Трудности целеполагания:
Ограничения (объективные, субъективные);
Неопределенность целеполагания;
Опасность подмены цели средствами.;
Любая цель обладает двойственностью, являюсь одновременно и целью, и средством. То есть любая цель является подцелью и средством, реализующим достижение высшей цели.
Требования к цели:
конкретность, измеримость, достижимость, согласованность, преемственность, гибкость.
Виды и формы представления структур.
Сетевая – декомпозиция системы во времени. (Функционирование сложного техустройства)
Иерархическая – декомпозиция системы в пространстве.
Многоуровневые иерархические структуры. Различаются взаимоотношением элементов одного уровня, и правом вмешательства вышестоящего уровня.
Матричные структуры (таблицы)
Структуры с произвольными связями.
Классификация систем. Закрытые и открытые системы
Обмен с окружающей средой: (веществом, энергией или информацией)
По трем видам – открытая система,
По двум – частично открытая система,
По одному и менее – закрытая система.
Классификация систем. Абстрактные и материальные, детерминированные и стохастические системы.
По виду отображаемого объекта. Материальные: элементы – объекты и субъекты,
Абстрактные: элементами выступают понятия.
По виду формализованного аппарата:
Детерминированные: все части взаимодействуют строго определенным образом. Не могут обладать поведением.
Стохастические: детальное предсказание сделать невозможно, только с долей вероятности
Классификация систем по формам существования материи. Органичные и неорганичные системы.
Физические, биологические, социальные. Физические – образуются из компонентов неживой природы самых различных уровней организации,
Биологические – все разнообразие живых существ,
Социальные – главный элемент – человек.
Органичные: в основе различия лежат особенности присущих им процессов развития. Органичные – не только структурные, но и генетические связи, имеют не только связи координации, но и субординации, имеет управляющие механизмы воздействия целого на части. Неорганичные: свойства частей во многом определяются их структурой, а не структурой целого. Части бывают активнее целого.
Классификация систем. Адаптивные, целенаправленные и самоорганизующиеся системы.
Хорошо организованная: определить элементы, все взаимосвязи, правила объединения, проблемная ситуация выражается математическим выражением, которое связывает цель со средствами – целевая функция. Решение задач выполняется математическими методами. (солнечноя система)
Плохо организованная система харак-ся набором макропараметров и закономерностей, которые определяются на основе определенной с помощью некоторых правил выборки компонентов
Самоорганизующиеся обладают признаками диффузных систем. Стохастичность, способность адаптироваться, менять структуру и т д.
Понятие большой системы. Сложность системы. «Свойства» сложной системы.
До 10^3 –элтов простые, от 10^3 до 10^7 - сложные, до 10^30 – ультра сложные до 10^200 – суперстистемы (галактики) Математическая сложность: если есть возможность дать полоное математическое описание системы – то она простая. иначе – сложная. Простые харк-ся одной областью сильной устойчивости, сложные – множество локальных областей слабой устойчивости.
Понятие общесистемных закономерностей. Целостность. Интегративность. Коммуникативность. Закономерность зависимости потенциала системы от характера взаимодействия элементов или степени организованности системы.
Общая системная закономерность – закономерность, присущая системам различной природы. Целостность: проявляется в системе. Возникновение новых качеств, не свойственных её компонентам. 2 стороны: Сумма элементов не равна сумме системы. Сумма больше чем в отдельности. Изменение в части несет изменение в целом.
Интегративность – закономерность подчеркивает интерес не к внешним факторам проявления целостности, а к причинам проявления этого свойства – а главное, к его сохранению. Элементы, формирующее это свойство – интегративные элементы.
Коммуникативность: любая система связана множеством коммуникаций со средой, которая содержит подсистемы и системы одного уровня с рассмтриваемой системой.
Потенциал системы тем выше, чем выше её уровень организации. В хорошо организованных системах, потенциал системы много больше суммы потенциалов подсистем. В плохоорганизованных – потенциал не превосхит сумму потенциалов систам, плохоорганизованные с антагонистическим характером взаимодействия – меньше минимального из всех. (элементы сопротивляются друг другу).
Понятие общесистемных закономерностей. Закономерность зависимости потенциала системы от характера взаимодействия элементов или степени организованности системы. Иерархичность. Эквифинальность. Историчность. Закон необходимого разнообразия Эшби.
