Этапы системного анализа систем управления. Основные этапы и методология системного анализа

Комментарии к таблице:

В самом начале работы важно установить, можно ли решить проблему.

Построение вечного двигателя – пример проблемы, решить которую в настоящее время не представляется возможным. Существование вечного двигателя противоречит закону сохранения энергии.

В конце XVIII в. французская академия наук запретила принимать к рассмотрению прожекты вечных двигателей. Но до сих пор находятся энтузиасты, пытающиеся создать вечный двигатель, – пока без особого успеха.

Проблемы делятся на структурированные (проблема поставлена корректно, известны методы ее решения) и слабо структурированные. Примером структурированной проблемы

является решение квадратного уравнения.

«Стать богатым человеком» – слабо структурированная проблема. (Не указана ни конечная цель – сколько же денег для этого нужно, ни методы достижения цели).

Решение структурированных проблем наиболее просто. Решению слабо структурированных проблем предшествует уточнение формулировки проблемы (это сильно облегчает дальнейшую работу).

Во время процедуры системного анализа может происходить изменение понимания проблемы. Например, при анализе проблемы обретения богатства следует уточнить размер требуемой суммы (как говорил Остап Бендер, «…я бы взял частями, но мне нужно сразу»).

Следует также указать, исключаются ли незаконные способы обогащения (например, торговля наркотиками). Придется решить, заниматься ли бизнесом для роста дохода или делать карьеру. Возможно, предполагаемые трудности работы предпринимателя отпугнут потенциального бизнесмена от этого пути.

Многие проблемы носят междисциплинарный характер. Например, решение глобальных экологических проблем (загрязнение окружающей среды, истощение ресурсов и т. д.) связано с изменением законодательства многих стран, с техническими проблемами (разработка экологически чистого производства), с образованием (воспитание экологической ответственности).

Отсюда вывод: при системном решении проблем нельзя ограничиваться знаниями только одной науки.

Системный анализ, как и ТРИЗ, имеет дело с перспективой развития. Поэтому его важными задачами являются прогнозирование и поиск ресурсов, необходимых для достижения целей.

Вопросы и задания для самопроверки .

1. Дайте определение системы. Перечислите свойства систем.

2. Какие законы развития технических систем Вам известны?

3. Какие классификации систем Вам известны?

5. Составьте девятиэкранную схему системы «водопровод».

6. Какие подсистемы включает система «город»?

Любая научная, исследовательская и практическая деятельность проводится на базе методов, методик и методологий.
Метод - это прием или способ действия.
Методика - это совокупность методов, приемов проведения какой-либо работы.
Методология - это совокупность методов, правила распределения и назначения методов, а также шаги работы и их последовательность.
Имеются свои методы, методики и методологии и у системного анализа. Однако, в отличие от классических наук, системный анализ находится в стадии развития и еще не имеет устоявшегося, общепризнанного «инструментария».
Кроме того, каждая наука имеет свою методологию, поэтому дадим еще одно определение.
Методология - это совокупность методов, применяемых в какой-либо науке.
В каком-то смысле можно говорить и о методологии системного анализа, хотя это пока еще очень рыхлая, «сырая» методология.

1. Системность
Прежде чем рассматривать системную методологию, надо разобраться с понятием «системный». Сегодня широко используются такие понятия как «системный анализ», «системный подход», «теория систем», «принцип системности» и др. При этом их не всегда различают и часто применяют как синонимы.
Наиболее общим понятием, которое обозначает все возможные проявления систем, является «системность». Ю.П. Сурмин предлагает рассматривать структуру системности в трех аспектах (рис. 1): системная теория, системный подход и системный метод.

Рис. 1. Структура системности и составляющие её функции.

1. Системная теория (теория систем) реализует объясняющую и систематизирующую функции: дает строгое научное знание о мире систем; объясняет происхождение, устройство, функционирование и развитие систем различной природы.
2. Системный подход следует рассматривать как некоторый методологический подход человека к действительности, представляющий собой некоторую общность принципов, системное мировоззрение.
Подход - это совокупность приемов, способов воздействия на кого-нибудь, в изучении чего-нибудь, ведении дела и т. д.
Принцип — а) основное, исходное положение какой-либо теории; б) наиболее общее правило деятельности, которое обеспечивает его правильность, но не гарантирует однозначность и успех.
Итак, подход - это некоторая обобщенная система представлений о том, как должна выполняться та или иная деятельность (но не детальный алгоритм действия), а принцип деятельности - множество некоторых обобщенных приемов и правил.
Кратко суть системного подхода можно определить так:
Системный подход - это методология научного познания и практической деятельности, а также объяснительный принцип, в основе которых лежит рассмотрение объекта как системы.
Системный подход заключается в отказе от односторонне аналитических, линейно-причинных методов исследования. Основной акцент при его применении делается на анализе целостных свойств объекта, выявлении его различных связей и структуры, особенностей функционирования и развития. Системный подход представляется достаточно универсальным подходом при анализе, исследовании, проектировании и управлении любых сложных технических, экономических, социальных, экологических, политических, биологических и других систем.
Назначение системного подхода заключается в том, что он направляет человека на системное видение действительности. Он заставляет рассматривать мир с системных позиций, точнее - с позиций его системного устройства.
Таким образом, системный подход, будучи принципом познания, выполняет ориентаци-онную и мировоззренческую функции, обеспечивая не только видение мира, но и ориентацию в нем.
3. Системный метод реализует познавательную и методологическую функции. Он выступает как некоторая интегральная совокупность относительно простых методов и приемов познания, а также преобразования действительности.
Конечная цель любой системной деятельности заключается в выработке решений, как на стадии проектирования систем, так и при управлении ими. В этом контексте системный анализ можно считать сплавом методологии общей теории систем, системного подхода и системных методов обоснования и принятия решений.

2. Естественнонаучная методология и системный подход
Системный анализ не является чем-то принципиально новым в исследовании окружающего мира и его проблем - он базируется на естественнонаучном подходе, корни которого уходят в прошлые века.
Центральное место в исследовании занимают два противоположных подхода: анализ и синтез.
Анализ предусматривает процесс разделения целого на части. Он весьма полезен в том случае, если требуется выяснить, из каких частей (элементов, подсистем) состоит система. Посредством анализа приобретаются знания. Однако при этом нельзя понять свойства системы в целом.
Задача синтеза - построение целого из частей. Посредством синтеза достигается понимание.
В исследовании любой проблемы можно указать несколько главных этапов:
1) постановка цели исследования;
2) выделение проблемы (выделение системы): выделить главное, существенное, отбросив малозначимое, несущественное;
3) описание: выразить на едином языке (уровне формализации) разнородные по своей природе явления и факторы;
4) установление критериев: определить, что значит «хорошо» и «плохо» для оценивания полученной информации и сравнения альтернатив;
5) идеализация (концептуальное моделирование): ввести рациональную идеализацию проблемы, упростить ее до допустимого предела;
6) декомпозиция (анализ): разделить целое на части, не теряя свойств целого;
7) композиция (синтез): объединить части в целое, не теряя свойств частей;
8) решение: найти решение проблемы.
В отличие от традиционного подхода, при котором проблема решается в строгой последовательности вышеприведенных этапов (или в другом порядке), системный подход состоит в многосвязности процесса решения: этапы рассматриваются совместно, во взаимосвязи и диа-лектическом единстве. При этом возможен переход к любому этапу, в том числе и возврат к постановке цели исследования.
Главным признаком системного подхода является наличие доминирующей роли сложного, а не простого, целого, а не составляющих элементов. Если при традиционном подходе к исследованию мысль движется от простого к сложному, от частей - к целому, от элементов - к системе, то в системном подходе, наоборот, мысль движется от сложного к простому, от целого к составным частям, от системы к элементам. При этом эффективность системного подхода тем выше, чем к более сложной системе он применяется.

