задание. Применение теории систем в различных областях науки и практики
 Скачать 40.55 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» «ИНСТИТУТ СЕРВИСА И ОТРАСЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ» КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА по дисциплине «Практическое системное мышление» На тему: «Применение теории систем в различных областях науки и практики» Выполнил: студент группы ЭЭбз-21-1 Тиуков Вадим Алексеевич Проверил: канд.экон.наук, доцент Пепеляева Нина Анатольевна Тюмень 2022 Содержание Применение теории систем в различных областях науки и практики 3 Практическое задание 11 Словарь базовых терминов 18 Список используемых источников 19 Применение теории систем в различных областях науки и практики Кибернетика: Кибернетика изучает обратные связи и связанные понятия, такие как коммуникации и управление в живых организмах, механизмах (машинах) и организациях. Эта наука заостряет внимание на том, как нечто (цифровое, механическое или биологическое) обрабатывает информацию, реагирует на неё и изменяется (или может быть изменено), для того чтобы лучше выполнять первые две задачи. Термины «теория систем» и «кибернетика» часто используются как синонимы. Некоторые авторы используют термин «кибернетическая система» для обозначения определённого подмножества общих систем, а именно таких систем, в которых имеются контуры обратной связи. Однако разности вечно взаимодействующих контуров элементов, которые производят ограниченный продукт и описанные Гордоном Паском, делают общие системы подмножеством кибернетических. В соответствии с Джексоном (2000 год), Берталанфи разработал начальную (эмбриональную) форму общей теории систем, которая сегодня получает всё большую и большую известность в научных кругах. Исследования в области кибернетики начались во второй половине 1900-ых годов, что непосредственно привело к публикации нескольких работ (например, «Кибернетика» Н. Винера в 1946 году и «Общая теория систем» Л. Берталанфи в 1968 году). Кибернетика возникла из инженерных областей, а ОТС из биологии. Считается, что обе науки оказывали и продолжают оказывать друг на друга влияние, и вероятно кибернетика оказывает такого влияния больше. Л. Берталанфи специально отметил (1969 год) влияние кибернетики, чтобы найти точку разделения двух наук: Кибернетика, теория катастроф, теория хаоса и теория сложности имеют схожую цель по объяснению сущности сложных систем, состоящих из множества взаимодействующих элементов, в терминах такого взаимодействия. Клеточные автоматы, нейронные сети, искусственный интеллект и искусственная жизнь являются связанными областями исследований, но ни одна из них не описывает общие (универсальные) комплексные системы. Лучшим контекстом для сравнения различных теорий о сложных системах является исторический, который подчёркивает различия в инструментарии и методологии, начиная от чистой математики в начале исследований до чистой информатики сегодня. Когда в самом начале исследований по теории хаоса Э. Лоренц при помощи компьютера случайно обнаружил странный аттрактор, компьютер стал неотъемлемым инструментом для исследователей. Сегодня невозможно представить изучение сложных систем без использования компьютера. Теория организаций: Системный подход является фундаментальным для организационной теории, так как в организациях осуществляются сложные динамические целенаправленные процессы. Одним из ранних мыслителей в этой области был Александр Богданов, который развил свою тектологию как теорию, общепризнанную как предшественницу для теории систем Берталанфи, и направленную на моделирование и конструирование человеческих организаций. Курт Левин был наиболее влиятельным в области развития организационной теории систем и ввёл термин системная идеология, вследствие недостаточности поведенческой психологии, что стало препятствием для плодотворной работы в психологии. Джей Форрестер с его работой по динамике и менеджменту, а также ряд теоретиков, включая Эдгара Шеина, который участвовал в Движении за афро-американские гражданские права (1955-1968), оказали большое влияние на развитие теории. Упорядочение организации в системах обычно связывается с отрицательной энтропией через открытость и обратные связи в системах. Системный взгляд на организацию является междисциплинарным и интегральным. Это значит, что он более перспективен по сравнению с отдельными дисциплинами, интегрируя их вклады на единой основе, предлагаемой формальным аппаратом теории систем. Системный подход ориентируется не просто на элементы систем, а на их взаимодействие. Из этого вытекает динамическое взаимодействие, как новое свойство систем. В последние годы системное мышление было применено для обеспечения подходов для холистического изучения систем с целью дополнения традиционных редукционистских методов. В связи с этим теория систем при изучении организаций рассматривается некоторыми как гуманистическое расширение естественных наук. Программное обеспечение и вычисления: В 1960-х годах теория систем была адаптирована Дж. фон Нейманом к информатике и информационным технологиям, что фактически привело к созданию таких направлений, как структурный анализ и структурное проектирование. Этот подход также стал основой для ранних исследований в области разработки программного