Основоположники общей теории систем

Роль интеграции наук, организации взаимосвязей и взаимодействия между различными научными направлениями во все времена выполняла философия – наука наук, которая одновременно являлась и источником возникновения ряда научных направлений.

В частности, И.Ньютон сделал открытия своих основных законов в рамках натурфилософии, как тогда называлась физика, являвшаяся частью философского знания.

Так, и в 30-е годы 20-го столетия философия явилась источником возникновения обобщающего направления, названного теорией систем. Основоположником этого направления считается биолог Л. фон Берталанфи. 

Отметим, что важный вклад в становление системных представлений внес в начале XIX века (еще до Л. фон Берталанфи) А.А.Богданов. Однако в силу исторических причин предложенная им всеобщая организационная наука тектология не нашла распространения и практического применения.

Важную роль в развитие этого направления В.Н. Садовского, Э.Г. Юдина, И.В. Блауберга, С.П. Никаиорова.

 В нашей стране вначале теорию систем активно развивали философы, ими были разработаны концептуальные основы, терминологический аппарат, исследованы закономерности функционирования и развития сложных систем, поставлены другие проблемы, связанные с философскими и общенаучными основами системных исследований.

Однако философская терминология не всегда легко применяется в практической деятельности. Поэтому потребности практики почти одновременно со становлением теории систем привели к возникновению направления, названного исследованием операций.

В 60-е годы при постановке и исследовании сложных проблем проектирования и управления довольно широкое распространение получил термин системотехника.

Применительно к задачам управления в определенный период более широкое распространение получил термин кибернетика, принятый для названия новой " науки об управлении в живых организмах и машинах" Н. Винером.

Развитие общества характеризуется понятием " информационных барьеров". Первый информационный барьер был, достигнут в тот период, когда экономические связи полностью замыкались в рамках ограниченных коллективов (род, семья, племя) и сложность управления этим коллективом стала превосходить способности одного человека. Это произошло многие тысячелетия тому назад, и вызвало соответствующие изменения в технологии управления, которые состояла в изобретении двух механизмов управления экономикой: первый механизм – создание иерархических систем управления (при котором руководитель заводит себе помощников, а те в свою очередь, распределяют функции между своими подчиненными); второй механизм – введение правил взаимоотношения между людьми и социальными коллективами: предприятиями, регионами, государствами и т. д. (эти функции первоначально выполняла религия, а в последующем – законодательная система). Одним из наиболее действенных способов реализации этого механизма являются экономические регуляторы, основанные на введении рыночных товарно-денежных отношений.

Второй информационный барьер связан с ограниченной способностью к переработке информации у всего населения страны – сложность задач управления экономикой растет быстрее числа занятых в ней людей.

Теоретические исследования о тенденциях роста численности управленческого персонала подтверждались и статистикой. Например, в США в начале нынешнего столетия на одного конторского работника приходилось 40 рабочих: в 1940 г.-10; в 1958 г.-6; а в 1965 - всего лишь 1 рабочий.

Для решения проблемы началась разработка автоматизированных систем управления – АСУ), но в дальнейшем стало ясно, что необходимы более радикальные изменения в управлении страной, учет закономерностей функционирования и развития сложных систем с активными элементами.

Теория систем как наука развивается в двух направлениях. Первое направление – феноменологический подход. Это направление связано с описанием любой системы как некоторого преобразования входных воздействий (стимулов) в выходные величины (реакции). Второе – разработка теории сложных целенаправленных систем.

В таблице 1 представлена информация об ученых, внесших большой вклад в развитие теории систем.

Таблица 1 – Ученые, внесших вклад в развитие теории систем

 