3. Системная деятельность
Всякий раз, когда ставится вопрос о технологиях системного анализа, сразу же возникают непреодолимые трудности, связанные с тем, что устоявшихся технологий системного анализа в практике нет. Системный анализ в настоящее время представляет собой слабосвязанную совокупность приемов и методов неформального и формального характера. В системном мышлении пока чаще господствует интуиция.
Ситуация усугубляется еще и тем, что, несмотря на полувековую историю развития системных идей, нет однозначности в понимании самого системного анализа. Ю.П. Сурминым выделяются следующие варианты понимания сущности системного анализа:
Отождествление технологии системного анализа с технологией научного исследования. При этом для самого системного анализа в этой технологии практически не находится места.
Сведение системного анализа к системному конструированию. По сути, системно-аналитическая деятельность отождествляется с системотехнической деятельностью.
Очень узкое понимание системного анализа, сведение его к одной из его составляющих, например к структурно-функциональному анализу.
Отождествление системного анализа с системным подходом в аналитической деятельности.
Понимание системного анализа как исследования системных закономерностей.
В узком смысле под системным анализом довольно часто понимают совокупность математических методов исследования систем.
Сведение системного анализа к совокупности методологических средств, которые используются для подготовки, обоснования и осуществления решений по сложным проблемам.
Таким образом, то, что называют системным анализом, представляет собой недостаточно интегрированный массив методов и приемов системной деятельности.
Сегодня упоминание о системном анализе можно найти во многих работах, связанных с управлением, решением проблем. И хотя его вполне справедливо рассматривают как эффектив-ный метод изучения объектов и процессов управления, методики системной аналитики в решении конкретных управленческих задач практически отсутствуют. Как пишет Ю.П. Сурмин: «Системный анализ в управлении представляет ныне не развитую практику, а нарастающие ментальные декларации, не имеющие какого-либо серьезного технологического обеспечения».

4. Подходы к анализу и проектированию систем
При анализе и проектировании действующих систем различных специалистов могут интересовать разные аспекты: от внутреннего устройства системы до организации управления в ней. В связи с этим условно выделяют следующие подходы к анализу и проектированию: 1) системно-элементный, 2) системно-структурный, 3) системно-функциональный, 4) системно-генетический, 5) системно-коммуникативный, 6) системно-управленческий и 7) системно-информационный.
1. Системно-элементный подход. Непременной принадлежностью систем являются их компоненты, части, именно то, из чего образовано целое и без чего оно невозможно.
Системно-элементный подход отвечает на вопрос, из чего (каких элементов) образована система.
Этот подход иногда называли «перечислением» системы. Его вначале пытались применить для исследования сложных систем. Однако первые же попытки применить такой подход к исследованию систем управления предприятиями и организациями показали, что «перечислить» сложную систему практически невозможно.
Пример. В истории разработки автоматизированных систем управления был такой случай. Разработчики написали несколько десятков томов обследования системы, но так и не могли приступить к созданию АСУ, поскольку не могли гарантировать полноты описания. Руководитель разработки вынужден был уволиться, а впоследствии стал изучать системный подход и популяризировать его.
2. Системно-структурный подход. Компоненты системы являют собой не набор случайных бессвязных объектов. Они интегрированы системой, являются компонентами именно данной системы.
Системно-структурный подход направлен на выявление компонентного состава системы и связей между ними, обеспечивающих целенаправленное функционирование.
При структурном исследовании предметом исследований, как правило, являются состав, структура, конфигурация, топология и т. п.
3. Системно-функциональный подход. Цель выступает в системе как один из важных системообразующих факторов. Но цель требует действий, направленных на ее достижение, которые есть не что иное, как ее функции. Функции по отношению к цели выступают как способы ее достижения.
Системно-функциональный подход направлен на рассмотрение системы с точки зре-ния ее поведения в среде для достижения целей.
При функциональном исследовании рассматриваются: динамические характеристики, устойчивость, живучесть, эффективность, т. е. все то, что при неизменной структуре системы зависит от свойств ее элементов и их отношений.
4. Системно-генетический подход. Любая система не является неизменной, раз и навсе-гда заданной. Она не абсолютна, не вечна главным образом потому, что ей присущи внутренние противоречия. Каждая система не только функционирует, но и движется, развивается; она имеет свое начало, переживает время своего зарождения и становления, развития и расцвета, упадка и гибели. А это значит, что время является непременным атрибутом системы, что любая система исторична.
Системно-генетический (или системно-исторический) подход направлен на изучение системы с точки зрения ее развития во времени.
Системно-генетический подход определяет генезис - возникновение, происхождение и становление объекта как системы.
5. Системно-коммуникативный подход. Каждая система всегда является элементом (подсистемой) другой, более высокого уровня, системы, и сама, в свою очередь, образована из подсистем более низкого уровня. Иначе говоря, система связана множеством отношений (коммуни-каций) с самыми различными системными и несистемными образованиями.
Системно-коммуникативный подход направлен на изучение системы с точки зрения ее отношений с другими, внешними по отношению к ней, системами.
6. Системно-управленческий подход. Система постоянно испытывает на себе возмущающие воздействия. Это — прежде всего внутренние возмущения, являющиеся результатом внутренней противоречивости любой системы. Это и внешние возмущения, которые далеко не всегда благоприятны: недостаток ресурсов, жесткие ограничения и т. д. Между тем система живет, функционирует, развивается. Значит, наряду со специфическим набором компонентов, внутренней организацией (структурой) и т. д., есть и другие системообразующие, системосо-храняющие факторы. Эти факторы обеспечения устойчивости жизнедеятельности системы называют управлением.
Системно-управленческий подход направлен на изучение системы с точки зрения обес
печения ее целенаправленного функционирования в условиях внутренних и внешних возмущений.
7. Системно-информационный подход. Управление в системе немыслимо без передачи, получения, хранения и обработки информации. Информация - это способ связи компонентов системы друг с другом, каждого из компонентов с системой в целом, а системы в целом - со средой. В силу сказанного, нельзя раскрыть сущность системности без изучения ее информационного аспекта.
Системно-информационный подход направлен на изучение системы с точки зрения передачи, получения, хранения и обработки данных внутри системы и в связи со средой.

5. Методики системного анализа
Методология системного анализа представляет собой довольно сложную и пеструю совокупность принципов, подходов, концепций и конкретных методов, а также методик.
Наиболее важную часть методологии системного анализа составляют ее методы и методики (для простоты в дальнейшем обобщенно будем говорить о методиках).

