Что представляет собой цель системного анализа



СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ

Основы системного анализа были впервые разработаны американской корпорацией “REND” в 1948 году для оптимизации задач военного управления.

Понятие системного анализа включает несколько аспектов:

1. Научная дисциплина, разрабатывающая общие принципы исследования сложных объектов объектов с учётом их системного характера.

2. Методология исследования объектов посредством их представления в качестве систем и анализа этих систем.

Системный анализ является высокоэффективным средством решения сложных, чаще всего недостаточно четко структурированных проблем в различных областях человеческой деятельности, в том числе, и в области управления. При этом любой объект рассматривается как система взаимосвязанных подсистем и элементов, их свойств и качеств. Системный анализ сводится к уточнению сложной проблемы, ее структуризации в серию задач, решаемых с помощью различных методов, нахождению критериев их решения, детализации целей, конструированию эффективной организации для достижения целей. Системный анализ представляет собой определённое искусство, требующее как большого объёма самых разносторонних знаний, так и специальной подготовки.

Главное назначение системного анализа – это представление сущности проблем, стоящих перед руководителями, по возможности в более простом и доступном для понимания виде, не предлагая при этом окончательных решений. Чрезвычайно важным является также получение количественных характеристик преимуществ и недостатков возможных вариантов решения для того, чтобы иметь возможность выбрать наилучший из них.

Основными этапами системного анализа можно назвать следующие:

а) постановка задачи — определение объекта исследования, формулирование и выбор целей, разработка и определение критериев для изучения объекта и управления им;

б) выделение системы, подлежащей изучению, и ее структуризация;

в) составление модели (математической, физической, вербальной и т.п.), выделение существенных воздействующих факторов, их описание и количественная оценка полученных параметров, установление зависимостей между параметрами, описание системы путем выделения подсистем и определение их иерархии, окончательная фиксация целей и критериев [ 10 ].

Системный анализ — это бурно развивающееся в настоящее время научное направление, которое является одним из наиболее мощных средств решения прикладных проблем в науке о природе, технике, биологии, социальной сфере и др.

Один из известных отечественных “системщиков” В.И.Садовский пишет: “Исторически системный анализ является дальнейшим развитием исследования операций и системотехники, имевших шумный успех в 50-60 годы. Как и его предшественники, системный анализ (или анализ систем) – это прежде всего определенный тип научно- технической деятельности, необходимой для исследования и конструирования сложных и сверхсложных объектов… В таком понимании системный анализ — это особый тип научно-технического искусства, приводящего в руках опытного мастера к значительным результатам и практически бесполезного при его чисто механическом, нетворческом применении” [ 13 ].

По мнению Ю.М. Плотинского: “Системный анализ занимается не только изучением какого-либо объекта (явления, процесса, но главным образом исследованием связанной с ним проблемной ситуации, т.е. постановкой задачи”. Вместе с тем он отмечает, что системный анализ в настоящее время испытывает потребность в расширении собственных методов исследования, а не заимствования вместе с конкретными приложениями из прикладной математики, кибернетики, исследования операций [ 11 ].

3.3.1. Основные понятия системного анализа.

Ключевым понятием системного анализа является понятие “система”.

Слово “система” греческого происхождения означает целое, составленное из частей, соединение. В русском языке это слово широко распространено и имеет множество значений. Это и порядок в работе, и форма, способ устройства чего-либо, и техническое устройство, и общественный строй, и совокупность хозяйственных единиц и т.п.

В связи с тем, что системные представления, системное мышление начали развиваться совсем недавно, идет процесс осознания, определения систем, системного подхода, системного анализа и нахождения путей использования их на практике.

Предложено множество определений понятия системы. Например, “Системой является все, что мы хотим рассматривать как систему” [ 10 ].

Р.Акофф рассматривает систему как целое, определяемое одной или несколькими основными функциями, где под функцией понимается “миссия”, назначение системы.

Одно из многочисленных определений гласит, что система представляет собой комплекс связанных между собой или взаимозависимых объектов, которые образуют сложное единство, целое, состоящее из частей, расположенных упорядоченно в соответствии с какой-то схемой или планом.

Можно принять следующее рабочее определение: Система — множество связанных между собой определёнными отношениями объектов (предметов, явлений, принципов, взглядов, знаний и т.п.), представляющих собой некое целостное образование, единство.

Системой может быть также упорядоченное собрание информационных данных (например, банки данных), фактов, законодательных актов, доктрин и т.п.

Под объектом понимается часть мира, выделяемая в виде единого целого в течение определённого отрезка времени. Объекты могут быть материальными и абстрактными, естественными или созданными людьми.

Большинство объектов обладает бесконечным числом свойств, любое из которых можно изучать. Однако полностью изучить никакой объект невозможно. Поэтому рекомендуется отобрать небольшое число характеристик, которые достаточно полно описывают данный объект. При этом, вероятно можно использовать принцип Парето 20:80, т.е. не учитывать большую часть информации не имеющей большого значения. После этого необходимо определить процедуру измерения каждого свойства.

Внешняя (окружающая среда) представляет собой множество объектов не входящих в систему, изменение свойств которых может влиять на состояние системы.

Любое существенное свойство, используемое для определения различий в исследованиях называют базой. Чаще всего используют три вида баз: время, пространство и группа. Выбор баз, необходимых для исследования объектов достаточно гибок, но на него накладываются определённые ограничения, которые рассматриваются как требования к базам.

1. Базы должны быть применимы ко всем свойствам системы, для которой они определены.

2. Базы должны отвечать назначению, для которого определяется данная система.