Ф.И.О.	Годы жизни	Научное направление	Основные труды
Аристотель	(384-322 гг. до н. э.)	Философ, физик, астроном, ученый-энциклопедист, биолог, этик, политик	«Органон», «Категории», «Об истолковании», «Физика», «О небе», «Политика», «Ахилл и черепаха», «Летящая стрела»
И. Ньютон	(1643-1727)	Английский физик и математик, создатель теоретических основ механики и астрономии	«Математические начала натуралистической философии» («Начала») (1687), «Новая теория света и цветов» (1704), «Оптика», «Анализ при помощи уравнений с бесконечным числом членов» (1669, опубликовано в 1704)
Людвиг фон Берталанфи	(1901-1972)	Биолог и философ	«История античной эстетики», «Античный космос и современная наука», «Общая теория систем»
А.А.Богданов(Малинов-ский)	(1873-1928)	Русский мыслитель и общественный деятель, ученый и философ, писатель	«Тектология», «Научное и философское наследие», «Эмпириомонизм», «Основные элементы исторического взгляда на природу»
Вадим Николаевич Садовский	15.03.1934	Философ и методолог науки (доктор философских наук, профессор)	«Вопросы философии», «Философия, логика и методология науки, системный подход», «Карл Поппер и Россия», «Гегелевская диалектика и формальная логика»
Эрик Григорьевич Юдин	(1930-1976)	Философ и методолог науки	«Методология науки. Системность. Деятельность», «Системный подход и принцип деятельности»
Игорь Викторович Блауберг	(1929-1990)	Видный российский философ и методолог науки	«Проблема целостности и системный подход», «Философская логика и методология науки, системный подход»

 

Подготовьте ответы на следующие вопросы:

1. Что является предпосылками возникновения систем?

2. Какие основные признаки НТР?

3. Основные задачи, решаемые теорией систем.

4. Основоположники теории систем.

      

СРС 2 – Основные понятия, характеризующие строения и функционирование систем (отчет)

Подготовьте ответы на вопросы:

1. Что понимают под информацией с точки зрения на нее как ресурс?

2. Фазы существования информации.

3. Что такое шум и информационные фильтры?

4. Данные и отношения.

5. Признаки классификации ЭИС.

6. Что называют системой?

7. Компоненты системы. Свойства системы.

8. Что такое ЭИС? Принципы построения и функционирования ЭИС.

9. Критерии эффективности ЭИС (обзорно).

10. Что такое система обработки данных (СОД)?

11. Что такое АСУ, ИПС?

12. Режимы решения задач в ЭИС.

13. Способы распределения ресурсов в ЭИС.

14. Состав компонентов ЭИС.

15. Что называют единицей информации?

16. Что такое СЕИ? Атрибут?

 

Осн.: [2], [1, С. 5-33]

Доп.: [12]

 

       СРС 3 – Методология системного подхода. Задачи и методы системного анализа. Классификация информационных систем (коллоквиум)

Темпы НТП вызывают усложнение процессов проектирования, планирования и управления во всех сферах и отраслях народного хозяйства. Развитие отраслей и усиление их взаимного влияния друг на друга приводят к увеличению количества возможных вариантов, рассматриваемых в случаях принятия решений при проектировании, производстве и эксплуатации, планировании и управлении предприятием, объединением, отраслью и т. п. Анализируя эти варианты, необходимо привлекать специалистов различных областей знаний, организовывать взаимодействие и взаимопонимание между ними.

Все это привело к появлению нового – системного - подхода к анализу больших систем. Они часто не поддаются полному описанию и имеют многогранные связи между отдельными функциональными подсистемами, каждая из которых может представлять собой также большую систему. В основе системного подхода лежит специальная теория - общая (абстрактная) теория систем.

Потребность в использовании понятия «система» возникала для объектов различной физической природы с древних времен: еще Аристотель обратил внимание на то, что целое (т. е. система - авт.) несводимо к сумме частей, его образующих.

В частности, термин " система" и связанные с ним понятия комплексного, системного подхода исследуются и подвергаются осмыслению философами, биологами, психологами, кибернетиками, физиками, математиками, экономистами, инженерами различных специальностей. Потребность в использовании этого термина возникает в тех случаях, когда невозможно что-то продемонстрировать, изобразить, представить математическим выражением и нужно подчеркнуть, что это будет большим, сложным, не полностью сразу понятным (с неопределенностью) и целым, единым. Например – " солнечная система", " система управления станком", система организационного управления предприятием (городом, регионом и т. п.)", " экономическая система", " система кровообращения" и т.д.

В математике термин система используется для отображения совокупности математических выражений или правил – " система уравнений", " система счисления", " система мер" и т. п. Казалось бы, в этих случаях можно было бы воспользоваться терминами " множество" или " совокупность". Однако понятие системы подчеркивает упорядоченность, целостность, наличие определенных закономерностей.

Интерес к системным представлениям проявлялся не только как к удобному обобщающему понятию, но и как к средству постановки задач с большой неопределенностью.

По мере усложнения производственных процессов, развития науки, появились задачи, которые не решались с помощью традиционных математических методов и в которых все большее место стал занимать собственно процесс постановки задачи, возросла роль эвристических методов, усложнился эксперимент, доказывающий адекватность формальной математической модели.

