|
|
Лекция 1 Введение в теорию систем (2). Введение в общую теорию систем Кандидат технических наук, доцент кафедры Информационные технологии и математика
Кандидат технических наук, доцент кафедры «Информационные технологии и математика» Иванов Сергей Александрович Введение в общую теорию систем В общественно-экономической и политической сферах наблюдается усиление взаимовлияния, взаимозависимости, взаимодействия всех составных частей современного общества: все более тесно переплетаются экономические, политические, социальные, духовные процессы, теснее взаимодействуют государство и общество, производство и наука, культура и бытовая сфера, что порождает трудности в познании, прогнозировании и управлении, требующими принятия решения, часто в условиях неопределенности. Сложные ситуации независимо возникли и в других сферах практической деятельности человека. Необходимость решения вышеназванных проблем вызвала к жизни множество приемов, методов, подходов, которые постепенно накапливались, развивались, обобщались, образуя, в конце концов, определенную технологию преодоления качественных и количественных сложностей: - в инженерной деятельности: проектирование, инженерное творчество, 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.
Из истории системного анализа - В конце XIX — начале XX вв. возникают три варианта нового направления, которое предполагает обобщенное описание организации, поведения систем любой природы и управления ими.
- Впервые термин "теория систем" использовал биолог-теоретик и философ Людвиг фон Бератланфи на философском семинаре в конце 40-х гг. ХХ века. Ему обязана своим существованием область знаний под названием "общая теория систем".
- В 1948 г. выходит знаменитая книга Н. Винера "Кибернетика", в которой провозглашается единство принципов управления в биологических и технических системах, а позднее — и в социальных (в настоящее время кибернетику чаще квалифицируют как часть теории систем). В дальнейшем вопрос о системности окружающего мира продолжали разрабатывать философы. Для решения практических задач было сформировано понятие "исследование операций" В 50—60 гг. в исследованиях сложных проблем проектирования и управления довольно широкое распространение получил термин "системотехника".
Из истории системного анализа В начале 80-х гг. уже стало очевидным, что все теоретические и прикладные дисциплины образуют как бы единый поток, "системное движение", методологической базой которого стал так называемый "системный подход", широко использовавшийся в первые годы приложения теории систем к практическим задачам, но несколько скомпрометированный большим числом работ неконструктивного характера. Но системный подход - это не более чем подход, должна была возникнуть некая прикладная наука, являющаяся "мостом" между абстрактными теориями и живой системной практикой. Сначала она возникла, как мы видели, в разных областях под разными названиями, но затем оформилась в науку, получившую название "системный анализ" — наиболее конструктивное из прикладных направлений системных исследований1. Термин "системный анализ" впервые появился в работах корпорации RAND в 1948 г. Как направление кибернетики он стал рассматриваться в начале 50-х гг. при исследовании сложных систем в биологии, макроэкономике и создании автоматизированных экономико-организационных систем управления Определение системного анализа Можно дать такое определение системного анализа - Современный системный анализ является прикладной наукой, нацеленной на выявление причин реальных сложностей, возникших перед "обладателем проблемы" (организация, учреждение, предприятие, коллектив), и на выработку вариантов их устранения.
- Цель системного анализа состоит не только в понимании функционирования системы — задачами более высокого уровня выступают проектирование, создание нужной системы и управление ею.
- В основе системного анализа лежит системный подход.
- Системный подход — это методология научного познания и практической деятельности, а также объяснительный принцип, в основе которых лежит рассмотрение объекта как системы.
Термин «система» - Системой может являться любой объект живой и неживой природы, общества, процесс или совокупность процессов, научная теория и т. д., если в них определены элементы, образующие единство (целостность) со своими связями и взаимосвязями между ними, что создает в итоге совокупность свойств, присущих только данной системе и отличающих ее от других систем (свойство эмерджентности).
- Система (от греч. SYSTEMA, означающего «целое, составленное из частей») представляет собой множество элементов, связей и взаимодействий между ними и внешней средой, образующих определенную целостность, единство и целенаправленность. Практически каждый объект может рассматриваться как система.