5.1. Обзор методик системного анализа
Имеющиеся методики системного анализа еще не получили достаточно убедительной классификации, которая была бы принята единогласно всеми специалистами. Например, Ю. И. Черняк делит методы системного исследования на четыре группы: неформальные, графические, количественные, и моделирование. Достаточно глубокий анализ методик различных авторов представлен в работах В.Н. Волковой, а также Ю.П. Сурмина.
В качестве простейшего варианта методики системного анализа можно рассматривать такую последовательность:
1) постановка задачи;
2) структуризация системы;
3) построение модели;
4) исследование модели.
Другие примеры и анализ этапов первых методик системного анализа приведены в книге, где рассматриваются методики ведущих специалистов системного анализа 70-х и 80-х годов прошлого столетия: С. Оптнера, Э. Квейда, С. Янга, Е.П. Голубкова. Ю.Н. Черняка.
Примеры: Этапы методик системного анализа по С. Оптнеру:
1. Идентификация симптомов.
2. Определение актуальности проблемы.
3. Определение цели.
4. Вскрытие структуры системы и ее дефектных элементов.
5. Определение структуры возможностей.
6. Нахождение альтернатив.
7. Оценка альтернатив.
8. Выбор альтернативы.
9. Составление решения.
10. Признание решения коллективом исполнителей и руководителей.
11. Запуск процесса реализации решения
12. Управление процессом реализации решения.
13. Оценка реализации и ее последствий.

Этапы методик системного анализа по С. Янгу:
1. Определение цели системы.
2. Выявление проблем организации.
3. Исследование проблем и постановка диагноза
4. Поиск решения проблемы.
5. Оценка всех альтернатив и выбор наилучшей из них.
6. Согласование решений в организации.
7 Утверждение решения.
8. Подготовка к вводу.
9. Управление применением решения.
10. Проверка эффективности решения.

Этапы методик системного анализа по Ю.И. Черняку:
1. Анализ проблемы.
2. Определение системы.
3. Анализ структуры системы.
4. Формирование общей цели и критерия.
5. Декомпозиция цели и выявление потребности в ресурсах и процессах.
6. Выявление ресурсов и процессов - композиция целей.
7. Прогноз и анализ будущих условий.
8. Оценка целей и средств.
9. Отбор вариантов.
10. Диагноз существующей системы.
11. Построение комплексной программы развития.
12. Проектирование организации для достижения целей.

Из анализа и сопоставления этих методик видно, что в них в той или иной форме представлены такие этапы:
выявление проблем и постановки целей;
разработка вариантов и модели принятия решения;
оценка альтернатив и поиска решения;
реализация решения.
Кроме того, в некоторых методиках имеются этапы оценки эффективности решений. В наиболее полной методике Ю.И. Черняка особо предусмотрен этап проектирования организации для достижения цели.
При этом различные авторы акцентируют свое внимание на разных этапах, соответственно более подробно их детализируя. В частности, основное внимания уделяется следующим этапам:
разработке и исследованию альтернатив принятия решений (С. Оптнер, Э. Квейд), выбору решения (С. Оптнер);
обоснованию цели и критериев, структуризации цели (Ю.И. Черняк, С. Оптнер, С. Янг);
управлению процессом реализации уже принятого решения (С. Оптнер, С. Янг).
Поскольку выполнение отдельных этапов может занимать достаточно много времени, возникает необходимость большей их детализации, разделения на подэтапы и более четкого определения конечных результатов выполнения подэтапов. В частности, в методике Ю.И. Черняка каждый из 12 этапов разделен на подэтапы, которых в общей сложности - 72.
Из других авторов методик системного анализа можно назвать Э.А. Капитонова и Ю.М. Плотницкого.
Примеры: Э.А. Капитонов выделяет следующие последовательные этапы системного анализа.
1. Постановка целей и основных задач исследования.
2. Определение границ системы с целью отделения объекта от внешней среды, разграничения его внутренних и внешних связей.
3. Выявление сути целостности.
Близкий подход использует и Ю. М. Плотницкий, который рассматривает системный анализ как совокупность шагов по реализации методологии системного подхода в целях получения информации о системе. Он выделяет в системном анализе 11 этапов.
1. Формулировка основных целей и задач исследования.
2. Определение границ системы, отделение ее от внешней среды.
3. . Составление списка элементов системы (подсистем, факторов, переменных и т. д.).
4. Выявление сути целостности системы.
5. Анализ взаимосвязанных элементов системы.
6. Построение структуры системы.
7. Установление функций системы и ее подсистем.
8. Согласование целей системы и каждой подсистемы.
9. Уточнение границ системы и каждой подсистемы.
10. Анализ явлений эмерджентности.
11. Конструирование системной модели.

5.2. Разработка методик системного анализа
Конечная цель системного анализа - оказать помощь в понимании и решении имеющейся проблемы, что сводится к поиску и выбору варианта решения проблемы. Результатом будет выбранная альтернатива либо в виде управленческого решения, либо в виде создания новой системы (в частности, системы управления) или реорганизации старой, что опять же является управленческим решением.
Неполнота информации о проблемной ситуации затрудняет выбор методов ее формализованного представления и не позволяет сформировать математическую модель. В этом случае возникает необходимость в разработке методик проведения системного анализа.
Необходимо определить последовательность этапов системного анализа, рекомендовать методы для выполнения этих этапов, предусмотреть при необходимости возврат к предыдущим этапам. Такая последовательность определенным образом выделенных и упорядоченных этапов и подэтапов в сочетании с рекомендованными методам и приемами их выполнения представляет собой структуру методики системного анализа.
Практики видят в методиках важный инструмент для решения проблем своей предметной области. И хотя к сегодняшнему дню накоплен большой их арсенал, но, к сожалению, следует признать, что разработка универсальных методов и методик не представляется возможной. В каждой предметной области, для различных типов решаемых проблем системному аналитику приходится разрабатывать свою методику системного анализа на базе множества принципов, идей, гипотез, методов и методик, накопленных в области теории систем и системного анализа.
Авторы книги рекомендуют при разработке методики системного анализа прежде всего определить тип решаемой задачи (проблемы). Затем, если проблема охватывает несколько областей: выбор целей, совершенствование оргструктуры, организацию процесса принятия и реализации решении, выделить в ней эти задачи и разработать методики для каждой из них.

