Общие принципы описания сложных систем

Ведущим принципом описания сложных систем выступает принцип цели. Легко видеть, что и введенные нами понятия отражают целевую установку исследования и в этом смысле следуют принципу цели.

Различают содержательное и формальное описание системы и процесса ее целенаправленного функционирования. Обе формы описания неразрывно связаны между собой. Исходным пунктом формализации является содержательное описание объекта исследования.

Согласно принципу цели содержательное описание сложной системы должно быть целенаправленным, т.е. описывать систему под углом зрения поставленных перед исследователем вопросов. Формулировка целей и задач как начальный этап любого системного исследования должна разрешить неопределенность, связанную с бесконечностью описания сложных систем. Цель должна вести исследователя и не дать ему заблудиться в множестве проблем, связей, факторов, условий.

Степень обобщения представления системы фиксируется выбором элементов системы, целостные свойства которых и составляют границу подробности описания. Выбор структуры и степени детализации описания всегда отражает гипотезу исследователя о механизме функционирования системы.

Представление объекта как сложной иерархической структуры служит основой для описания его функционирования.

Свойства целостности, иерархичности и бесконечности системы позволили сформулировать один из основных принципов теории систем - принцип многоуровнего описания. Он гласит, что любой объект для его системного представления должен

быть описан:

- во-первых, как элемент более широкой системы;

- во-вторых, как целостное явление;

- в-третьих, как некоторая сложная структура, внутреннее состояние которой необходимо представить с достаточной для достижения целей исследования подробностью.

Таким образом, минимально необходимое число уровней описания системы - три.

С понятием уровней описания связано понятие языков описания системы. Каждому уровню представления системы соответствует язык описания. При содержательном описании сложной системы под языком описания понимается понятийная структура, которая определена для представления системы на данном уровне обобщения. Например, описание целостных свойств социально-экономической системы с помощью макроэкономических показателей можно рассматривать как язык описания на высшем уровне обобщения. При системном исследовании число уровней описания определяется целями и необходимой для их достижения глубиной анализа.

Языки описания должны определенным образом соотносится друг с другом, образуя иерархию описаний. Иерархическая система языков, описывающая объект, должна быть построена по принципу информационного единства. Он гласит, что каждое понятие в иерархии описания есть результат обобщения понятий нижестоящего уровня описания.

В свете изложенных принципов содержательное описание сложной системы должно быть структурировано и в общем случае отражать:

цели и задачи исследования

место исследуемой системы в более широкой системе

основные показатели функционирования системы

структуру системы и функциональное назначение элементов

содержание информационных связей

структуру управления и организацию целенаправленного поведения

цели системы, их декомпозицию

гипотезу о механизме функционирования системы

анализ функционирования и прогнозирование развития системы.

Несоблюдение приведенных требований к описанию сильно затрудняет переход к формальным методам системного исследования. Формализация основывается на содержательном описании и полностью зависит от его качества. Переход от содержательного описания к формальному представляет сложную проблему. Ее истоки лежат в различии естественного и формальных языков.

Естественный язык богат смысловыми оттенками и обладает большой гибкостью в отражении реальности. Причинно-следственные отношения различной природы легко интерпретируются средствами естественного языка. Его понятия зафиксированы неявно и неоднозначно. Закономерности и связи даются в общем, неконкретном виде, допускающем различные трактовки. Как средство выражения мыслей естественный язык обладает бесчисленным разнообразием форм и широко использует нарочитую неоднозначность смысла. Он почти всегда содержит неявно выраженный подтекст. Именно поэтому естественный язык может передавать тончайшие оттенки человеческих мыслей, чувств и настроений и является идеальным средством общения.

С другой стороны, количественный анализ явлений имеет свои законы, которые противоречат свойствам естественного языка. Формализация требует однозначности понятий, строгой логики выводов, фиксации смысла преобразований, отражающих рассматриваемые закономерности. Формальный язык беден по сравнению с естественным. Богатство смысловых оттенков, интуитивных приемов не поддается формализации. Поэтому формализация должна быть связана с содержательной интерпретацией количественных результатов, их осмыслением.

ФОРМАЛИЗАЦИЯ - этап системного исследования проблемы, на котором содержательная гипотеза о механизме изучаемого процесса приобретает строгую логическую форму причинно следственных отношений.

Первым этапом формализации является построение формальной схемы. Второй этап - построение моделей системы.

В формальной схеме явно фиксируются связи между элементами, параметры описания и функционирования элементов системы и системы в целом. Основные преобразования представляются некоторыми операторами отображения, внутренний механизм которых может и не рассматриваться.

Формальная схема имеет двойное назначение: во-первых, на ее основе можно развивать как содержательную, так и формальную теорию исследуемого процесса; во-вторых, она служит основой для построения системы моделей, описывающих поведение материальных элементов системы.

Логика формальной схемы позволяет проводить содержа тельный анализ строго и целенаправленно. Формальная схема позволяет по-другому взглянуть на предмет исследования и получить результаты, вряд ли возможные на содержательном уровне анализа.