Т2 Аналитические представления

формальных структур познавательных операций. С использованием спиралевидной модели развития знания можно сформулировать принципы системного подхода к решению задач, «философию» процесса решения задач. Подобные обобщенные схемы должны базироваться на категориях системных представлений, используемых в системных исследованиях и в науке об управлении. Построение подобных схем решения задач неоднозначно. Ниже приводятся два варианта обобщенных схем применительно к решению целевых задач, ориентированных на реализацию целевых установок научно-практической деятельности в действительности.

ОБЩЕСИСТЕМНЫЙ ВАРИАНТ ЛОГИКИ РЕШЕНИЯ ЦЕЛЕВЫХ ЗАДАЧ:

L055. ИСХОДНАЯ ИДЕЯ РЕШЕНИЯ ГЕНЕРАЛЬНОЙ ЗАДАЧИ

L1. Изучение объективного содержания решаемой задачи

L1.1. Формирование исходных представлений L1.1.1. Качественные представления L1.1.2. Количественные измерения

L1.1.s. Квалиметрические56 представления L1.2. Раскрытие системных связей

L1.2.1. Установление системных основ L1.2.2. Выявление структур

L1.2.s. Построение системы соотношений связи L1.s. Проведение системного анализа

L1.s.1. Постановка задач анализа

L1.s.2. Разработка дедуктивных методов и (или) вычислительных алгоритмов решения задач анализа

L1.s.s. Решение задач анализа на основе системного (дедуктивного и (или) вычислительного) моделирования

55 Нумерация основных пунктов рассматриваемой логики решения задач здесь отмечена знаком L. Это сделано для того, чтобы отличить данную нумерацию от

других видов нумерации.

56 От лат. qualis? - какой (в смысле качества) и греч. ρέω - измерять. Квалиметрия - наука об измерении качества.

157

L2. Планирование

L2.1. Анализ целей и средств L2.1.1. Постановка целей

L2.1.2. Выбор вариантов средств достижения целей L2.1.s. Развертывание вариантов целей и средств

L2.2. Постановка задач выбора планов

L2.2.1. Введение оценок, отражающих субъективные предпочтения и ограничения

L2.2.2. Построение соотношений объективных связей и ограничений L2.2.s. Составление логически полной системы соотношений

L2.s. Поиск планов

L2.s.1. Согласование условий L2.s.2. Выбор планов

L2.s.s. Поиск планов на основе интерактивных процедур

Ls. Достижение целевых установок

Ls.1. Реализация планов Ls.1.1. Исполнение Ls.1.2. Контроль

Ls.1.s. Управление с обратной связью Ls.2. Эмпирические исследования

Ls.2.1. Проведение экспериментов Ls.2.2. Выдвижение теоретических схем

Ls.2.1. Построение эмпирических зависимостей, моделей и теорий Ls. s. Активное развитие

Ls.s.1. Свободное развитие Ls.s.2. Ограничения развития Ls.s.s. Самоорганизация.

158

Наименования пунктов приведенной выше схемы решения целевых задач являются в определенном смысле условными и не отражают в полной мере содержание соответствующих разделов. Достаточно полное раскрытие содержания разделов дается в следующем очерке. Ниже приводится краткое изложение приведенной логики решения целевых задач для случая движения от абстрактного к конкретному в виде следующей примерной стратегии.

ПРИМЕРНАЯ СТРАТЕГИЯ РЕШЕНИЯ ЦЕЛЕВЫХ ЗАДАЧ:

Логически исходным пунктом решения задач является выдвижение

идеи решения генеральной целевой задачи (L0). Исходная идея является

абстрактным началом, организующим всю интеллектуальную деятельность по решению задачи. Развертывание деятельности по реализации исходной идеи воплощается в логическую последовательность этапов деятельности:

изучение объективного содержания решаемой задачи (L1), планирование

деятельности	по	достижению	целевых установок (L2),	развитие
деятельности	по достижению целевых установок в объективной
действительности (L3).
Конкретным		содержанием	этапа (L1) является	проведение

системного анализа рассматриваемой действительности (L1.s). Для проведения системного анализа (L1.s) необходимо сначала сформировать исходные представления о рассматриваемой действительности (L1.1) и раскрыть ее системные связи (L1.2).

Этап (L1.1) складывается из задач построения качественных представлений (L1.1.1) и проведения количественных измерений (L1.1.2), которые в совокупности дают квалиметрические представления

рассматриваемой действительности (L1.1.s).

Системные связи в рассматриваемой действительности (L1.2)

раскрываются путем установления системных основ (L1.2.1) и выявления структур рассматриваемой действительности (L1.2.2), на основе которых строится система соотношений связи (L1.2.s), описывающая

действительность.

