2.3. Основные положения теории сложных систем

Целенаправленность процесса функционирования КСЗИ яв­ляется одной из важных ее особенностей, позволяющих отнести КСЗИ к классу сложных информационных систем. Формализация целей функционирования КСЗИ в виде некоторой системы критериев оптимальности либо обобщенного критерия связана с определением всех свойств КСЗИ, оказывающих влияние на до­стижение цели, введением их количественной меры — системы показателей качества, выбором процедуры редукции, нормализа­ции и скаляризации (свертки) вектора показателей качества и получением обобщенного критерия оптимальности КСЗИ либо показателя эффективности ее функционирования.

Весомый вклад в создание научных основ формулировки систем критериев внесли работы Е.С.Вентцель, Н.П.Бусленко, Б.Р.Левина и др., в которых были сформулированы основные тре­бования к системам критериев (адекватность целям, простота, ми­нимальная размерность, возможность аналитического представ­ления и использования эффективных методов исследования) и даны общие рекомендации по их достижению.

Как и в любой научной дисциплине, в теории систем для обо­значения используемых понятий применяется специальная тер­минология. Базовыми понятиями теории систем являются: опе­рация; цель операции; система; задача системы; стратегия; опера­ционная система; операционный комплекс.

• Операция — упорядоченная совокупность (система) взаимо­связанных действий, направленных на достижение определенной цели. Применительно к КСЗИ операция — это целенаправленный процесс ее функционирования. Именно наличие обшей цели объединяет множество объектов в систему. Нераздельным атрибутом операции является конечная ее длительность, называемая операционным временем.

• Цель — требуемый (желаемый) исход операции. Пока нет цели, нет и операции. В рамках теории систем предполагается что цель операции — единственная. Операция, преследующая несколько целей, — это совокупность одноцелевых операций. При этом эффективности отдельных таких операций могут быть разными. Если цели операций взаимосвязаны, то иногда их совокупность может рассматриваться как одна обобщенная цель. Цель считается достигнутой, если путем преобразования функционирующей системой некоторых ресурсов получен соответствующий, ее результат (исход операции).

• Система — целостное множество (совокупность) взаимосвязь иных объектов (предметов — элементов системы).

• Сложная система (СС) — система, характеризующаяся множеством возможных состояний, каждое из которых описывается набором значений се конкретных параметров. СС характеризуется сложным строением и сложным поведением. Все рассматриваемые в теории эффективности системы — сложные.

• Сложная система КСЗИ — человеко-машинная (эргодическая) система, множество взаимосвязанных материальных объектов (средств и комплексов ВТ, связи, средств защиты, обслуживающих их групп людей, документов), непосредственно участвующих в проведении операции (функционировании предприятия) и объединенных общей целью (защищенный обмен информацией).

• Подсистема (субсистема) — сложная система меньшего мае- \штаба по сравнению с исходной, организационно входящая в последнюю, реализующая самостоятельную операцию, цель которой подчинена цели операции, проводимой исходной системой, в являющейся по отношению к подсистеме суперсистемой.

• Элемент системы — объект, входящий в состав системы, ноне имеющий в рамках конкретной операции самостоятельной цели и не подлежащий расчленению на части; Понятия подсистемы и элемента сугубо модельные и в этом смысле условные. Так, одна и та же совокупность объектов может в рамках одной операции являться элементом, в рамках другой — подсистемой, в рамках I третьей — системой или даже суперсистемой. Элементы сложной системы функционируют во взаимодействии, в результате чего свойства сложной системы определяются не только (и не столько) свойствами ее элементов и подсистем, но и характером взаимодействия между ними, т.е. новыми, так называемыми системными свойствами.

• Комплекс — совокупность объектов (систем, подсистем, элементов) различной физической природы, объединенных обшей целью, но с менее жесткими, чем в системе, организационными связями.

• Задана системы — требуемый исход операции, который должен быть достигнут в результате функционирования КСЗИ при заданном расходе ресурсов, за заданное время и характеризуемый заданным набором количественных данных. Другими словами, задача — это конкретизированная цель. По-существу, цель операции становится задачей системы, если конкретизированы количественные характеристики требуемого результата и отпускаемых на его получение ресурсов и времени. Практически цель операции достигается путем выполнения системой последовательности задач.

Если цель операции сформулирована (задача системы поставлена), то может быть начата разработка альтернативных способов (планов, программ) достижения цели (выполнения задачи). Из набора альтернативных планов наилучший выбирается на основе тех или иных концепций и вытекающих из них принципов, кото­рые формально выражаются в форме критериев (правил сужде­ния).

• Стратегия — определенная организация и способ проведения операции (применения системы связи).

• Результаты операции — совокупность всех ее эффектов (последствий) (рис. 2.1).

Различают операции: положительные и отрицательные; прямые и косвенные (побочные). Кроме того, в рамках каждого из блоков данной схемы результаты могут быть однородными и нео­днородными.

• Целевой эффект операции — результат, ради получения которого проводится операция.