3. Наблюдения всех свойств системы должно однозначно определяться базами системы, т.е. каждый элемент базового множества (определённый момент времени, точка пространства, элемент группы или их комбинация) определяет одно и только одно проявление любого из их свойств.

С учетом выполнения перечисленных требований систему иногда определяют как множество свойств, с каждым из которых связано множество его проявлений, и множество баз, с каждой из которых связано множество её элементов.

Любая исследуемая система чаще всего рассматривается не как реальный объект, а лишь как отображение некоторых его свойств (абстрагирование).

Р.Эшби отмечал, что система – это не предмет, а список переменных.

Переменныепредставляют собой некоторые свойства (признаки) объекта, определяемые конкретной процедурой наблюдения или измерения. Каждая переменная отличается от других некоторыми величинами, которые принято называть состояниями (или значениями) переменной, а все их множество — множеством состояний.

Наблюдения одной и той же переменной различаются по значениям параметров (характеризующие базу). На основе отдельных множеств состояний или параметрических множеств могут быть определены некоторые математические отношения, характеризующие функционирование конкретной системы.

В системном анализе исследуются также обобщённые переменные и параметры, которые представляют собой абстрактные величины, т.е. не определённые через конкретные свойства и базы.

Процесс перехода от обобщённых переменных и параметров к конкретным называется их конкретизацией, а обратное отображение называют абстрагированием конкретных переменных или конкретных параметров.

Большое значение для эффективного системного анализа имеет правильный выбор канала наблюдения, т.е. какое-то физическое устройство или процедуру, позволяющую отображать конкретную переменную. Такое устройство называют измерительным прибором или инструментом, а процедура представляет собой набор команд и правил, определяющих способы использования инструмента в различных условиях. Измерительные инструменты и процедуры в значительной степени зависят от того, что они измеряют. Поэтому их правильный выбор оказывает значительное влияние на описание системы.

Системы с входными переменными, которые задаются извне, а выходные переменные, которые определяются внутри системы, называются направленными системами. Системы, у которых переменные не отвечают этим требованиям, называются нейтральными.

Основными признаками систем могут быть: множество элементов, единство главной цели для всех элементов; наличие связей между ними; целостность и единство элементов; структура и иерархичность; относительная самостоятельность, четко выраженное управление.

Подсистема — часть системы, которая представляет собой самостоятельную систему, обладающую системными свойствами, т.е. систему более низкого уровня.

Надсистема (или суперсистема) — система, включающая в себя определенное количество систем.

Элемент – неразложимый далее компонент системы.

Связь — форма взаимодействия элементов системы. С помощью связей формируются отношения, определенные для данной системы, например, связи управления и подчинения (вертикальные связи), связи равноправных отношений (горизонтальные связи), прямые и обратные.

Наиболее важными свойствами систем являются:

· система стремится сохранить свою структуру;

· система имеет потребность в управлении;

· в системе формируется сложная зависимость от свойств, входящих в нее элементов и подсистем.

Источник

Научная электронная библиотека

1. История развития, атрибуты системного анализа, задачи системного анализа.

2. Категориальный аппарат системного анализа.

1. История развития, атрибуты системного анализа, задачи системного анализа

Системный анализ сравнительно молодая наука, которая, однако, имеет древние корни и применяется в любой предметной области, включая в себя как частные, так и общие методы и процедуры исследования. Эта наука в ходе познания новых связей и отношений объектов исследования применяет принципы системного подхода, которые не зависят от природы объектов исследования.

Изучение и практическое использование системного анализа накладывает определенные особенности на принципы мышления человека и позволяет вырабатывать унифицированные алгоритмы принятия решений в различных областях знаний. При этом мышление приобретает большую логичность, рациональность, системность, улучшается способность решать новые задачи, адаптироваться к работе в новых областях знаний. Системный анализ способствует также объективному познанию окружающего мира и процессов в нем,

В историческом плане системный анализ является преемником исследования операций – направления кибернетики, основанного на аппарате оптимального математического программирования, теории массового обслуживания, математической статистики, теории игр и др. Его возникновение было по существу реакцией прикладной науки на потребности решения экономических, военно-технических, административно-управленческих, производственных и других крупномасштабных проблем, где применение операционных методов оказалось малоэффективным.

Системный анализ признается в настоящее время наиболее конструктивным из направлений системных исследований. Этот термин впервые появился в 1948 г. в работах корпорации RAND в связи с задачами военного управления. Первая книга по системному анализу вышла в 1956 г. Ее издала корпорация RAND, а ее авторами были американские ученые Кан и Манн. В отечественной литературе системный анализ получил распространение после перевода книги С. Оптнера «Системный анализ деловых и промышленных проблем» (1967 г.).

Слово «система» (организм, строй, союз, целое, составленное из частей) возникло в Древней Греции около 2000 лет назад. В античной философии подчеркивалось, что мир не есть хаос, а обладает внутренним порядком, собственной организацией и целостностью. Древние ученые (Аристотель, Демокрит, Платон и др.) рассматривали сложные тела, процессы и мифы мироздания как составленные из различных систем (например, атомов или метафор).

Эпоха зарождения основ системного анализа была характерна рассмотрением чаще всего систем физического или философского происхождения. При этом постулат (Аристотеля): «Важность целого превыше важности его составляющих» сменился позже на новый постулат (Галилея): «Целое объясняется свойствами его составляющих».

Далее развитие системного анализа происходило под влиянием различных философских воззрений, теорий о структуре познания и возможности предсказания (Бэкон, Гегель, Ламберт, Кант, Фихте и др.). В результате такого развития системный анализ вышел на позиции методологической науки.

