§7.1. Декомпозиция и агрегирование

Единство анализа и синтеза позволяет понять окружающий нас мир. Это относится ко всем отраслям знаний, и, естественно, к системному анализу. В данном параграфе мы рассмотрим технические аспекты аналитического и синтетического методов исследования систем, т.е. акцент будет сделан на том, как выполняются операции разделения целого на части и объединения частей в целое и почему они выполняются именно так. Будем называть эти операции декомпозицией и агрегированием.

Данные процедуры выполняются практически на всех этапах системного анализа: при определении состава и структуры системы, при выделении основного из нее для создания моделей, при анализе и обобщении данных исследований и т.д. Поэтому данный этап несколько условно причислен к заключительным из таких соображений, что момент агрегирования частей в целое является конечным этапом анализа, поскольку лишь только после этого мы можем объяснить целое через его части - в виде структуры целого.

Исторически первым в явной форме был осознан аналитический метод, органически присущий человеческому мышлению. Еще Р. Декарт писал: «Расчлените каждую изучаемую вами задачу на столько частей ... , сколько потребуется, чтобы их было легче решить». Успех и значение аналитического метода состоит не только и не столько в том, что сложное целое расчленяется на все менее сложные (и в конечном итоге простые) части, а в том, что, будучи соединены надлежащим образом, эти части снова образуют единое целое. Успехи аналитического метода привели к тому, что сами понятия «анализ» и «научное исследование» стали синонимами.

Роль синтеза при проведении любых научных исследований была осознана только в ХХ веке. Стало ясно, что его значение не сводится только к «сборке деталей», полученных при анализе. Важнейшее значение имеет целостность системы. Она нарушается при анализе, утрачиваются не только существенные свойства самой системы (разобранный автомобиль не едет, расчлененный организм не способен жить), но исчезают и существенные свойства ее частей, оказавшихся отделенными от нее (оторванный руль не рулит, отделенный глаз не видит). Поэтому, результатом анализа является лишь вскрытие структуры, знание о том, как работает система, но не понимание того, почему и зачем она это делает. Синтетическое мышление требует объяснить поведение системы. Оно существенно отличается от анализа. На первом шаге анализа вещь, подлежащая объяснению, разделяется на части; в синтетическом мышлении она должна рассматриваться как часть большего целого. На втором шаге анализа объясняются содержимые части; в синтетическом мышлении объясняется содержащее нашу вещь целое. На последнем этапе анализа знание о частях агрегируется в знание о целом; в синтетическом мышлении понимание содержащего целого дезагрегируется для объяснения частей. Это достигается путем вскрытия их ролей или функций в целом, синтетическое мышление открывает не структуру, а функцию, открывает почему система работает так, а не то, как она делает это.

Таким образом, не только аналитический метод невозможен без синтеза, но и синтетический метод невозможен без анализа. Они дополняют, но не заменяют друг друга. Системное мышление совмещает оба указанных метода.

Как уже отмечалось, основной операцией анализа является разделение целого на части. Обычно объект анализа сложен, слабо структурирован, плохо формализован, поэтому операцию декомпозиции выполняет эксперт. Как правило, он легко проводит разделение, но испытывает затруднения, если требуется доказательство полноты и безызбыточности предлагаемого набора частей. Это связано с тем, что основанием всякой декомпозиции является модель рассматриваемой системы. Поэтому на вопрос, сколько частей должно получиться в результате декомпозиции, можно дать следующий ответ: столько, сколько элементов содержит модель, взятая в качестве основания. Вопрос о полноте декомпозиции - это вопрос о завершенности модели. Возможные трудности и проблемы, возникающие при составлении моделей, были рассмотрены нами выше, в теме о моделировании. Сейчас добавим только, что фактически метод декомпозиции в системном анализе не дает новых знаний, а лишь «вытягивает» знания из экспертов, структурирует и организует их, обнажая возможную нехватку знаний в виде «дыр» в этой структуре.

Операцией, противоположной декомпозиции, является операция агрегирования, т.е. объединения нескольких элементов в единое целое. Необходимость агрегирования может вызываться разными целями и сопровождаться различными обстоятельствами, что приводит к различным (иногда принципиально различным) способам агрегирования. Однако, у всех агрегатов (так называют результат агрегирования) есть одно общее свойство, получившее название эмерджентность - проявление внутренней целостности системы. Это свойство присуще всем системам без исключения. Будучи объединенными, взаимодействующие элементы образуют систему, которая обладает не только внешней целостностью, обособленностью от окружающей среды (моделируется «черным ящиком»), но и внутренней целостностью, природным единством. Наиболее ярко она проявляется в том. что свойства системы не являются только суммой свойств ее составных частей. Система есть нечто большее, в целом она обладает такими свойствами, которых нет ни у одной из ее частей, взятой в отдельности. При объединении частей в целое возникает нечто качественно новое, такое, чего не было и не могло быть без этого объединения. Однако, ничего мистического, взявшегося «ниоткуда», здесь нет: новые свойства возникают благодаря установлению конкретных связей между конкретными элементами причем, чем больше отличаются свойства совокупности от суммы свойств элементов, тем выше организованность системы.

Свойство эмерджентности признано и официально: при государственной экспертизе изобретений патентноспособным признается и новое, ранее не известное соединение хорошо известных элементов, если при этом возникают новые полезные свойства.

Таким образом, к известным нам свойствам системы (структурированность, наличие взаимосвязи между частями системы, целевая организация системы, внешняя целостность, относительная обособленность от окружающей среды и связь с ней) добавилось еще одно и, может быть, главное - эмерджентность, проявляющееся в том, что система в целом обладает принципиально новым качеством. Оно существует, пока существует целое, являясь проявлением внутренней целостности системы.

Как и в случае декомпозиции, техника агрегирования основана на использовании определенных моделей исследуемой или проектируемой системы. Существует много способов агрегирования. Их общность связана с установлением отношений между агрегируемыми элементами. Наиболее важными являются следующие виды агрегатов:

- конфигуратор. Он определяется как набор минимально необходимых, но качественно различных языков (точек зрения) описания системы. Например, конфигуратором при обсуждении кандидатуры на руководящую должность является перечень профессиональных, деловых, моральных качеств претендента, его состояния здоровья. Понятие конфигуратора часто используют при определении полноты задания целей и разработки проблематики;

- оператор. Он конкретизирует отношения между элементами. Примерами агрегатов-операторов есть классификации, различные упорядочивания, поиск закономерностей и пр.

- структура. Описывает связи между элементами на всех языках конфигуратора.

Существуют также и малоизученные способы агрегирования такие, как самоорганизация, присущая живой материи.