обеспечения, в том числе разработки принципов автоматизированной разработки такого обеспечения. С 1970-х годов общая теории систем (ОТС) является основополагающим фундаментом большинства коммерческих методов разработки программного обеспечения, а с 1980-х годов Вон Фрик и Альберт Кейз использовали ОТС для разработки "недостающего звена" для перехода от системного анализа (определяющего, что нужно в системе) к системному дизайну (то, что на самом деле осуществляется) с использованием обозначений Йордана и Демарко. Эти принципы были использованы в инженерных средствах программного обеспечения. Системная динамика: Системная динамика возникла в конце 1950-ых годов благодаря деятельности Д. Форрестера из школы менеджмента (Массачусетский технологический институт), где была организована институтская группа системной динамики. После 1956 г., когда Форрестер начал свою работу в школе менеджмента, он начал применять свои знания в области инженерных электрических систем к другим системам. В 1958 г. он опубликовал в Harvard Business Review статью по "Индустриальной динамике". Общество системной динамики считает 1957 г. годом, в котором были сформированы идеи статьи Форрестера, описывающей динамику промышленной цепи снабжения электроэнергией. Как один из аспектов теории систем, системная динамика даёт метод для описания динамического поведения сложных систем. Основой метода является понимание того, что структура любой системы — как правило круговые, взаимосвязанные, иногда с временной задержкой отношения между компонентами — настолько же важна в определении поведения, как и сами отдельные компоненты. Примерами являются теория хаоса и социальная динамика. Обычно принимается, что поскольку свойства целого могут отсутствовать в свойствах частей, то и поведение целого не может быть полностью объяснено из поведения частей. Примером являются свойства букв, которые только при соединении могут дать некоторое понятие, отсутствующее в буквах, взятых по одиночке. Это объясняет роль интеграции различных средств, таких как язык, как наиболее простой процесс в человеческой деятельности, для облегчения жизненной адаптации путём использования сложных связанных систем. В России одним из известных учёных, занимавшихся развитием теории динамических систем, а также теории катастроф, был Владимир Арнольд. Системная психология: Системная психология — это ветвь психологии, которая рассматривает человеческое поведение и опыт в сложных системах, включая группы, и, до некоторой степени, индивидуумы, как системы, способные проявлять гомеостазис. Подразумевается, что в рамках открытых систем такие системы имеют активную систему сохранения устойчивости через динамические отношения между составляющими. Системная психология учитывает теорию систем и системное мышление, и основывается на теоретических работах Роджера Баркера, Грегори Бейтсона, Гумберто Матурана и других. В системной психологии к анализу «подключается область инженерной психологии, но дополнительно связанная с общественными системами и с изучением мотивационного, эмоционального, познавательного и группового поведения». В системной психологии «характеристики организационного поведения, например, личные нужды, вознаграждения, ожидания и атрибуты людей, взаимодействующие с системами, рассматриваются в процессе создания эффективной системы». Системная психология содержит иллюзию гомеостатической системы, хотя большинство живых систем в той или иной степени находятся в состоянии непрерывного дисбаланса. Терапевтические положения в системной психологии были развиты Вирджинией Сатир, Миланской Группой и другими. Системный инжиниринг Системотехника является междисциплинарным подходом и предназначена для реализации и развития удачных систем. Она может рассматриваться как приложение инженерных алгоритмов в конструировании систем, а также как приложение системного подхода к инженерной работе. Системотехника интегрирует группы специалистов различных дисциплин в команду, задавая структурный процесс развития, проходящий этапы от концепции продукции к отдельным операциям по её производству и расположению. Системотехника учитывает как ограничения бизнеса, так и технические требования всех заказчиков, с целью обеспечения качественной продукцией, удовлетворяющей все заинтересованные стороны. В России термин системотехника вместо системного инжиниринга был введён в обиход Гелием Поваровым, так же как и термин системология для обозначения науки о системах. Бесконечная вложенность материи: Весь диапазон размеров известных науке объектов природы — от максимона (10–33 см) до Метагалактики (1028 см) — составляет примерно 60 порядков. Точно в центре масштабного диапазона Вселенной (10–3 см) расположена живая клетка. Сущностью теории бесконечной вложенности материи является установление того факта, что космические системы являются самоподобными и самовложенными системами, развивающимися по одним и тем же законам. Совокупность космических систем представляет собой бесконечное множество, начиная от систем с объектами бесконечно малых масс и размеров, и кончая системами с объектами бесконечно больших масс и размеров. Для космических систем установлена SPФ-симметрия, согласно которой путём соответствующих изменений в массах, размерах и скоростях процессов можно перейти от одного