Потенциал системы тем выше, чем выше её уровень организации. В хорошо организованных системах, потенциал системы много больше суммы потенциалов подсистем. В плохоорганизованных – потенциал не превосхит сумму потенциалов систам, плохоорганизованные с антагонистическим характером взаимодействия – меньше минимального из всех. (элементы сопротивляются)
Иерархичность – проявление закономерности целостности на каждом уровне иерархии.С помощью иерархии можно отобразить системы с неопределенностью
Построение иерархии зависит от цели.
Эквифинальность (конец у всех один) – характеризует предельные возможности систем определенного класса. Эквифинальность – одинаковое конечное состояние, которое достигают открытые системы за счет взаимодействия с окружающей средой при различных начальных условиях.
Историчность: время необратимо, независимо итд
Закон необходимого разнообразия (Эшби)-чтобы создать систему, способную справиться с решением проблемы, обладающей известным разнообразием, нужно, чтобы сама система имела еще большее разнообразие или была способна создать в себе это разнообразие.
Понятие общесистемных закономерностей. Закономерности целеобразования.
Зависимость представления цели и ее формулировки от стадии познания объекта. В процессе развития представления об объекте, цель может быть переформулирована в пределах условной шкалы.
Зависимость цели от внутренних и внешних факторов. Возникают на основе противоречий как между внешними и внутренними, так и внутренними факторами, имевшимися ранее и появившимися вновь.
Возможность сведения задачи формирования цели к задаче структурирования цели
Понятия «системный подход» и «системные исследования». Основные преимущества и принципы системного подхода.
Системный подход – совокупность методов и средств, позволяющих исследовать свойства, структуру и функции объектов и процессов в целом, представив их в качестве систем.
Единство – рассмотрение совокупности частей как некой целостности. Развитие – учет динамики существования системы
Принцип глобальной цели.
Функциональность – совмесное рассмотрение структур и функций с приоритетом последних.
Принцип неопределенности – учет стохастических факторов.
Сочетание централизации и децентрализации. Наличие в системе нескольких структурных представлений (разных)
Понятие «системный анализ». Основные отличия системного анализа.
Системный анализ – совокупность методов и средств выработки, обоснования и принятия решения при исследовании, создании и управлении системами.
Отличия системного анализа от других формализованных подходов:
-рассматриваются все теоретически возможные альтернативы и средства достижения цели
-альтернативы оцениваются с позиции длительной перспективы
-отсутствуют стандартные решения
-излагаются различные взгляды на решение одной проблемы
-разрабатываются процедуры согласования различных точек зрения
-особое внимание уделяется факторам риска и неопределенности, их учета при выборе оптимального решения
-применяется для проблем, для которых не полностью определены требования.
Методика системного анализа.
-постановка проблемы
-расширение проблемы до проблематики (выявление системы проблем, существенно связанной с исследуемой, без учета которых она не может быть решена)
-выявление целей
-формирование критерия (условие, степень достижения цели)
-агрегирование критерия
-генерирование альтернатив (наиболее творческий этап системного анализа)
-исследование ресурсных возможностей, включая информацию
-выбор формализации (моделей)
-построение системы
-использование результатов проверенного системного анализа
Качественные методы описания систем. Методы типа мозговой атаки для коллективной генерации идей.
Качественные методы используются на начальных этапах моделирования, если реальная система не может быть выражена в количественных характеристиках, отсутствуют описания закономерностей систем в виде аналитических зависимостей. В результате разрабатывается концептуальная модель системы.
Качественные методы описания систем. Методы экспертных оценок.
Качественные методы используются на начальных этапах моделирования, если реальная система не может быть выражена в количественных характеристиках, отсутствуют описания закономерностей систем в виде аналитических зависимостей. В результате разрабатывается концептуальная модель системы.
Качественные методы описания систем. Методы типа «Дельфи».
Суть этого метода в том, чтобы с помощью серии последовательных действий – опросов, интервью, мозговых штурмов – добиться максимального консенсуса при определении правильного решения. Анализ с помощью дельфийского метода проводится в несколько этапов, результаты обрабатываются статистическими методами.
Базовым принципом метода является то, что некоторое количество независимых экспертов (часто несвязанных и не знающих друг о друге) лучше оценивает и предсказывает результат, чем структурированная группа (коллектив) личностей.
Количественные методы описания систем. Уровни описания систем.
Сложность реальных систем не позволяет строить для них «абсолютно» адекватные модели. Математическая модель описывает некоторый упрощенный процесс, в котором представлены лишь основные явления, входящие в реальный процесс, и лишь главные факторы, действующие на реальную систему.
