- •Федеральное агентство по образованию рф
- •Оглавление
- •10. Методы опережающего управления в системах 111
- •11. Моделирование и проектирование информационных систем 136
- •12. Системная природа организаций и управления ими 148
- •Требования гост специальности к содержанию курса.
- •Введение
- •1. История становления и развития общей теории систем
- •2. Предмет и содержание общей теории систем
- •3. Основные положения ОбщеЙ теории систем
- •3.1. Основные понятия системного анализа
- •3.2. Определение понятия «система»
- •3.3. Принципы системного подхода
- •4. Основы системологии
- •4.1. Категория системы, ее свойства и признаки
- •Другая система
- •4.2. Системообразующие и системоразрушающие факторы
- •4.2.1. Системообразующие факторы
- •4.2.2. Системоразрушающие факторы
- •4.3. Классификация системных объектов
- •4.4. Структура, функции и этапы развития систем
- •4.5. Система и внешняя среда
- •5. Системные объекты и их обобщенная характеристика
- •5.1. Системность неорганической и живой природы
- •5.2. Общество, личность и мышление как система
- •6. Системные исследования как составная часть общей теории систем
- •6.1. Общая характеристика системных исследований
- •6.2. Системный подход - методология системного исследования
- •6.3. Технология достижения целостности познания в системном исследовании
- •7. Сущность и принципы системного подхода
- •7.1. Принципы системного подхода.
- •7.2. Проблемы согласования целей
- •7.3. Проблемы оценки связей в системе
- •7.4. Пример системного подхода к задаче управления
- •7.5. Моделирование как метод системного анализа
- •7.6. Процессы принятия управляющих решений
- •8. Описание системных объектов
- •8.1. Механизм процесса описания системных объектов
- •8.2. Принципы описания систем
- •8.3. Структура системного анализа
- •8.4. Методы и модели описания систем
- •Качественные методы описания систем
- •Количественные методы описания систем
- •8.5. Формирование общего представления системы
- •8.6. Кибернетика и ее роль в описании систем
- •9. Этапы системного анализа
- •9.1. Общие положения
- •9.2. Содержательная постановка задачи
- •9.3. Построение модели изучаемой системы в общем случае
- •9.4. Моделирование в условиях определенности
- •9.5. Наличие нескольких целей - многокритериальность системы
- •9.6. Моделирование системы в условиях неопределенности
- •9.7. Моделирование систем массового обслуживания
- •9.8. Моделирование в условиях противодействия, игровые модели
- •9.9. Моделирование в условиях противодействия, модели торгов
- •9.10. Методы анализа больших систем, планирование экспериментов
- •9.11. Методы анализа больших систем, факторный анализ
- •10. Методы опережающего управления в системах
- •10.1. Причинно-следственный анализ
- •10.2. Процесс причинно-следственного анализа.
- •10.3. Варианты причинно-следственного анализа
- •10.4. Принятие решений
- •10.5. Процессы принятия решений различных типов
- •10.6. Анализ плана управленческой работы и обзор ситуации
- •10.7. Обзор ситуации
- •11. Моделирование и проектирование информационных систем
- •11.1. Моделирование систем
- •11.2. Проектирование систем
- •Формирование стратегии или планирование
- •Оценивание
- •Реализация
- •11.3. Практическое применение системного подхода в экономике
- •12. Системная природа организаций и управления ими
- •12.1. Организация
- •12.2. Виды и формы системного представления структур организаций.
- •Заключение глоссарий терминов теории систем и системного анализа
- •Литература Теория систем и системный анализ Общие вопросы системного анализа
- •Системы массового обслуживания
- •Экономические системы
- •Общие вопросы математики
- •Статистический эксперимент
- •Статистический анализ
- •Методы непараметрической статистики
- •Вопросы прикладной статистики
- •Экспертные оценки
- •Вопросы к экзамену по дисциплине «Теория систем и системный анализ»
3.2. Определение понятия «система»
В настоящее время нет единства в определении понятия «система». В определении понятия системаможно обнаружить достаточно много вариантов, часть из которых базируется на глубоко философских подходах, а другая использует обыденные обстоятельства, побуждающие нас к решению практических задач системного плана.
Существует несколько десятков определений понятия система. Их анализ показывает, что определения изменялись со временем.
В первых определениях в той или иной форме говорилось о том, что система - это элементы и связи (отношения) между ними. Например, основоположник теории систем Людвиг фон Берталанфи определялсистему как комплекс взаимодействующих элементов или как совокупность элементов, находящихся в определенных отношениях друг с другом и со средой. А. Холл определяет систему какмножество предметов вместе со связями между предметами и между их признаками. Ведутся дискуссии, какой термин – «отношение» или «связь» - лучше употреблять.
Позднее в определениях системы появляется понятие цели. Так, в «Философском словаре» система определяется как «совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях между собой определенным образом и образующих некоторое целостное единство».
В последнее время в определение понятия системы наряду с элементами, связями и их свойствами и целями начинают включать наблюдателя, хотя впервые на необходимость учета взаимодействия между исследователем и изучаемой системой указал один из основоположников кибернетики У. Р. Эшби.
