Разнообразие и сложность объектов затрудняет их познание. Необходимы универсальные научные знания о законах и моделях существования и развития различных систем, методах анализа и синтеза систем. Цель курса - ознакомление студентов с единым научным знанием, выраженным в законах и моделях систем, методах их анализа и синтеза, развить умение применять это знание на практике. Задачи курса: формирование у студентов системного подхода при решении задач управления, в особенности, экономическими объектами, овладение студентами знаниями о законах и моделях систем, методах анализа и синтеза систем, которые отражают единое научное знание; развитие умений применять законы, модели и методы систем на практике; привитие навыков решения проблем методами системного анализа. Предмет изучения курса - законы, модели и методы систем, которые отражают универсального научное знание, общее для всех научных дисциплин. Одной из характерных тенденций развития современного общества является появление чрезвычайно сложных систем. Основные причины этого: непрерывно увеличивающаяся сложность технических средств, применяемых в человеческой деятельности; необходимость в повышении качества управления как техническими, так и организационными системами (предприятие, отрасль, государство и др.); расширяющаяся специализация и взаимодействие предприятий и др. В отличие от традиционной практики проектирования простых систем при разработке крупных автоматизированных, технологических, энергетических, аэрокосмических, информационных и других сложных комплексов возникают проблемы, меньше связанные с рассмотрением свойств и законов функционирования элементов, а больше - с выбором наилучшей структуры, оптимальной организации взаимодействия элементов, определением оптимальных режимов их функционирования, учетом влияния внешней среды и т.п. По мере увеличения сложности систем этим комплексным общесистемным вопросам отводится более значительное место. Развитие отраслей и усиление их взаимного влияния друг на друга приводят к увеличению количества возможных вариантов, рассматриваемых в случаях принятия решений при проектировании, производстве и эксплуатации, планировании и управлении предприя-тием, объединением, отраслью и т.п. Все это привело к появлению нового - системного - подхода к анализу систем. Они (системы) часто не поддаются полному описанию и имеют многогранные связи между отдельными функциональными частями (подсистемами), каждая из которых может представлять собой также большую систему (пример): Солнечная система – Земля – биосфера - животный мир – хищники – кошачьи В основе системного подхода лежит специальная теория общая теория систем. Потребность в использовании понятия «система» возникала для объектов различной физической природы с древних времен. Еще Аристотель обратил внимание на то, что целое (т.е. система) несводимо к сумме частей, его образующих (пример – футбольная команда – игроки). В частности, термин «система» и связанные с ним понятия комплексного, системного подхода исследуются и подвергаются осмыслению филосо-фами, биологами, психологами, кибернетиками, математиками, экономистами, физиками, инженерами различных специальностей. Потребность в использовании этого термина возникает в тех случаях, когда невозможно что-то продемонстрировать, изобразить, представить математиче-ским выражением, но нужно подчеркнуть, что это будет большим, сложным, не полностью сразу понятным (неопределенным) и одновременно, целым, единым. Например – «солнечная система», «система управления станком», «система организационного управления предприятием (городом, регионом и т.п.)», «экономическая система», «система кровообращения» и т.д. Примеры систем Системы существуют независимо от человека. Они объективны по своей природе. Человек лишь выделяет их из общей массы окружающих его реальностей. В математике термин система используется для отображения совокуп-ности математических выражений или правил – «система уравнений», «система счисления», «система мер» и т.п. Казалось бы, в этих случаях можно было бы воспользоваться терминами «множество» или «совокупность» (наприм. множество уравнений…). Однако понятие системы подчеркивает упорядоченность, целостность, наличие определенных закономер-ностей (наприм. – упорядоченность структуры, определенные закономер- ности во взаимоотношениях между частями/элементами) Исследование процессов постановки задач, процесса разработки сложных проектов позволили обратить внимание на особую роль человека: человек является носителем целостного восприятия, сохранения целостности при расчленении проблемы, при распределении работ, носителем системы ценностей, критериев принятия решения. Понятие «система» широко использовалось в различных областях знаний, и на определенной стадии развития научного знания теория систем оформилась в самостоятельную науку. ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ОБЩЕЙ ТЕОРИИ СИСТЕМ В последние три-четыре десятилетия большую популярность в изучении природных, технических и социальных объектов, процессов и явлений приобрели системные исследования. Редкая научная работа, выступления обходится без употребления понятий «системный анализ», «системный подход», «общая теории систем» и т.д. Длительный период времени при изучении какого-либо предмета люди ориенти-ровались на его расчленение на составляющие части, и последующий анализ каждой из них в отдельности. На этом пути были получены значительные успехи, особенно в естественных науках (естествоиспытатели, ученые и др.). Однако при изучении целого ряда биологических, психологических, социальных и других объектов, процессов и явлений аналитические методы оказались мало-продуктивными. В познавательной деятельности человеку часто приходится иметь дело не с отдельными, изолированными друг от друга явлениями, а с комплексами взаимосвязанных образований, составляющих различного рода системы. Понятие система широко употреблялось еще в Древней Греции. Однако круг его значений был весьма обширен. Оно применялось для обозначения сочетания, организма, устройства, организации, союза руководящих органов и т.д. (Аристотель (сведение множеств в одно целое), Эпикур, Евклид, Платон, Ньютон, др.) В конце XIX века стало резко увеличиваться число комплексных проектов и проблем, в первую очередь для управления экономикой, требующих участия специалистов различных областей знаний. Появилась наука – кибернетика, как часть теории систем. Общая теория систем включает: системный подход, системные исследования, системный анализ Системный анализ – наиболее конструктивное направление, используемое для практических приложений теории систем к задачам управления. Предмет и содержание общей теории систем Предмет– закономерности, принципы, методы, характеризующие функционирование структуру и развитие целостных объектов реального мира Общая теория систем = системология + системные исследования Системология – изучает целостные объекты. Основные задачи системологии: представление процессов и явлений в качестве систем; обоснование наличия определенных системных признаков у конкретных объектов; определение системообразующих и системоразрушающих факторов для различных целостных образований; типизация и классификация систем по определенным основаниям, описание особенностей различных их видов; составление обобщенных моделей системных образований. Системный анализ базируется на ряде общих принципов: принцип дедуктивной последовательности - последовательного рассмотрения системы по этапам: от окружения и связей с целым до связей частей целого (см. этапы системного анализа подробнее ниже); принцип интегрированного рассмотрения - каждая система должна быть неразъемна как целое даже при рассмотрении лишь отдельных подсистем системы; принцип согласования ресурсов и целей рассмотрения, актуализации системы; принцип бесконфликтности - отсутствия конфликтов между частями целого, приводящих к конфликту целей целого и части. Теория систем и системология отвечают на вопросы: Что такое система? Какие объекты могут быть отнесены к системным? Чем обусловлена целостность того или иного процесса? Но не отвечает на вопросы – как и каким образом надо изучать системы Эти вопросы изучает раздел «Системные исследования» Задачи системного исследования: - разработка процедур познавательного процесса для получения новых целостных знаний - подбор методов для получения интегративного представления о функционировании и развитии объектов - составление алгоритма познавательного процесса Системные исследования базируются на соответствующей методологии, методических основах и системотехнике. Методы исследования: анализ и синтез, индукция и дедукция, сравнение, сопоставление, аналогия и другие методы конкретных наук Системотехника охватывает проблемы проектирования, создания, эксплуатации и испытания сложных систем, например информационных. Базируется на знаниях из Теории вероятностей, Кибернетики, Теории информации, Теории игр Направления развития общей теории систем: 1) теория жестких систем, 2) теория мягких систем, 3) теория самоорганизации Теория жестких систем. Такое название они получили из-за влияния физико-математических наук. Эти системы имеют прочные и устойчивые связи и отношения. Их анализ требует строгих количественных построений (солнечная система, хим. система, ...) Теория мягких