уровня материи, рассматриваемого как система объектов, к другому уровню материи, при этом уравнения движения объектов остаются неизменными в силу симметрии законов физики. Для космических уровней материи обнаружено свойство подобия уровней материи, означающее, что массы, размеры и характерные скорости объектов космических систем нарастают согласно геометрической прогрессии. В ряде случаев проявляется свойство фрактальности, по которому формы объектов космических систем различных уровней оказываются самоподобными. Кроме этого, в последнее время изучается квантованность параметров космических систем, и была введена водородная система как образец наиболее распространённых систем во Вселенной. Подобие и вложенность космических систем выражаются в частности в том, что на уровне звёзд выявлена дискретность параметров звёзд и определяются соответствующие звёздные постоянные, включая звёздные постоянные Планка, Дирака и Больцмана. В свою очередь, для систем с элементарными частицами предлагается модель кварковых квазичастиц и гравитационная модель сильного взаимодействия, в которой главную роль играет сильная гравитация. Идея подобия космических систем оказалась плодотворной при построении моделей элементарных частиц, смотри субстанциональная модель нейтрона, субстанциональная модель протона, субстанциональная модель электрона, а также при объяснении спина электрона. Важным результатом теории бесконечной вложенности материи является подтверждение того факта, что системы в природе являются не просто отдельными открытыми или закрытыми системами, общие свойства которых следует изучать с помощью теории систем. В настоящее время в области исследования космических систем активно работают Роберт Олдершоу, Сергей Сухонос, Сергей Федосин и другие. Благодаря усилиям этих учёных стало возможным открытие пятого измерения пространства-времени – масштабного измерения. В биологии: Системная биология - это направление, которое опирается на несколько направлений в биологических исследованиях. Сторонники описывают системную биологию как основанную на биологии междисциплинарную область исследований, которая фокусируется на сложных взаимодействиях в биологических системах, утверждая, что она использует новую перспективу (холизм вместо редукции). В частности, начиная с 2000 года, биологические науки широко используют этот термин в самых разных контекстах. Часто заявляемой целью системной биологии является моделирование и обнаружение возникающих свойств, которые представляют свойства системы, теоретическое описание которых требует единственно возможных полезных методов, подпадающих под компетенцию системной биологии. Считается, что Людвиг фон Берталанфи, возможно, создал термин системная биология в 1928 году. Дисциплины системной биологии включают: Системная нейробиология Системная фармакология В экологии: Системная экология - это междисциплинарная область экологии, которая использует целостный подход к изучению экологических систем, особенно экосистем; это можно рассматривать как применение общей теории систем к экологии. Центральное место в подходе системной экологии занимает идея о том, что экосистема представляет собой сложную систему, проявляющую новые свойства. Системная экология фокусируется на взаимодействиях и транзакциях внутри и между биологическими и экологическими системами, и особенно касается того, как человеческое вмешательство может повлиять на функционирование экосистем. Она использует и расширяет понятия термодинамики и разрабатывает другие макроскопические описания сложных систем. Практическое задание Приведите различные определения понятия «систем» (не менее пяти), дайте их сравнительный анализ. Система - (от греч. sysntema - целое - составленное из частей; соединение), множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство. Система — множество взаимосвязанных объектов и ресурсов, организованных процессом системогенеза в единое целое и, возможно, противопоставляемое среде. Система в системном анализе — совокупность сущностей (объектов) и связей между ними, выделенных из среды на определённое время и с определённой целью. Система-это группа взаимодействующих или взаимосвязанных элементов, которые действуют в соответствии с набором правил, образуя единое целое. Система - план, порядок расположенья частей целого, предначертанное устройство, ход чего-либо, в последовательном, связном порядке. Система — совокупность элементов, находящихся в определённых отношениях друг с другом и со средой. Понятие системы органически связано с понятием целостности, элемента, подсистемы, связи, отношения, структуры, иерархии, многоуровневости и др. Термин используется, когда хотят охарактеризовать сложный объект как единое целое. Обычно система определяется как совокупность элементов, объединенных некоторой формой регулярного взаимодействия или взаимозависимости для выполнения заданной функции. В понятие «система» на разных этапах ее рассмотрения можно вкладывать разное содержание, говорить о системе как бы в разных ее формах, в зависимости от задачи, которую ставит перед собой исследователь. В философском словаре: система – совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях между собой и образующих некоторое целостное единство. 2. Изучите и приведите определения основных составляющих системы.