Естествоиспытатели XIX–XX вв. (Богданов, Берталанфи, Винер, Эшби и др.) не только актуализировали роль модельного мышления и моделей в естествознании, но и сформировали основные системообразующие принципы, принципы системности научного знания, «соединили» теорию открытых систем, философские принципы и достижения естествознания.

Читайте также:  Где можно сдать тест на коронавирус в Реутове

Современное развитие системный анализ получил под влиянием достижений как классических областей науки (математика, физика, химия, биология, история и др.), так и неклассических областей (синергетика, информатика, когнитология, теории нелинейной динамики и динамического хаоса, катастроф, нейроматематика, нейроинформатика и др.).

Системный анализ тесно связан с философией. Философия дает общие методы содержательного анализа, а системный анализ – общие методы формального, межпредметного анализа предметных областей, выявления и описания, изучения их системных инвариантов. Можно дать и философское определение системного анализа: системный анализ – это прикладная диалектика (учение о всеобщей связи и развитии).

В общем виде системный анализ – совокупность понятий, методов, процедур и технологий для изучения, описания, реализации явлений и процессов различной природы и характера, междисциплинарных проблем.

Системный анализ – это совокупность методов и средств выработки, принятия и обоснования оптимального решения из многих возможных альтернатив, управления сложными системами.

В соответствии с принципом системного подхода, каждая система влияет на другую систему. Весь окружающий мир – взаимодействующие системы. Цель системного анализа – выяснить эти взаимодействия, их потенциал и «направить их на службу человека».

Необходимые атрибуты системного анализа как научного знания:

– наличие предметной сферы – системы и системные процедуры;

– выявление, систематизация, описание общих свойств систем;

– выявление и описание закономерностей и инвариантов (неизмене-ний) в этих системах;

– актуализация закономерностей для изучения систем, их поведения и связей с окружающей средой;

– накопление, хранение, актуализация знаний о системах.

Попробуем сформулировать ответы на вопрос «Кому нужны знания системного анализа?»

Во-первых, в какой-то мере всем, поскольку окружающая нас действительность ставит сегодня перед нами все более сложные задачи и проблемы, успешное решение которых требует системного подхода. Жизнь современного человека требует быстрого анализа ситуаций, процессов и явлений, которые все более усложняются.

Во-вторых, специалистам инженерного и гуманитарного профиля. Дело в том, что инженеры, даже не изучая специальных дисциплин по системному анализу, приобретают системное видение мира в процессе изучения своей предметной области, поскольку сама инженерная деятельность по своей сути системна. А что касается гуманитарных специальностей, то при их подготовке в незначительной степени даются системные представления, что порождает низкую эффективность их профессиональной деятельности с большими ресурсными, в том числе и материальными потерями.

В-третьих, будущим научным работникам. Только системный подход к научной работе позволяет грамотно проанализировать решаемые проблемы и предложить эффективные решения. Знание основ системного анализа дает будущим ученым уверенность в своих силах и позволяет самостоятельно планировать и выполнять большую часть работы над научными исследованиями.

Таким образом, неиспользование системного анализа не позволяет знаниям (закладываемым традиционным образованием) превращаться в умения и навыки их применения, в навыки ведения системной деятельности. В то же время системно мыслящий и действующий человек, как правило, прогнозирует и считается с результатами своей деятельности, соизмеряет свои желания (цели) и свои возможности (ресурсы) учитывает интересы окружающей среды, развивает интеллект, вырабатывает верное мировоззрение и правильное поведение в человеческих коллективах. Системный анализ обобщает методологию исследования систем, является прикладной наукой нацеленной на выяснение причин реальных сложностей, возникших перед «обладателем проблемы» и на выработку вариантов их устранения.

Системный анализ, как научная и учебная дисциплина:

– комплексно изучает в содержательном плане закономерности, тенденции, механизмы, причины и последствия реализации процессов обособления, делокализации, возникновения, исчезновения, функционирования и развития объектов;

– устанавливает концептуальные подходы к идентификации состояния объектов и общие методы этой идентификации;

– определяет общие принципы и базовые технологии проектирования, адаптационной трансформации и использования систем управления.

Кратко системный анализ также можно определить как дисциплину, изучающую базовые закономерности функционирования и развития объектов, а также концептуальные методы управления ими.

Системный анализ чаще всего признается терминологическим синонимом системотехники. Иногда его нестрого именуют философией или общей методологией управления.

Системный анализ, как область науки и техники, включает совокупность принципов, методов и способов, направленных на анализ, создание и применение сложных систем в различных сферах деятельности.

Системный анализ – это методология решения проблем, основанная на структуризации систем и количественном сравнении альтернатив.

Системный анализ – это логически связанная совокупность теоретических и эмпирических положений из области математики, естественных наук и опыта практики разработки сложных систем, обеспечивающая повышение обоснованности решения конкретной проблемы.

Задачи системного анализа:

1) Декомпозиция (разбитие на подзадачи).

2) Анализ (того, что получилось).

2. Категориальный аппарат системного анализа

Древнегреческий философ Платон говорил: «Перед тем, как затевать спор, необходимо договориться о терминах». Поэтому познакомимся с видами понятий, с которых должна начинаться каждая истинная наука (научная дисциплина).

Система. Толкований категории «система» в научной литературе можно найти великое множество. Выработать общие для всех конкретных приложений понятийный аппарат и способы исследования пока не удается. Приведем некоторые их них.

Система (греч. – «составленное из частей», «соединение», от «соединяю, составляю») – объективное единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе.

Система – совокупность элементов, находящихся в определенных отношениях друг с другом и со средой. (Л. фон Берталанфи)

Система – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов. (ISO 9000:2000)

Система – идущий процесс; набор имеющих данные свойства параметров, которыми являются вход, процесс, выход, управление через обратную связь и ограничение, и набор связей между параметрами и их свойствами. (Оптнер С.Л.)

