5. Принципы системного анализа

Принципы системного анализа — это некоторые положения общего характера, являющиеся обобщением опыта работы человека со сложными системами. Различные авторы излагают принципы с определенными отличиями, поскольку общепринятых формулировок на настоящее время нет. Основными методическими принципами анализа объекта исследования являются:

Принцип конечной цели, абсолютный приоритет конечной (глобальной) цели:

• для проведения системного анализа необходимо в первую очередь сформулировать цель исследования. Расплывчатые, не полностью определенные цели влекут за собой неверные выводы;

• анализ следует вести на базе первоочередного уяснения основной цели (функции, основного назначения) исследуемой системы, что позволит определить ее основные существенные свойства, показатели качества и критерии оценки;

• при синтезе систем любая попытка изменения или совершенствования должна оцениваться относительно того, помогает или мешает она достижению конечной цели;

• цель функционирования искусственной системы задастся, как правило, системой, в которой исследуемая система является составной частью.

Принцип эквифинальности, или необходимости определения требуемого конечного состояния системы.

Принцип функциональности, или совместного рассмотрения структуры и функции с приоритетом функции над структурой. Структура происходит от латинского слова structure, означающего строение, расположение, порядок. Структура отражает наиболее существенные взаимоотношения между элементами и их группами (компонентами, подсистемами), которые мало меняются при изменениях в системе и обеспечивают существование системы и ее основных свойств. Структура — это совокупность элементов и связей между ними. Любая структура тесно связана с функцией системы и ее частей. В случае придания системе новых функций полезно пересматривать ее структуру, а не пытаться втиснуть новую функцию в старую схему. Поскольку выполняемые функции составляют процессы, то целесообразно рассматривать отдельно процессы, функции, структуры. В свою очередь, процессы сводятся к анализу потоков различных видов: материальный поток; поток энергии; поток информации; смена состояний. С этой точки зрения структура есть множество ограничений на потоки в пространстве и во времени.

Принцип системности, требующий рассмотрения любой части совместно с ее окружением, совместного рассмотрения пар «объект - среда», «подсистема - подсистема» и определения их взаимного влияния.

Принцип связности, выявления связей между элементами системы и выявление связей с внешней средой (учет внешней среды). В соответствии с этим принципом систему в первую очередь следует рассматривать как часть (элемент, подсистему) другой системы, называемой суперсистемой или старшей системой.

Принцип природной специфичности объекта, подсистем, факторов внешней среды.

Принцип единства - совместного рассмотрения системы, как целого и как совокупности частей (элементов). Принцип ориентирован на «взгляд внутрь» системы, на расчленение ее с сохранением целостных представлений о системе.

Принцип иерархии - введение иерархии частей и их ранжирование, что упрощает разработку системы и устанавливает порядок рассмотрения частей. Иерархия — упорядоченность компонентов по степени важности (многоступенчатость, служебная лестница). Между уровнями иерархической структуры могут существовать взаимоотношения строгого подчинения компонентов (узлов) нижележащего уровня одному из компонентов вышележащего уровня, то есть отношения так называемого древовидного порядка. Такие иерархии называют сильными или иерархиями типа «дерева». Они имеют ряд особенностей, делающих их удобным средством представления систем управления. Однако могут быть связи и в пределах одного уровня иерархии. Один и тот же узел нижележащего уровня может быть одновременно подчинен нескольким узлам вышележащего уровня. Такие структуры называют иерархическими структурами «со слабыми связями».

Принцип модульного построения, определяющий необходимость выделения модулей в системе и рассмотрение ее как совокупности модулей, возможность вместо части системы исследовать совокупность ее входных и выходных воздействий (абстрагирование от излишней детализации).

Принцип измерения, для определения эффективности функционирования системы надо представить ее как часть более обшей и проводить оценку внешних свойств исследуемой системы относительно целей и задач суперсистемы. О качестве функционирования какой-либо системы можно судить только применительно к системе более высокого порядка.

Принцип оптимизации описания объекта прогнозирования (в соответствии с этим принципом необходимо обеспечить заданную достоверность и точность прогнозной модели при минимальных затратах на разработку прогнозной модели и моделирование, что может быть достигнуто посредством оптимальной степени формализации описания, минимизации размерности описания, оптимального измерения показателей, дисконтирования данных);

Принцип аналогичности, подразумевающий постоянный поиск объекта - аналога с известной уже моделью.

Принцип развития - учет изменяемости системы, ее способности к развитию, адаптации, расширению, замене частей, накапливанию информации. В основу синтезируемой системы требуется закладывать возможность развития, наращивания, усовершенствования. Обычно расширение функций предусматривается за счет обеспечения возможности включения новых модулей, совместимых с уже имеющимися. Отдельные авторы этот принцип называют принципом изменения (историчности) или открытости.

Принцип децентрализации - сочетание в сложных системах централизованного и децентрализованного управления, которое, как правило, заключается в том, что степень централизации должна быть минимальной, обеспечивающей выполнение поставленной цели.

Принцип неопределенности - учет неопределенностей и случайностей в системе (можно иметь дело с системой, в которой структура, функционирование или внешние воздействия не полностью определены).

Перечисленные принципы обладают очень высокой степенью общности. Для непосредственного применения исследователь должен наполнить их конкретным содержанием применительно к предмету исследования. Такая интерпретация может привести к обоснованному выводу о незначительности какого-либо принципа. Однако знание и учет принципов позволяют лучше увидеть существенные стороны решаемой проблемы, учесть весь комплекс взаимосвязей, обеспечить системную интеграцию.