5.3. Пример методики системного анализа предприятия
В качестве примера современной методики системного анализа рассмотрим некую обобщенную методику анализа предприятия.
Предлагается следующий перечень процедур системного анализа, который может быть рекомендован менеджерам и специалистам по экономическим информационным системам.
1. Определить границы исследуемой системы (см. выделение системы из окружающей среды).
2. Определить все подсистемы, в которые входит исследуемая система в качестве части.
Если выясняется воздействие на предприятие экономической среды, именно она и будет той надсистемой, в которой следует рассматривать его функции (см. иерархичность). Исходя из взаимосвязанности всех сфер жизни современного общества, любой объект, в частности, предприятие, следует изучать в качестве составной части многих систем - экономических, политических, государственных, региональных, социальных, экологических, международных. Каждая из этих надсистем, например экономическая, в свою очередь имеет немало компонентов, с которыми связано предприятие: поставщики, потребители, конкуренты, партнеры, банки и т. д. Эти же компоненты входят одновременно и в другие надсистемы - социокультурную, экологическую и т. п. А если еще учесть, что каждая из этих систем, а также каждый из их компонентов имеют свои специфические цели, противоречащие друг другу, то становится ясной необходимость сознательного изучения среды, окружающей предприятие (см. расширение проблемы до проблематики). В противном случае вся совокупность многочисленных влияний, оказываемых надсистемами на предприятие, будет казаться хаотичной и непредсказуемой, исключая возможность разумного управления им.
3. Определить основные черты и направления развития всех надсистем, которым принадлежит данная система в частности, сформулировать их цели и противоречия между ними.
4. Определить роль исследуемой системы в каждой надсистеме, рассматривая эту роль как средство достижения целей надсистемы.
Следует рассмотреть при этом два аспекта:
идеализированную, ожидаемую роль системы с точки зрения надсистемы, т. е. те функции, которые следовало бы выполнять, чтобы реализовать цели надсистемы;
реальную роль системы в достижении целей надсистемы.
Например, с одной стороны, оценка потребностей покупателей в конкретном виде товаров, их качестве и количестве, а с другой - оценка параметров товаров, реально выпускаемых конкретным предприятием.
Определение ожидаемой роли предприятия в потребительской среде и его реальной роли, а также их сравнение, позволяют понять многие причины успеха или неудачи компании, особенности его работы, предвидеть реальные черты ее будущего развития.
5. Выявить состав системы, т. е. определить части, из которых она состоит.
6. Определить структуру системы, представляющую собой совокупность связей между ее компонентами.
7. Определить функции активных элементов системы, их «вклад» в реализацию роли системы в целом.
Принципиально важным является гармоническое, непротиворечивое сочетание функций разных элементов системы. Эта проблема особенно актуальна для подразделений, цехов крупных предприятий, чьи функции часто во многом «не состыкованы», недостаточно подчинены общему замыслу.
8. Выявить причины, объединяющие отдельные части в систему, в целостность.
Они носят название интегрирующих факторов, к которым в первую очередь относится человеческая деятельность. В ходе деятельности человек осознает свои интересы, определяет цели, осуществляет практические действия, формируя системы средств для достижения целей. Исходным, первичным интегрирующим фактором является цель.
Цель в любой сфере деятельности представляет собой сложное сочетание различных противоречивых интересов. В пересечении подобных интересов, в своеобразной их комбинации заключается истинная цель. Всестороннее познание ее позволяет судить о степени устойчивости системы, о ее непротиворечивости, целостности, предвидеть характер ее дальнейшего развития.
9. Определить все возможные связи, коммуникации системы с внешней средой.
Для действительно глубокого, всестороннего изучения системы недостаточно выявить ее связи со всеми подсистемами, которым она принадлежит. Необходимо еще познать такие системы во внешней среде, которым принадлежат компоненты исследуемой системы. Так, следует определить все системы, которым принадлежат работники предприятия - профсоюзы, политические партии, семьи, системы социокультурных ценностей и этических норм, этнические группы и г. д. Необходимо также хорошо знать связи структурных подразделений и работников предприятия с системами интересов и целей потребителей, конкурентов, поставщиков, зарубежных партнеров и пр. Нужно также видеть связь между используемыми на предприятии технологиями и «пространством» научно-технического процесса и т. и. Осознание органического, хотя и противоречивого единства всех систем, окружающих предприятие, позволяет понимать причины его целостности, предотвращать процессы, ведущие к дезинтеграции.
10. Рассмотреть исследуемую систему в динамике, в развитии.
Для глубокого понимания любой системы нельзя ограничиваться рассмотрением коротких промежутков времени ее существования и развития. Целесообразно по возможности исследовать всю ее историю, выявить причины, побудившие создать эту систему, определить иные системы, из которых она вырастала и строилась. Также важно изучать не только историю системы или динамику ее нынешнего состояния, но и попытаться, используя специальные приемы, увидеть развитие системы в будущем, т. е. прогнозировать ее будущие состояния, проблемы, возможности.
Необходимость динамического подхода к исследованию систем легко проиллюстрировать сравнением двух предприятий, у которых в какой-то момент времени совпали значения одного из параметров, например, объем продаж. Из этого совпадения совсем не вытекает, что предприятия занимают на рынке одинаковое положение: одно из них может набирать силу, двигаться к расцвету, а другое, наоборот, переживать спад. Поэтому судить о любой системе, в частности, о предприятии нельзя лишь по «моментальной фотографии» по одному значению какого-либо параметра; необходимо исследовать изменения параметров, рассмотрев их в динамике.
Изложенная здесь последовательность процедур системного анализа не является обязательной и закономерной. Обязательным является скорее сам перечень процедур, чем их последовательность. Единственное правило заключается в целесообразности многократного возвращения в ходе исследования к каждой из описанных процедур. Только это является залогом глубокого и всестороннего изучения любой системы.

Резюме
1. Любая научная, исследовательская и практическая деятельность проводится на базе методов (приемов или способов действия), методик (совокупности методов и приемов проведения какой-либо paботы) и методологий (совокупности методов, правил распределения и назначения методов, а также шагов работы и их последовательности).
2. Наиболее общим понятием, которое обозначает все возможные проявления систем, является «системность», которую предлагается рассматривать в трех аспектах:
а) системная теория дает строгое научное знание о мире систем и объясняет происхождение, устройство, функционирование и развитие систем различной природы;
б) системный подход — выполняет ориентационную и мировоззренческую функции, обеспечивает не только видение мира, но и ориентацию в нем;
в) системный метод - реализует познавательную и методологическую функции.
3. Системный анализ не является чем-то принципиально новым в исследовании окружающего мира и его проблем - он базируется на естественнонаучном подходе. В отличие от традиционного подхода, при котором проблема решается в строгой последовательности вышеприведенных этапов (или в другом порядке), системный подход состоит в многосвязности процесса решения.
4. Главным признаком системного подхода является наличие доминирующей роли сложного, а не простого, целого, а не составляющих элементов. Если при традиционном подходе к исследованию мысль движется от простого к сложному, от частей - к целому, от элементов - к системе, то при системном подходе, наоборот, мысль движется от сложного к простому, от, целого к составным частям, от системы к элементам.
5. При анализе и проектировании действующих систем различных специалистов могут интересовать разные аспекты - от внутреннего устройства системы до организации управления, в ней, что порождает следующие подходы к анализу и проектированию; системно-элементный, системно-структурный, системно-функциональный, системно-генетический, системно-коммуникативный, системно-управленческий и системно-информационный.
6. Методология системного анализа представляет совокупность принципов, подходов, концепций и конкретных методов, а также методик.

В системном исследовании выделяют ряд последовательных этапов:

• Определение конфигуратора;
• Определение проблемы и проблематики;
• Выявление целей;
• Формирование критериев;
• Генерирование альтернатив;
• Построение и анализ моделей;
• Выбор модели;
• Декомпозиция;
• Агрегирование;
• Исследование информационных потоков;
• Исследование ресурсных возможностей;
• Наблюдения и эксперименты над системой;
• Внедрение результатов анализа.

Определение проблемы и проблематики

Системное исследование начинается с постановки задачи (формулирование проблемы и проблематики). Цель -- проекция проблемы на среде. Проблематика -- это совокупность проблем, связанных с основной проблемой и влияющих на нее.

Выявление целей

Поскольку система , с которой связана проблема, взаимодействует с надсистемой и подсистемой, то существует много проблем, ассоциированных с исходной. Таким образом проблемы должны быть приведены к виду, когда они становятся задачами выбора подходящих средств для достижения цели - это означает, что требуется определение цели. При этом цель рассматривается как антипод проблемы.

