1.3.2. Особенности синтетических методов

Аналитический метод приводит к достижению наивысших результатов, если целое удается разделить на независимые друг от друга части, поскольку в этом случае их отдельное рассмотрение позволяет составить правильное представление об их вкладе в общий эффект (в случае интегрального исчисления, мозаики, накопления денег и пр.). Однако случаи, когда система является «суммой» своих частей, не правило, а исключение. Правилом же является то, что вклад данной части в общесистемный эффект зависит от вкладов других частей. Поэтому, например, если заставить каждую часть функционировать наилучшим образом, то в целом эффект не будет наивысшим. Поэтому при анализе «неаддитивных» систем следует делать акцент на рассмотрение не отдельных частей, а их взаимодействия. Это существенно более трудная задача.

Конечной целью аналитического метода является установление причинно-следственных отношений между рассматриваемыми явлениями. Нечто считается познанным, полностью понятым лишь в том случае, если известна его причина (совокупность условий, необходимых и достаточных для реализации следствия). Однако это далеко не всегда достижимо. Даже в тех случаях, когда имеет место причинно-следственное описание, все остальное должно быть исключено: Для причинно-следственного отношения не существует понятия окружающей среды, так как для следствия ничего, кроме причины, не требуется. Примером служит закон свободного падения тел, справедливый, если отсутствуют все другие силы, кроме силы тяготения. Однако когда имеем дело со сложными системами, исключить «ненужные» взаимодействия бывает невозможно не только практически, но и даже абстрактно. Имеется два способа описать такую ситуацию. Один состоит в отображении «беспричинной» компоненты поведения системы либо «объективной случайностью», либо «субъективной неопределенностью» (происходящей от незнания), либо их сочетанием. Другой вытекает из синтетического, экспансионистского метода и состоит в признании того, что отношение «причина – следствие» является не единственно возможным и приемлемым описанием взаимодействия. Более адекватными оказываются продукционные модели взаимодействия. Отношение «продуцент – продукт» характеризуется тем, что продуцент является необходимым, но не достаточным условием для осуществления продукта. Например, желудь является для дуба продуцентом, а не причиной, поскольку кроме желудя для произрастания дуба необходимы почва, влага, воздух, свет, тепло, сила тяготения и т.д. Таким образом, для получения продукта необходимы и другие условия, которые и образуют окружающую среду.

1.3.3. Декомпозиция и агрегирование

При аналитическом, и при синтетическом подходе наступает момент, когда необходимо разложить целое на части либо объединить части в целое. Будем называть эти операции соответственно декомпозицией и агрегированием. Рассмотрим технические аспекты выполнения этих операций.

Основной операцией анализа является разделение целого на части. Задача распадается на подзадачи, система – на подсистемы, цели – на подцели и т.д. При необходимости этот процесс повторяется, что приводит к древовидным структурам. Обычно (если задача не носит учебного характера) объект анализа сложен, слабо структурирован, плохо формализован, поэтому операцию декомпозиции выполняет эксперт. Если поручить анализ одного и того же объекта разным экспертам, то полученные древовидные структуры будут различаться. Качество построенных экспертами деревьев зависит как от их компетентности в данной области знаний, так и от применяемой методики декомпозиции.

Обычно эксперт легко разделяет целое на части, но испытывает затруднения, если требуется доказательство полноты и безызбыточности предлагаемого набора частей. Стремясь перейти от эвристического, интуитивного подхода к более осознанному, алгоритмическому выполнению декомпозиции, необходимо объяснить, почему эксперт разделяет целое именно так, а не иначе, и именно на данное, а не на большее или меньшее, число частей. Объяснение состоит в том, что основанием всякой декомпозиции является модель рассматриваемой системы. Однако основанием для декомпозиции может служить только содержательная модель рассматриваемой системы. Выбор формальной модели подсказывает, какого типа должна быть модель-основание; формальную модель следует наполнить содержанием, чтобы она стала основанием для декомпозиции. Это позволяет несколько прояснить вопрос о полноте анализа, который всегда возникает в явной или неявной форме.

Полнота декомпозиции обеспечивается полнотой модели-основания, а это означает, что, прежде всего, следует решить вопрос о полноте формальной модели. Благодаря формальности такой модели часто удается добиться ее абсолютной полноты. Полнота формальной модели является необходимым, но не достаточным условием для полноты декомпозиции. В конечном счете, все зависит от полноты содержательной модели, которая строится «по образу» формальной модели, но не тождественна ей. Фрейм лишь привлекает внимание эксперта к необходимости рассмотреть, что именно в реальной системе соответствует каждому из составляющих фрейм элементов, а также решить, какие из этих элементов должны быть включены в содержательную модель. Это очень ответственный момент (ведь то, что не попадет в модель-основание, не появится в дальнейшем анализе) и очень трудный (заранее не всегда «очевидно», что данная компонента должна войти в основание).

Чтобы сохранить полноту и возможность расширения содержательной модели, можно рекомендовать осуществлять логическое замыкание перечня ее элементов компонентой «все остальное». Эта компонента, как правило, окажется «молчащей», поскольку к ней отнесено все, что кажется несущественным, но ее присутствие будет постоянно напоминать эксперту, что, возможно, он не учел что-то важное.

Операцией, противоположной декомпозиции, является операция агрегирования, т.е. объединения нескольких элементов в единое целое. Необходимость агрегирования может вызываться различными целями и сопровождаться разными обстоятельствами, что приводит к различным (иногда принципиально различным) способам агрегирования. Однако у всех агрегатов (результат агрегирования) есть одно общее свойство, получившее название эмерджентность. Это свойство присуще всем системам как проявление их целостности.

Как и в случае декомпозиции, техника агрегирования основана на использовании определенных моделей исследуемой или проектируемой системы. Именно выбранные модели определяют, какие части должны войти в состав системы и как они должны быть связаны между собой. Разные условия и цели агрегирования приводят к необходимости использовать разные модели, что в свою очередь определяет как тип окончательного агрегата, так и технику его построения. В самом общем виде агрегирование можно определить как установление отношений на заданном множестве элементов. Благодаря значительной свободе выбора в том, что именно рассматривается в качестве элемента, как образуется множество элементов и какие отношения устанавливаются (т.е. выявляются или навязываются) на этом множестве, получается большое количественно и разнообразное качественно множество задач агрегирования. Отметим основные агрегаты, типичные для системного анализа: конфигуратор (совокупность языков описания системы), агрегаты-операторы (конкретизация отношения) и агрегаты-структуры (описание связей на всех языках конфигуратора). Отметим также существование малоизученных способов агрегирования (например, самоорганизация).