Слайд 2ЛИТЕРАТУРА
1. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П.
Введение в системный анализ
М.: Высш.шк., 1989
2.
Антонов А.В.
Системный анализ
М.: Высш.шк., 2004
3. Мухин В.И.
Исследование систем управления
М.: Экзамен,
2006
4. Дегтярев Ю.И.
Системный анализ и исследование операций
М.: Высшая школа, 1996
Слайд 3
Глава I
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
ТЕОРИИ СИСТЕМ
§ 1
Развитие системных представлений
Слайд 4 Ампер Андре Мари (1775-1836)
«Опыт о философии наук,
или Аналитическое изложение
классификации всех человеческих знаний»
1834-1843 гг.
Кибернетика – наука об управлении государством
Научный
подход к управлению сложными (социальными) системами
Слайд 5 Федоров Евграф Степанович (1853-1919)
Классификация кристаллических решёток
(230 типов)
Обобщение закономерностей кристаллических
структур на архитектурные, музыкальные, языковые конструкции
Свойства систем:
- самоорганизация
- способность к
приспособлению
- способность к повышению сложности
Слайд 6 Богданов Александр Александрович
(1873-1928)
Тектология – теория организации
«Все объекты и процессы
имеют определённый уровень организации, который тем выше, чем сильнее свойства
целого отличаются от суммы свойств элементов»
Динамика систем
Обратные связи
Математические методы моделирования применительно к теории организации
Слайд 7 Винер Ноберт (1894-1964)
Кибернетика
Идеи управления и связи в живом мире,
обществе, технике
Несущественность для кибернетики природы системы
Информация как всеобщее свойство материи
Моделирование
и математический эксперимент с помощью ВТ
Слайд 8 Берталанфи Людвиг фон (1901-1972)
Обобщил системную концепцию, задача которой –
разработка математического аппарата описания различных типов систем
Центр системных исследований
(195?, Канада)
Обмен
систем веществом, энергией и т.д. с внешним миром
«Общая теория систем»
Слайд 9 Пригожин Илья (Романович) (1917-2003)
Нобелевская премия по химии (1977)
«За работы
по термодинамике необратимых процессов, особенно за теорию диссипативных структур»
Механизм самоорганизации
открытых систем
Неравновесные состояния систем различной природы
(периодические реакции,
диссипативные структуры,
колебания биржевых курсов)
Слайд 10 50-е гг ХХ в
Формирование системного анализа
(теории систем) как самостоятельной
прикладной дисциплины
(автоматика, средства ВТ, АСУ, системы связи, …)
60-е гг ХХ
в
термин «системный анализ» (США)
Слайд 11
§ 2
Основные определения
теории систем
Слайд 12 Система –
упорядоченная совокупность материальных объектов (элементов),
объединённых какими-либо связями,
предназначенная
для достижения определённой цели (достигающая её оптимальным образом)
основные компоненты
системы
Слайд 13
Системный анализ (теория систем) – совокупность методов, основанных на использовании
ВТ и ориентированных на исследование сложных систем различной природы.
Системный подход
– направление методологии научного познания и социальной практики, в основе которого лежит рассмотрение объектов как систем.
Центральная проблема СА – принятие решения в условиях, когда выбор альтернативы требует анализа сложной информации различной природы.
Слайд 14Главные направления СА
(Этапы исследования сложной системы)
1. Построение модели исследуемого объекта
(формализация
объекта)
2. Постановка задачи исследования
(формулировка формализованной цели анализа)
3. Решение поставленной математической
задачи,
проверка качества решения
Слайд 15Основные процедуры системного анализа
Изучение структуры системы, анализ её компонентов, выявление
связей
Сбор данных о функционировании системы, исследование информационных потоков
Построение модели
Проверка адекватности
модели, анализ неопределённостей и чувствительности
Исследование ресурсных возможностей
Определение целей системного анализа
Формирование критериев
Генерирование альтернатив
Реализация выбора и принятие решения
Внедрение результатов анализа
Слайд 17I. По виду отображаемого объекта
1. технические
2. биологические
3. социальные
4. …
II. По
виду научного направления, используемого для моделирования
1. математические
2. физические
3. технические
4. …
Слайд 18III. По характеру поведения системы
1. детерминированная (определённая)
(состояние системы в будущем
однозначно определяется её состоянием в настоящем и закономерностями перехода из
одного состояния в другое)
2. вероятностная (стохастическая)
(поведение системы описывается законами теории вероятностей)
3. игровая
(система осуществляет разумный выбор своего поведения;
в основе выбора – заранее заданные критерии и неформальные соображения)
Слайд 19IV. По степени взаимодействия с внешней средой
1. открытая
(система обменивается с
внешней средой веществом, энергией, информацией, …)
2. закрытая (замкнутая)
(система изолирована от
внешней среды)
Слайд 20V. По степени сложности структуры и поведения
1. простая
(небольшое количество компонентов
системы, поведение системы легко описывается)
2. сложная
(разнообразие внутренних связей и состояний,
поведение системы допускает описание)
3. очень сложная
(большая разветвлённость связей,
невозможность выявить и проанализировать все состояния)
Слайд 21 VI. По степени организованности
1. хорошо организованная
(выявлены все компоненты системы,
система
допускает формализацию)
2. плохо организованная
(нет возможности или необходимости
описывать все компоненты системы)
3.
