- •Кафедра Информационных технологий
- •Содержание
- •Глава 1. Сущность системного подхода…………. 5
- •Глава 2. Стандарты управления …………….…….. 16
- •Глава 3. Проектирование систем на основе современной теории управления …………………………………… 29
- •Глава 1 пособия содержит основные вопросы теории систем.
- •1.6.Свойства систем
- •1.3. Сферы взаимодействия
- •1.4. Классификация систем
- •1.5. Общие понятия теории систем и системного анализа
- •1.7.Принципы системного подхода
- •2.Стандарты управления
- •3. Проектирование систем с помощью современной теории управления
- •3.1. Синтез путем размещения полюсов
- •3.2. Формула Аккермана
- •Вопросы для самопроверки к главе 3
- •Тренировочные задания
- •Тесты по темам пособия
- •Список рекомендованной литературы
- •Словарь основных понятий и сокращений
Глава 1 пособия содержит основные вопросы теории систем.
Глава 2 пособия содержит обзор современных стандартов управления.
Глава 3 пособия содержит вопросы синтеза систем.
Глава 1. Сущность системного подхода
1.1. История развития системного подхода
Составляющим понятием «системного анализа» (СА) является система. Первое представлении о системе возникло еще в античной философии и первоначально означало: сочетание, организм, устройство, организация, строй, союз. Оно также трактовало систему как упорядоченность и целостность бытия, поскольку первоначально систему связывали с формами социально-исторического бытия (Евклид, Платон, стоики). Перенос значения слова с одного объекта на другой и превращение слова в обобщенное понятие совершались поэтапно. Такая метафоризация слова была начата Демокритом, уподобившему образование сложных тел из атомов с образованием слов из слогов. Аристотель трансформировал метафору в античной философии, в которой был сформулирован важный тезис – целое больше суммы его частей. В средневековой философии для выражения интегративности познавательных образований стали использоваться такие термины как сумма, дисциплина, доктрина… В эпоху Нового времени трактовка бытия как космоса сменилось рассмотрением его как системы мира, понимающейся как независимое от человека, обладающее своим типом организации, иерархией, своими внутренними законами и структурой. Бытие перестало быть только предметом философского размышления, оно стало также предметом специально-научного анализа. Новая трактовка системности проявилась в создании гелиоцентрической картины мира (Н. Коперник), телеологизм которой был преодолен Г.Галилеем и И.Ньютоном. Глубокую и основательную разработку получила идея системной организации научного знания в немецкой классической философии, в которой структура научного знания, принципы и основания построения теоретических систем стали предметом философского и логико-методологического анализа.
Новый более высокий уровень познания представлял диалектический способ мышления – единство и борьба противоположностей в процессе развития.
И. Ламберт считал, что всякая наука, как и ее часть, представляют собой единую систему.
И. Кант не только осознал системный характер научного знания, но и превратил эту проблему в методологическую, выявив процедуры системного конструирования знания. Однако он считал, что принципы образования систем являются характеристиками лишь формы, а не содержания знания.
И. Фихте поправил И. Канта, считая, что научное знание есть системное целое. Однако он ограничил системность знания систематичностью его формы. Это привело к отождествлению системности научного знания и его систематического изложения, т.е. внимание обращалось не на научное исследование, а на изложение знания.
Г. Гегель исходил из единства содержания и формы знания, тождества мысли и действительности. Трактовал становление системы в соответствии с принципом восхождения от абстрактного к конкретному. Но отождествляя метод и систему, телеологически истолковывал историю знания, он не смог предложить методологические средства для формирования системных образований.
До конца 19 – го века рассмотрение целостности ограничивалась живыми организмами, внутренняя целостность которых не вызывала сомнений и не требовала специальных доказательств. Идея системной организованности относилась только к знанию. Первым поставил вопрос о научном подходе к управлению сложными системами М.А. Ампер, который выделил науку управления государством, назвав ее кибернетика.
Б. Трентовский в 1843 г. читал во Фрейбургском университете курс – «Отношение философии к кибернетике, как искусству управления народом». Труды по минералогии Е.С. Федорова, изданные в 1891 г., заложили начальные основы теории систем.
Научно – техническая революция начала 20 – го века поставила проблемы организации и функционирования сложных объектов, что привело к специальным исследованиям систем, в том числе и социальных.
