Лекция 1 основные понятия

Модель Солнечной системы изменила мировоззрение человека. Ключевые слова: система и модель. Системный анализ обобщает методологию исследования систем. Системный анализ является прикладной наукой нацеленной на выяснение причин реальных сложностей, возникших перед «обладателем проблемы» и на выработку вариантов их устранения. Мы с вами все, наверное, по-своему представляем себе, что такое «система» и «проблема». Но раз уж эти два понятия находятся в центре внимания дисциплины, которую мы с вами изучаем, нам необходимо понимать их одинаково! Система – это средство достижения некоторой цели. Говорят, что система есть тень цели на среде. Проблема – это проявление недостаточной системности, а именно, несоответствие реальной ситуации идеальной ситуации. В нашем определении речь идет только о назначении системы, устройство системы не упоминается. Как сэр Исаак Ньютон изучал Солнечную Систему? Он построил ее механическую модель. Итак, что же такое модель? Моделью называется некий объект-заместитель, который в определенных условиях может заменить объект-оригинал, воспроизводя интересующие нас свойства и характеристики оригинала, причем имеет существенные преимущества и удобства (наглядность, обозримость, доступность испытаний, легкость оперирования с ним и пр.) То, что для нас «удобно» и «интересно» зависит от наших целей. Более того, цель – это тоже модель некоторой ситуации! Таким образом, моделирование – неотъемлемый этап всякой целенаправленной деятельности. Проблема – это проявление недостаточной системности, а именно, несоответствие реальной ситуации идеальной ситуации. В нашем определении речь идет только о назначении системы, устройство системы не упоминается.

Принципы системного анализа

1. Принцип органической целостности субъекта и объекта в системах. В системном анализе объект и субъект нередко совпадают, или изменяются в процессе исследования. В самом деле, рассмотрим пример. Пример. В ходе исследования развития нескольких различных городов было обнаружено много общего. Тогда встал естественный вопрос: являются ли эти сходства a. следствием того, что люди решали сходные задачи в сходных условиях или же эти сходства объясняются некоторыми общими закономерностями коллективного поведения людей? Очевидно, что если в первом случае человек выступает в роли активного субъекта, то во втором - в роли пассивного объекта! Ответ на поставленный вопрос, мне кажется, имеет большое значение! Действительно, если верно первое, то можно задуматься о повышении эффективности принятия решения в процессе развития городов. Но если верно второе, то говорить о повышении эффективности не имеет смысла. Ведь человек в этом случае не выполняет активной роли. Тем не менее, важно изучить эти общие закономерности коллективного поведения людей, чтобы впредь учитывать их при проектировании городов.

2. Принцип структурности. Наиболее фундаментальной чертой систем является наличие в них структуры. Нередко эта структура носит иерархический характер. Элементы структуры упорядочены, могут объединяться в подструктуры. Более того, такая структура может меняться с течением времени. Системы могут объединяться, образуя более сложные структуры. И, напротив, из систем можно выделять более мелкие подсистемы. Такое разделение систем на подсистемы не абсолютно. Оно зависит от решаемой задачи и может изменяться для одной и той же системы в разных задачах. Напрашивается вопрос: а нельзя ли всю физическую реальность рассмотреть как систему, в которую все остальные системы входят как подсистемы? Не будет ли ошибкой считать какую-то подсистему физического мира считать изолированной системой?! Обратите внимание, не все подсистемы физического мира взаимодействуют одинаково сильно! Как правило, большинство подсистем удается достаточно экономно описать, как окружающую среду, и изучать интересующую нас подсистему реальности как изолированную систему, которая некоторым образом взаимодействует с окружающей средой. Заметьте, насколько общим является принцип структурности, если ему подчиняется вся Вселенная, включая нас самих!

3. Принцип динамизма. В системном анализе конкретизируется диалектический принцип развития. В соответствии с этим принципом все свойства системы зависят от времени. Динамизм систем проявляется в двух формах:

a. Изменчивость систем самих по себе. Например, могут меняться отношения подсистем.

b. Изменчивость отношения исследователя (субъекта) к системам. При изменении целей субъекта, система может рассматриваться как подсистема в более масштабной системе, может также меняться и то, какие подсистемы выделяются в исходной системе. Тем самым, при изменении целей субъекта может меняться структура исследуемой системы. Важный аспект принципа динамизма выражается принципом системного релятивизма: человек вмонтирован в системы, развивается в них и вместе с ними. Если человек принимает решения в меняющейся обстановке, с течением времени может меняться и альтернатива, выбираемая в качестве оптимальной!