• Ресурсы — запасы материи (сырья), энергии, информации, времени, а также технические и людские ресурсы, необходимые для проведения операции и получения требуемого целевого эффекта. Ресурсы могут быть классифицированы по структуре и по динамике превращения в целевой эффект.

Рис. 2.1. Результаты операции

По структуре ресурсы делятся на однородные и неоднородные.; Однородность ресурсов существенно упрощает исследование операции и ее эффективности, однако подобные операции крайне редки (если вообще есть).

По динамике превращения в целевой эффект различают ресурсы: активные и пассивные; динамические и статические; трудовые — людские ит.Д;

• Свойство — объективная особенность объекта, зависящая от его строения и характеризующая отдельную его сторону (аспект);

• Операционная система — совокупность объектов (как мате­риальных, так и нематериальных: информация, время и т.д.), в. результате взаимодействия которых реализуется операция.

• Операционный комплекс — совокупность объектов, включающая в себя в качестве элементов операционную систему, суперсистему и окружающую среду.

• Окружающая среда — совокупность объектов, не входящих в операционную систему, непосредственного участия в операции не принимающих, но обусловливающих операционную ситуацию и оказывающих влияние на ее исход. Каждый исследуемый объект, обладает определенными свойствами, обусловливающими его качество.

• Квалиметрия — научная область, в которой разрабатываются методологические основы, методы и методики количественного оценивания и анализа качества объектов.

• Качество — свойство или совокупность свойств объекта, обуславливающих его пригодность для использования по назначению. Каждое из свойств объекта может быть описано с помощью некоторой переменной, значение которой характеризует меру (интенсивность) его качества относительно этого свойства. Эту меру называют показателем свойства или единичным частным показателем качества (ЧПК) объекта. Уровень качества объекта характеризуется значениями совокупности показателей его существенных (атрибутивных свойств — АС), т.е. свойств, необходимых для соответствия объекта его назначению. Эта совокупность называется показателем качества.

• Показатель качества объекта — вектор, компоненты которого суть показатели его отдельных свойств, представляющие собой частные, единичные показатели качества объекта.

• Критерий оценивания качества — руководящее правило(условие или совокупность условий), вытекающее из принятых(положенных в основу исследования) концепций и принципов оценивания, реализуемое в случае принятия того или иного решения (проектного, организационного, управленческого и т.п.) о качестве исследуемого объекта.

При оценивании качества любого объекта, описываемого n-мерным векторным показателем, реализуется совокупность критериев, каждый из которых в общем случае может принадлежать одному из классов:

классу {G} критериев пригодности;

классу {О} критериев оптимальности;

классу {S} критериев превосходства.

• Оценка качества — числовая характеристика показателя качества, получаемая опытным путем или с помощью расчетов (при косвенных измерениях) с использованием модели показателя качества. По определению, качество — это свойство или совокупность существенных свойств объекта, обусловливающих его пригодность для использования по назначению. Применительно к целенаправленному процессу подобные его свойства — атрибу­ты — называются операционными. К ним относятся результатив­ность, ресурсоемкость, оперативность.

• Результативность ЦП— характеризуется получаемым в его результате целевым эффектом. Она обусловливается способностью операции давать целевой эффект (т.е. результат, ради которого проводится операция). Применительно к КСЗИ это свойство опе­рации называется безопасностью.

• Ресурсоемкость ЦП — характеризуется расходом операционных ресурсов всех видов (материально-технических, энергетических, информационных, временных, финансовых, людских и т.п.), требуемых для проведения операции и получении целевого эффекта.

• Оперативность ЦП — характеризуется расходом операци­онного времени, т.е. времени, потребного для достижении цели операции.

• Эффективность - это комплексное операционное свойство целенаправленного процесса функционирования системы, характеризующее его приспособленность к достижению цели реализуемой КСЗИ операции (к выполнению стоящей перед КСЗИ задачи).

Любой показатель эффективности операции должен удовлет­ворять совокупности общих требований, чтобы соответствовать своему предназначению: представительность (адекватность); кри­тичность (чувствительность); комплексность (полнота); стохастичность; «простота».

Представительный показатель позволяет оценивать эффек­тивность операции по достижении ее основной (а не второстепенных) цели. Цель операции должна находить свое прямое отображение в показателе ее эффективности. Критичный показатель чувствителен к изменениям исследуемых характеристик. Комплексный (единый) показатель позволяет решать задачу исследования эффективности операции без привлечения других ее характеристик. Стохастичный (вероятностный) показатель позволяет учитывать неопределенность условий проведения операции, обусловленную воздействием случайных факторов и всегда сопутствующую исследованию операции и ее эффективности.

Показатель эффективности должен быть достаточно простыл, (при необходимой комплексности), чтобы его вычисление и по­следующий анализ эффективности операции могли быть реализованы в приемлемые сроки и имели бы наглядную интерпретацию,

Всем перечисленным требованиям удовлетворяет показатель эффективности, представляющий собой вероятность достижения цели операции (или вероятность выполнения задачи КСЗИ)

• Критерий оценивания эффективности — совокупность условий, определяющих цели операции и в соответствии с ними пригодность, оптимальность или превосходство исследуемой операции.