В формулировании цели важно не допустить подмены цели средствами, поэтому необходимо уточнить, расширить или даже заменить цели заинтересованных лиц при углубленном изучении проблемы. Поскольку для любой системы характерно существование большого количества связей со средой, то существует множество целей и требуется учесть существенные. Для этого можно применить метод учета противоположных целей, такой анализ позволяет увидеть действительно важные цели.

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Этапы системного исследования" в других словарях:

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ - в педагогике, приёмы, процедуры и операции эмпирич. и теоретич. познания и изучения явлений действительности. Система М. и, определяется исходной концепцией исследователя, его представлениями о сущности и структуре изучаемого, общей методологич.… …

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ в педагогике - приёмы, процедуры и операции эмпирич. и теоретич. познания и изучения явлений действительности. Система М. и, определяется исходной концепцией исследователя, его представлениями о сущности и структуре изучаемого, общей методологич. ориентации,… … Российская педагогическая энциклопедия

МЕТОДЫ ВРАЧЕБНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ - І. Общие принципы врачебного исследования. Рост и углубление наших знаний, все большее, и большее техническое оснащение клиники, основанное на использовании новейших достижений физики, химии и техники, связанное с этим усложнение методов… … Большая медицинская энциклопедия

- (в системном анализе) наиболее общая модель системы. Конфигуратор задается при помощи формальных языков. См. также Этапы системного исследования … Википедия

- (от греч. целое, составленное из частей; соединение), совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которая образует определ. целостность, единство. Претерпев длит. историч. эволюцию, понятие С. с сер. 20 в.… … Философская энциклопедия

Менеджмент - (Management) Менеджмент это совокупность методов управления предприятием Теория, цели и задачи менеджмента, менеджер и его роль в развитии предприятия Содержание >>>>>>>>>>>> … Энциклопедия инвестора

- (от греч. systema целое, составленное из частей; соединение) множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую целостность, единство. Претерпев длительную историческую эволюцию, понятие С … Большая советская энциклопедия

- (р. 15.03.1934) спец. по филос. и методол. науки; д р филос. наук, проф. Действ. чл. Междунар. академии наук информации, информац. процессов и технологий (1996). Род. в Оренбурге. Окончил филос. ф т МГУ (1956), асп. по кафедре филос. МОПИ (1960) … Большая биографическая энциклопедия

СПЕНСЕР (SPENCER) Герберт - (1820 1903) британский философ и социолог. С. отличался необыкновенной эрудицией и работоспособностью. Оставленное им наследие огромно. Фундаментальный десятитомный труд, задуманный как энциклопедический синтез всех наук на принципах… … Социология: Энциклопедия

ДЕТСКАЯ ПСИХОЛОГИЯ - отрасль психологии, изучающая факты и закономерности психич. развития ребёнка. Имеет ряд общих проблем с пед. психологией. Тесно связана с педагогикой, а также с возрастной морфологией и физиологией, в особенности с физиологией высш. нервной… … Российская педагогическая энциклопедия

Книги

• , Герасимов Б.И.. В пособии в доступной и лаконичной форме раскрываются этапы системного подхода маркетинговых исследований рынка. Основное внимание уделено процессному подходу изучения феноменологии…
• Маркетинговые исследования рынка: Учебное пособие. Гриф МО РРФ , Герасимов Б.И.. В пособии в доступной и лаконичной форме раскрываются этапы системного подхода маркетинговых исследований рынка. Основное внимание уделено процессному подходу изучению феноменологии…

1. Особенности методов системного анализа. Этапы системного анализа.

2. Основные принципы системного анализа. Системный подход.

3. Методы системного анализа.

1. Особенности системного анализа. Этапы системного анализа

Отличие системного анализа от других методов исследования:

Основные отличия системного анализа от других более или менее формализованных подходов при обосновании принятых решений по исследуемой проблеме сводятся к следующему:

Рассматриваются все теоретические возможные альтернативные методы и средства достижения поставленных целей (исследовательские, конструктивные, технологические, эксплуатационные и т.д.), правильная комбинация и сочетание этих различных методов и средств;

Альтернативы решению оцениваются обязательно с позиции длительной перспективы (особенно для систем, имеющих стратегическое назначение);

Отсутствуют стандартные решения;

Четко излагаются различные взгляды при решении одной и той же проблемы;

Применяется к проблемам, для которых не полностью определены требования стоимости или времени;

Признается принципиальное значение организационных и субъективных факторов в процессе принятии решений, и в соответствии с этим разрабатываются процедуры широкого использования качественных суждений в анализе и согласовании различных точек зрения;

Особое внимание уделяется факторам риска и неопределенности, их учету и оценке при выборе наиболее оптимальных решений среди возможных вариантов.

Системный анализ дает основу для сочетания знаний и опыта специалистов многих областей при нахождении решений, трудности которых не могут быть преодолены на основе суждений любого отдельного эксперта.

Понимая недостаточность и необходимость разработки средств сохранения целостности, в последнее время часто возвращаются к определению системного анализа как формализованного здравого смысла, к пониманию системного анализа как искусства, требующего математической поддержки, к более глубокому исследованию закономерности целостности и роли человека в ее формировании и сохранении.

Таким образом, основной особенностью методик системного анализа является сочетание в них формальных методов и неформализованного (экспертного) знания.

С учетом вышесказанного, давая определение системного анализа, нужно отражать в нем, что системный анализ:

Применяется для решения таких проблем, которые не могут быть поставлены и решены отдельными методами математики;

Использует не только формальные методы, но и методы качественного анализа («формализованный здравый смысл»), т.е. методы, направленные на активизацию использования интуиции и опыта специалистов (лиц, принимающих решения);

Объединяет разные методы с помощью единой методики;

Дает возможность объединить знания, суждения и интуицию специалистов различных областей знаний и обязывает их к определенной дисциплине мышления.

Основная особенность системного анализа заключается в том, что он ориентирует исследователя, проектировщика не на то, чтобы он стремился предложить сразу окончательную модель объекта или процесса принятия решений (как это имеет место при математическом моделировании или в и изобретательской деятельности), а на разработку методики, содержащей средства, позволяющие постепенно формировать модель, обосновывая ее адекватность на каждом шаге формирования с участием ЛПР: вначале при выборе элементной базы, затем - при формулировании целей и выборе критериев, далее - при выборе методов моделирования, при получении вариантов решения, из которых ЛПР выбирают лучший.

Системный анализ можно проводить на уровне логики или здравого смысла. Научным методом системный анализ является лишь тогда, когда на всех его этапах используется научный подход, в основе которого лежит количественный анализ.

В укрупненном виде системный анализ состоит из следующих этапов:

Постановка задачи;

Структуризации системы;

Построения и исследования модели.

Первый этап - это этап постановки задачи, который весьма важен для последующей работы. Принято считать, что грамотная постановка задачи обеспечивает 60-70 % успеха в получении результатов.

Второй этап системного анализа - структуризация. Прежде всего, надо локализовать границы системы и определить ее внешнюю среду. Для этого необходимо определить набор всех элементов и разделить их на два класса: исследуемую систему и ее внешнюю среду. Структуризация системы заключается в разбиении ее на подсистемы в соответствии с поставленной задачей. Завершается этап структуризации определением всех существенных связей между нею и системами, выделенными во внешней среде. Тем самым для каждой из выделенных систем (подсистем) определяют ее входы и выходы.