Для решения таких задач стали разрабатываться новые разделы математики; оформилась в качестве самостоятельной прикладная математика, приближающая математические методы к практическим задачам; возникло понятие, а затем и направление принятие решений, которое постановку задачи признает равноценным этапом ее решения.

Исследование процессов постановки задач, процесса разработки сложных проектов позволили обратить внимание на особую роль человека: человек является носителем целостного восприятия, сохранения целостности при расчленении проблемы, при распределении работ, носителем системы ценностей, критериев принятия решения. Для того, чтобы организовать процесс проектирования начали создаваться системы организации проектирования, системы управления разработками и т. п.

Понятие " система" широко использовалось в различных областях знаний, и на определенной стадии развития научного знания теория систем оформилась в самостоятельную науку.

Системный анализ – это метод исследования предметной области с помощью системного подхода.

В начале проектирования любой информационной системы следует пройти через следующие этапы:

1. Определение требований

2. Оценка осуществимости

3. Оценка риска

4. Построение логической модели

5. Построение прототипа (необязательно)

Классификации информационных систем:

Системы разделяются на классы по различным признакам, и в зависимости от решаемой задачи можно выбрать разные принципы классификации. При этом систему можно охарактеризовать одним или несколькими признаками.

Системы классифицируются следующим образом:

– по виду отображаемого объекта: технические, биологические и др.;

– по виду научного направления: математические, физические, химические и т. п.;

– по виду формализованного аппарата представления системы: детерминированные и стохастические;

– по типу целеустремленности – открытые и закрытые;

– по сложности структуры и поведения – простые и сложные;

– по степени организованности – хорошо организованные, плохо организованные (диффузные), самоорганизующиеся системы.

Классификации всегда относительны. Так в детерминированной системе можно найти элементы стохастических систем.

Цель любой классификации ограничить выбор подходов к отображению системы и дать рекомендации по выбору методов.   

ИС по техническому уровню

По техническому уровню ИС разделяют на ручные, механизированные, автоматизированные и автоматические.

По характеру обрабатываемой информации ИС делятся на: документальные и фактографические.

 

Осн.: [2], [1, С. 33-50]

Доп.: [12]

 

Подготовьте ответы на вопросы:

1. Что понимают под системным подходом?

2. Задачи и методы системного подхода.

3. Какие классификации информационных систем Вы знаете?

4. Какие технические ИС Вы знаете?

5. Опишите различные ИС по виду научного направления

6. Перечислите ИС по виду формализованного аппарата представления системы

7.  В чем разница между открытыми и разомкнутыми ИС?

8.  Перечислите ИС по сложности структуры и поведения

9. Опишите ИС по степени организованности

10.  Перечислите ИС по техническому уровню

11.  Опишите ИС по характеру обрабатываемой информации.

 

      

       СРС 4 – Информационное и программное обеспечение Информационных систем (отчет)

Структуру информационной системы составляет совокупность отдельных ее частей, называемых подсистемами.

Подсистема – это часть системы, выделенная по какому-либо признаку.

Общую структуру информационной системы можно рассматривать как совокупность подсистем независимо от сферы применения. В этом случае говорят о структурном признаке классификации, а подсистемы называют обеспечивающими. Таким образом, структура любой информационной системы может быть представлена совокупностью обеспечивающих подсистем, как показано на рисунке 1.

 

 

Техническое обеспечение

Математическое обеспечение

Программное обеспечение

Информационное обеспечение

Организационное обеспечение

Правовое обеспечение

Информационная система

 

 

Рисунок 1 – Структура ИС как совокупность обеспечивающих подсистем

Ответьте на вопросы:

Для подготовки ответов используется электронный ресурс «Информационное и программное обеспечение ИС»

1. Какие функциональные подсистемы ИС Вы знаете?

2. Назначение подсистемы сбора и первичной обработки.

3. Какова цель подсистемы хранения информации?

4. Назначение подсистемы выдачи и отображения.

5. Какие предъявляются требования к информационному обеспечению?

6. Какие международные классификаторы Вы знаете?

7. Какие достоинства имеет фасетная классификация?

8. Какие методы кодирования Вы знаете?

9. Что лежит в основе классификации файлов информационной базы ИС?

10. Рассмотрите различия в назначении системных и прикладных программ.

11. Перечислите наиболее важные системные программы.

