Подходы к исследованию окружающего мира
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное автономное
Образовательное учреждение высшего профессионального образования
Северо-кавказский федеральный университет
В.П.МОЧАЛОВ
Теория систем и системный анализ
Ставрополь 2012
В части содержания пособие соответствует требованиям федерального государственного образовательного стандарта к дисциплине "Теория систем и системный анализ" направления подготовки бакалавров (080800) 230700 "Прикладная информатика".
Рассмотрены основные понятия и методы системного анализа и теории систем. Главное внимание уделено формированию системного мышления и развитию у студентов умений использования основных системных закономерностей и принципов при исследовании сложных систем.
Предназначено для студентов 2 и более старших курсов, изучающих дисциплину «Теория систем и системный анализ»
Табл. 5. Ил. 98. Библиогр.: 36 назв.
ISBN 978-5-4221-0266-2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.. 5
1. Основы теории систем... 6
1.1. Подходы к исследованию окружающего мира. 6
1.2. Система и её основные признаки. 10
1.3. Свойства, функции и цели системы.. 22
1.4. Условия применения системного подхода. 27
1.5. Контрольные вопросы.. 32
2. Функционирование сложных систем... 34
2.1. Целостность систем.. 34
2.2. Жизненный цикл сложных систем.. 36
|
|
|
2.3. Возрастание и убывание энтропии и негэнтропии. 38
2.4. Синергетический подход и самоорганизация сложных систем.. 42
2.5. Функционирование сложных систем.. 47
2.6. Контрольные вопросы.. 58
3. Управление в сложных системах.. 60
3.1. Основы теории управления. 60
3.2. Принципы управления. 61
3.3. Современные методы управления. 63
3.4. Системы управления. 66
3.5. Управление в организационных системах. 69
3.6. Контрольные вопросы.. 72
4. Моделирование.. 73
4.1. Основные понятия моделирования. 73
4.2. Принципы моделирования. 76
4.3. Виды моделирования. 79
4.4. Характеристика известных способов моделирования. 83
4.5. Теория игр и принятие решений. 86
4.6. Моделирование бизнес-процессов. 89
4.7. Контрольные вопросы.. 101
5. Измерение в системном анализе.. 102
5.1. Понятие шкалы.. 102
5.2. Виды измерительных шкал. 105
5.3. Квалиметрия в системном анализе. 111
5.4. Представление справочников на шкалах. 114
5.5. Контрольные вопросы.. 117
6. Системный анализ. 118
6.1. Системный анализ как метод исследования. 118
6.2. Онтологический аспект системного анализа. 129
6.3. Гносеологический и структурный аспекты системного анализа. 137
6.4. Этапы системного анализа. 142
6.5. Системный анализ в экономике. 162
6.6. Системная инженерия. 164
6.7. Контрольные вопросы.. 166
|
|
|
Примерный перечень вопросов для теста по дисциплине «Теория систем и системный анализ». 168
Терминологический словарь. 174
Список литературы... 187
Введение
Подготовка студентов по направлению «Инфокоммуникационные технологии и системы связи» предусматривает изучение в сфере информационных технологий, ориентированных на определённую предметную область. Данное направление предполагает углублённое изучение информатики и тех областей научного знания, на которые она опирается. В числе таких областей: теория систем, системология, методология системного подхода к явлениям окружающего нас мира – множество областей научного знания, объединённого в рамках дисциплины «Теория систем и системный анализ».
Целью изучения данной дисциплины является рассмотрение принципов и закономерностей разработки и функционирования систем, методов принципов их анализа и синтеза, формирование навыков применения этих методов при системном анализе.
Основной задачей дисциплины являются приобретение студентами общих теоретических знаний по системному подходу к исследованию систем и практических навыков по их моделированию. Для освоения данного курса требуются базовые знания, полученные при изучении дисциплины «Математика», «Информатика».
|
|
|
Пособие создано как на основе опыта преподавания, так и с учётом практического опыта применения методик системного анализа при управлении учебными ресурсами, что нашло отражение в сквозном примере, иллюстрирующем содержание пособия.
Пособие рекомендовано в качестве основной литературы для студентов, обучающихся на направлении 230700 «Инфокоммуникационные технологии и системы связи».
Для повышения удобства изучения дисциплины термины в тексте пособия выделены полужирным курсивным шрифтом, примеры обозначены курсивным шрифтом, для иллюстрации излагаемого материала использованы таблицы и рисунки.
Пособие включает 5 глав, терминологический указатель и список использованной литературы.
Основы теории систем
В данном разделе мы рассмотрим основы теории систем и системный подход к изучению окружающего нас мира.
Подходы к исследованию окружающего мира
Известный нам мир безграничен и необъятен. Понять и описать его – задача современной науки.