Система – это то, что приобрело целостность и форму в результате постоянного взаимодействия частей. (Сенге П.)

Система – любой комплекс динамически связанных элементов; все, состоящее из связанных друг с другом частей. (Бир С.)

Проанализировав вышеприведенные определения можно сделать вывод, что любая система имеет следующие основные характеристики: компоненты; отношения (связи, посредством которых осуществляется взаимодействие между компонентами); границу; цель; внешнюю среду; вход, выход; интерфейс; законы, правила, ограничения функционирования.

Системные характеристики можно описать следующим образом:

1. Компонент есть либо неделимая часть, либо объект, состоящий из частей и называемый подсистемой. Подсистема – часть системы с некоторыми связями и отношениями. Любая система состоит из подсистем, подсистема любой системы может быть сама рассмотрена как система.

2. Компоненты взаимодействуют между собой таким образом, что функционирование одного влияет на функционирование другого компонента.

3. Все компоненты работают вместе, чтобы достичь цели существования системы.

4. Система имеет границу, внутри которой содержатся все компоненты, и которая устанавливает пределы системы, отделяя ее от других систем.

5. Система имеет законы, правила, ограничения функционирования.

Если объект обладает всеми признаками системы, то говорят, что он является системным. Приведенные примеры систем иллюстрируют наличие таких факторов системности, как:

– целостность и возможность декомпозиции на элементы (в вычислительной сети это вычислительные машины, средства связи и др.);

– наличие стабильных связей (отношений) между элементами;

– упорядоченность (организация) элементов в определенную структуру;

– наделение элементов параметрами;

– наличие интегративных свойств, которыми не обладают ни один из элементов системы;

– наличие цели функционирования и развития.

Классификаций систем в науке достаточно много. Так, например, одна из них предусматривает деление систем на два вида – абстрактные и материальные.

Материальные системы являются объектами реального времени. Среди всего многообразия материальных систем существуют естественные и искусственные системы.

Естественные системы представляют собой совокупность объектов природы и подразделяются на астрокосмические и планетарные, физические и химические.

Искусственные системы – это совокупность социально-экономических или технических объектов. Они могут быть классифицированы по нескольким признакам, главным из которых является роль человека в системе. По этому признаку можно выделить два класса систем: технические и организационно-экономические системы.

Абстрактные системы – это умозрительное представление образов или моделей материальных систем, которые подразделяются на описательные (логические) и символические (математические).

Описательные системы есть результат дедуктивного или индуктивного представления материальных систем. Их можно рассматривать как системы понятий и определений (совокупность представлений) о структуре, об основных закономерностях состояний и о динамике материальных систем.

Символические системы представляют собой формализацию логических систем, они подразделяются на три класса:

– статические математические системы или модели, которые можно рассматривать как описание средствами математического аппарата состояния материальных систем (уравнения состояния);

– динамические математические системы или модели, которые можно рассматривать как математическую формализацию процессов материальных (или абстрактных) систем;

– квазистатические (квазидинамические) системы, находящиеся в неустойчивом положении между статикой и динамикой, которые при одних воздействиях ведут себя как статические, а при других воздействиях – как динамические.

Каждая система обладает определенными свойствами, связанными с ее функционированием. Наиболее часто выделяют следующие свойства:

– синергичность, это максимальный эффект деятельности системы достигается только в случае максимальной эффективности совместного функционирования её элементов для достижения общей цели;

– эмерджентность, это появление у системы свойств, не присущих элементам системы; принципиальная несводимость свойства системы к сумме свойств составляющих её компонентов (неаддитивность);

– целенаправленность, это наличие у системы цели (целей) и приоритет целей системы перед целями её элементов;

– структурность, это возможность декомпозиции системы на компоненты, установление связей между ними;

– иерархичность, каждый компонент системы может рассматриваться как система; сама система также может рассматриваться как элемент некоторой надсистемы (суперсистемы);

– коммуникативность, существование сложной системы коммуникаций со средой в виде иерархии;

– адаптивность, это стремление системы к состоянию устойчивого равновесия, которое предполагает адаптацию параметров системы к изменяющимся параметрам внешней среды;

– интегративность, это наличие в системе системообразующих, системосохраняющих факторов;

Связь. Наибольшая смысловая нагрузка в системном анализе приходится на понятие «связь». Приведем примеры связей. Мозг человека развивается и состоит из 14 млрд. нервных клеток. Каждая из них имеет 5000 связей с другими. Любой закон природы и общества – это есть внутренняя, устойчивая, существенная связь и взаимная обусловленность явлений. Нет закона вне связи!

Связь предметов можно определить таким образом: два или более различных предмета связаны, если по наличию или отсутствию некоторых свойств у одних из них мы можем судить о наличии или отсутствии тех или иных свойств у других из них (возникновение и исчезновение предметов можно рассматривать как частный случай). Например, температура и давление данной массы газа связаны так, что с увеличением температуры (при всех прочих постоянных условиях) увеличивается давление. Зная о том, что температура увеличилась, мы можем делать вывод
об увеличении давления (если выяснены точные количественные соотношения, то они будут учтены и в выводах).

Среда. Среда – сфера, ограничивающая структурное образование системы. Среда есть все то, что воздействует на систему, но неподконтрольно ей. Воздействие среды на систему – это входные воздействия, или входы (перелистывание страниц брошюры человеком). Воздействие системы на среду – это выходные воздействия, реакция системы, или выходы (воздействие брошюры на зрение, обоняние, осязание читателя).

