Сущность и принципы системного подхода

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 24Следующая ⇒

Более важно понять преимущество взгляда на этот мир с позиций системного подхода: возможность ставить и решать, по крайней мере, две задачи:

· расширить и углубить собственные представления о “механизме” взаимодействий объектов в системе; изучить и, возможно, открыть новые её свойства;

повысить эффективность системы в том плане ее функционирования, который интересует нас больше всего.

ТССА, как отрасль науки, может быть разделена на две, достаточно условные части:

· теоретическую: использующую такие отрасли как теория вероятностей, теория информации, теория игр, теория графов, теория расписаний, теория решений, топология, факторный анализ и др.;

· прикладную, основанную на прикладной математической статистике, методах исследовании операций, системотехнике и т. п. Таким образом, ТССА широко использует достижения многих отраслей науки и этот “захват” непрерывно расширяется.

Вместе с тем, в теории систем имеется свое “ядро”, свой особый метод — системный подход к возникающим задачам. Сущность этого метода достаточно проста: все элементы системы и все операции в ней должны рассматриваться только как одно целое, только в совокупности, только во взаимосвязи друг с другом.

· Итак, первый принцип ТССА — это требование рассматривать совокупность элементов системы как одно целое или, более жестко, — запрет на рассмотрение системы как простого объединения элементов.

· Второй принцип заключается в признании того, что свойства системы не просто сумма свойств ее элементов. Тем самым постулируется возможность того, что система обладает особыми свойствами, которых может и не быть у отдельных элементов.

· Весьма важным атрибутом системы является ее эффективность . Теоретически доказано, что всегда существует функция ценности системы — в виде зависимости ее эффективности (почти всегда это экономический показатель) от условий построения и функционирования. Кроме того, эта функция ограничена, а значит можно и нужно искать ее максимум.

Максимум эффективности системы может считаться третьим ее основным принципом .

· Четвертый принцип запрещает рассматривать данную систему в отрыве от окружающей ее среды — как автономную, обособленную. Это означает обязательность учета внешних связей или, в более общем виде, требование рассматривать анализируемую систему как часть (подсистему) некоторой более общей системы.

· Согласившись с необходимостью учета внешней среды, признавая логичность рассмотрения данной системы как части некоторой, большей ее, мы приходим к пятому принципу ТССА — возможности (а иногда и необходимости) деления данной системы на части, подсистемы. Если последние оказываются недостаточно просты для анализа, с ними поступают точно также. Но в процессе такого деления нельзя нарушать предыдущие принципы — пока они соблюдены, деление оправдано, разрешено в том смысле, что гарантирует применимость практических методов, приемов, алгоритмов решения задач системного анализа.

Все изложенное выше позволяет формализовать определение термина система в виде — многоуровневая конструкция из взаимодействующих элементов, объединяемых в подсистемы нескольких уровней для достижения единой цели функционирования (целевой функции).

Основные характеристики системы

Рассмотрим основные понятия, характеризующие строение и функционирование систем.

Элемент

Под элементом принято понимать простейшую неделимую часть системы. Ответ на вопрос, что является такой частью, может быть неоднозначным и зависит от цели рассмотрения объекта как системы, от точки зрения на него или от аспекта его изучения. Таким образом, элемент - это предел деления системы с точек зрения решения конкретной задачи и поставленной цели. Систему можно расчленить на элементы различными способами в зависимости от формулировки цели и ее уточнения в процессе исследования.

Понятие « элемент » системы применяется в системных исследованиях для определения способа отделения части от целого. В данном смысле элемент выступает как своеобразный предел возможного разделения системы на «элементарные» составляющие, которые позволяют наилучшем способом разобраться и понять закономерности функционирования каждой части системы в целостном образовании. Выделение элементов системы позволяет лучше разобраться в строении самой системы и определить ее структурно-функциональные связи и отношения. Определение количества таких элементов в процессе исследования системы имеет субъективно-творческий характер. Каждый исследователь, формулируя цели и задачи исследования, определяет и глубину членения целой системы на части. Элементами системы могут быть как подсистемы, так и ее компоненты, в зависимости от тех свойств, которыми обладает выделенный элемент системы.