М. Масарович и Я. Такахара в книге «Общая теория систем» считают, что система – «формальная взаимосвязь между наблюдаемыми признаками и свойствами».
В первых определениях в той или иной форме говорилось о том, что система - это элементы ai и связи (отношения) rj между ними: Sdef є < A, R >, где A = {ai}, R = {rj}.
Так определял систему Л. фон Берталанфи [1] и ряд других исследователей систем в начальный период ее развития.
В Большой Советской Энциклопедии система определяется прямым переводом с греческого «susthma», что означает «состав», т.е. составленное, соединенное из частей.
Для уточнения элементов и связей в определения включают свойства. Так, в определении А. Холла свойства (атрибуты) QA дополняют понятие элемента (предмета):
Sdef є < A, QA, R >.
А.И. Уёмов предложил двойственные определения, в одном из которых свойства qi характеризуют элементы ("вещи") ai, в другом - свойства qj характеризуют связи (отношения) rj.
Затем в определениях системы появляется понятие цель. Вначале - в неявном виде: в определении Ф.Е. Темникова "система - организованное множество" (в котором цель появляется при раскрытии понятия организованное); потом - в виде конечного результата, системообразующего критерия, функции (определения В.И. Вернадского, У.Р. Гибсона, П.К. Анохина, М.Г. Гаазе-Рапопорта), а позднее - и с явным упоминанием о цели:
Sdef є < A, R, Z >, где Z - цель.
В некоторых определениях уточняются условия целеобразования - среда SR, интервал времени DT, т.е. период, в рамках которого будет существовать система и ее цели, что сделано, например, в определении В.H. Сагатовского: Sdef є < A, R, Z, SR, DT >
Далее, в определение системы начинают включать, наряду с элементами, связями и целями, наблюдателя N, т.е. лицо, представляющее объект или процесс в виде системы при их исследовании или принятии решения: Sdef є < A, R, Z, N >.
На необходимость учета взаимодействия между изучаемой системой и исследователем указал У.Р. Эшби, а первое определение, в которое в явном виде включен наблюдатель, дал Ю.И. Черняк: "Система есть отражение в сознании субъекта (исследователя, наблюдателя) свойств объектов и их отношений в решении задачи исследования, познания":
Sdef є < A, QА, R, Z, N >.
Позднее Ю.И. Черняк стал учитывать и язык наблюдателя LN:
Sdef є < A, QА, R, Z, N, LN.
В определениях системы бывает и большее число составляющих, что связано с необходимостью дифференциации в конкретных условиях видов элементов, связей и т. д.
Сопоставляя эволюцию определения системы (элементы и связи, затем - цель, затем - наблюдатель) и эволюцию использования категорий теории познания, можно обнаружить сходство: вначале модели (особенно формальные) базировались на учете только элементов и связей, взаимодействий между ними, затем стало уделяться внимание цели, поиску методов ее формализованного представления (целевая функция, критерий функционирования и т. п.), а, начиная с 60-х гг. все большее внимание обращают на наблюдателя, лицо, осуществляющее моделирование или проводящее эксперимент, т. е. лицо, принимающее решение.
С учетом этого и опираясь на более глубокий анализ сущности понятия системы, следует, видимо, относиться к этому понятию как к категории теории познания, теории отражения, как к категории, лежащей в основе концепции рассмотрения объекта в качестве системы. Действительно, история показала, что на основе определений системы разработан ряд методик системного анализа, обеспечивающих полноту структуризации целей системы с точностью до выбранной концепции и лежащего в ее основе определения.
Взгляд на определения системы как на средство начала ее исследования и стремление сохранить целостность при преобразовании или проектировании системы приводят к определению, в котором система не расчленяется на самые элементарные частицы (т.е. не разрушается полностью), что делается в вышеприведенных определениях, а представляется как совокупность укрупненных компонентов, принципиально необходимых для существования и функционирования исследуемой или создаваемой системы:
Sdef є <{Z}, {Str}, {Tech}, {Cond}>, где
{Z} - совокупность или структура целей;
{Str} - совокупность структур (производственная, организационная и т.п.), реализующих цели;
{Tech} - совокупность технологий (методы, средства, алгоритмы и т.п.), реализующих систему;
{Cond} - условия существования системы, т.е. факторы, влияющие на ее создание, функционирование и развитие.
Это определение позволяет не разрушать исследуемую систему, а сохранять в ней основные ее структуры, преобразуя и развивая их в соответствии с поставленными целями, а при создании новой системы помогает создать целостную концепцию ее проектирования, реализовать целевой подход к созданию системы.
Таким образом, в зависимости от количества учитываемых факторов и степени абстрактности определение понятия «система» можно представить в следующей символьной форме. Каждое определение обозначим буквой D (от лат. definitions) и порядковым номером, совпадающим с количеством учитываемых в определении факторов.
D1. Система есть нечто целое: S=А(1,0).
Это определение выражает факт существования и целостность. Двоичное суждение А(1,0) отображает наличие или отсутствие этих качеств.