Читайте также:  План дидактического анализа урока его методы

Структура и структурное исследование. Понятие структуры – одно из многозначных понятий. Невозможно даже перечислить все значения понятия структуры, в которых оно выступает у разных авторов. Одним из них является следующее: «Структура – все то, что вносит порядок во множество объектов, т.е. совокупность связей и отношений между частями целого, необходимых для достижения цели».

Примеры структур: извилины мозга, факультет, государственное устройство, кристаллическая решетка вещества, микросхема. Базовые топологии структур (систем): линейная, иерархическая, сетевая, матричная.

Линейная структура – структура станций метро на одной (не кольцевой) линии в одном направлении.

Иерархическая структура – структура управления вузом: «Ректор – Проректор – Декан – Заведующий кафедрой, подразделением – Преподаватель кафедры, сотрудник подразделения».

Сетевая структура – структура организации работ при строительстве дома: некоторые работы, например, монтаж стен, благоустройство территории и др. можно выполнять параллельно.

Матричная структура – структура работников одного отдела, выполняющих работы по одной и той же теме.

Элемент. Понятие элемента обычно представляется интуитивно ясным. Однако надо иметь в виду, что для каждой конкретной системы это понятие не является абсолютным, однозначно определенным, поскольку исследуемая система может расчлениться существенно различными способами, и говорить об элементе можно лишь применительно к определенному из этих способов: другое расчленение может быть связано с выделением другого образования в качестве исходного элемента.

При заданном способе расчленения под элементом понимается такой минимальный компонент системы, совокупность которых складывается прямо или опосредованно в систему.

Заключение. Рассмотрена история появления и развития системного анализа. Изучены атрибуты системного анализа. Дается ответ на вопрос кому нужны знания системного анализа? Даны варианты определения системного анализа как научной и учебной дисциплины. Приведены задачи системного анализа.

Источник

Что представляет собой цель системного анализа

1. История развития, атрибуты системного анализа, задачи системного анализа.

2. Категориальный аппарат системного анализа.

1. История развития, атрибуты системного анализа, задачи системного анализа

Системный анализ сравнительно молодая наука, которая, однако, имеет древние корни и применяется в любой предметной области, включая в себя как частные, так и общие методы и процедуры исследования. Эта наука в ходе познания новых связей и отношений объектов исследования применяет принципы системного подхода, которые не зависят от природы объектов исследования.

Изучение и практическое использование системного анализа накладывает определенные особенности на принципы мышления человека и позволяет вырабатывать унифицированные алгоритмы принятия решений в различных областях знаний. При этом мышление приобретает большую логичность, рациональность, системность, улучшается способность решать новые задачи, адаптироваться к работе в новых областях знаний. Системный анализ способствует также объективному познанию окружающего мира и процессов в нем,

В историческом плане системный анализ является преемником исследования операций – направления кибернетики, основанного на аппарате оптимального математического программирования, теории массового обслуживания, математической статистики, теории игр и др. Его возникновение было по существу реакцией прикладной науки на потребности решения экономических, военно-технических, административно-управленческих, производственных и других крупномасштабных проблем, где применение операционных методов оказалось малоэффективным.

Системный анализ признается в настоящее время наиболее конструктивным из направлений системных исследований. Этот термин впервые появился в 1948 г. в работах корпорации RAND в связи с задачами военного управления. Первая книга по системному анализу вышла в 1956 г. Ее издала корпорация RAND, а ее авторами были американские ученые Кан и Манн. В отечественной литературе системный анализ получил распространение после перевода книги С. Оптнера «Системный анализ деловых и промышленных проблем» (1967 г.).

Слово «система» (организм, строй, союз, целое, составленное из частей) возникло в Древней Греции около 2000 лет назад. В античной философии подчеркивалось, что мир не есть хаос, а обладает внутренним порядком, собственной организацией и целостностью. Древние ученые (Аристотель, Демокрит, Платон и др.) рассматривали сложные тела, процессы и мифы мироздания как составленные из различных систем (например, атомов или метафор).

Эпоха зарождения основ системного анализа была характерна рассмотрением чаще всего систем физического или философского происхождения. При этом постулат (Аристотеля): «Важность целого превыше важности его составляющих» сменился позже на новый постулат (Галилея): «Целое объясняется свойствами его составляющих».

Далее развитие системного анализа происходило под влиянием различных философских воззрений, теорий о структуре познания и возможности предсказания (Бэкон, Гегель, Ламберт, Кант, Фихте и др.). В результате такого развития системный анализ вышел на позиции методологической науки.

Естествоиспытатели XIX–XX вв. (Богданов, Берталанфи, Винер, Эшби и др.) не только актуализировали роль модельного мышления и моделей в естествознании, но и сформировали основные системообразующие принципы, принципы системности научного знания, «соединили» теорию открытых систем, философские принципы и достижения естествознания.

Современное развитие системный анализ получил под влиянием достижений как классических областей науки (математика, физика, химия, биология, история и др.), так и неклассических областей (синергетика, информатика, когнитология, теории нелинейной динамики и динамического хаоса, катастроф, нейроматематика, нейроинформатика и др.).

Системный анализ тесно связан с философией. Философия дает общие методы содержательного анализа, а системный анализ – общие методы формального, межпредметного анализа предметных областей, выявления и описания, изучения их системных инвариантов. Можно дать и философское определение системного анализа: системный анализ – это прикладная диалектика (учение о всеобщей связи и развитии).

В общем виде системный анализ – совокупность понятий, методов, процедур и технологий для изучения, описания, реализации явлений и процессов различной природы и характера, междисциплинарных проблем.

Системный анализ – это совокупность методов и средств выработки, принятия и обоснования оптимального решения из многих возможных альтернатив, управления сложными системами.