самоорганизующаяся
(система адаптируется к изменению условий внешней среды,
изменяет структуру, сохраняя целостность)
Слайд 22
§ 4
Типовые постановки задач системного анализа
Слайд 23 1. Задача распределения ресурсов
работы (операции), подлежащие выполнению
и (или) ресурсы
----------------------------------------------------------
а)
распределить ресурсы между работами:
прибыль → max (издержки → min)
b) определить состав
работ при заданных ресурсах:
эффективность → max
с) определить ресурсы для выполнения заданных работ:
издержки → min
Слайд 24 2. Задача управления ресурсами
определить количество запасов:
затраты на хранение →
min
потери при нехватке → min
3. Транспортная задача
4. Организация обслуживания оборудования
назначение
времени проведения проверок исправности оборудования
проведение профилактического обслуживания
выбор оптимального количества запасных частей и приборов для обслуживания
…
Слайд 255. Задача массового обслуживания
образование и функционирование очереди
6. Задача анализа риска
и безопасности использования новых технологий
измерение риска
определение допустимого уровня риска
меры по
предотвращению риска
управление в условиях аварийной ситуации
…
7. …
Слайд 26
§ 5
Принципы и закономерности
исследования и моделирования
систем
Слайд 27
(1) Закономерности взаимодействия части и целого
Эмерджентность (целостность)
(emergence — возникающий,
неожиданно появляющийся)
появление у системы свойств, отсутствующих у элементов
- физическая аддитивность
Слайд 28
Интегративность(целостность)
наличие у системы факторов, обеспечивающих сохранение её целостности, в
т.ч.
- неоднородность и противоречивость элементов
- стремление элементов вступать в коалиции
(взаимодействие)
Слайд 29
(2) Закономерности иерархической
упорядоченности систем
в т.ч. закономерности взаимодействия системы
со средой
Коммуникативность
единство со средой, наличие множества связей (коммуникаций)
Среда:
-
надсистема (метатсистема) – система более высокого порядка, задающая требования и ограничения исследуемой системе
- подсистемы (нижележащие системы)
- системы одного уровня
Слайд 30
Иерархичность
Людвиг фон Берталанфи
(учёт функциональных взаимоотношений между уровнями)
коммуникативность проявляется не
только между системой и средой, но и между уровнями исследуемой
системы
- эмерджентность проявляется на каждом уровне системы
Слайд 31
(3) Закономерности осуществимости систем
Эквифинальность
характеристика предельных возможностей системы,
устойчивость по отношению к начальным и граничным условиям
Берталанфи:
«способность … достигать
… не зависящего от времени состояния, которое не зависит от её начальных условий и определяется исключительно параметрами системы»
Слайд 32
Закон «необходимого разнообразия»
Уильям Росс Эшби (William Ross Ashby 1903
– 1972)
N (ЛПР, исследователь), D (проблема)
- множество (разнообразие) возможных
решений проблемы
- множество (разнообразие) мыслей (альтернатив)
Теорема
Слайд 33
(4) Закономерности развития систем
учёт изменения систем во времени
Историчность
возникновение →
→ развитие (функционирование) →
→ упадок (старение) →
→ (гибель)
выявление и учёт периодов
предупреждение старения системы, разработка механизмов реорганизации системы
Слайд 34
Закономерность самоорганизации систем
способность противостоять энтропийным тенденциям
способность адаптироваться к
изменяющимся условиям среды
…
II закон термодинамики ↔ закон эволюции
(развития)
Слайд 35
СИНЕРГЕТИКА
междисциплинарное научное направление, изучающее закономерности процессов самоорганизации, эволюции,
взаимодействия (кооперации)
Цель: построение общей теории сложных систем
множество неоднородных компонентов
активность (целенаправленность)
компонентов
множество различных взаимосвязей (в т.ч. слабо-формализуемой природы)
открытость
динамичность, обучаемость
неопределённость параметров среды
Слайд 36
И.Р.Пригожин: синергетика – комплекс наук о возникающих системах
!!! спонтанное
образование упорядоченных структур различной природы в процессах взаимодействия, когда исходные
системы находятся в неустойчивых состояниях
Эволюция ≡ последовательность неравновесных
фазовых переходов
Развитие – последовательное прохождение критических областей (точек бифуркации)
Принципиальная непредсказуемость зоны бифуркации (выбора)
!!! Возможность возникновения порядка из хаоса
Слайд 37
(5) Закономерности возникновения и форму-лирования целей
Зависимость представления о цели
и формулировки цели от стадии познания объекта (процесса) и от
времени
▪ Активная роль цели в познании и управлении
↔
Необходимость реалистичности цели (направленности на результат)
▪ По мере развития представлений об объекте цель может переформулироваться
Слайд 38
Зависимость цели от внешних и внутренних факторов
внешние: внешние требования,
программы
внутренние: потребности, цели исполнителей
Проявление в структуре целей з-ти целостности
достижение цели
вышестоящего уровня ≠ достижение подчинённых подцелей
Закономерности формирования иерархических структур целей
«дерево целей»