систем. Системы подобного рода рассматриваются как часть мироздания, воспринимаемая как единое целое, которые способны сохранять в целом свою сущность, несмотря на изменения, происходящие в ней (прим. человек стареет, внешность меняется, автомобиль устаревает и его характеристики меняются) Мягкие системы могут адаптироваться к условиям окружающей среды, сохраняя при этом свои характерные особенности. Солнечная система, истоки реки, семья, пчелиный улей, страна, нация, предприятие – все это системы, составляющие элементы которых подвергаются постоянным изменениям. Системы, относящиеся к мягким, имеют собственную структуру, реагируют на внешние воздействия, но при этом сохраняют свою внутреннюю сущность и способность к функционированию и развитию. Теория самоорганизации. Под самоорганизующимися системами подразуме-вают самовосстанавливающиеся системы, в которых результатом является сама система. К ним относятся все живые системы.. Они постоянно самообновляются посредством обмена веществ и энергии, получаемой в результате взаимодействия с внешней средой. Для них характерно то, что они поддерживают неизменность своей внутренней организа-ции, допуская, тем не менее, временные и пространственные изменения своей структуры. Общая теория систем - это междисциплинарная наука, призванная в целостном виде познавать явления окружающего мира. Инженерное дело, экономика теснейшим образом связаны с совокупностями объектов, которые принято называть сложными системами, и которые характеризуются многочисленными и разнообразными по типу связями между отдельно существующими элементами системы и наличием у системы функции назначения, которой нет у составляющих ее частей. Каждая система имеет функции, которых нет у ее подсистем/элементов. На первый взгляд каждая сложная система имеет уникальную организацию. Однако более детальное изучение способно выделить общее в системе команд ЭВМ, в процессах проектирования лесной машины, самолета и космического корабля. Для сложных систем, с которыми приходится иметь дело на практике, применение классического экспериментального метода исследования ограничено его высокой стоимостью, а в ряде случаев (экология, макроэкономика и др.) натурные эксперименты становятся либо вовсе невозможными, либо, по крайней мере, чересчур рискованными. Поэтому в качестве основного метода исследования сложных систем используют метод компьютерного эксперимента - универсальный метод познания, основанный на использовании системных имитационных моделей. Информационные системы, являясь основным инструментом повышения обоснован-ности управленческих решений, представляют собой сложные программно-аппаратные и телекоммуникационные комплексы, выступают в качестве самостоятельного объекта исследований. Основные типы ресурсов для образования систем в природе и в обществе Вещество - наиболее хорошо изученный ресурс, который в основном представлен таблицей Д.И. Менделеева достаточно полно и пополняется не так часто. Вещество выступает как отражение постоянства материи в природе, как мера однородности материи. Энергия - не полностью изученный тип ресурсов, например, мы не владеем управляемой термоядерной реакцией. Энергия выступает как отражение изменчивости материи, переходов из одного вида в другой, как мера необратимости материи. Информация – все еще мало изученный тип ресурсов. Информация выступает как отражение порядка, структурированности материи, как мера порядка, самоорганизации материи (и социума). Сейчас этим понятием мы обозначаем некоторые сообщения; ниже этому понятию мы посвятим более детальное обсуждение. Человек - выступает как носитель интеллекта высшего уровня и является в экономическом, социальном, гуманитарном смысле важнейшим и уникальным ресурсом общества, рассматривается как мера разума, интеллекта и целе-направленного действия, мера социального начала, высшей формы отражения материи (сознания). Организация (или организованность) выступает как форма ресурсов в социуме, группе, которая определяет его структуру, включая институты человеческого общества, его надстройки, применяется как мера упорядо-ченности ресурсов. Организация системы связана с наличием некоторых причинно-следственных связей в этой системе. Организация системы может иметь различные формы, например, биологическую, информационную, экологическую, экономическую, социальную, временную, пространственную, и она определяется причинно-следственными связями в материи и социуме. Пространство - мера протяженности материи (события), распределения ее (его) в окружающей среде. Время - мера обратимости (необратимости) материи, событий. Время неразрывно связано с изменениями действительности. |