В соответствии с принципом системного подхода, каждая система влияет на другую систему. Весь окружающий мир – взаимодействующие системы. Цель системного анализа – выяснить эти взаимодействия, их потенциал и «направить их на службу человека».

Необходимые атрибуты системного анализа как научного знания:

– наличие предметной сферы – системы и системные процедуры;

– выявление, систематизация, описание общих свойств систем;

– выявление и описание закономерностей и инвариантов (неизмене-ний) в этих системах;

– актуализация закономерностей для изучения систем, их поведения и связей с окружающей средой;

– накопление, хранение, актуализация знаний о системах.

Попробуем сформулировать ответы на вопрос «Кому нужны знания системного анализа?»

Во-первых, в какой-то мере всем, поскольку окружающая нас действительность ставит сегодня перед нами все более сложные задачи и проблемы, успешное решение которых требует системного подхода. Жизнь современного человека требует быстрого анализа ситуаций, процессов и явлений, которые все более усложняются.

Во-вторых, специалистам инженерного и гуманитарного профиля. Дело в том, что инженеры, даже не изучая специальных дисциплин по системному анализу, приобретают системное видение мира в процессе изучения своей предметной области, поскольку сама инженерная деятельность по своей сути системна. А что касается гуманитарных специальностей, то при их подготовке в незначительной степени даются системные представления, что порождает низкую эффективность их профессиональной деятельности с большими ресурсными, в том числе и материальными потерями.

В-третьих, будущим научным работникам. Только системный подход к научной работе позволяет грамотно проанализировать решаемые проблемы и предложить эффективные решения. Знание основ системного анализа дает будущим ученым уверенность в своих силах и позволяет самостоятельно планировать и выполнять большую часть работы над научными исследованиями.

Таким образом, неиспользование системного анализа не позволяет знаниям (закладываемым традиционным образованием) превращаться в умения и навыки их применения, в навыки ведения системной деятельности. В то же время системно мыслящий и действующий человек, как правило, прогнозирует и считается с результатами своей деятельности, соизмеряет свои желания (цели) и свои возможности (ресурсы) учитывает интересы окружающей среды, развивает интеллект, вырабатывает верное мировоззрение и правильное поведение в человеческих коллективах. Системный анализ обобщает методологию исследования систем, является прикладной наукой нацеленной на выяснение причин реальных сложностей, возникших перед «обладателем проблемы» и на выработку вариантов их устранения.

Системный анализ, как научная и учебная дисциплина:

– комплексно изучает в содержательном плане закономерности, тенденции, механизмы, причины и последствия реализации процессов обособления, делокализации, возникновения, исчезновения, функционирования и развития объектов;

– устанавливает концептуальные подходы к идентификации состояния объектов и общие методы этой идентификации;

– определяет общие принципы и базовые технологии проектирования, адаптационной трансформации и использования систем управления.

Кратко системный анализ также можно определить как дисциплину, изучающую базовые закономерности функционирования и развития объектов, а также концептуальные методы управления ими.

Системный анализ чаще всего признается терминологическим синонимом системотехники. Иногда его нестрого именуют философией или общей методологией управления.

Системный анализ, как область науки и техники, включает совокупность принципов, методов и способов, направленных на анализ, создание и применение сложных систем в различных сферах деятельности.

Системный анализ – это методология решения проблем, основанная на структуризации систем и количественном сравнении альтернатив.

Системный анализ – это логически связанная совокупность теоретических и эмпирических положений из области математики, естественных наук и опыта практики разработки сложных систем, обеспечивающая повышение обоснованности решения конкретной проблемы.

Задачи системного анализа:

1) Декомпозиция (разбитие на подзадачи).

2) Анализ (того, что получилось).

2. Категориальный аппарат системного анализа

Древнегреческий философ Платон говорил: «Перед тем, как затевать спор, необходимо договориться о терминах». Поэтому познакомимся с видами понятий, с которых должна начинаться каждая истинная наука (научная дисциплина).

Система. Толкований категории «система» в научной литературе можно найти великое множество. Выработать общие для всех конкретных приложений понятийный аппарат и способы исследования пока не удается. Приведем некоторые их них.

Система (греч. – «составленное из частей», «соединение», от «соединяю, составляю») – объективное единство закономерно связанных друг с другом предметов, явлений, а также знаний о природе и обществе.

Система – совокупность элементов, находящихся в определенных отношениях друг с другом и со средой. (Л. фон Берталанфи)

Система – совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов. (ISO 9000:2000)

Система – идущий процесс; набор имеющих данные свойства параметров, которыми являются вход, процесс, выход, управление через обратную связь и ограничение, и набор связей между параметрами и их свойствами. (Оптнер С.Л.)

Система – это то, что приобрело целостность и форму в результате постоянного взаимодействия частей. (Сенге П.)

Система – любой комплекс динамически связанных элементов; все, состоящее из связанных друг с другом частей. (Бир С.)

Проанализировав вышеприведенные определения можно сделать вывод, что любая система имеет следующие основные характеристики: компоненты; отношения (связи, посредством которых осуществляется взаимодействие между компонентами); границу; цель; внешнюю среду; вход, выход; интерфейс; законы, правила, ограничения функционирования.

Системные характеристики можно описать следующим образом:

1. Компонент есть либо неделимая часть, либо объект, состоящий из частей и называемый подсистемой. Подсистема – часть системы с некоторыми связями и отношениями. Любая система состоит из подсистем, подсистема любой системы может быть сама рассмотрена как система.

2. Компоненты взаимодействуют между собой таким образом, что функционирование одного влияет на функционирование другого компонента.

3. Все компоненты работают вместе, чтобы достичь цели существования системы.

