Нужна помощь в написании работы?

Первые представления о системе как совокупности элементов, находящихся в структурной взаимосвязи друг с другом и образующих определенную целостность, возникли в античной философии (Платон, Аристотель). Воспринятые от античности принципы системности развивались в дальнейшем в концепциях Кузанского, Спинозы, в немецкой классической философии они разрабатывались Кантом, Шеллингом, Гегелем.

Принцип системности, выдвижение которого было подготовлено историей естествознания и философии, находит в XX веке все больше сторонников в различных областях знания. В 30-40-е годы австрийский ученый Л. фон Берталанфи успешно применил системный подход к изучению биологических процессов, а после второй мировой войны он предложил концепцию разработки общей теории систем. В программе построения общей теории систем Берталанфи указывал, что ее основными задачами являются:

1) выявление общих принципов и законов поведения систем независимо от природы составляющих их элементов и отношений между ними;

2) установление в результате системного подхода к биологическим и социальным объектам законов, аналогичных законам естествознания;

3) создание синтеза современного научного знания на основе выявления изоморфизма законов различных сфер деятельности.

Общая теория систем, по замыслу Берталанфи, предложившего первую программу построения такой теории, должна быть некоей общей наукой о системах любых типов. Однако конкретные реализации этой и подобных амбициозных программ натолкнулись на очень серьезные трудности, главная из которых состоит в том, что общность понятия системы ведет к потере конкретного содержания. В настоящее время построено несколько математических моделей систем, использующих аппарат теории множеств, алгебры. Однако прикладные достижения этих теорий пока весьма скромны. В то же время системное мышление все чаще используется представителями практически всех наук (географии, политологии, психологии и т.д.). Системный подход находит все более широкое распространение и при анализе социальных систем. Применение понятий системного подхода к анализу конкретных прикладных проблем получило название системного анализа.

Системный анализ занимается не только изучением какого-либо объекта (явления, процесса), но главным образом исследованием связанной с ним проблемной ситуации, т.е. постановкой задачи.

Составными частями системного анализа являются кибернетика, теория информации, теория игр и принятия решений, анализ систем голосования и т.д. Считается, что ученые, работающие в перечисленных и смежных областях наук, испытывают потребность в создании новой научной дисциплины. Неудивительно поэтому, что многие из наиболее плодотворно работающих в этих нетрадиционных направлениях ученых как бы кочуют из одной области в другую, пытаясь снова и снова подобраться к чему-то все время ускользающему от них и найти для этого «чего-то» наиболее подходящий флаг. Позавчера этим флагом могла служить кибернетика или исследование операций, вчера наука об управлении, сегодня системный анализ, а завтра, возможно, какое-то новое научное направление. Отметим, что далеко не все ученые указанных направлений науки рады подобной смене флагов. Часть их критикует общую теорию систем и системный анализ. При этом специалисты по теории систем считают главным недостатком своей науки отсутствие нового класса объектов исследований. Представляется, однако, что объектов-систем даже слишком много, мало другого - собственных методов исследования, инструментария, разработанного в рамках системного подхода, а не заимствованного вместе с конкретными приложениями из более старых областей науки, прикладной математики, кибернетики, исследования операций.

Внимание!
Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Надо отметить, что роль критики в процессе развития науки является безусловно конструктивной и полезной, так как позволяет уточнить и прояснить основные понятия и предположения, модифицировать некорректные построения, определить взаимосвязи с другими областями знания.

Системность является объективным свойством всех сложных объектов, с которыми приходится иметь дело в реальной действительности. Именно поэтому определение системы пытались дать специалисты самых различных областей человеческой деятельности: от теоретической биологии до астрологии и хиромантии. Современная наука насчитывает их более сорока. В наиболее широком смысле термин система используется для описания самых различных явлений и трактуется как правильность в расположении частей, конкретный порядок, форма устройства, организация деятельности и т.д. Наиболее лаконичное и емкое определение понятия дал Людвиг фон Берталанфи: под системой следует понимать совокупность взаимодействующих компонентов. Современная теория рассматривает систему несколько шире: как комплекс взаимодействующих частей, которые в своем единстве образуют некоторую целостность.

С формальной точки зрения система-это совокупность функциональных компонентов, взаимодействующих между собой во имя достижения определенной цели. Для описания и управления системами теория систем вводит понятие компонент. Это любая часть системы, вступающая в определенные связи и отношения с другими частями данной системы. Компоненты бывают двух видов: подсистемы и элементы. Подсистема — это компонент, который сам состоит из частей (компонентов) Элемент — это компонент, который в рамках данной системы не может быть разделен на компоненты, то есть является неделимой единицей.

Вместе с тем, если делать вывод относительно различия систем по признаку составляющих эти системы элементов, то безопасность их функционирования помимо управления определяется собственными качествами элементов. Если говорить о национальной безопасности, как части государственной функции и цели любого управления, то объектом безопасности будут социальные системы.

Социальные системы образуют особый класс систем. Главным элементом этих систем любой категории сложности ( от семьи до страны и человечества в целом) является человек со своими потребностями и интересами, своим видением мира, своими ценностными ориентациями. Системообразующие факторы в социальных системах имеют свои особенности.

Общность целей в социальной системе сложнее, чем просто механическое их совпадение. Объединившись в силу каких-либо своих интересов, имея в связи с этим намерения решать именно свою определенную проблему, люди вынуждены для этого решать уже общую задачу всего объединения, то есть добиваться чего-то такого, что прямо в их личные интересы могло и не входить. В этом заключается главная особенность социальной системы: создавая ее с одной целью, мы вынуждены решать и некоторые новые задачи. Возможности системы шире, чем простая сумма возможностей составляющих ее элементов. Это свойство обусловливает особый эффект, ради которого создается большинство систем. Его называют эффектом целостности (эмержентности).

Основные понятия системного анализа

В каждом конкретном случае системный подход должен реализовываться в виде конкретного системного метода, наиболее распространенным из которых является системный анализ, позволяющий выявить устойчивые тенденции процесса и на основании их выработать прогноз на некоторую перспективу.

Система есть множество связанных между собой элементов, которое рассматривается как целое.

Элемент - неразложимый далее (в данной системе, при данном способе рассмотрения и анализа) компонент сложных объектов, явлений, процессов.

Структура - относительно устойчивая фиксация связей между элементами системы.

Целостность системы - это ее относительная независимость от среды и других аналогичных систем.

Эмерджентность - несводимость (степень несводимости) свойств системы к свойствам элементов системы.

Отметим, что приведенные определения носят скорее характер содержательных пояснений, разъяснений. Все они взаимосвязаны, одно уточняет смысл другого, а в своей совокупности дают первое представление о концепции системного подхода.

Как следует из приведенного выше определения, система представляет собой множество с некоторыми дополнительными характеристиками. Математическое понятие множества является первичным. Под множеством мы понимаем любое объединение в одно целое М определенных, вполне различаемых объектов из нашего восприятия или мысли (которые называются элементами М). Когда мы говорим, что множество есть набор или совокупность, то просто поясняем смысл понятия с помощью синонимов.

Понятие элемента так же первично, как и понятие множества, хотя один и тот же объект может быть множеством и в то же время рассматриваться как элемент другого множества. (Это же относится к понятию система.)

Труднее провести различие между понятиями системы и множества для менее организованных, слабо структурированных объектов. Приведем еще два определения системы, поясняющие суть этого понятия.

Системой является любой объект, имеющий какие-то свойства, находящиеся в некотором заранее заданном отношении.

Система - обособленная сознанием часть реальности, элементы которой обнаруживают свою общность в процессе взаимодействия.

Понятие функции системы или ее элементов кажется интуитивно ясным и прозрачным, однако критически мыслящие ученые заметили, что очевидное для простейших механических систем может оказаться неверным для больших сложноорганизованных систем. Ибо наряду с явными функциями могут существовать неявные, латентные функции. Более того, один и тот же элемент системы может выполнять как полезные для системы функции, так и дисфункции, негативно влияющие на ее функционирование.

Ключевую роль в системном анализе играет понятие структура, которое связано с упорядоченностью отношений, связывающих элементы системы. Структуры делятся на простые и сложные в зависимости от числа и типа взаимосвязей между элементами. Структуры часто носят иерархический характер, т.е. состоят из упорядоченных уровней. Проблема структуризации является одной из главных отличительных особенностей системных исследований. Подмножества элементов системы могут рассматриваться как подсистемы, состоящие в свою очередь из подсистем более низкого уровня. Однако следует иметь в виду, что разбиение системы на подсистемы зависит от целей исследования и, вообще говоря, неоднозначно.

Наличие структуры позволяет существенно сократить громадное число возможных комбинаций элементарных отношений, т.е. структура - это в некотором смысле потеря степеней свободы.