Подсистема

Система может быть разделена на элементы не сразу, а последовательным расчленением на подсистемы, которые представляют собой компоненты более крупные, чем элементы, и в то же время более детальные, чем система в целом. Возможность деления системы на подсистемы связана с вычленением совокупностей взаимосвязанных элементов, способных выполнять относительно независимые функции, подцели, направленные на достижение общей цели системы. Названием " подсистема" подчеркивается, что такая часть должна обладать свойствами системы (в частности, свойством целостности). Этим подсистема отличается от простой группы элементов, для которой не сформулирована подцель и не выполняются свойства целостности (для такой группы используется название " компоненты" ). Например, подсистемы АСУ, подсистемы пассажирского транспорта крупного города.

Понятие «подсистема» подразумевает выделение относительно независимой части системы, которая сама обладает свойствами объекта-системы. К таким свойствам можно отнести наличие структурной целостности, подцелей функционирования и коммуникативности с другими подсистемами (элементами). Сама подсистема должна состоять из неоднородных элементов, т.е. обладающих разными свойствами.

Окружающая среда

Достаточно сказать, что установление границ совершенно необходимо, когда мы изучаем открытые системы – системы, взаимодействующие с другими системами. Устанавливая границы, мы определяем, какие системы можно считать находящимися под контролем лица, принимающего решение, и какие остаются вне его влияния. Однако, как бы ни устанавливались границы системы, нельзя игнорировать ее взаимодействие с окружающей средой, ибо в этом случае принятие решения могут оказаться бессмысленными.

Структура

Это понятие происходит от латинского слова structure, означающего строение, расположение, порядок. Структура отражает наиболее существенные взаимоотношения между элементами и их группами (компонентами, подсистемами), которые мало меняются при изменениях в системе и обеспечивают существование системы и ее основных свойств.

Структура - это совокупность элементов и связей между ними. Структура может быть представлена графически, в виде теоретико-множественных описаний, матриц, графов и других языков моделирования структур.

Связь

Рассмотрим теперь вопрос о связях системы — между отдельными элементами подсистем, подсистемами разных уровней и связях с внешней средой. Хотя бы умозрительно можно полагать наличие каналов, по которым эти связи производятся.

Таким образом, проблема оценки связей при системном анализе заключается в том, что количества продукции, суммы денег и показатели информационных потоков в каналах связи системы имеют стохастичную, вероятностную природу — их значения в данный момент времени нельзя предсказать абсолютно надежно.

Поэтому при системном анализе часто приходится иметь дело не с конкретными значениями величин, не с заранее определенными событиями, а с их оценками по прошлым наблюдениям или по прогнозам на будущее. Отсюда возникает необходимость использования специальных, большей частью прикладных, методов математической статистики .

Понятие " связь" входит в любое определение системы наряду с понятием " элемент" и обеспечивает возникновение и сохранение структуры и целостных свойств системы. Это понятие характеризует одновременно и строение (статику), и функционирование (динамику) системы.

Связь характеризуется:

- направлением,

- силой

- характером (или видом).

Связи классифицируют по:

- направлению:

- направленные и ненаправленные;

- сильные и слабые,

- характеру связи управления:

- подчинения,

- генетические,

- равноправные (или безразличные ).

- месту приложения:

- внутренние;

- внешние;

- направленности процессов в системе в целом или в отдельных ее подсистемах:

- прямые

- обратные.

Связи в конкретных системах могут быть одновременно охарактеризованы несколькими из названных признаков.

Важную роль в системах играет понятие " обратной связи ". Это понятие, легко иллюстрируемое на примерах технических устройств, не всегда можно применить в организационных системах. Исследованию этого понятия большое внимание уделяется в кибернетике, в которой изучается возможность перенесения механизмов обратной связи, характерных для объектов одной физической природы, на объекты другой природы.

Обратная связь является основой саморегулирования и развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования.

Иерархия

Структуру часто представляют в виде иерархии.