Читайте также:  Алгоритм моделирования системный анализ

4. Система имеет границу, внутри которой содержатся все компоненты, и которая устанавливает пределы системы, отделяя ее от других систем.

5. Система имеет законы, правила, ограничения функционирования.

Если объект обладает всеми признаками системы, то говорят, что он является системным. Приведенные примеры систем иллюстрируют наличие таких факторов системности, как:

– целостность и возможность декомпозиции на элементы (в вычислительной сети это вычислительные машины, средства связи и др.);

– наличие стабильных связей (отношений) между элементами;

– упорядоченность (организация) элементов в определенную структуру;

– наделение элементов параметрами;

– наличие интегративных свойств, которыми не обладают ни один из элементов системы;

– наличие цели функционирования и развития.

Классификаций систем в науке достаточно много. Так, например, одна из них предусматривает деление систем на два вида – абстрактные и материальные.

Материальные системы являются объектами реального времени. Среди всего многообразия материальных систем существуют естественные и искусственные системы.

Естественные системы представляют собой совокупность объектов природы и подразделяются на астрокосмические и планетарные, физические и химические.

Искусственные системы – это совокупность социально-экономических или технических объектов. Они могут быть классифицированы по нескольким признакам, главным из которых является роль человека в системе. По этому признаку можно выделить два класса систем: технические и организационно-экономические системы.

Абстрактные системы – это умозрительное представление образов или моделей материальных систем, которые подразделяются на описательные (логические) и символические (математические).

Описательные системы есть результат дедуктивного или индуктивного представления материальных систем. Их можно рассматривать как системы понятий и определений (совокупность представлений) о структуре, об основных закономерностях состояний и о динамике материальных систем.

Символические системы представляют собой формализацию логических систем, они подразделяются на три класса:

– статические математические системы или модели, которые можно рассматривать как описание средствами математического аппарата состояния материальных систем (уравнения состояния);

– динамические математические системы или модели, которые можно рассматривать как математическую формализацию процессов материальных (или абстрактных) систем;

– квазистатические (квазидинамические) системы, находящиеся в неустойчивом положении между статикой и динамикой, которые при одних воздействиях ведут себя как статические, а при других воздействиях – как динамические.

Каждая система обладает определенными свойствами, связанными с ее функционированием. Наиболее часто выделяют следующие свойства:

– синергичность, это максимальный эффект деятельности системы достигается только в случае максимальной эффективности совместного функционирования её элементов для достижения общей цели;

– эмерджентность, это появление у системы свойств, не присущих элементам системы; принципиальная несводимость свойства системы к сумме свойств составляющих её компонентов (неаддитивность);

– целенаправленность, это наличие у системы цели (целей) и приоритет целей системы перед целями её элементов;

– структурность, это возможность декомпозиции системы на компоненты, установление связей между ними;

– иерархичность, каждый компонент системы может рассматриваться как система; сама система также может рассматриваться как элемент некоторой надсистемы (суперсистемы);

– коммуникативность, существование сложной системы коммуникаций со средой в виде иерархии;

– адаптивность, это стремление системы к состоянию устойчивого равновесия, которое предполагает адаптацию параметров системы к изменяющимся параметрам внешней среды;

– интегративность, это наличие в системе системообразующих, системосохраняющих факторов;

Связь. Наибольшая смысловая нагрузка в системном анализе приходится на понятие «связь». Приведем примеры связей. Мозг человека развивается и состоит из 14 млрд. нервных клеток. Каждая из них имеет 5000 связей с другими. Любой закон природы и общества – это есть внутренняя, устойчивая, существенная связь и взаимная обусловленность явлений. Нет закона вне связи!

Связь предметов можно определить таким образом: два или более различных предмета связаны, если по наличию или отсутствию некоторых свойств у одних из них мы можем судить о наличии или отсутствии тех или иных свойств у других из них (возникновение и исчезновение предметов можно рассматривать как частный случай). Например, температура и давление данной массы газа связаны так, что с увеличением температуры (при всех прочих постоянных условиях) увеличивается давление. Зная о том, что температура увеличилась, мы можем делать вывод
об увеличении давления (если выяснены точные количественные соотношения, то они будут учтены и в выводах).

Среда. Среда – сфера, ограничивающая структурное образование системы. Среда есть все то, что воздействует на систему, но неподконтрольно ей. Воздействие среды на систему – это входные воздействия, или входы (перелистывание страниц брошюры человеком). Воздействие системы на среду – это выходные воздействия, реакция системы, или выходы (воздействие брошюры на зрение, обоняние, осязание читателя).

Структура и структурное исследование. Понятие структуры – одно из многозначных понятий. Невозможно даже перечислить все значения понятия структуры, в которых оно выступает у разных авторов. Одним из них является следующее: «Структура – все то, что вносит порядок во множество объектов, т.е. совокупность связей и отношений между частями целого, необходимых для достижения цели».

Примеры структур: извилины мозга, факультет, государственное устройство, кристаллическая решетка вещества, микросхема. Базовые топологии структур (систем): линейная, иерархическая, сетевая, матричная.

Линейная структура – структура станций метро на одной (не кольцевой) линии в одном направлении.

Иерархическая структура – структура управления вузом: «Ректор – Проректор – Декан – Заведующий кафедрой, подразделением – Преподаватель кафедры, сотрудник подразделения».

Сетевая структура – структура организации работ при строительстве дома: некоторые работы, например, монтаж стен, благоустройство территории и др. можно выполнять параллельно.

Матричная структура – структура работников одного отдела, выполняющих работы по одной и той же теме.