Под поведением (функционированием) системы будем понимать ее действие во времени. Изменение структуры системы во времени можно рассматривать как эволюцию системы.

Цель системы - предпочтительное для нее состояние.

Целенаправленное поведение - стремление достичь цели.

Обратная связь - воздействие результатов функционирования системы на характер этого функционирования.

Если обратная связь усиливает результаты функционирования, то она называется положительной, если ослабляет - отрицательной. Положительная обратная связь может приводить к неустойчивым состояниям, тогда как отрицательная обратная связь обеспечивает устойчивость системы. С помощью отрицательных обратных связей органические системы поддерживают свою жизнедеятельность. Например, тяжелая физическая работа уменьшает количество кислорода в крови человека. Однако учащенное дыхание увеличивает приток кислорода к легким, что ведет к пополнению запаса кислорода в крови.

В качестве примера положительной обратной связи рассмотрим проблему инфляционных ожиданий. Рост инфляционных ожиданий вынуждает людей делать больше покупок, чем необходимо. Увеличение спроса приводит к росту цен и усиливает инфляцию, что в свою очередь способствует повышению инфляционных ожиданий.

Одним из первых, кто осознал роль обратной связи в познании поведения систем живой и неживой природы, был Норберт Винер, который считается отцом кибернетики. Начальные идеи кибернетики разработаны группой ученых, которую возглавлял Н. Винер. В 1943 г. появилась историческая статья Поведение, целенаправленность и телеология, где впервые показано принципиальное единство ряда задач, в центре которых находятся проблемы связи и управления в природе и технике.

Телеологическое поведение (целенаправленное действие) требует отрицательной обратной связи, т.е. для достижения определенной цели необходимы сигналы от нее, чтобы направить поведение .

В телеологии как идеалистическом философском учении считалось, что можно описать и истолковать законы Вселенной, используя концепцию конечных причин (целей), которые относятся к будущему. Телеологический взгляд на Вселенную, развитый еще античными философами, был отвергнут во времена Галилея и Ньютона, когда механистические концепции в физике позволили дать объяснения законам движения на основе предшествующих причин без использования метафизических конечных причин. Однако господствующие долгое время механистические взгляды на Вселенную были неспособны объяснить многие явления, происходящие в живой природе.

Кибернетика заново ввела понятие целевого (телеологического) объяснения в научный оборот. Важность принципа обратной связи была осознана при разработке технических систем. Винер отмечал, что, выбирая термин кибернетика, происходящий от греческого кормчий, мы тем самым признавали, что первой значительной работой по механизмам с обратной связью была статья о регуляторах, опубликованная Кларком Максвеллом в 1868 году... Мы хотели также отметить, что судовые рулевые машины были действительно одними из первых хорошо разработанных устройств с обратной связью. Он считал, что существование отрицательных обратных связей у живых существ является главной особенностью, отличающей живую природу от неживой. Технические системы обладают обратной связью по воле конструктора. Следует отметить, что за 15 лет до Винера А.П.Анохин также утверждал, что наличие отрицательных обратных связей обеспечивает устойчивость организмов и создает у живых существ целеполагание - стремление к сохранению гомеостазиса. Еще ранее А.А. Богданов писал, что для развития организации любой природы необходимы отрицательные и положительные обратные связи.

В настоящее время под системой часто понимают адаптивное целое, подчеркивая свойство системы сохранять свою идентичность в условиях изменчивости внешней среды.

Хотя прагматические возможности системного подхода пока еще достаточно скромны, его идеи и методы имеют безусловную педагогическую ценность для формирования и развития научного мышления, поэтапного подхода к исследованию сложных проблем. Рассматривая системный анализ как методологию не столько решения, сколько постановки проблем, выделим 11 этапов, следуя которым можно последовательно и системно анализировать конкретную проблему:

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 взаимосвязей элементов системы.

6.                Построение структуры системы.

7.                Установление функций системы и ее подсистем.

8.                Согласование целей системы и ее подсистем.

9.                Уточнение границ системы и каждой подсистемы.

10.           Анализ явлений эмерджентности.

11.           Конструирование системной модели.

Изложенный 11-этапный цикл системного анализа, конечно, не является догмой. Некоторые этапы исследования можно опускать, возможен возврат к предыдущим этапам. Более того, содержание каждого этапа допускает различные трактовки, большинство понятий строго не определено. Тем не менее каждый исследователь должен помнить об основных вехах на пути от постановки задачи к построению модели. Особенно полезно следование дисциплинирующей последовательности этапов системного анализа для студентов, аспирантов и молодых ученых.