По способу создания все объекты в мире делятся на 2 класса:
- естественные, созданные природой;
- искусственные, созданные человеком.
|
|
|
Искусственные объекты имеют важнейшее ограничение, состоящее в том, что они должны быть полезны для человека, а для этого и сохранять свою жизнеспособность в течение длительного времени. Если естественные объекты создавала природа и их форма и структура оттачивалась тысячелетиями, то у человека нет такого времени. Поэтому при создании искусственного объекта необходимо учесть объективные системные законы и закономерности, относящиеся к его созданию, функционированию и развитию, понять которые можно благодаря исследованию естественных объектов.
Рис.1 Иерархия уровней научного познания
Следовательно, для создания жизнеспособных, полезных для человека искусственных объектов необходимо познать законы функционирования естественных.
В современной науке можно выделить три основных уровня исследования сложных объектов, процессов и явлений (рис.1).
Каждый уровень научного познания относится к нижестоящему как «один ко многим». Например, закон диалектики, известный как «закон отрицания отрицания» в теории систем отражается как закономерность эволюции, закон жизненной кривой системы и т.д.
Анализ рис.1 показывает, что «теория систем – наука о правилах перехода с уровня на уровень, а естественные науки поставляют информацию о характере систем своего уровня» [15]. При этом теория систем не имеет смысла в отрыве от естественных наук, а они, в свою очередь, неспособны к серьёзным обобщениям без инструментария теории систем.
Цель и задачи дисциплины «Теория систем и системный анализ» в формировании системного мышления и выработке навыков исследования сложных систем с позиций системного подхода.
Исследованию предметной области теории систем и системного анализа посвящено множество работ, включая учебники (см., например [1, 4, 5, 7, 10, 15, 26, 27, 32, 36]).
Системный подход к научному познанию природы, общества и человека дал мощный импульс для развития в науке направления, известного под названием «теория систем». Главное научно-методическое значение системного подхода заключается в том, что он позволяет исследователям выявить и осознать принцип системности, проявляющейся практически во всех явлениях и процессах в природе и обществе и отдельно взятом человеке. Принцип системности состоит в том, что всякое целое, имеет свойства, отличные от свойств частей и должно рассматриваться и как отдельная сущность, связанная с более общими системами и как совокупность взаимосвязанных частей.
Помимо системного подхода, значительное влияние на развитие современной науки оказывают синергетический и информационный подходы, которые можно рассматривать как его дальнейшее развитие, дающее новые возможности для исследования сложных объектов, процессов и явлений (табл.1).
Таблица 1
Соотношение системных исследований и синергетики [14]
| Системный подход | Синергетический подход |
| 1. Акцент на статике систем, их морфологическом и функциональном описании | 1. Внимание на процессах роста, развития и разрушения систем |
| 2. Большое значение придаётся упорядоченности и равновесию | 2. Хаосу отводится важная роль в процессах движения систем |
| 3. Изучаются процессы организации систем | 3. Исследуется процессы самоорганизации систем |
| 4. Останавливается на стадии анализа структуры системы, абстрагируются от кооперативных процессов | 4. Подчеркивается кооперативность процессов, лежащих в основе самоорганизации и развития систем |
| 5. Проблема взаимосвязи рассматривается, в основном, как взаимосвязь компонентов внутри системы | 5. Учитывается совокупность внутренних и внешних взаимосвязей системы |
| 6. Источник движения в самой системе | 6. Подчёркивается большая роль среды в процессе изменения |
Синергетический подход позволил науке выявить новые грани факта самоорганизации и внутреннего развития системы. Дал возможность по-новому взглянуть на роль хаоса в природе и обществе. С позиции синергетики хаос – это не только стадия полной дезорганизации и разрушения структуры системы, но также и необходимое условие для зарождения нового процесса, это потенциальный источник нового развития более сложной и более высокоорганизованной системы.
Информационный подход открывает исследователю новую, информационную картину мироздания, качественно отличающуюся от классической вещественно-энергетической картины, которая сегодня не достаточна для современного представления об устройстве мироздания. Информационные процессы лежат в основе практически всех явлений в природе и обществе. Информационный подход позволяет увидеть многие процессы и явления в совершенно новом свете и выявить ранее не замеченные качества, которые оказываются важными для понимания сущности рассматриваемых явлений и их дальнейшего развития.
Толчок к развитию системных идей и системного подхода дали следующие три фактора (рис.2):
- современные научные фундаментальные и прикладные исследования с подходом целостности и организованности объектов исследования (пример кибернетика, биология, психология и т.д.);
- современная сложная техника и программное обеспечение, использующих системный подход как ведущий принцип разработки и проектирования;
- организация производства и управления, социально-экономическая сфера общества, в которых при анализе процессов необходимо учитывать комплекс разнообразных факторов (экономические, экологические, социологические, организационные, психологические, правовые и этические аспекты).
 |
Рис.2. Базис развития системного подхода
Следует отметить, что понятие «система», использованное в данном изложении не всегда правильно и однозначно интерпретируется, поэтому необходимо его отдельно рассмотреть и прокомментировать.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 954; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!