21816

ОСНОВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ, ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

Лекция

Менеджмент, консалтинг и предпринимательство

Структура и иерархия системы 1. Второе направление связано с разработкой принципов построения и использования моделей моделирования имитирующих протекание реальных процессов способов объединения таких моделей в системы и представление системы моделей в ЭВМ. Действительно что такое система обеспечения безопасности Это совокупность людей оборудования и процедур специально разработанная применительно к промышленной или любой другой трудовой системы для увеличения безопасности работников. Элементом системы называется некоторый объект...

Русский

2013-08-03

171 KB

16 чел.

Тема 2. лекция 2. ОСНОВНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ, ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

[1] 1. основные     составляющие    теории систем

[2]    и системного анализа

[2.1] Рис. 2. Направления развития системного анализа

[2.2] 2. основные определения теории систем и системного подхода

[2.2.0.1] где Σ – система

[3] 3. Структура и иерархия системы

1. основные     составляющие    теории систем 

   и системного анализа

Состав общей теории систем и системного анализа может быть схематично представлен на рис. 1.

В современном понимании системный анализ – это синтетическая научная дисциплина, разрабатывающая способы исследования разнообразных сложных систем или ситуаций при нечетко поставленных критериях и  принятия решений в условиях анализа большого количества информации различной природы.

Эти способы предполагают учет не только объективной, но и субъективной информации.

При системном подходе используются как математический аппарат (теория принятия решений, теория игр, теория исследования операций), так и методы неформального анализа:

метод экспертиз;

метод опроса;

эвристические методы.

Поскольку в современной литературе используется три сходных на первый взгляд понятия: «системный анализ», «теория систем» и «системный подход», уточним эти понятия еще раз.

  1.  Системный анализ, как было сказано выше, возник в ответ на потребности изучения сложных систем. Центральной проблемой системного анализа является проблема принятия решений и построение моделей. Таким образом, эта дисциплина безусловно прикладная, ориентированная на решение конкретных задач.
  2.  Теория систем, которую развивал биолог Л. Берталанфи  в 50-х годах (ранее в 20-х – А.А. Богданов), позднее И.И. Шмальгаузен, В.Н. Беклемишев. Это разработка понятия организации, исследование различных форм и уровней организации, значения организации в развитии материального мира.

Таким образом эта дисциплина носит не прикладной, как системный анализ, а методологический характер.

3. Системный подход. Появление этого понятия связано с развитием двух линий в истории науки: анализа и синтеза. В последние десятилетия роль синтезирующих построений, синтеза особенно возросла. Потребность не просто изучать явление, факт, но устанавливать его связь с другими фактами, привела к появлению термина «системный подход». Системный подход может рассматриваться как начальная фаза системного анализа, этап первоначального, качественного анализа проблемы и постановки задач

Рис. 2. Направления развития системного анализа

Исследование систем немыслимо без выбора способа описания происходящих в них изменений и формализация такого описания, причем даже в случае субъективной информации.

Одним из важнейших направлений развития системных исследований является изучение организационных структур систем и, прежде всего, систем, обладающих иерархической организацией (теория систем).

Второе направление связано с разработкой принципов построения и использования моделей (моделирования), имитирующих протекание реальных процессов, способов объединения таких моделей в системы и представление системы моделей в ЭВМ.

Третье направление – применение методологии системного анализа в конкретных областях. Например, создание систем обеспечения безопасности, руководство и управление производством.

Действительно, что такое система обеспечения безопасности? Это совокупность людей, оборудования и процедур, специально разработанная применительно к промышленной (или любой другой трудовой системы) для увеличения безопасности работников. При этом, однако, встает вопрос: какие критерии должны использоваться при формировании штатов, составлении правил и приобретения оборудования? Очевидно, что надо стремиться к максимальной эффективности капиталовложений, однако при этом добиться достижения главной цели – безопасности. Таким образом, в системном анализе могут быть выделены три основные составляющих (см. рис.2)

  1.  методология - базовое начало системного анализа; она включает определения базовых понятий, принципы системного подхода, постановку и общую характеристику основных проблем системного исследования
    1.  аппаратная реализация, которая подразумевает стандартные процедуры моделирования (процессов и явлений, принятия решений);
    2.  опыт применения; эта область чрезвычайно обширна, поскольку системность исследований необходима для таких отраслей, как биология, экология, психология, медицина, социология, управление государством, регионом и др.

Использование вычислительной техники. Речь идет об использовании ЭВМ при решении системных задач, т.е. о взаимодействии человека и ЭВМ. Можно выделить три стороны этого взаимодействия:

  1.  партнерство в выполнении операций (диалог с ЭВМ); диалог в виде вопросов и ответов присутствует в любой информационной базе, является удобным при работе с имитационными моделями;
  2.  программирование, создание программных средств, программного продукта (от решения квадратного уравнения до программы расчета динамики посадки самолета, космического аппарата и др.)
  3.  оценка человеком решения или другой информации, полученной с помощью ЭВМ и выработка указаний для использования результатов исследования на практике. Есть специальный термин : «лицо, принимающее решение (ЛПР)». Владение аппаратом системного анализа невозможно без умения определять тактику и стратегию использования ЭВМ, баз данных, вычислительных сетей. Зачастую это умение напрямую определяет успех системного исследования.

2. основные определения теории систем и системного подхода

Существует определенный набор понятий, связанных с современным использованием слова «система».

Элементом системы называется некоторый объект (материальный, энергетический, информационный), обладающих рядом важных для нас свойств, но внутреннее содержание (строение) которого безотносительно к цели рассмотрения (например, элемент – исходное или не анализируемое далее событие в дереве отказов).

Обозначим элементы М, а всю их возможную совокупность  {М}. Принадлежность элемента к совокупности принято записывать

М Є {М}.

Связь – важный для целей рассмотрения обмен между элементами веществом, энергией, информацией.

Система – совокупность элементов, обладающая следующими признаками:

а) связями, которые позволяют посредством перехода по ним от элемента к элементу соединить два любых элемента совокупности (связность системы);

б) свойством (назначением, функцией), отличным от свойств (или суммы свойств), отдельных элементов совокупности; это свойство также называется эмерджентностью1 (функция системы), которой, в свою очередь, можно дать следующее определение: эмерджентность – особенность систем, состоящая в том, что свойства системы не сводятся к совокупности свойств частей, из которых она состоит и не выводятся из них.

Таким образом имеем два признака системы: связность и функцию.

Запишем так называемое «кортежное» (т.е. последовательное) определение системы:

        Σ : {{М},{Х}, F},     (1.1)

где Σ – система

{М} совокупность элементов

{Х} – совокупность связей

F – функция.

Приведенная запись является  наиболее простым описанием содержания системы.

Практически любой объект с определенной точки зрения может рассматриваться как система (вопрос в целесообразности такого рассмотрения). (Пример – радиотехническая плата (для сборки) слюдяной конденсатор – для специалиста по элементной базе, слюда – для геолога).

Большая система – система, состоящая из значительного числа однотипных элементов и связей.

Сложная система – система, состоящая из элементов разных типов и обладающая разнородными связями между ними.

Различие между системой, большой системой и сложной системой условно.

Примеры сложных систем: судно, самолет, системы управления ими, ЭВМ, транспортная сеть, экосистема и др.

3. Структура и иерархия системы

Структура системы – расчленение ее на группы элементов с указанием связей между ними, неизменное на все время рассмотрения и дающее представление о системе в целом.

Расчленение системы может иметь различную основу:

материальную (вещественную) (рис. 3а);

функциональную         (рис. 3б);

алгоритмическую (алгоритм программы, инструкция).

Группы элементов в структуре обычно выделяются по принципу простых или относительно более слабых связей между элементами разных групп. Структура системы обычно изображается в виде графической схемы (структурной схемы).

Структуры других типов;

  календарь (временная структура);

  деление книги на главы (информационная структура).

Структура системы может быть охарактеризована по имеющимся в ней (или преобладающим) типам связей:

а) последовательное соединение элементов;

б) параллельное соединение элементов

Обратная связь (результат функционирования элемента влияет на поступающие на него воздействия.

Обратная связь выступает важным регулятором в системе.

Крайне редко встречается система без того или иного вида обратной связи.

Близким к понятию структуры является понятие декомпозиции.

Декомпозиция – деление системы на части, удобные для каких-либо операций с этой системой. (пример: рассмотрение физического явления или математическое описание отдельно для данной части системы).

Суть декомпозиции – упрощение системы, слишком сложной для рассмотрения целиком. Фактически, это важнейшая процедура системный анализ, связанная именно с анализом системы.

Агрегирование – противоположная процедура (процедура синтеза) – объединение частей в целое, установление связей.

Окружение системы. Для того, чтобы дифференцировать, отделить систему от не системы, вводится понятие окружения системы (внешней среды, окружающей среды).

Иерархия – структура с наличием подчиненности, т.е. неравноправных связей между элементами, когда воздействие в одном из направлений оказывают гораздо большее влияние на элемент, чем в другой.

Типичный пример:

Виды иерархических структур:

а) древовидные       

б) ромбовидная.

        

Встречаются и другие виды иерархий, например, кольцевая.

Древовидная структура наиболее проста для анализа и реализации.