В результате проведенных исследований осуществляется постановка задач анализа рассматриваемой действительности на основе полученных

159

системных представлений (L1.s.1). Для решения задач анализа разрабатываются соответствующие дедуктивные методы и вычислительные алгоритмы (L1.s.2). В итоге строится системная

(дедуктивная и (или) вычислительная) модель рассматриваемой действительности, с помощью которой решаются поставленные задачи анализа (L1.s.s).

Владение системно-аналитическими знаниями о рассматриваемой объективной действительности позволяет обоснованно планировать деятельность (L2) в соответствии с целевыми установками решаемой

задачи. Процесс планирования конкретно состоит из следующей последовательности этапов: анализ целей и средств (L2.1), постановка

задач выбора планов (L2.2) и собственно поиск планов (L2.s).

Анализ целей и средств (L2.1) конкретно выполняется как процесс

развертывания вариантов целей и средств (L2.1.s) на основе постановки целей (L2.1.1), и выбора вариантов средств достижения целей (L2.1.2).

Постановка задач выбора планов (L2.2) конкретно осуществляется как составление логически полной системы соотношений для задач выбора планов (L2.2.s) на основе введения оценок, отражающих субъективные предпочтения и ограничения (L2.2.1), а также на основе построения соотношений объективных связей и ограничений (L2.2.2).

Поиск планов (L2.s) конкретно выполняется как поиск планов на основе интерактивных процедур (L2.s.s), осуществляемых на основе итерационных процессов согласования условий решаемой задачи (L2.s.1) и

собственно выбора планов (L2.s.2).

Следующим логическим пунктом является развитие деятельности по достижению целевых установок решаемой задачи в объективной действительности (Ls) или более конкретно - активное развитие

деятельности (Ls.s) по достижению целевых установок. Составляющими моментами данной деятельности являются процессы реализации планов деятельности (Ls.1) и эмпирические исследования (Ls.2).

В общем случае реализация планов деятельности (Ls.1) представляет собой процесс, управляемый с обратной связью (Ls.1.s),

составляющими которого являются процессы исполнения решений (Ls.1.1)

и контроля (Ls.1.2).

160

При низкой эффективности управления становится необходимым проведение дополнительных эмпирических исследований. Задачей указанных исследований является выявление причин низкой эффективности управления и изучение перспектив повышения его эффективности. Указанные исследования в целом (Ls.2) конкретизируются

как построение эмпирических зависимостей, моделей и теорий (Ls.2.1),

включающие в себя в виде составляющих проведение экспериментов

(Ls.2.1) и выдвижение теоретических схем (Ls.2.2).

В совокупности все рассмотренные частные виды деятельности по решению поставленной задачи составляют единый активно развивающийся процесс. Активное развитие (Ls.s) выступает сначала как

свободное развитие (Ls.s.1), понимаемое как процесс эффективной

реализации целей деятельности в объективной действительности на основе органичного единства процессов реализации планов и проводимых целевых исследований. Однако процессу свободного развития противостоят ограничения (Ls.s.2), препятствующие развитию. Снятие

ограничений становится источником новых целей и задач деятельности, которые лежат в основе ее самоорганизации (Ls.s.s).

В зависимости от начального уровня знаний лица, проводящего системные исследования (ЛПИ), конкретная программа интеллектуальных действий по решению целевых задач может быть различной.

Так, например, ЛПИ может не обладать идеей решения целевой задачи. Тогда программа действий начинается с конкретных пунктов:

{L1.1.1. Качественные представления; L1.1.2. Количественные измерения; L1.1.s. Квалиметрические представления} и т. д. При этом на этапах: L1.s.

Проведение системного анализа рассматриваемой действительности, L2.1.

Анализ целей и средств, на основе неформальной операции синтеза абстрактного может быть получена основная идея решения целевой задачи. Дальнейший процесс решения может быть продолжен в соответствии с базовой схемой.

В случае если ЛПИ обладает достаточным уровнем знаний в предметной области, чтобы сразу предложить конкретный план действий по реализации целевых установок решаемой задачи, то развитие деятельности начинается сразу с пункта: Ls.1. Реализация планов

деятельности. В наиболее развитых случаях процесс решения целевой задачи может в явном виде реализоваться непосредственно в конечном пункте: (Ls.s.s) самоорганизация. Таким образом, приведенная выше

базовая схема решения целевых задач представляет собой схему

161

познавательных действий при наиболее низком начальном уровне знаний ЛПИ.

В общем случае процесс решения научно-практических задач носит итерационный характер. При этом на каждом цикле итераций происходит рост знаний ЛПИ в соответствующей предметной области, расширяется его кругозор и объем охватываемого материала. В итоге эффективность решения задач ЛПИ последовательно растет, стремясь к некоторому потенциальному пределу, определяемому принципиальными ограничениями.

Подход к логике решения целевых задач, развиваемый в данной работе, можно определить как когнитивный57 подход. Суть когнитивного подхода состоит в построении инструктивных схем решения задач на основе познавательных операций, упорядоченных в соответствии с логикой развития базовых представлений в соответствующей предметной области. Применительно к системным исследованиям и управлению структурные особенности логики системного мышления были рассмотрены в работах автора58.