Иерархия - это упорядоченность компонентов по степени важности (многоступенчатость, служебная лестница). Между уровнями иерархической структуры могут существовать взаимоотношения строгого подчинения компонентов (узлов) нижележащего уровня одному из компонентов вышележащего уровня, т. е. отношения так называемого древовидного порядка. Такие иерархии называют сильными или иерархиями типа " дерева". Они имеют ряд особенностей, делающих их удобным средством представления систем управления. Однако могут быть связи и в пределах одного уровня иерархии. Один и тот же узел нижележащего уровня может быть одновременно подчинен нескольким узлам вышележащего уровня. Такие структуры называют иерархическими структурами «со слабыми связями ». Между уровнями иерархической структуры могут существовать и более сложные взаимоотношения, например, типа " страт", " слоев", " эшелонов".

Примеры иерархических структур: энергетические системы, АСУ, государственный аппарат.

Состояние

Понятием " состояние " обычно характеризуют мгновенную фотографию, " срез" системы, остановку в ее развитии. Его определяют как:

- входные воздействия;

- выходные сигналы (результаты);

- макропараметры;

- макросвойства системы (например, давление, скорость, ускорение - для физических систем; производительность, себестоимость продукции, прибыль - для экономических систем).

Более полно состояние можно определить, если рассмотреть элементы e ( компоненты, функциональные блоки), определяющие состояние.

" Входы" можно разделить на:

- управляющие u;

- возмущающие х (неконтролируемые).

Выходные результаты( z_t ), сигналы зависят от: e, u , х, т.е. z_t=f(e_t, u_t, x_t).

Тогда в зависимости от задачи состояние может быть определено как {e, u}, {e, u, z} или {e, х, u, z}.

Состояние - это множество существенных свойств, которыми система обладает в данный момент времени.

Поведение

Если система способна переходить из одного состояния в другое (например, z₁®z₂®z₃), то говорят, что она обладает поведением. Этим понятием пользуются, когда неизвестны закономерности переходов из одного состояния в другое. Тогда говорят, что система обладает каким-то поведением и выясняют его закономерности. С учетом введенных выше обозначений поведение можно представить как функцию z_t=f(z_t-1, x_t, u_t).

Внешняя среда

Под внешней средой понимается множество элементов, которые не входят в систему, но изменение их состояния вызывает изменение поведения системы.

Процесс преобразования

В организованных системах постоянно идет процесс преобразования, в ходе которого элементы изменяют свое состояние. В процессе преобразования входные элементы трансформируются в выходные. В организованной системе ценностей и полезность входных элементов при этом увеличивается. Если же в процессе преобразования ценность и полезность элементов уменьшается, то затраты в системе увеличиваются, а ее эффективность уменьшается.

Входные элементы и ресурсы

Различия между входными элементами и ресурсами очень незначительно и зависит лишь от точки зрения и условий. В процессе преобразования входные элементы – это те элементы, которые потребляют ресурсы. Например, студенты, входящие в систему образования, являются входными элементами, в то время как преподаватель – это один из ресурсов, используемых в процессе преобразования.

Под ресурсами системы следует понимать совокупность энергетических, информационных и материальных средств, с помощью которых поставленная цель достигает результата. Поэтому установление гармоничных взаимосвязей между организаций системы и управлением этой организации становится определяющим моментом в исследовании целей и средств, используемых для их достижения.

" Входы" можно разделить на:

- управляющие;

- возмущающие (неконтролируемые).

Выходные элементы

Выходные элементы представляют собой результат процесса преобразования в системе и рассматриваются как результаты, выходы или прибыль.

Назначение и функция

Неживые системы не имеют явного назначения. Они получают специфическое назначение, или наделяются функцией, когда вступают во взаимоотношения с другими подсистемами в рамках большой системы. Таким образом, связь подсистем между собой и системой в целом очень важны при изучении систем.

Под функцией понимается присущие живой и косной материи вещественно-энергетические и информационные отношения между входными и выходными процессами. Если такой элемент обладает внутренней структурой, то его называют подсистемой, такое описание может быть использовано при реализации методов анализа и синтеза систем. Это нашло отражение в одном из принципов системного анализа - законе системности, говорящим о том, что любой элемент может быть либо подсистемой в некоторой системе либо, подсистемой среди множества объектов аналогичной категории. Элемент всегда является частью системы и вне ее не представляет смысла.

Признаки

Системы, подсистемы и их элементы обладают признаками. Признаки могут быть «количественными» или «качественными». В зависимости от такого деления определяется и подход к их измерению. «Качественные» признаки труднее определять и измерять, чем «количественные». Термин «признаки» иногда используют как синоним термина «мера эффективности», хотя признак и его меру следует различать.

Задачи и цели

При проектировании систем первостепенное значение имеет определение их задач и целей. По мере того как мы отходим от абстрактных рассуждений, установление назначения системы становится более четким и рабочим. Мера эффективности показывает, в какой степени достигаются цели системы, и дает представление о количественной величине проявления признаков систем.

Применение понятия " цель" и связанных с ним понятий целенаправленности, целеустремленности, целесообразности сдерживается трудностью их однозначного толкования в конкретных условиях. Это связано с тем, что процесс целеобразования и соответствующий ему процесс обоснования целей в организационных системах весьма сложен и не до конца изучен. Его исследованию большое внимание уделяется в психологии, философии, кибернетике. В Большой Советской Энциклопедии цель определяется как " заранее мыслимый результат сознательной деятельности человека". В практических применениях цель - это идеальное устремление, которое позволяет коллективу увидеть перспективы или реальные возможности, обеспечивающие своевременность завершения очередного этапа на пути к идеальным устремлениям.

Проблемы согласования целей

Как уже отмечалось, в большинстве случаев показателем полноты достижения цели “жизни” системы служит стоимостной показатель. Разумеется, что выбор показателя — критерия эффективности системы, является заключительным этапом формулировки целей и задач системы. Но нельзя упускать из виду, что от этого этапа будут зависеть наши представления о свойствах системы и результаты самого системного анализа. Предположим, что по отношению к некоторой системе все формальные вопросы описания уже благополучно разрешены. Что же дальше? А дальше надо системой управлять — точнее решать вопрос об алгоритме или тактике управления для достижения наибольшей эффективности.

Принятия решений

Действия и решения, которые имеют место в системе, являются прерогативой руководителей и других лиц, принимающих решение. Их обязанность – направлять систему на достижение поставленных целей. Нас в основном интересует изучение организаций и организованных систем, являющихся целенаправленными, т. е. систем, имеющих определенное назначение или функцию и ориентированных на получение одного или нескольких доступных наблюдениям и измерениям результатов.

Потоки

Принято делать различия между состояниями и потоками в системах. Состояние системы характеризуется значениями признаков системы в данный момент времени. Переходы части элементов системы из одного состояния в другое вызывают потоки, определяемые как скорость изменения значений признаков системы. Поведением системы считается изменение состояний во времени.

Отношение

Понятие «отношение » характеризует со статикой строения самого элемента, т.е. его структурой. В теории логики принято «отношение» рассматривать как соотношение, соподчинение одного свойства элемента другому. Такое соотношение тоже основывается на разных видах связей, например, в микроэлементах. Понятие «отношение» можно рассматривать как «связи строения» элемента.

Среда

Понятие «среда» следует понимать как сферу, ограничивающую структурное образование системы. Сложное взаимодействие системы и среды как ее окружения определяется в качестве понятий соответственно «система» и «надсистема». В.Н. Садовский и Э.Г. Юдин определяли это соотношение как:

- система образует особое единство со средой;

- любая исследуемая система представляет собой элемент системы более высокого порядка;

- элементы любой исследуемой системы, в сою очередь, обычно выступают как системы более низкого порядка.

В одном из словарей-справочников по математике, кибернетике и экономике дается такое определение понятию:

«Среда есть совокупность всех объектов, изменение свойств которых влияет на систему, а также тех объектов, чьи свойства меняются в результате поведения системы».

Определение границ системы в окружающей среде делается самим исследователем или наблюдателем. Поэтому включение определенных объектов в качестве элементов исследуемой системы является творческим и целевым моментом самого исследователя.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