Примеры. Задача проектирования технического объекта сводится к проектированию

основных частей;

функциональных систем;

групп агрегатов;

механизмов;

отдельных деталей.

В живой природе наблюдаются следующие иерархические зависимости: иерархия в стаде; иерархия уровней живых систем по организованности (биосферный, видовой, популяционный, организменный, тканевый, клеточный).

М1

М2

Управление, информация

Информация

главенствующий элемент

-й иерархический уровень

2-й иерархический уровень

ОБЩАЯ ТЕОРИЯ СИСТЕМ

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ОБЛАСТЬ

ПРИКЛАДНАЯ ОБЛАСТЬ

Кибернетика

Теория информации

Теория игр

(условия достижения максимального выигрыша или минимального проигрыша)

Теория решений

(математическая теория, изучающая условия выбора между альтернативными возможностями)

Топология

(теория графов, сетей)

Теория систем

(применение общих понятий теории систем к анализу конкретных явлений)

Системотехника

(вопросы планирования, проектирования и поведения сложных систем различного назначения: АСУ, человеко-машинные системы с учетом их взаимодействия)

Исследование операций

(использование математических методов для обоснования решений во всех областях деятельности)

Моделирование

Инженерная психология

(исследование процессов и средств информационного взаимодействия между человеком и машиной)

Рис. 1

1 от англ. «emergence» - внезапное появление


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

53463. Оптимизация процедуры Shell_sort, особенности 26.29 KB
  Сортировка Шелла — алгоритм сортировки, являющийся усовершенствованным вариантом сортировки вставками. Идея метода Шелла состоит в сравнении элементов, стоящих не только рядом, но и на определённом расстоянии друг от друга.
53464. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНТЕРАКТИВНОЙ ДОСКИ НА УРОКАХ ФИЗИКИ В ФОРМИРОВАНИИ ИКТ КОМПЕТЕНТНОСТИ 30.23 KB
  Использование интерактивной доски один из самых перспективных и востребованных. Также с помощью различных программ учитель может создать компьютерную модель урока с которой затем можно работать с помощью интерактивной доски. Из практики обучения я могу предложить следующие формы работы с интерактивной доской PenBord: Активные презентации.
53465. Разработка конспекта обобщающего урока математики в 4 классе по теме Дроби 91.5 KB
  Познавательная деятельность учащихся через использование мультимедийных технологий. Разумное использование в учебном процессе наглядных средств обучения играет важную роль в развитии наблюдательности внимания речи мышления учащихся. В отличие от обычных технических средств обучения ИКТ позволяют не только насытить обучающегося большим количеством готовых строго отобранных соответствующим образом организованных знаний но и развивать интеллектуальные творческие способности учащихся. задействованы все каналы восприятия учащихся ...
53467. Использование приемов технологии РКМЧП на уроках истории 1012 KB
  На этом этапе не допускается критика ваших сочинений мы просто попытаемся определить что вы уже знаете в конце урока вы сами определите какие ошибки были вами допущены. Обычно в начале урока предлагаю обучающимся выделить из предложенных мной утверждений верные и неверные.
53468. Использование проектной игры на уроках ИЯ 28 KB
  Методы есть совокупность способов и приемов совместной согласованной деятельности учителя и учащихся а также учащихся друг с другом в процессе которой последними достигается определенный уровень владения ИЯ и оказывается существенное развивающее воздействие на личность обучаемого на его способности и готовность пользоваться изучаемым языком как средством социального взаимодействия и взаимопонимания с представителями иной культуры средства познания последней. Учащиеся самно или под руководством учителя занимаются поиском разрешения...
53469. Использование ролевых игр на уроках иностранного языка 33.5 KB
  Иногда ролевая игра носит характер уподобления т. Объектом данного исследования послужила ролевая игра как форма взаимодействия учащихся на уроке иностранного языка. Ролевая игра это речевая игровая и учебная деятельность одновременно. Таким образом можно сформулировать важнейшее для теории ролевой игры положение: ролевая игра возникает в ходе исторического развития общества в результате изменения места ребенка в системе общественных отношений.
53470. Подарок ко Дню 8 Марта 48.5 KB
  И сегодня мы будем с вами делать цветок на 8 Марта. Но цветок будет необычный а с помощью гофрирования. Сейчас мы с вами попробуем с помощью гофрирования сделать вот такой цветок. Один отложим в сторону а на другом будет наш цветок.
53471. Простудные заболевания 37.5 KB
  Познавательные: Сформировать понятия: симптом, патогенные микроорганизмы (вирусы; микробы: бактерии, грибы), респираторный. Воспитательные: Формирование сознательного, ответственного отношения к своему здоровью.