- Система – это совокупность материальных и нематериальных объектов (элементов, подсистем), объединенных какими-либо связями (информационными, механическими и др.), предназначенных для достижения определенной цели и достигающих ее наилучшим образом.Система определяется как категория, т.е. ее раскрытие производится через выявление основных, присущих системе свойств. Для изучения системы необходимо ее упростить с удержанием основных свойств, т.е. построить модель системы.
- Система может проявляться как целостный материальный объект, представляющий собой закономерно обусловленную совокупность функционально взаимодействующих элементов.
Свойства систем Свойство – это качество параметров объекта, т.е. внешние проявления того способа, с помощью которого получают знания об объекте. Свойства дают возможность описывать объекты системы. При этом они могут изменяться в результате функционирования системы.Свойства – это внешние проявления того процесса, с помощью которого получается знание об объекте, ведется за ним наблюдение. Свойства обеспечивают возможность описывать объекты системы количественно, выражая их в единицах, имеющих определенную размерность. Свойства объектов системы могут изменяться в результате ее действия. - Выделяют следующие основные свойства системы:
- Система есть совокупность элементов. При определенных условиях элементы могут рассматриваться как системы.
- Наличие существенных связей между элементами. Под существенными связями понимаются такие, которые закономерно, с необходимостью определяют интегративные свойства системы.
- Наличие определенной организации, что проявляется в снижении степени неопределенности системы по сравнению с энтропией системоформирующих факторов, определяющих возможность создания системы. К этим факторам относят число элементов системы, число существенных связей, которыми может обладать элемент.
- Наличие интегративных свойств, т.е. присущих системе в целом, но не свойственных ни одному из ее элементов в отдельности. Их наличие показывает, что свойства системы, хотя и зависят от свойств элементов, но не определяются ими полностью. Система не сводится к простой совокупности элементов; декомпозируя систему на отдельные части, нельзя познать все свойства системы в целом.
- Эмерджентностъ – несводимость свойств отдельных элементов и свойств системы в целом.
Свойства систем - Целостность – это общесистемное свойство, заключающееся в том, что изменение любого компонента системы оказывает воздействие на все другие ее компоненты и приводит к изменению системы в целом; и наоборот, любое изменение системы отзывается на всех компонентах системы.
- Делимость – возможна декомпозиция системы на подсистемы с целью упрощения анализа системы.
- Коммуникативность. Любая система функционирует в окружении среды, она испытывает на себе воздействия среды и, в свою очередь, оказывает влияние на среду. Взаимосвязь среды и системы можно считать одной из основных особенностей функционирования системы, внешней характеристикой системы, в значительной степени определяющей ее свойства.
- Системе присуще свойство развиваться, адаптироваться к новым условиям путем создания новых связей, элементов со своими локальными целями и средствами их достижения. Развитие – объясняет сложные термодинамические и информационные процессы в природе и обществе.
- Иерархичность. Под иерархией понимается последовательная декомпозиция исходной системы на ряд уровней с установлением отношения подчиненности нижележащих уровней вышележащим. Иерархичность системы состоит в том, что она может быть рассмотрена как элемент системы более высокого порядка, а каждый ее элемент, в свою очередь, является системой.
Свойства систем - Важным системным свойством является системная инерция, определяющая время, необходимое для перевода системы из одного состояния в другое при заданных параметрах управления.
- Многофункциональность – способность сложной системы к реализации некоторого множества функций на заданной структуре, которая проявляется в свойствах гибкости, адаптации и живучести.
- Гибкость – это свойство системы изменять цель функционирования в зависимости от условий функционирования или состояния подсистем.
- Адаптивность – способность системы изменять свою структуру и выбирать варианты поведения сообразно с новыми целями системы и под воздействием факторов внешней среды. Адаптивная система – такая, в которой происходит непрерывный процесс обучения или самоорганизации.
- Надежность – это свойство системы реализовывать заданные функции в течение определенного периода времени с заданными параметрами качества.
- Безопасность – способность системы не наносить недопустимые воздействия техническим объектам, персоналу, окружающей среде при своем функционировании.
- Уязвимость – способность получать повреждения при воздействии внешних и (или) внутренних факторов.
- Структурированность – поведение системы обусловлено поведением ее элементов и свойствами ее структуры.
- Динамичность – это способность функционировать во времени.
- Наличие обратной связи.
|
|
|
Скачать 48.75 Kb.