Проиллюстрируйте понятия, характеризующие функционирование и развитие систем, на примере какой-либо системы. Заполните таблицу.
Дайте определения основных свойств системы и проиллюстрируйте их на примере какой-либо системы. Заполните таблицу
Охарактеризуйте процессы организационных преобразований систем, заполнив таблицу.
6. Приведите пример сложной системы из повседневной жизни. Проведите ее декомпозицию до базовых элементов. Выделите подсистемы и дайте их краткую характеристику. Структура вещества. Исследования в таких разных областях, как астрономия и ядерная физика, дают множество других примеров невероятно сложных систем. В этих двух дисциплинах мы найдем примеры иерархических систем. Астрономы изучают галактики, которые объединены в скопления, а звезды, планеты и другие небесные тела образуют галактику. Ядерщики имеют дело со структурной иерархией физических тел совсем другого масштаба. Атомы состоят из электронов, протонов и нейтронов; электроны, по-видимому, являются элементарными частицами, но протоны, нейтроны и другие тяжелые частицы формируются из еще более мелких компонентов, называемых кварками. Мы обнаруживаем общность форм механизмов в этих сложных иерархиях. На самом деле оказывается, что во Вселенной работают всего четыре типа сил: гравитационное, электромагнитное, сильное и слабое взаимодействия. Многие законы физики универсальны, например, закон сохранения энергии и импульса можно применить и к галактикам, и к кваркам. Словарь базовых терминов ОТС – общая теория систем; Кибернетика - наука об оптимальном управлении сложными динамическими системами; Системология – это наука о системах, их свойствах, структуре и процессах, происходящих в них; Структурный функционализм — методологический подход в социологии и социокультурной антропологии, состоящий в трактовке общества как социальной системы, имеющей свою структуру и механизмы взаимодействия структурных элементов, каждый из которых выполняет собственную функцию; Холизм - позиция в философии и науке по проблеме соотношения части и целого, исходящая из качественного своеобразия и приоритета целого по отношению к его частям; Редукция - логико-методологический приём сведения сложного к простому; Нейробиология - наука, изучающая устройство, функционирование, развитие, генетику, биохимию, физиологию и патологию нервной системы; Интеграционная концепция системного движения – слияние последовательных систем движения; Гомеостаз - саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия; Монетарная экономика - социологическая концепция социальной системы, выделяющаяся среди других отожествлением коммуникации и общества; Теория хаоса - математический аппарат, описывающий поведение некоторых нелинейных динамических систем, подверженных при определённых условиях явлению. Список используемых источников Вдовин, В.М. Теория систем и системный анализ: Учебник для бакалавров / В.М. Вдовин, Л.Е. Суркова. - М.: Дашков и К, 2016. Данелян, Т.Я. Теория систем и системный анализ: Учебно-методический комплекс / Т.Я. Данелян. - М.: Ленанд, 2016. - 360 c. Хомяков П. М. Системный анализ: краткий курс лекций / Под ред. В. П. Прохорова. Изд. 2-е, стереотипное. — М.: «КомКнига», 2007. — 216с. https://academic.ru/ http://ru.solverbook.com/ https://ru.wikipedia.org/wiki/ https://studfile.net/ |