Количественные методы - основное внимание уделяется анализу вариантов, количественным характеристикам, не имеют средств для постановки задач.
Уровни описания:
символический или лингвистический уровень (процесс формализации – отвлечение от изменчивости реального объекта)
теоретико-множественный – самое общее представление о системе
абстрактно-алгебраический, когда есть однозначные функции
логико-математические (функционирование автоматов)
динамический уровень
Кибернетический подход к описанию систем. Управление как процесс.
Кибернетический подход абстрактного описания систем связан с представлением системы как некоторого объекта, куда в определенные моменты времени можно вводить вещество, энергию и информацию, а в другие моменты времени — выводить их. Система представляется как объект управления, двигающийся к определенной цели.
Классификация систем управления. Задачи стабилизации, выполнения программы, слежения и оптимального управления.
Технические системы управления (ТСУ) – это системы, которые содержат в качестве элементов технические устройства и могут в течение некоторого интервала времени функционировать без участия человека
Эргатические системы управления (ЭСУ) – это системы, которые включают в качестве элементов, как технические системы, так и людей, взаимодействующих с этими системами.
Организационная система управления включает: орган управления (управляющая подсистема), который осуществляет процесс управления организацией, и объект управления (управляемая подсистема), которая осуществляет реализацию задач.
Оптимальное управление — это задача проектирования системы, обеспечивающей для заданного объекта управления или процесса закон управления или управляющую последовательность воздействий, обеспечивающих максимум или минимум заданной совокупности критериев качества системы
Кибернетический подход к описанию систем. Этапы управления сложной системой.
Кибернетический подход абстрактного описания систем связан с представлением системы как некоторого объекта, куда в определенные моменты времени можно вводить вещество, энергию и информацию, а в другие моменты времени — выводить их. Система представляется как объект управления, двигающийся к определенной цели.
Методы описания систем. Имитационное моделирование. Основные понятия и определения.
Имитационное моделирование — это метод исследования, при котором изучаемая система заменяется моделью, с достаточной точностью описывающей реальную систему, с которой проводятся эксперименты с целью получения информации об этой системе. Экспериментирование с моделью называют имитацией (имитация — это постижение сути явления, не прибегая к экспериментам на реальном объекте).
Имитационная модель — логико-математическое описание объекта, которое может быть использовано для экспериментирования на компьютере в целях проектирования, анализа и оценки функционирования объекта.
Понятие, цели и задачи анализа систем.
Анализ – процесс исследования систем, основанный на декомпозиции с последующим определении ее статических и динамических характеристик, а также характеристик составляющих ее элементов.
Понятие, цели и задачи синтеза систем.
Синтез – естественный процесс создания новой системы путем определения ее рациональных или оптимальных свойств и соответствующих показателей.
Структурный анализ и синтез систем.
Структурный анализ пpoвoдитcя c цeлью иccлeдoвaния cтaтичecкиx xapaктepиcтик cиcтeмы пyтeм выдeлeния в нeй пoдcиcтeм и элeмeнтoв paзличнoгo ypoвня и oпpeдeлeния oтнoшeний и cвязeй мeждy ними. Объeктaми иccлeдoвaния cтpyктypнoгo aнaлизa являютcя paзличныe вapиaнты фopмиpyeмыx в пpoцecce дeкoмпoзиции cиcтeмы cтpyктyp, пoзвoляющиe вcecтopoннe oцeнить cвoйcтвa cиcтeмы.
Объектами данного вида синтеза и анализа являются различные варианты структур.
Функциональный анализ и синтез систем.
Сущностью функционального анализа является определение динамических характеристик систем на основании принятых алгоритмов её функционирования. Функциональный анализ проводится с целью определения динамических характеристик системы путем исследования процессов изменения её состояний с течением времени на основе принятых алгоритмов управления.
Объектами исследования функционального анализа являются реализуемые системой методы и алгоритмы управления, включая общий алгоритм функционирования (содержит основные этапы, фазы и функции) и частные метода и алгоритмы (направлены на выполнение отдельных этапов).
Сущностью функционального синтеза является обоснование динамических характеристик систем управления, которые должны обладать желаемыми свойствами. Целью функционального синтеза является обоснование динамических характеристик систем управления, т.е. процессов изменения состояния систем с течением времени в соответствии с поставленной целью.