Общая теория систем и системный анализ

Общая теория систем – основная научная концепция исследования объектов, представляющих собой системы. Является теоретическим фундаментом прикладных системных наук, в частности, системного анализа, теории организации, кибернетики, системотехники.

Становление теории систем как методологического направления науки можно отнести к концу ХIХ века. Герберт Спенсер (англ. Herbert Spencer; 27 апреля 1820, Дерби — 8 декабря 1903, Брайтон) разработал принципы дифференциации и интеграции. Во взглядах Спенсера соединились эволюционизм, принцип невмешательства (laissez faire) и концепция философии как обобщения всех наук, а также другие идейные течения его времени.

Ключом к его системе объединённой науки является работа «Основные начала» (First Principles, 1862), в первых главах которой утверждается, что мы ничего не можем знать о последней реальности. Это «непознаваемое» выходит за пределы научного исследования, а религия просто пользуется метафорой, чтобы хоть как-то его представить и иметь возможность поклоняться этой «вещи в себе». Во второй части труда излагается космическая теория эволюции (теория прогресса), которую Спенсер считает универсальным принципом, лежащим в основе всех областей знания и их суммирующим. Впоследствии Спенсер признал естественный отбор как один из факторов эволюции (он автор термина «выживание наиболее приспособленных»). Отправляясь от фундаментальных законов физики и идеи изменения, Спенсер приходит к пониманию эволюции как «интеграции материи, сопровождаемой рассеянием движения, переводящей материю из неопределённой, бессвязной однородности в определённую, связную разнородность, и производящей параллельно тому преобразование сохраняемого материею движения». Все вещи имеют общее происхождение, но через наследование черт, приобретённых в процессе адаптации к окружающей среде, происходит их дифференциация; когда процесс приспособления заканчивается, возникает связная, упорядоченная Вселенная. В конечном итоге всякая вещь достигает состояния полной адаптированности к своему окружению, однако такое состояние неустойчиво. Поэтому последняя ступень в эволюции — не что иное, как первая ступень в процессе «рассеяния», за которым, после завершения цикла, вновь следует эволюция.

Русский философ и экономист А.А. Богданов в своей работе "Всеобщая организационная наука (тектология)" обобщил принцип жизни систем Герберта Спенсера: "Система – поток процессов, связанных циклами развития и деградации".

Теорию систем развили: биолог Людвиг (Карл) фон Берталанфи ("Общая теория систем") и Норберт Винер ("Кибернетика"). Основная идея общей теории систем Л. фон Берталанфи (1901-1972) состоит в признании изоморфизма законов, управляющих функционированием системных объектов [9].

Важной заслугой Л. фон Берталанфи является исследование открытых систем, которые постоянно обмениваются веществом и энергией с внешней средой.

В 50-70-е гг. прошлого века предложен ряд подходов к построению общей теории систем (М. Месарович, Л. Заде, Р. Акофф, Дж. Клир, А. И. Уемов, Ю. А. Урманцев, Р. Калман, Э. Ласло и др.). Основное внимание при этом обращено на разработку логико-концептуального и математического аппарата системных исследований. Существует несколько подходов к математическому описанию сложных систем. Наиболее общим является теоретико-множественный подход, ориентированный на исследование предельно общих свойств систем независимо от их сущности.

Так, конкретная система при первоначальном описании может быть отображена теоретико-множественной формулой, включающей наборы различных элементов (например, А, В, С), отношений между ними (R), которые могут быть также разделены на подмножества (R1, R2, R3 и т. д.), cвойств элементов Q_a,Q_b,Q_c и свойств отношений Q_r; могут быть учтены множества входных воздействий X и выходных результатов Y: S = < A, B, C, R, Q_a, Q_b, Q_c, Q_r, X, Y>.

Данный подход лежит в основе общей теории систем. Общая теория систем имеет важное значение для развития современной науки и техники: не подменяя специальные системные теории и концепции, имеющие дело с анализом определенных классов систем, она формулирует общие методологические принципы системного исследования.

Другие подходы, сформулированные на более низком уровне общности, не могут претендовать на роль математического фундамента общей теории систем, но позволяют конструктивно описывать системы определенного класса. Так, например, общие закономерности функционирования и свойства управляемых систем (систем с управлением) являются предметом изучения системного анализа. Кибернетика изучает информационный аспект управления. Теория организации рассматривает прикладные аспекты построения обеспечивающих подсистем. Системотехника позволяет создавать программно-технические комплексы для информационной поддержки организационных систем. Так или иначе, данные науки тесно пересекаются на фундаменте общей теории систем.

Таким образом, объектами системного анализа являются системы с управлением или целенаправленные системы. К системам с управлением, относятся технические, биологические, социальные, экономические системы.

Системный анализ (systems analysis):

· Научная дисциплина, разрабатывающая общие принципы исследования сложных объектов с учетом их системного характера;

· Методология решения крупных проблем, основанная на концепции систем.

Системный анализ представляет собой весьма эффективное средство решения сложных, обычно недостаточно четко сформулированных проблем в науке, на производстве и в других областях. При этом любой объект рассматривается не как единое, неразделимое целое, а как система взаимосвязанных составных элементов.

Системный анализ посредством детального изучения конкретной системы сводится к уточнению сложной проблемы и ее структуризации в серию задач, решаемых с помощью экономико-математических методов, нахождению критериев их решения, конструированию эффективной организации для достижения актуальных целей.

Практическое использование положений системного анализа именуют системным подходом.