- •1. Цели и задачи системного анализа
- •1.1. Определения системного анализа
- •1.2. Понятие сложной системы
- •1.3. Характеристика задач системного анализа
- •1.4. Особенности задач системного анализа
- •1.5. Прогнозирование и планирование
- •2. Характеристика этапов системного
- •2.1. Процедуры системного анализа
- •2.2. Анализ структуры системы
- •2.3. Сбор данных о функционировании системы
- •2.4. Построение моделей систем
- •2.5. Проверка адекватности моделей
- •2.6. Определение целей системного анализа
- •2.7. Формирование критериев
- •2.8. Генерирование альтернатив
- •2.9. Реализация выбора и принятия решений
- •3. Построение моделей систем
- •3.1. Понятие модели системы
- •3.2. Способы описания систем
- •3.3. Анализ и синтез - методы исследования систем
- •3.4. Декомпозиция и агрегирование
- •4. Эксперимент – средство построения
- •4.1. Характеристика эксперимента
- •4.3. Обработка экспериментальных данных
- •4.4. Вероятностное описание событий и процессов
- •4.5. Описание ситуаций с помощью нечетких моделей
- •4.6. Характеристика и классификация статистической
- •5. Математическое программирование
- •5.1. Математические постановки задач, приводящие
- •5.2 Задача линейного программирования
- •5.3. Решение задач линейного программирования
- •5.5. Дискретное программирование
- •6. Выбор или принятие решений
- •6.1. Характеристика задач принятия решений
- •6.2. Критериальный способ описания выбора
- •6.3. Выбор в условиях неопределенности
- •6.4. Концепция риска в задачах системного анализа
- •6.5. Принятие решений в условиях стохастической
- •6.6. Выбор при нечеткой исходной информации
- •6.8. Коллективный или групповой выбор
3.3. Анализ и синтез - методы исследования систем
В предыдущем параграфе рассмотрены модели систем, которые строят с целью проведения системного анализа. Построение модели системы — это процесс формализации ее описания, которая достигается за счет изучения системы и в некоторой степени за счет упрощения ее реальных структур, связей и отношений. Остановимся на методах, позволяющих проводить исследования систем для дальнейшего построения их моделей. В качестве таких методов первостепенное значение имеют анализ и синтез. Указанные методы противоположны друг другу по смыслу, так как анализ есть совокупность операций разделения целого на части, в то время как синтез - объединение частей в целое. Однако в приложении к решению задач исследования сложных систем применение этих методов автономно невозможно. Исследовать сложную систему можно только используя два указанных метода в совокупности. В применении анализа и синтеза к исследованию сложных систем проявляется диалектический принцип единства и борьбы противоположностей. Изложим суть каждого из подходов.
Аналитический метод состоит в расчленении сложного целого на все менее сложные части. Кроме того, он также предполагает, что части снова образуют единое целое в случае их соединения надлежащим образом. Этот момент соединения частей в целое является конечным этапом анализа, так как только после этого появляется возможность объяснить целое через его части и представить результат анализа в виде структурной схемы целого. С другой стороны, роль синтеза не сводится только к сборке частей, полученных при анализе. Необходимо подчеркнуть целостность системы, которая нарушается при анализе; при разбиении системы утрачиваются не только существенные свойства самой системы, но исчезают и существенные свойства ее частей, оказавшихся отделенными от нее. Результатом анализа является лишь вскрытие структуры; знание о том, как система работает, ответ на вопрос, почему она это делает так, дает синтез. Анализ и синтез дополняют, но не заменяют друг друга. Проведение системного анализа требует совмещения обоих указанных методов.
Автономное применение аналитических методов возможно лишь в тех случаях, когда систему удаётся разделить на не зависимые друг от друга части. Действительно, в этом случае отдельное рассмотрение частей позволяет составить правильное представление об их вкладе в общий эффект функционирования системы. Однако в реальной жизни найти систему, которая бы являлась результатом арифметического объединения своих компонентов, практически невозможно. Если удастся привести пример такой системы, то это будет удачное исключение, а не правило. В реальных ситуациях все части системы функционируют взаимосвязано; вклад одной части в общесистемный эффект зависит от вкладов других частей, т.е. можно констатировать, что реальные системы неаддитивны. В теории проектирования сложных систем проявление свойства неаддитивности хорошо известно. Оно проявляется в следующем. При проектировании систем формулируют условие оптимальности проекта. Но поскольку проект создается для сложной системы, постановка математической задачи проектирования имеет очень большую размерность и не решается путем проведения прямой оптимизации. В этом случае проводят разбиение системы на подсистемы и пытаются решить задачу оптимального проектирования подсистем с последующим объединением проектных решений. Оказывается, что в силу свойства неаддитивности систем созданный таким образом проект системы не будет обладать свойствами оптимальности. В ряде случаев спроектированная таким способом система будет просто неработоспособна. Попытка создать оптимальную систему из оптимальных частей, таким образом, не достигает успеха. Следовательно, при исследовании системы, ее динамики, свойств и, в конечном итоге, при построении модели системы требуется наряду с разбиением системы на части исследовать взаимодействие частей. Методом решения второй задачи является синтез.
Аргументом в пользу совместного применения аналитических и синтетических методов исследования систем является необходимость установления всесторонних отношений между рассматриваемыми явлениями. Описывать с помощью моделей можно только познанные явления, а таковыми они будут лишь тогда, когда известна совокупность условий, необходимых и достаточных для их реализации. Аналитические методы устанавливают только причинно-следственные отношения. В этом случае из рассмотрения исключаются все другие виды взаимодействия, в том числе и взаимодействия с окружающей средой. Установление причины для некоторого следствия означает определение необходимых условий для реализации этого события. Но кроме необходимых, коренных событий есть большое количество необходимых и достаточных условий, которые не выявляются аналитическими методами, и, следовательно, эти методы не гарантируют общую картину описываемых взаимодействий. В качестве примера иллюстрирующего данные высказывания, можно привести систему «семя-растение». С точки зрения аналитических методов, устанавливающих причинно-следственные отношения, для того чтобы получить растение, необходимо иметь семя. Но аналитические методы не учитывают, что для произрастания растения необходима еще почва, вода, воздух, тепло, свет и т.д. Подобную полноту исследований гарантируют синтетические методы. Использование синтетических методов основано на признании того, что отношение «причина-следствие» является не единственно возможным и приемлемым описанием взаимодействия. Имеется еще масса необходимых и достаточных условий, требующих учета при рассмотрении наступления некоторых явлений или процессов, без учета которых модель будет не только неадекватной, неработоспособной.