Теоретики марксизма выдвинули принципы анализа системности научного знания: историзм, единство содержания и формы, трактовка системности как открытой системы.
Работы В.И. Вернадского о биосфере и ноосфере ввели новый тип объектов исследования – глобальные системы.
Системности как самостоятельному объекту посвящены работы А.А. Богданова (Малиновского) – «Всеобщая организационная наука», первый том которой вышел в 1911 году. Он впервые ввел понятие обратных связей, говорил о важности моделирования, предвосхитив многие положения современных теорий.
Современный этап развития системных понятий открыла опубликованная в 1948 г. работа Н. Винера «Кибернетика (наука об управлении и связи в животных и машинах)».
Л. Берталанфи первым из западных ученых разработал концепцию организма как открытой системы и сформулировал программу построения общей теории систем (ОТС) (1950 г.). Проводил мысль о неразрывности естественнонаучного (биологического) и философского (методологического). Сначала создал теорию открытых систем, граничащую с современной физикой, химией и биологией. Классическая термодинамика исследовала лишь закрытые системы. Организм представляет собой открытую систему, остающуюся постоянной при непрерывном изменении входящих в него веществ и энергии (так называемое состояние подвижного равновесия). Позже он обобщил идеи ТОС и выдвинул программу построения ОТС, являющейся всеобщей теорией организации. Проблемы организации, целостности, динамического взаимодействия были чужды классической физике. Он пришел к концепции синтеза наук. Но главным недостатком явилось его утверждение о том, что ОТС выполняет роль философии современной науки. Однако это не так, поскольку для философского учения о методах исследования необходимы совершенно иные исходные понятия и иная направленность анализа: абстрактное и конкретное, специфически мысленное знание, связь знаний, аксиоматическое построение знаний и т.п., чего нет в ОТС.
Большой вклад в развитие кибернетики внесли советские ученые А.И. Берг (развитие науки об оптимальном управлении динамическими объектами), А.Н. Колмогоров (наука о системах, воспринимающих, хранящих, перерабатывающих и использующих информацию).
Разработка и широкое применение системного анализа – заслуга знаменитой фирмы «Рэнд корпорейшн», созданной в 1947 г. Специалисты этой мощной корпорации выполнили ряд основополагающих исследований и разработок по СА, ориентированных на решение слабоструктурированных (смешанных) проблем Министерства обороны США. В 1948 г. Министерством ВВС была организована группа оценки систем оружия, а два года спустя – отдел анализа стоимости вооружения. Начавшееся в 1952 г. создание сверхзвукового бомбардировщика В – 58 было первой разработкой, поставленной как система. Все это требовало выпуска монографической и учебной литературы. Первая книга по СА вышла в 1956 г., ее авторами были А. Канн и С. Манн. Через год появилась «Системотехника» Г. Гуда и Р. Макола, где изложена общая методика проектирования сложных технических систем. Методология СА была детально разработана и представлена в вышедшей в 1960 г. книге Ч. Хитча и Р. Маккина «Военная экономика в ядерный век». В ней также приводится приложение к методам количественного сравнения альтернатив для решения проблем вооружения. В 1962 г. вышла книга А. Холла «Опыт методологии для системотехники», представляющая теоретическую разработку проблем системотехники. Очень скоро выяснилось, что не только военные проблемы, но и гражданские, в том числе проблемы различных фирм, маркетинга, аудита и другие также требуют применения методологии СА. Таким образом системный подход стал важным методом познания. Это было обусловлено также следующими особенностями развития общества:
резким усложнением создаваемых систем и потерей возможности иметь о них полное и адекватное описание;
увеличением взаимодействия систем различной природы;
увеличением интенсивности информационных воздействий и информационных технологий.
Библиография научных публикаций насчитывает сотни монографий. Современное развитие системного подхода происходит в следующих направлениях:
системотехника – Х. Гуд, Р. Маккол;
теоретико – системный подход – М. Месарович, Я. Такахара, Ю.А. Урманцев;
системология – В.В. Дружинин, Д.С. Конторов, Б.С. Флейшман;
параметрическая системная концепция – А.И. Уемов;
теория систем – М. Арбиб, Э.Дж. Мейнс и т.д.
Однако накопление разнообразных публикаций не привело к созданию общей теории систем и строгой методологической концепции.
1.2. Иерархия системности