D2. Система есть организованное множество (Темников Ф. Е.): S=(орг, М),
где орг - оператор организации; М - множество.
DЗ. Система есть множество вещей, свойств и отношений (Уемов А.И.): S=({т},{n},{r}),
где m - вещи, n - свойства, r - отношения.
D4. Система есть множество элементов, образующих структуру и обеспечивающих определенное поведение в условиях окружающей среды: S=( , SТ, ВЕ, Е),
где - элементы, SТ - структура, ВЕ - поведение, Е - среда.
D5. Система есть множество входов, множество выходов, множество состояний, характеризуемых оператором переходов и оператором выходов: S=(Х, Y, Z, H, G), где Х - входы, Y - выходы, Z - состояния, Н - оператор переходов, G - оператор выходов.
Это определение учитывает все основные компоненты, рассматриваемые в автоматике.
D6. Это шестичленное определение, как и последующие, трудно сформулировать в словах. Оно соответствует уровню биосистем и учитывает генетическое (родовое) начало GN, условия существования КD, обменные явления МВ, развитие ЕV, функционирование FС и репродукцию (воспроизведения) RР: S=(GN, KD, MB, EV, FC, RP).
D7. Это определение оперирует понятиями модели F, связи SС, пересчета R, самообучения FL, самоорганизации FQ, проводимости связей СО и возбуждения моделей JN: S=(F, SС, R, FL, FO, СО, JN).
Данное определение удобно при нейрокибернетических исследованиях.
D8. Если определение D5 дополнить фактором времени и функциональными связями, то получим определение системы, которым обычно оперируют в теории автоматического управления: S=(Т, X, Y, Z, , V, h, j),
где Т - время, Х - входы, Y - выходы, Z - состояния, - класс операторов на выходе, V - значения операторов на выходе, h - функциональная связь в уравнении y(t2)= h(x(t1),z(t1),t2), j - функциональная связь в уравнении z(t2)=j(x(t1), z(t1), t2).
D9. Для организационных систем удобно в определении системы учитывать следующее:
S=(РL, RO, RJ, EX, PR, DT, SV, RD, EF),
где РL - цели и планы, RO - внешние ресурсы, RJ - внутренние ресурсы, ЕХ - исполнители, PR - процесс, DТ - помехи, SV - контроль, RD - управление, ЕF - эффект.
Последовательность определений можно продолжить до Dn (n = 9, 10, 11, ...), в которых учитывалось бы такое количество элементов, связей и действий в реальной системе, которое необходимо для решаемой задачи, для достижения поставленной цели. В качестве «рабочего» определения понятия системы в литературе по теории систем часто рассматривается следующее:
«Система - множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определенную целостность, единство».
Сопоставляя эволюцию определения системы (элементы и связи, затем - цель, затем - наблюдатель) и эволюцию использования категорий теории познания, можно обнаружить сходство: вначале модели (особенно формальные) базировались на учете только элементов и связей, взаимодействий между ними, затем стало уделяться внимание цели, поиску методов ее формализованного представления (целевая функция, критерий функционирования и т. п.), а, начиная с 60-х гг. все большее внимание обращают на наблюдателя, лицо, осуществляющее моделирование или проводящее эксперимент, т. е. лицо, принимающее решение.
С учетом этого и опираясь на более глубокий анализ сущности понятия системы, следует, видимо, относиться к этому понятию как к категории теории познания, теории отражения, как к категории, лежащей в основе концепции рассмотрения объекта в качестве системы. Действительно, история показала, что на основе определений системы разработан ряд методик системного анализа, обеспечивающих полноту структуризации целей системы с точностью до выбранной концепции и лежащего в ее основе определения.
Взгляд на определения системы как на средство начала ее исследования и стремление сохранить целостность при преобразовании или проектировании системы приводят к определению, в котором система не расчленяется на самые элементарные частицы (т.е. не разрушается полностью), что делается в вышеприведенных определениях, а представляется как совокупность укрупненных компонентов, принципиально необходимых для существования и функционирования исследуемой или создаваемой системы: Sdef є <{Z}, {Str}, {Tech}, {Cond}>, где
{Z} - совокупность или структура целей;
{Str} - совокупность структур (производственная, организационная и т.п.), реализующих цели;
{Tech} - совокупность технологий (методы, средства, алгоритмы и т.п.), реализующих систему;
{Cond} - условия существования системы, т.е. факторы, влияющие на ее создание, функционирование и развитие.
Это определение позволяет не разрушать исследуемую систему, а сохранять в ней основные ее структуры, преобразуя и развивая их в соответствии с поставленными целями, а при создании новой системы помогает создать целостную концепцию ее проектирования, реализовать целевой подход к созданию системы.
Выберем золотую середину, и будем далее понимать термин система как совокупность (множество) отдельных объектов с неизбежными связями между ними. Если мы обнаруживаем хотя бы два таких объекта: учитель и ученик в процессе обучения, продавец и покупатель в торговле, телевизор и передающая станция в телевидении и т. д. - то это уже система. Короче, с некоторой претензией на высокопарность, можно считать системы способом существования окружающего нас мира.