12.  Назовите по степени распространения прикладные программы экономического профиля.

13.  Каковы особенности программного обеспечения управленческой деятельности предприятий, малого бизнеса, формирования бизнес-планов?

14.  Определите требования, предъявляемые к программному обеспечению автоматизированного рабочего места.

15.  Как классифицируется программное обеспечение автоматизированного рабочего места?

16.  Какие прикладные программы используются в банковской деятельности, в сфере менеджмента и маркетинга, финансового менеджмента, в торговой деятельности?

17.  В чем состоит назначение прикладных программ класса системы управления базами данных?

       СРС 5 – Качественные методы описания информационных систем: мозговая атака, методы сценариев и экспертных оценок, метод «Дельфи», метод дерева целей, морфологические методы и др. (коллоквиум)

 

Ответьте на вопросы:

Для подготовки ответов используется электронный ресурс «Качественные методы описания ИС»

1. Опишите сущность метода экспертных оценок

2. Перечислите основные этапы экспертного оценивания.

3. Чем анкетирование отличается от интервьюирования?

4. В каких случаях целесообразно использовать метод мозгового штурма?

5. Опишите сущность метода метода мозговой атаки

6. Перечислите правила мозговой атаки.

7. Дельфийский метод

8. Какие недостатки существуют у Дельфийского метода?

9. Опишите сущность морфологических методов

10.  В чем различия метода организующих понятий Ф.Ханзена и метода анализа взаимосвязанных областей решения Дж. Лакмена?

 

СРС 6 – Количественные методы описания информационных систем (отчет)

Ответьте на вопросы:

Для подготовки ответов используется электронный ресурс «Количественные методы описания ИС»

 

1. Сущность аналитических методов представления систем

2. Опишите методы линейного программирования.

3. Пояснить сущность статистических методов

4. В каких случаях используют статистические методы?

5. Теоретико-множественные представления.

6. Укажите усовершенствования метода Монте-Карло.

7. Графические методы. Сети Петри

8. Почему описанные методы называются количественными?

 

 

       СРС 7 – Изучение кибернетического подхода

       Ответьте на вопросы по материалам лекции:

1. Сущность кибернетического подхода

2. Управление как процесс. Система управления и объект управления. Процесс управления.

 

       СРС 8 – Динамическое описание информационных систем

Что вы понимаете под динамическим описанием ИС?

1. Что такое детерминированные системы и их разновидности:

a. Описание детерминированной системы без последствий

b. Описание детерминированной системы без последствия с входными сигналами двух классов

c. Описание детерминированной системы с последствием

2. Как описываются стохастические системы

 

       СРС 9– Каноническое представление информационной системы (коллоквиум)

1. Когда необходимо использовать каноническое представление ИС?

2. Поясните сущность статистических методов

3. Виды статистических распределений

4. Что такое ковариация?

5. Что характеризует энтропия?

6. Назовите методы статистического анализа и дайте им краткую характеристику

 

       СРС 10 – Агрегатное описание информационных систем (коллоквиум)

1. Что понимается под «агрегатом» в теории систем?

2. Опишите операторы выходов и переходов агрегатов

3. Как вы понимаете агрегат как случайный процесс?

 

       СРС 11 – Принципы минимальности информационных связей агрегатов (отчет)

1. Опишите принципы минимальности информационных связей и агрегатов

2. Иерархический принцип

3. Многоэшелонные системы

4. Декомпозиция на подсистемы

 

       СРС 12 – Модели информационных систем (отчет)

1. Назовите известные вам виды моделей ИС

2. Дайте описание реляционной модели данных

3. Что представляет собой сетевая модель данных

4. Опишите иерархическую модель данных

5. Модель распределенной информационной системы на тезаурусе

6. Приведите примеры всех перечисленных моделей данных

 

СРС 13 – Синтез и декомпозиция информационных систем (отчет)

1. Что такое композиция ИС?

2. Что такое декомпозиции ИС?

3.  Что положено в основу композиции и декомпозиции информационных систем?

4. Поясните понятие функтора

 

СРС 14 – Информационные модели принятия решений (тест2)

       Ответьте на вопросы:

5. Что такое искусст­венный интеллект?

6. Модели пред­ставления знаний:

a. Продукционная модель знаний

b. Модель фреймов

c. Модель семантических сетей

СРС 15 – Работа в реальной информационно-поисковой системе

⇐ Предыдущая9101112131415161718Следующая ⇒

Поделиться: