2

ББК З

М 35

Матюхина Л. Я., Рябухин С. И. Теория систем и системный анализ : учеб. пособие. – Хабаровск : РИЦ ХГАЭП, 2007. – 100 с.

В настоящем учебном пособии изложены основные положения теории систем и системного анализа: определения, классификации, топологии систем и целей функционирования систем; задачи анализа и синтеза систем; принципы системного анализа; методы моделирования и проектирования систем. Подробно и на примерах рассмотрены известные методы качественного и количественного оценивания систем: метод анализа иерархий, метод «дерева целей», методы морфологического синтеза, методы принятия решения в условиях неопределенности и риска. Большое внимание уделено информационному подходу, анализу информационных ресурсов в различных системах (системах управления, экономических, социальных), а также проектированию организационных систем.

Настоящее учебное пособие предназначено для студентов вузов специальности 080801 «Прикладная информатика в экономике» и других специальностей, изучающих дисциплину «Системный анализ»

Рецензенты:

д-р тех. наук, проф., зав.лаб. ВЦ ДВО РАН И. А. Кривошеев д-р филос. наук, проф., завкафедрой «Экономической кибернетики» ТОГУ К.Т Пазюк

©Л. Я. Матюхина , 2007

©С. И. Рябухин , 2007

©Хабаровская государственная академия экономики и права, 2007

3

Оглавление

1.5. Основные определения, характеризующие функционирование и структуру систем

4

Предисловие

Материал настоящего учебного пособия соответствует требованиям образовательного стандарта России к учебной дисциплине «Теория систем и системный анализ» и раскрывает такие понятия, как:

системы и закономерности их функционирования и развития;

переходные процессы, принцип обратной связи;

методы и модели теории систем;

управляемость, достижимость, устойчивость;

элементы теории адаптивных систем;

информационный подход к анализу сиcтем;

основы системного анализа: система и её свойства; дескриптивные и конструктивные определения в системном анализе; принципы системности и комплексности; принцип моделирования; типы шкал;

понятие цели и закономерности целеобразования: определение цели; закономерности целеобразования; виды и формы представления структур целей (сетевая структура или сеть, иерархическая структура, страты и эшелоны); методики анализа целей и функций систем управления;

соотношения категорий типа: событие, явление, поведение;

функционирование систем в условиях неопределённости;

управление в условиях риска;

конструктивное определение экономического анализа: системное описание экономического анализа; модель как средство экономического анализа;

принципы разработки аналитических экономико-математических моделей;

понятие имитационного моделирования экономических процессов;

факторный анализ финансовой устойчивости при использовании ординальной шкалы;

методы организации сложных экспертиз;

анализ информационных ресурсов; развитие систем организационного управления.

5

Учебное пособие состоит из введения, семи глав и словаря терминов.

Впервой главе рассматриваются основные определения теории систем, классификация и моделирование систем.

Во второй главе описываются принципы системного подхода и системного анализа, а также задачи анализа и синтеза систем управления.

Втретьей главе рассматриваются типы шкал измерения, показатели и критерии качества систем и эффективности их функционирования, методы качественного и количественного оценивания систем.

Четвертая глава посвящена целям, их классификации, видам структур целей и автоматизации целевых программ.

Впятой главе рассматриваются типы организаций, виды организационных структур и их проектирование.

Вшестой главе рассматривается экономический анализ и его методы

(финансовый анализ, бухучёт и т.д.) с точки зрения системного подхода. Седьмая глава посвящена анализу информационных ресурсов.

В конце каждой главы приведён список вопросов для самоконтроля. Пособие может быть рекомендовано студентам, обучающимся по дру-

гим компьютерным и информационным специальностям.

6

Введение

Средством повышения эффективности управления являются совершенствование систем с управлением и автоматизация информационных систем, которые невозможно реализовать без системного подхода и системного анализа. Системный подход, предполагающий интеграцию научного знания, ориентирует исследователя на весь комплекс проблем от вербального описания объекта до построения формальных моделей. Системный анализ определяет методику проведения исследования объекта, включающую разработку методик структуризации целей. Под информационной системой понимается система, предназначенная для сбора, обработки и распространения информации в целях управления. Вопросы архитектуры таких систем, их проектирования и организации управления информационным процессом, оставаясь тесно связанными с обоснованностью и эффективностью управленческих решений, определяют главное направление: создание автоматизированного предприятия, охватывающего весь производственный цикл (ИАСУ). При этом обеспечивается автоматизация процессов стратегического планирования, экономического и технического развития предприятия, маркетинговых и научных исследований, проектирование новых видов продукции и др.

Так как дисциплина «Теория систем и системный анализ» является базовой для специальности 080801 «Прикладная информатика (по областям)», то структура и содержание учебного пособия в значительной степени приближены к программе дисциплины.

7

1. Системы и закономерности их функционирования и развития 1.1. Теория систем. Методологические основания системного анализа

Теория систем – это современное учение о структуре реальности, о «возникновении, существовании, изменении и развитии систем природы, общества и мышления» [1]. Общая теория систем (ОТС) исходит из всеобщих предпосылок, имеющих философский характер. В то же время ОТС является не метатеорией, а особой системной методологией. Она определяет совокупность требований при исследовании систем любой природы. Как всякая теория, она позволяет делать обобщения, предсказания, даёт объяснения, ставит новые вопросы и исправляет ошибки.

Однако только в рамках ОТС осуществляется интеграция накопленных знаний на общем для науки языке, и проводятся чёткие связи с важнейшими научными теориями и принципами.

Первым основным методологическим требованием ОТС является представление объектов системами и вывод на этой основе их системных признаков. Такие представления привели к открытию электронов, протонов, генов и хромосом ещё до возникновения ОТС, но класс кибернетических систем управления и контроля уже является следствием развития общей теории систем.

Вторым основным методологическим требованием ОТС является построение системы объектов данного рода с последующим анализом и извлечением следствий такого построения. Например, это могут быть системные таблицы или другие графические выражения системы объектов.

Закон системности ОТС утверждает: «материальные и идеальные объекты суть системы и любые объекты-системы в объективной или субъективной реальности непременно принадлежат или должны принадлежать хотя бы одной системе объектов одного и того же рода». Применение этого закона на практике приводит к существенному обогащению данной отрасли знаний, подытоживая результаты предшествующего этапа развития, и ставит новые задачи, способствующие дальнейшему развитию. В методологическом плане это ведет к «системному идеалу» научного объяснения и понимания, к системному образцу постановки проблем, проведения исследований, анализа их результатов.

8

В то же время мыслить системно – значит видеть и достигать необходимую степень порядка, организованности, понимать, куда направлен вектор изменения ситуаций и как повлияют конкретные действия на отношения с внешней и внутренней окружающей действительностью.

1.2. Определение понятия «система»

Понятие «система» относится к множеству объектов, ситуаций, явлений и процессов. Многообразие употреблений способствует и многообразию определений понятию «система» как содержательных, так и формальных. Из 34 рассматриваемых и анализируемых В.Н.Садовских и А. И. Уемовым определений системы 27 фактически совпадают с представлением о системе как особом «единстве», «целостности» или «целостном единстве». Таковы определения, предложенные Л. Берталанфи, К. Черри, Дж. Клиром, А. Раппопортом, В. И. Вернадским, О. Ланге, П. К. Анохиным, А. А. Блюменфельдом, И. В. Блаубергом, В. И. Садовским и Э. Г. Юдиным, то есть теми, кто является основателями теории систем. В современной формулировке определения «системы» дополнительно выделяется свойство целенаправленности системы.

Система – это определённое множество составляющих единство элементов, связей и взаимодействий между ними и внешней средой, образующие присущую данной системе целостность, качественную определённость и целенаправленность.

В этом определении элемент ─ это неделимая часть системы, которая характеризуется конкретными свойствами и определяется в данной системе однозначно. Множество элементов является исходным пунктом конструирования системы как идеального объекта. При этом подразумевается, что при других целях и способах исследований, может быть иное расчленение того же объекта с выделением других элементов в рамках системы другого уровня. Вместе с тем необходимо понимание данной системы как элемента системы более высокого уровня. Таким образом, любое отдельное системное представление объекта является относительным и для определения системы обычно используется иерархичные структуры, включающие надсистемы и подсистемы .

9

Другое направление в определении систем связано с формальными построениями теории множеств. Так, М. Месарович даёт определение системы как подмножества декартова произведения атрибутов исследуемого объекта:

S =V1*V2***Vn,

где S ─ система;

Vi ─ i –й атрибут объекта, i = 1,2,…,n.

Следовательно, с точки зрения теоретико-множественного подхода, система представляется совокупностью отношений, определённых на множестве объектов. Такой подход не противоречит системному подходу, так как само множество и всю теорию множеств также можно рассматривать как системы. Дальнейшее развитие этот подход получил в определении системы, предложенном Ю. А. Урманцевым.

Система ─ это множество объектов-систем, построенное по отношениям r множества отношений {R} , законам композиции z множества законов композиций {Z} из «первичных» элементов m множества {M} , выделенного по основаниям а множества оснований {A} из универсума U. При этом {Z}, ({Z}, {R}), ({Z},{R},{M}) могут быть пустыми множествами.

Такое определение ориентировано на исследование предельно общих свойств систем независимо от их сущности и лежит в основе ОТС.

Рассмотрим теперь подход более низкого уровня общности, но позволяющий конструктивно описывать системы определённого класса, а именно ─ информационные системы (ИС).

Под ИС понимается организационно-техническая система, использующая информационные технологии для достижения определённых целей, в том числе целей управления. Относительно построения ИС систему можно рассматривать как семантическую модель. Пусть А ─ множество фиксированных элементов предметной области с исследуемыми связями и отношениями между этими элементами, Ф ─ абстрактное множество:

Ф = < {M}, P1, P2, …, Pn >,

где {M} ─ множество элементов модели, соответствующее элементам предметной области,