Системно анализируя действительность, опасно полагаться на простые аналогии или интуицию. И.Пригожин и И.Стенгерс отмечают, что очень часто отклик системы на возмущение оказывается противоположным тому, что предсказывает наша интуиция. Наше состояние обманутых ожиданий в этой ситуации хорошо отражает термин контринтуитивный... Единственной специфической особенностью сложных систем является то, что наше знание о них ограничено и неопределенность со временем возрастает.

Принцип контринтуитивного поведения Дж. Форрестера гласит, что дать удовлетворительный прогноз поведения сложной системы, используя только собственный опыт и интуицию, как правило, невозможно. Сложная система реагирует на внешние воздействия совсем иначе, чем ожидает наша интуиция, основанная на общении с достаточно простыми системами.

Примерная схема системного анализа состоит в следующем.

1) Исходным пунктом любого системного анализа и разработки альтернативных вариантов управленческих решений является представление о целостности системы, ее эмержентности. Из этого представления вытекают два основных вывода. Во-первых, система может быть понята и реконструирована ( создана в случае проектирования новой системы) как нечто целое лишь в том случае, если она в качестве системы противостоит своему окружению — среде. Во-вторых, раскрытие системы приводит к понятию элемента — единицы, свойства и функции которой определяются ее местом в рамках целого. При этом нельзя забывать об относительной самостоятельности и специфических свойствах самих элементов, особенно в социальных системах. Нельзя не учитывать, что система как целое в свою очередь всегда представляет собой элемент системы более высокого порядка.

2) Целостность системы осуществляется через связи. В социальных системах связи между элементами обеспечиваются информацией. Главное место занимают системообразующие связи. Но система, образуя особую общность со средой, подвержена ее воздействию. Связи со средой могут оказать значительное воздействие на внутреннюю структуру организации.

3) Совокупность связей приводит к понятию структуры и организации системы. Структура, организация материальных компонентов, их связи придают системе ту или иную степень устойчивости, стабильности, способности выдерживать внешнее воздействие Среды, не теряя своей качественной определенности

4) Структура может характеризоваться по горизонтали и по вертикали. Вертикальная структура приводит к понятию уровней, их соподчиненности и иерархии

5) Наличие управления в системе делает необходимой постановку в процессе анализа и разработки понятия цели, целесообразности, характера систем, их связей и поведения.

6) В связи с управлением и необходимостью целесообразного характера поведения систем во многих случаях возникает проблема соотношения функционирования и развития, стабильности инноваций с учетом факторов времени, пространства, экологии.

Системный анализ применительно к управлению дает возможность: с учетом всей совокупности экономических и социально-политических условий четко сформулировать цели системы, (хозяйственной организации, органа регионального управления, органа местного самоуправления) и выяснить их иерархию до начала любой деятельности, связанной с принятием решений, особенно стратегического характера,

§     установить конкретные взаимосвязанные задачи для каждого уровня и звена управления, исходя из его планируемого вклада в достижение общей цели, с согласованием сроков, потребных и наличных ресурсов, на единой информационной, методической и процедурной основе;

§     подготовить и всесторонне оценить альтернативные варианты управленческих решений, по критерию получения максимального эффекта при минимальных затратах;

§     осуществить выделение и распределение материальных, финансовых и человеческих ресурсов, с учетом приоритетности целей и направлений деятельности, их взаимосвязи и фактора времени;

§     оценить управленческий потенциал системы, выяснить необходимость и возможности делегирования полномочий и ответственности по уровням иерархии управления.

Таким образом, возможности системного анализа делают управленческий труд значительно эффективнее и рациональнее. При значительном возрастании объемов управленческой информации, особенно в связи с бурным развитием глобальных информационных сетей, такого рода возможности приобретают решающее значение для обеспечения безопасности функционирования систем через управление ими.

Примерно четверть века тому назад Кеннет Боулдинг в одной из своих лекций подчеркивал необходимость радикальной переориентации мышления современного человечества и каждого человека, — прежде всего, конечно, специалистов. Он закончил лекцию словами: Если человечество хочет выжить, ему придется в ближайшие 25 лет изменить навыки своего мышления больше, чем за предыдущие 25 тысячелетий” Очевидно, что для современного специалиста в сфере управления овладение системным анализом, системным подходом к решению управленческих задач становится необходимым требованием профессиональной культуры.

