лЕКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ» ( Д.Т.Н., ПРОФЕССОР ДМИТРИЕВ с.в.)
Тема 1. Возникновение и развитие системных представлений.
Мышление системно всегда. Однако системность имеет разные уровни. Сигналом о недостаточной системности существующей деятельности является появление проблемы; разрешение возникшей проблемы осуществляется путём перехода на новый более высокий уровень системности в нашей деятельности.
Поэтому системность не столько состояние, сколько процесс.
Самые очевидные и обязательные признаки системности любого объекта:
- структурированность;
- взаимосвязанность составляющих частей;
- подчинённость организации всего объекта определённой цели, в том числе организации последовательности действий.
Другое название для такого построения деятельности объекта – алгоритмичность.
Любое человеческое действие алгоритмично, системно.
Роль системных представлений в практике постоянно увеличивается, растёт системность человеческой практики, что выражается в росте эффективности труда.
Простейший и исторически первый способ повышения эффективности труда – механизация.
Узким местом механизации является человек – он не может управлять слишком сложной и быстрой машиной.
Решение проблемы найдено в автоматизации, исключающей человека из участия непосредственно в производственном процессе.
Автомат – устройство, реализующее алгоритм объекта, процесса.
Однако и у автоматизации существует естественный предел: в реальной жизни часто возникают непредвиденные условия и невозможность полной деформации многих практических действий.
Это возможно, например, в сложных системах, когда мы имеем дело с управлением человеческими коллективами, вмешательством в природу, в организм, в эксплуатации крупных технических комплексов.
Проблемы этого уровня разрешаются кибернетизацией.
Предметом этой деятельности является интеллектуализация объектов при решении задач типа: «Пойди туда, не знаю куда, принеси то, не знаю что».
Человек при этом выполняет именно те операции, которые не поддаются формализации (например, экспертная оценка или сравнение многомерных и неколичественных вариантов, принятие управленческих решений, взятие на себя ответственности).
Эти подходы реализуются в автоматизированных системах.
Создание новых ЭВМ, алгоритмов и программных систем для ЭВМ выделились в отдельную науку – «информатику».
Важная сторона процесса кибернетизации – изучение самих систем, создание методов организации и управления сложными системами, развитием системных представлений и теорий.
Сам процесс познания и добытые человечеством знания также системны и постоянно совершенствуются.
Одна из важных особенностей познания, позволяющая постепенно, поэтапно разрешать противоречия познания (бесконечность природы и ограниченность ресурсов человечества) – наличие аналитического и синтетического образов мышления.
Суть анализа – разделение целого на части. (Отсюда – дифференциация наук). Суть синтеза – соединение частичного (знания) в целое. (Отсюда – пограничные науки – биохимия, биофизика, бионика) и науки о самых общих свойствах природы – философия, математика, кибернетика, теория систем, теория организации и др.)
В развитии системного анализа участвовало множество учёных.
М.А. Ампер (1834-1843гг) – ввёл понятие (термин). Кибернетика – наука об управлении государством.
Б.Трактовский, Польша – первым прочитал курс лекций о кибернетике.
Е.С. Фёдоров - академик (минералогия) – открыл, что может существовать только 23 разных типов кристаллической решётки. Это знание распространяется и на любые другие системы.
А.А. Богданов (1911г.) – «Всеобщая организационная наука (тектология)». Ввёл понятие уровня (степени) организации. (Уровень организации тем выше, чем сильнее свойства целого отличаются от суммы свойств его частей).
Уделяя большое внимание закономерностям развития организации, устойчивости, обратным связям, учёту собственных целей организации.
С 1948г., когда Н.Винер опубликовал книгу под названием «Кибернетика» ведёт отсчёт наука с этим названием.
Наиболее общими и ёмкими являются определения А.И. Берга:
Кибернетика – это наука об оптимальном управлении сложными динамическими системами.
и А.Н. Колмогорова:
Кибернетика – это наука о системах, воспринимающих, хранящих, перерабатывающих и использующих информацию.
Главные достижения (идеи) кибернетики:
– типизация моделей систем;
– выявление особого значения обратных связей в системе;
– подчёркивание принципа оптимизации в управлении и синтезе систем;
– осознание информации как всеобщего свойства материи и возможности её количественного описания;
– развитие методологии моделирования
– идея математического эксперимента с помощью ЭВМ.
Л. Берталанфи выдвинул идею построения теории, приложимой к системам любой природы. Он ввёл понятие «открытой системы» – системы, обменивающейся веществом, энергией и информацией с окружающей средой.
И. Пригожин ввёл идею о неравновесных системах и распространил её из термодинамики на другие области науки.
Он рассмотрел механизмы самоорганизации систем. Ввёл понятие «спонтанной активности» материи, вызванной неустойчивостью неравновесных систем, и в которые любая система может попасть в результате взаимодействия с окружающей средой.
В такие переломные моменты («особые точки» или «точки бифуркации») принципиально невозможно предсказать станет ли система менее организованной или более организованной.
Диссипативность – распределённость системы.
системность как всеобщее свойство
материи
системность
практической деятельности
целенаправленность
деятельности
алгоритмичность
деятельности
системность
результатов деятельности (техники и
материальной культуры)
системность
познавательной деятельности
анализ
и синтез
диалектика
как метод
системность
результатов познания (моделей и духовной
культуры)
системность
среды, окружающей человека
естественная
системность природы
системность
человеческого общества
системность
взаимодействия человека со средой
(возникновение проблем при рассогласовании)
стихийное
сознательное повышение системности
как форма развития
общая тенденция
и зигзаги истории развития системных
представлений