Следующий - третий этап системного анализа - построение и исследование математической модели. Модель - это отображение реальной системы (оригинала), позволяющее прогнозировать ее функциональные системы с внешней средой. Задача построения определения математической модели системы называется задачей идентификации. Задача идентификации может быть сформулирована следующим образом: по результатам наблюдений над входными и выходными переменными системы должна быть построена оптимальная в - некотором смысле математическая модель.

2. Основные принципы системного анализа. Системный подход

Системный анализ базируется на ряде общих принципов.

1. Принцип обобщение опытных данных, это закон явлений, найденный из наблюдений. Поэтому их истинность связана только с фактом, а не с какими-либо домыслами.

2. Принцип оптимальности. Известно, что характерной чертой современного развития является выбор наиболее подходящего варианта развития. В живой природе подобное совершается в виде естественного отбора, хотя имеет место и искусственный отбор, например в деятельности селекционеров. В развитии какого-либо объекта мы также должны иметь дело с отбором. В ходе практического освоения научных достижений важно выбирать такие творческие решения, которые являются лучшими по комплексу показателей для заданных условий.

3. Принцип системности. Чтобы действительно знать предмет, надо охватить, изучить все его стороны, все связи и опосредствования. Мы никогда не достигаем этого полностью, но требование всесторонности предостерегают нас от ошибок. Принцип системности предполагает подход к новому объекту как к комплексному объекту, представленному совокупностью взаимосвязанных частных элементов. Он предполагает исследование объекта, с одной стороны, как единого целого, а с другой стороны, как части более крупной системы, в которой анализируемый объект находится с остальными системами в определенных отношениях. Таким образом, принцип системности охватывает все стороны объекта и предмета в пространстве и во времени!

4. Принцип иерархии. Иерархические отношения имеют место во многих системах, для которых характерна как структурная, так и функциональная дифференциация, т.е. способность к реализации определенного круга функций. В реальных системах иерархическая структура никогда не бывает абсолютно жесткой в силу того, что иерархия сочетается с большей или меньшей автономией нижележащих уровней по отношению к вышележащим, и в управлении используются присущие каждому уровню возможности самоорганизации.

5. Принцип интеграции. Интегративные свойства объекта появляются в результате совмещения элементов до целого, а также в ходе совмещения функций во времени и в пространстве.

6. Принцип формализации основан на использование формального метода описания системы (например, математическими методами) и получение количественных и комплексных характеристик.

Таким образом, согласно принципам системного анализа возникающая перед обществом та или иная сложная проблема должна быть рассмотрена в целостном контексте - как система во взаимодействии всех ее компонентов, чаще всего как организация компонентов, имеющая общую цель.

Системный подход - является теоретической и методологической основой системного анализа. Это подход к исследованию объекта (проблемы, явления, процесса) как к системе, в которой выделены элементы, внутренние и внешние связи, наиболее существенным образом влияющие на исследуемые результаты его функционирования, и цели каждого из элементов, исходя из общего предназначения объекта. Он ориентирует на раскрытие целостности объекта и обеспечивающих его механизмов, на выявление многообразных типов связей сложного объекта и сведение их в единую теоретическую картину.

Системный подход основан на общей теории систем (Людвиг фон Берталанфи) и кибернетике - теории управления (Норберт Винер, У. Росс Эшби, Стаффорд Бир). Он сформировался в 40-60-е годы ХХ в. Наиболее полное и захватывающее изложение системного подхода, его истории, принципов и существующих направлений представлено в замечательной книге американского физика Ф. Капра «Паутина жизни».

Цель системного подхода - опираясь на изучение объективных закономерностей развития систем, дать правила организации мышления по многоэкранной схеме.

Суть системного подхода при исследовании научной проблемы - представление этой проблемы как системы. Кроме этого системный подход представляет любую систему как подсистему, ибо над любой системой есть надсистема, которая находится на более высоком уровне иерархии систем.

Определим черты системного подхода. Системный подход - это форма методологического знания, связанная с исследованием и созданием объектов как систем, и относится только к системам.

Системный подход требует рассматривать проблему не изолированно, а в единстве связей с окружающей средой, постигать сущность каждой связи и отдельного элемента, проводить ассоциации между общими и частными целями.

Представляется обоснованным определенным образом осуществленные системные исследования расценивать как системный анализ, а их методологию называть системным подходом.

3. Методы системного анализа

Рассмотрим основные методы, направленные на использование интуиции и опыта специалистов, а также методы формализованного представления систем, которые используются в системном анализе.

Метод «мозговой атаки» («мозгового штурма»)

Методы данного типа преследуют основную цель - поиск новых идей, их широкое обсуждение и конструктивную критику. Основная гипотеза заключается в предположении, что среди большого числа идей имеются по меньшей мере несколько хороших. При проведении обсуждений по исследуемой проблеме применяются следующие правила:

1) сформулировать проблему в основных терминах, выделив единственный центральный пункт;

2) не объявлять идею ложной и не прекращать исследование ни одной идеи;

3) поддерживать идею любого рода, даже если ее уместность кажется вам в данное время сомнительной;

4) оказывать поддержку и поощрение, чтобы освободить участников обсуждения от скованности.

При всей кажущейся простоте данные обсуждения дают неплохие результаты.

Методы экспертных оценок

Основа этих методов - различные формы экспертного опроса с последующим оцениванием и выбором наиболее предпочтительного варианта. Возможность использования экспертных оценок, обоснование их объективности базируется на том, что неизвестная характеристика исследуемого явления трактуется как случайная величина, отражением закона распределения которой является индивидуальная оценка эксперта о достоверности и значимости того или иного события. При этом предполагается, что истинное значение исследуемой характеристики находится внутри диапазона оценок, полученных от группы экспертов и что обобщенное коллективное мнение является достоверным. Наиболее спорным моментом в данных методиках является установление весовых коэффициентов по высказываемым экспертами оценкам и приведение противоречивых оценок к некоторой средней величине.

Наиболее распространенными методами экспертных оценок при классификации по признаку оценки предпочтений в настоящее время являются следующие:

Метод рангов;

Метод непосредственного оценивания;

Метод сопоставлений.

Последний метод (метод сопоставлений) включает две его разновидности: парного сравнения и последовательного сопоставления.

В принципе каждый из них имеет много общего, а отличие, в основном, только в том, что оценивание (измерение) изучаемых объектов осуществляется различными способами. Причем каждый из методов обладает определенными достоинствами и недостатками.

Общность каждого из методов заключается в последовательности проведения процедур их использования. К ним следует отнести:

Организацию экспертного оценивания;

Проведение сбора мнений экспертов;

Обработку результатов мнений экспертов.

Практика показывает, что уменьшение субъективности и соответственно повышение объективности результатов использования экспертных методов существенно зависит от соблюдения правил организации, подготовки и проведения экспертных работ. Особенно это зависит, в первую очередь, от организации экспертного оценивания, назначения ответственного за организацию и проведение работ по экспертной оценке, а также от формирования экспертных комиссий.

Для общего руководства экспертными работами следует назначать руководителя экспертной комиссии. В составе комиссии организуют две группы: рабочую и экспертную.

Рабочую группу возглавляет ее руководитель (организатор). В его подчинение входят технические работники, осуществляющие технические работы по подготовке материалов к работе экспертов, отработку результатов работы экспертов и т.п.