3. Понятие сложной системы

Теория относительности, изучающая универсальные физические закономерности, относящиеся ко всей Вселенной, и квантовая механика, изучающая законы микромира, нелегки для понимания, и тем не менее они имеют дело с системами, которые с точки зрения современного естествознания считаются простыми. Простыми в том смысле, что в них входит небольшое число переменных, и поэтому взаимоотношение между ними поддается математической обработке и выведению универсальных законов.

Однако, помимо простых, существуют сложные системы, которые состоят из большого числа переменных и стало быть большого количества связей между ними. Чем оно больше, тем труднее поддается предмет исследования достижению конечного результата — выведению закономерностей функционирования данного объекта. Трудности изучения данных систем связаны и с тем обстоятельством, что чем сложнее система, тем больше у нее так называемых эмерджентных свойств, т. е. свойств, которых нет у ее частей и которые являются следствием эффекта целостности системы.

Такие сложные системы изучает, например, метеорология — наука о климатических процессах. Именно потому, что метеорология изучает сложные системы, процессы образования погоды гораздо менее известны, чем гравитационные процессы, что, на первый взгляд, кажется парадоксом. Действительно, почему мы точно можем определить, в какой точке будет находиться Земля или какое-либо другое небесное тело через миллионы лет, но не можем точно предсказать погоду на завтра? Потому, что климатические процессы представляют гораздо более сложные системы, состоящие из огромного количества переменных и взаимодействий между ними.

Разделение систем на простые и сложные является фундаментальным в естествознании. Среди всех сложных систем наибольший интерес представляют системы с так называемой «обратной связью». Это еще одно важное понятие современного естествознания.

Концептуальная модель - модель предметной области, состоящей из перечня взаимосвязанных понятий, используемых для описания этой области, вместе со свойствами и характеристиками, классификацией этих понятий, по типам, ситуациям, признакам в данной области и законов протекания процессов в ней.

Концептуальная модель - понятие, используемое в инженерной психологии, обозначающее систему представлений - человека - оператора о целях его деятельности, состоянии предмета управления и способах воздействий.

Разработка концептуальной модели, ориентированной на конкретные задачи, до начала стадии проектирования пользовательского интерфейса позволяет создать приложение, которое является простым, последовательным, единообразным по внутреннему содержанию и необременительным с точки зрения излишних возможностей. Короче говоря, приложение получается более понятным для изучения и использования.

Концептуальная модель приложения – это модель, которую проектировщик хочет довести до понимания пользователя. Используя приложение и читая документацию к нему, пользователь выстраивает в голове модель функционирования системы. Хорошо, если модель, возникшая в голове пользователя, и модель, задуманная проектировщиком, совпадают. Шансы на это выше, если проектировщик предварительно создаст четкую концептуальную модель.

Концептуальная модель – это еще не пользовательский интерфейс. Она абстрактно (в терминах задач, нажатий на клавиши, манипуляций мышью или экранной графики) описывает, что именно пользователь должен делать с системой, и какие концепты ему необходимо знать.

Основная идея заключается в том, что тщательная разработка подробной концептуальной модели, на основе которой потом проектируется пользовательский интерфейс, делает приложение более простым и понятным для понимания. При этом необходимо, во-первых, сделать концептуальную модель максимально простой, с использованием минимального количества концептов для обеспечения необходимой функциональности. Во-вторых, надо максимально ориентировать концептуальную модель на конкретные задачи, то есть исключить или ограничить работу пользователя с концептами, не фигурирующими в данной области задач.

Важным компонентом концептуальной модели является анализ объектов и действий – список всех видимых пользователю объектов приложения и действий, которые пользователь может совершать над каждым объектом. В реализации системы могут присутствовать и другие объекты, но предполагается, что они будут невидимыми для пользователя. В частности, в состав концептуальной модели не могут входить чисто имплементационные объекты.

Объекты концептуальной модели приложения могут образовывать структурную иерархию, в которой дочерние блоки будут перенимать действия родительских. В зависимости от приложения объекты могут также образовывать иерархию включения, в которой некоторые объекты включают в себя другие. Использование двух этих типов иерархии в концептуальной модели значительно облегчает проектирование и разработку связного и понятного пользовательского интерфейса.

Поделись с друзьями