4. Принцип устойчивости. Этот принцип выражается в относительном безразличии системы к незначительным воздействиям. Порог, с которого начинается ответная реакция системы на внешние воздействия, называется порогом чувствительности системы. Важность этого принципа вытекает из того, что мы не в состоянии учесть все даже самые незначительные воздействия окружающей среды на систему. Благодаря устойчивости систем к подпороговым воздействиям, мы можем ограничиться рассмотрением лишь наиболее существенных из всех воздействий окружающей среды на систему. Хотя на самом деле система может как-то незаметно реагировать даже на самые незначительные воздействия. Такой подход заставляет нас считать одинаковыми системы, с «почти» одинаковыми наборами (одинаковыми с точностью до подпороговых воздействий) входных и выходных переменных системы, и «похожими» свойствами (на почти одинаковые воздействия системы реагируют «почти» одинаково, системы имеют «почти» одинаковый состав, «почти» одинаковую структуру и прочее). Отсюда вытекает принцип «грубости» систем: выделение систем и описание их входов и выходов должно быть таким, малые отклонения на входах системы не сопровождались бы качественными изменениями в поведении систем. Замечание. Принцип устойчивости дополняет принцип динамизма.

5. Принцип функционального подобия систем. Этот принцип в каком-то смысле расширяет принцип устойчивости. Системы с одинаковыми типами входов и выходов, которые преобразуют одинаковые входные воздействия в одинаковые выходные воздействия можно считать одинаковыми – или функционально подобными. При этом не берется в расчет возможно различное внутреннее устройство таких систем. Принцип функционального подобия естественно возникает при проектировании систем с заданным поведением. Однако даже две копии одной и той же системы могут быть функционально неподобными. Поведение системы может зависеть не только от текущих входных воздействий, но и от того, какие воздействия получала система в прошлом. Если же две совершенно одинаковые системы имели разную предысторию, они могут по-разному реагировать на одинаковые входные воздействия. Минимальная информация о предыстории системы, достаточная для того, чтобы однозначно определять будущее системы характеризует исходное состояние системы. В соответствии с общенаучным принципом наблюдаемости все рассматриваемые системы должны быть наблюдаемы. То есть, по наблюдениям за входами и выходами системы, по ее теоретическому описанию всегда можно было определить, в каком состоянии находилась система в начальный момент времени (исходное состояние системы). Только при соблюдении принципа наблюдаемости имеет смысл говорить о функциональном подобии систем. Замечание. В описания систем ни в коем случае нельзя включать принципиально ненаблюдаемые факторы!

6. Принцип единства теории и практики. Системный анализ – не только наука, но и, пожалуй, в большей мере, - практическая деятельность. Все теоретические построения в системном анализе выполняются с некоторой конкретной практической целью. Как правило, требуется устранить некоторую проблему, возникшую в сложной системе. В процессе развития человеческого общества потребность проектировать сложные системы постоянно возрастала. Первоначально сложные системы проектировались специалистами – инженерами, администраторами. Наконец, знаний одного узкого специалиста было уже недостаточно для проектирования, или даже для понимания таких систем. Есть ли человек, способный в одиночку спроектировать космическую станцию? Возникла потребность в создании общей методологии исследования и проектирования систем. Разрозненные методы успешно использовались различными науками, но оставались уделом теоретиков. Научная методология исследования и проектирования систем была обобщена в системном анализе. Но настоящая ценность системного анализа заключается в том, что он предлагает способ внедрения научных результатов в профессиональную организационную деятельность!

На основании всего сказанного, системный анализ можно было бы описать как методологию исследования реально возникающих ситуаций лицами (или коллективами), подготавливающими принятие словного решения и основывающимися на целостном структурированном междисциплинарном описании этой ситуации, то есть в виде некоторой системы.