Элемент. Понятие элемента обычно представляется интуитивно ясным. Однако надо иметь в виду, что для каждой конкретной системы это понятие не является абсолютным, однозначно определенным, поскольку исследуемая система может расчлениться существенно различными способами, и говорить об элементе можно лишь применительно к определенному из этих способов: другое расчленение может быть связано с выделением другого образования в качестве исходного элемента.

При заданном способе расчленения под элементом понимается такой минимальный компонент системы, совокупность которых складывается прямо или опосредованно в систему.

Заключение. Рассмотрена история появления и развития системного анализа. Изучены атрибуты системного анализа. Дается ответ на вопрос кому нужны знания системного анализа? Даны варианты определения системного анализа как научной и учебной дисциплины. Приведены задачи системного анализа.

Источник

Цель и задачи системного анализа

Сущность, цель и особенности дисциплины системный анализ

Системный анализ — ϶ᴛᴏ термин из общей теории систем и одновременно научный метод, заключающийся в проведении исследования путем выполнения последовательности заранее спланированных действий как с любыми переменными или постоянными объектами исследования, так и со сложными системами и составными частями в них. Объектами могут выступать как разнообразные проблемы, обнаруживаемые при разработке новых и функционировании ранее созданных систем, так и выявляемые в самих процессах подготовки и принятия решений.

Рисунок 1. Системный анализ. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Готовые работы на аналогичную тему

Цель проводимого системного анализа сложных систем заключается в определении возможной проблемы, предсказании ее последствий, стадий процесса развития и причин возникновения, а также в формировании рекомендаций по решению похожих проблем в будущем.

Основой системного анализа является научная дисциплина, занимающаяся изучением сложных систем и разработкой методологических принципов их исследования. Исследования проблем в данной области характеризуются логическим и упорядоченным подходами и возможностью использования разработанных способов решения в рамках других задач смежных дисциплин.

Предметом системного анализа является проверка всех возможных вариантов действий над объектами и их эффективности, то есть сопоставление показателей затрачиваемых ресурсов и получаемых результатов по количественным и качественным характеристикам. На основании этих результатов в дальнейшем происходит выработка принципов и планов по созданию новых или усовершенствованию функционирующих систем по следующим основным направлениям:

  • ликвидация негативных ситуаций;
  • предупреждение о возможных рисках;
  • выработка стратегий будущего развития;
  • защита от внешних и внутренних негативных воздействий.

Системному анализу присущи особенности:

  1. Двойственность, то есть анализ имеет теоретическое направление в науке и прикладное, использующее на практике достижения математических, экономико-социологических наук и выступающее как искусство;
  2. Сочетаемость, то есть системному анализу присущи объективные (свойственные процессам анализа и принятия решения) и субъективные аспекты;
  3. Структурированность, то есть анализу присущи легко определяемые логические элементы и принципы, а также определенные методы и этапы их проведения.
  4. Применимость, то есть возможность прикладного использования анализа (например, в логистике и управленческой деятельности).

Для эффективного проведения исследований объектов в качестве элементов систем с помощью всего комплекса математических, обще и естественнонаучных, статистических и экспериментальных методов исследования, необходимо сначала провести их систематизацию, структуризацию с проведением комплексного анализа сложных систем.

Задачи дисциплины системный анализ

Для применения системного анализа необходимо решить задачи:

  1. Декомпозиция — определение возможности разбиения на подсистемы, состоящие из более мелких элементов;
  2. Анализ — нахождение разнообразных свойств системы и ее элементов, взаимосвязей с окружающей средой с целью выявления закономерностей в поведении системы;
  3. Синтез — на основе результатов всех задач анализа и декомпозиции и известных стандартных принципов построения сложных систем обеспечение возможности достижения поставленных целей путем создания модели изучаемой системы, определения ее оптимальных параметров и структуры с целью обеспечения наилучшей эффективности функционирования системы.

Исходя из цели системного анализа, для использования его в качестве метода выбора из множества вариантов наиболее эффективных и повышения продуктивности принимаемых решений, осуществляются следующие этапы:

  • Выбор одного из множества оптимальных решений;
  • Обоснование эффективных методов в управляющих воздействиях;
  • Формирование моделей управляющих воздействий.

На первом этапе выбора стоит принимать в расчет взаимодействие сложных систем с их объектами, сочетать цели систем и составляющих их объектов, с возможностью выделения из них главных.

На втором этапе проводимые исследования заключаются в структуризации или декомпозиции структур и их связей с элементами сложных систем, при этом формирование программ и планов их совершенствования может оказаться сложнее, чем выбор оптимального решения. При этом важное место на втором этапе имеют как выбор эффективной структуры, режимов работы и взаимодействия между объектами систем, так и применяемых организационных задач при решении проблем управления, в том числе во всех иерархических системах.

Для решения задач второго этапа необходима совместная работа, как системных аналитиков, так и специалистов в соответствующих отраслях исследуемой сложной системы. При проведении комплексного системного анализа для прогноза поведения сложных систем невозможно использовать только математические методы. Для прогноза поведения необходимо также применять и неформальные процедуры, в качестве которых выступают имитационные модели с применением компьютерного моделирования.

На третьем этапе системного анализа завершается конструирование частных имитационных моделей для исследуемых сложных систем. Эти системы могут быть любой сложности, но не преследуют целей универсальности, а каждая решает свои специфические вопросы. Имитационные модели дают понимание взаимодействия исследуемых систем в структуре суперсистемы, одним из компонентов которой и являются. Таким образом, на третьем этапе системного анализа исследуются взаимодействия анализируемых систем с взаимодействующими системами. При этом предполагается разграничение между исследуемыми системами и внешней средой, в том числе учет негативных воздействий при взаимодействии с взаимодействующими и системами более высокого уровня (суперсистемой).

Источник

Adblock
detector