В экспертную группу входят эксперты - специалисты по решаемым проблемам.

Формирование экспертной группы осуществляет руководитель (организатор) рабочей группы. При этом выполняется ряд последовательных мероприятий:

Постановку проблемы и определение области деятельности группы;

Составление предварительного списка экспертов - специалистов в рассматриваемой области деятельности;

Анализ качественного состава предварительного списка экспертов и уточнение списка;

Получение согласия эксперта для участия в работе;

Составление окончательного списка экспертной группы.

Метод «Делъфи»

Первоначально метод «Дельфи» был предложен как одна из процедур при проведении мозговой атаки и должен был помочь снизить влияние психологических факторов и повысить объективность оценок экспертов. Затем метод стал использоваться самостоятельно. Его основа - обратная связь, ознакомление экспертов с результатами предшествующего тура и учет этих результатов при оценке значимости экспертов.

Таким образом, метод Дельфи, представляет собой итеративную процедуру анкетного опроса. При этом соблюдается требование отсутствия личных контактов между экспертами и обеспечения их полной информацией по всем результатам оценок каждого тура опроса с сохранением анонимности оценок аргументации и критики.

Суть метода Дельфи - инструмент, позволяющий учесть независимое мнение всех участников группы экспертов по обсуждаемому вопросу путем последовательного объединения идей, выводов и предложений и прийти к согласию. Метод основан на многократных анонимных групповых интервью.

Процедура метода включает несколько последовательных этапов опроса. На первом этапе производится индивидуальный опрос экспертов, обычно в форме анкет. Эксперты дают ответы, не аргументируя их. Затем обрабатываются результаты опроса, формируется коллективное мнение группы экспертов, выявляется и обобщается аргументация в пользу различных суждений. На втором - вся информация сообщается экспертам и их просят пересмотреть оценки и объяснить причины своего несогласия с коллективным суждением. Новые оценки вновь обрабатываются и осуществляется переход к следующему этапу. Как показывает практика, после трех-четырех этапов ответы экспертов стабилизируются, и можно прекращать процедуру.

Рис. 2.1. Алгоритм организации и проведения экспертной оценки метода Дельфи

Алгоритм организации и проведения экспертной оценки метода Дельфи состоит из следующих этапов (рис. 2.1):

1. Сформировать рабочую группу для сбора и обобщения мнений экспертов.

2. Сформировать экспертную группу из специалистов, владеющих вопросами по обсуждаемой теме.

3. Подготовить анкету, указав в ней поставленную проблему, уточняющие вопросы. Формулировки должны быть четкими и однозначно трактуемыми, предполагать однозначные ответы.

4. Провести опрос экспертов в соответствии с методикой, предполагающей при необходимости повторение процедуры. Полученные ответы служат основой для формулирования вопросов для следующего этапа.

5. Обобщить экспертные заключения и выдать рекомендации по поставленной проблеме.

Достоинством метода Дельфи является использование обратной связи в ходе опроса, что значительно повышает объективность экспертных оценок. Однако данный метод требует значительного времени на реализацию всей многоэтапной процедуры. Для сокращение временим предлагается создание и применение компьютерной системы.

Таким образом, метод Дельфи - метод быстрого поиска решений, основанный на их генерации в процессе мозгового штурма, проводимого группой специалистов, и отбора лучшего решения, исходя из экспертных оценок.

Метод «дерева целей»

Термин «дерево» предполагает использование иерархической структуры, полученной путем разделения общей цели на подцели. Для случаев, когда древовидный порядок строго по всей структуре не выдерживается, В.И. Глушков ввел понятие «прогнозного графа». Метод «дерева целей» ориентирован на получение относительно устойчивой структуры целей проблем, направлений. Для достижения этого при построении первоначального варианта структуры следует учитывать закономерности целеобразования и использовать принципы формирования иерархических структур.

Морфологические методы

Основная идея морфологического подхода - систематически находить все возможные варианты решения проблемы путем комбинирования выделенных элементов или их признаков. В систематизированном виде метод морфологического анализа был впервые предложен Ф. Цвикки и часто так и называется «метод Цвики». Известны три основные схемы метода:

Метод систематического покрытия поля, основанный на выделении так называемых опорных пунктов знаний в исследуемой области и использование для заполнения поля некоторых сформулированных принципов мышления;

Метод отрицания и конструирования, который заключается в формулировке некоторых предположений и замене их на противоположные с последующим анализом возникающих несоответствий;

Метод морфологического ящика, который состоит в определении всех возможных параметров, от которых может зависеть решение проблемы. Выявленные параметры формируют матрицы, содержащие все возможные сочетания параметров по одному из каждой строки с последующим выбором наилучшего сочетания.

Одна из наиболее полных классификаций, базирующаяся на формализованном представлении систем, т.е. на математической основе, включает следующие методы:

Аналитические (методы как классической математики, так и математического программирования);

Статистические (математическая статистика, теория вероятностей, теория массового обслуживания);

Теоретико-множественные, логические, лингвистические, семиотические (рассматриваемые как разделы дискретной математики);

Графические (теория графов и пр.).

Классу плохо организованных систем соответствует в данной классификации статистические представления. Для класса самоорганизующихся систем наиболее подходящими являются модели дискретной математики и графические модели, а также их комбинации.

Прикладные классификации ориентированы на экономико-математические методы и модели и в основном определяются функциональным набором задач, решаемых системой.

Заключение. Рассмотрены отличия системного анализа от других методов исследования, особенности методов системного анализа. Описаны этапы системного анализа и основные принципы системного анализа. Рассмотрены системный подход и методы системного анализа: метод «мозговой атаки»; методы экспертных оценок; метод «Делъфи»; метод «дерева целей» и морфологические методы

Контрольные вопросы

1. Чем же отличается системный анализ от других методов исследования?

2. Особенности методов системного анализа.

3. Этапы системного анализа.

4. Основные принципы системного анализа.

5. Системный подход.

6. Методы системного анализа.

7. Метод «мозговой атаки».

8. Методы экспертных оценок.

9. Метод «Делъфи».

10. Метод «дерева целей».

11. Морфологические методы.

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

2014

Дидактическое содержание курса:

информационное обеспечение, информационные системы, базы данных, системы управления базами данных; жизненный цикл информационной системы; внешнее проектирование, основные этапы проектирования информационных систем, структурная методология, функциональное проектирование SADT – технологии; основные требования к организации диалога и представлению данных; концептуальное, логическое и физическое проектирование баз данных; модель данных «сущности-связи», реляционная система, сетевая и иерархическая модели данных; языки описания данных и языки манипулирования данными в системах управления базами данных; физическая организация данных, методы доступа; многозадачные и многопользовательские информационные системы; расписания и протоколы; защита и секретность данных.

Основные понятия теории систем

Под термином система будем понимать множество элементов, находящихся в отношениях и связях между собой, которое образует определенную целостность, единство.

Множество существующих вне системы элементов, которые оказывают влияние на систему, или, наоборот, на которые воздействует система, называют внешней средой системы.

Если элементы какой-либо системы сами являются системами, то их обычно называют подсистемами данной системы.

Любая система, в свою очередь, может являться элементом другой системы более высокого уровня (надсистемы).

Характеристики и свойства систем

Природа систем может быть самой разнообразной. Существуют системы материальные, абстрактные (понятия, гипотезы, теории…), социальные, технические, информационные, биологические, педагогические и т.п. Но у всех систем единый набор характеристик, хотя значения самих характеристик разные.

Любая система имеет:

1. Цели создания (существования) системы;

2. Совокупность связей и отношений между частями целого, необходимых для достижения цели (структуру);

3. Внешние связи (с другими системами);

4. Ресурсы, потребляемые системой (входы) - информационные, материальные, энергетические;

5. Продукты, вырабатываемые системой (выходы);

6. Функционирование системы (поведение).

Принято делить системы на сложные и простые. Следует отметить, что понятие сложности системы окончательно еще не сформулировано, Отличительными чертами внутренней сложности организации системы считаются сложность структуры и множество внутренних состояний, потенциально оцениваемых по проявлениям системы, а также сложность управления в системе. Внешняя сложность организации системы характеризуется сложностью взаимоотношений с окружающей средой. Одна и та же система может быть представлена разными структурами в зависимости от стадии познания объектов или процессов, от аспекта их рассмотрения, цели создания. При этом по мере развития исследований или в ходе проектирования структура системы может измениться

Выделим важные свойства систем:

ü Согласно определению, главным свойством системы является ее целостность, то есть появление таких новых свойств, которых нет у каждой ее части в отдельности.

ü Основное свойство сложных систем – это наличие цели.
Любая система создается для достижения каких-то целей. Большие системы, как правило, многоцелевые. Под влиянием внешних условий и с течением времени цели могут меняться.

ü Каждая система создается в интересах системы более высокого уровня.

ü Важнейшим свойством сложных систем является их способность к управлению и самоуправлению. Управление нужно для более эффективного выполнения целей.

ü Системы могут обмениваться материей, энергией и информацией.

ü Для сложных систем характерна неоднородность частей, например, по составу и функциям.

ü В процессе своей жизни системы проходят 4 значимых этапа: зарождение, развитие, старение, гибель.

Структуры систем

Структуры систем бывают разной топологии (или же пространственной структуры). Рассмотрим основные топологии структур систем. Соответствующие схемы приведены на рисунках ниже.

Линейная структура:

Иерархическая (древовидная) структура:

Сетевая структура:

Матричная структура (табличная):

Кроме указанных основных типов структур используются и другие, образующиеся с помощью их корректных комбинаций - соединений и вложений.

Например, «вложение друг в друга» плоскостных матричных структур может привести к более сложной структуре - структуре пространственной матричной (например, вещества кристаллической структуры

Структура типа кристаллической (пространственно-матричной):

Этапы проведения системного анализа

Системный анализ - система понятий, методов и технологий для изучения, описания, реализации систем различной природы и характера, междисциплинарных проблем; это система общих законов, методов, приемов исследования таких систем.

Основы системного анализа заложил русский ученый, философ, экономист и врач Александр Александрович Богданов (1873-1928).

Он предположил, что в вопросах организации различных больших систем в природе, обществе, технике есть много общего, и самые разные системы окружающего мира можно изучать одинаковыми методами.

В основе системного анализа лежит системный подход к изучению объектов, в основе которого лежит рассмотрение любых объектов как систем.

Обобщая исследования ученых в области системного анализа, можно выделить следующие этапы системного анализа различных объектов как систем:

1. формулировка целей, их приоритетов и проблем исследования;

2. определение и уточнение ресурсов исследования;

3. выделение системы (от окружающей среды) с помощью ресурсов;

4. определение и описание подсистем;

5. определение и описание целостности (связей) подсистем и их элементов;

6. анализ взаимосвязей подсистем;

7. построение структуры системы;

8. установление функций системы и её подсистем;

9. согласование целей системы с целями подсистем;

10. анализ (испытание) целостности системы;

11. анализ и оценка системного эффекта.

Системы управления

В 1948 году американский ученый Норберт Винер (1894-1964) сформулировал основные положения новой науки, названной им кибернетикой. Он ввел в рассмотрение новую категорию - «управление».

Совокупность управляющих воздействий, направлен­ных на достижение поставленной цели, называется управлением. Таким образом, управление предполагает, что существует некоторый орган, вырабатывающий управляющие воздействия. Такой управляющий орган принято называть системой управления. Объект управления, на изменение состояния которого направлены управляющие воздействия, называют управляемой системой.

Чтобы цель управления была достигнута, в систему управления должна поступать информация о состоянии управляемой системы. Информация о состоянии управляемой системы позволяет скорректировать управляющие воздействия.

Информационные системы

Информационная система (в контексте управления) представляет собой коммуникационную систему по сбору, передаче, хранению и переработке информации об объекте управления.

Информационная система (ИС), как правило, включает следующие компоненты:

1. функциональные компоненты;

2. компоненты системы обработки данных;

3. организационные компоненты.

Под функциональными компонентами понимается система функций управления – полный набор взаимосвязанных во времени и пространстве работ по управлению, необходимых для достижения поставленных перед управляемой системой.

Системы обработки данных предназначены для информационного обслуживания специалистов системы управления, принимающих управленческие решения. Компонентами этой системы являются: информационное обеспечение , программное обеспечение, техническое обеспечение, правовое обеспечение, лингвистическое обеспечение.

Выделение организационной компоненты обусловлено особой значимостью человеческого фактора.

Жизненный цикл информационной системы состоит из нескольких этапов: анализ, проектирование, реализация, внедрение, сопровождение. Рассмотрим две модели ЖЦ – каскадную и спиральную:

Положительные стороны применения каскадного подхода заключаются в следующем:

ü на каждом этапе формируется законченный набор проектной документации, отвечающий критериям полноты и согласованности;

ü выполняемые в логичной последовательности этапы работ позволяют планировать сроки завершения всех работ и соответствующие затраты.

Однако, в процессе использования каскадного подхода обнаруживается ряд его недостатков, вызванных прежде всего тем, что реальный процесс создания информационной системы никогда полностью не укладывается в такую жесткую схему. В процессе создания системы постоянно возникает потребность в возврате к предыдущим этапам и уточнении или пересмотре ранее принятых решений. Для преодоления перечисленных проблем была предложена спиральная модель жизненного цикла, делающая упор на начальные этапы ЖЦ : анализ и проектирование.

На этих этапах реализуемость технических решений проверяется путем создания прототипов . Каждый виток спирали соответствует созданию фрагмента или версии системы, на нем уточняются цели и характеристики проекта, определяется его качество, и планируются работы следующего витка спирали. Таким образом, углубляются и последовательно конкретизируются детали проекта, и в результате выбирается обоснованный вариант, который доводится до реализации.

Первым видом прототипов является модель системы в графическом виде (ниже будут рассмотрены SADT –модели), доступном для понимания пользователями. Из таких диаграмм становится понятна общая архитектура системы.

Вторым видом прототипов являются макеты экранных форм , позволяющие согласовать поля базы данных и функции конкретных пользователей.

Третьим видом прототипов являются работающие экранные формы , т.е. уже частично запрограммированные. Это позволяет опробовать программу в действии. Как правило, это вызывает новый поток замечаний и предложений.

В соответствии с этапами ЖЦ информационной системы можно выделить несколько категорий специалистов, обеспечивающих этот ЖЦ: системные аналитики, программисты, пользователи-специалисты в конкретной предметной области.