Рассмотрим далее вариант указанной логики решения целевых задач с использованием математических методов и вычислительного моделирования. Рассматриваемый вариант, также может быть получен на основе изложенного выше подхода.

ЛОГИКА РЕШЕНИЯ ЦЕЛЕВЫХ ЗАДАЧ НА ОСНОВЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ

И ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ:

57Лат. cognitio – познание.

58Казаринов, Л.С. Один подход к построению методологии системного исследования / Л.С. Казаринов // Труды Всесоюзного семинара «Кибернетика электроэнергетических систем». Научный Совет АН СССР по комплексной проблеме «Кибернетика». – Челябинск. – 1978. – Вып. 6.

Казаринов, Л.С. Категорные модели интеллектуальной деятельности / Л.С. Казаринов // Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». - Челябинск: Изд. ЮУрГУ. – Вып. 1. – 2002. - № 9(09). – С. 2-14.

Казаринов, Л.С. О логических структурах / Л.С. Казаринов // Наука и технологии. Труды XXIII Российской школы по проблемам науки и технологий (24-26 июня 2003 года, г. Миасс). Специальный выпуск, посвященный 60-летию ЮжноУральского государственного университета. – М.: РАН, 2003.

162

M059. СОДЕРЖАТЕЛЬНАЯ ПОСТАНОВКА ЦЕЛЕВОЙ ЗАДАЧИ

M1. Построение вычислительных моделей предмета исследования

M1.1. Формирование исходных представлений предмета M1.1.1. Построение качественных представлений M1.1.2. Введение количественных характеристик M1.1.s. Построение квалиметрических представлений

M1.2. Раскрытие аналитических связей характеристик предмета M1.2.1. Определение конструктивного базиса предмета M1.2.2. Выявление структуры рассматриваемого предмета M1.2.s. Построение системы соотношений связи для

характеристик рассматриваемого предмета

M1.s. Проведение вычислительного анализа характеристик рассматриваемого предмета

M1.s.1. Постановка задач анализа на основе полученных аналитических представлений

M1.s.2. Разработка вычислительных алгоритмов решения задач анализа

M1.s.s. Решение задач анализа на основе вычислительного моделирования

M2. Оптимальное планирование

M2.1. Анализ целей и допустимых планов M2.1.1. Постановка целей

M2.1.2. Выбор допустимых вариантов планов

M2.1.s. Развертывание допустимых вариантов целей и планов M2.2. Постановка задач оптимального выбора планов

M2.2.1. Введение оценок, отражающих субъективные предпочтения и ограничения

59 Нумерация основных пунктов данного варианта логики решения задач здесь отмечена знаком M.

163

M2.2.2. Построение соотношений предметных связей и ограничений M2.2.s. Составление полной системы соотношений для задач

оптимального выбора планов

M2. s. Решение задач выбора планов M2.s.1. Согласование условий M2.s.2. Выбор оптимальных решений

M2.s.s. Интерактивные процедуры принятия решений

Ms. Проведение исследований с использованием

вычислительных моделей

Ms.1. Реализация полученных решений на моделях Ms.1.1. Моделирование

Ms.1.2. Анализ результатов моделирования Ms.1.s. Коррекция решений

Ms.2. Целевые исследования с использованием моделирования Ms.2.1. Проведение экспериментов на моделях

Ms.2.2. Выдвижение теоретических схем Ms.2.1. Построение эмпирических зависимостей

Ms. s. Системная оптимизация на моделях Ms.s.1. Процессы безусловной оптимизации M.s.s.2. Учет ограничений

Ms.s.s. Интерактивные процессы оптимизации.

В заключение отметим, что приведенные схемы решения задач определяют логические ориентиры, которые направляют содержательный процесс решения задач. Такими логическими ориентирами являются здесь системные категории. Они направляют процесс мышления в определенное русло, положительное и отрицательное направление которого в обобщенном смысле задает соответствующая пара оппозитивных категорий. С этой точки зрения общий процесс решения задач состоит из операционного и направляющего процесса. Направляющий процесс порождается схемой решения задач, которая может быть представлена в виде некоторого направляющего автомата. Операционный процесс составляют непосредственные действия по решению задач.

164

Данные схемы решения задач можно рассматривать по аналогии с грамматикой языка. Грамматика языка представляет собой весьма объемный свод правил построения речи. Эти правила можно представить в виде достаточно сложного автомата – порождающей грамматики. Однако, несмотря на большой объем правил и их сложную структуру, на практике люди успешно пользуются этими правилами, интуитивно, в "сжатом" виде, автоматически, не задумываясь. При этом если человек задумается над правилами, то он перестает говорить, его мысли сбиваются. Но это не означает, что грамматику не следует изучать. Знание грамматики является залогом осмысленного построения грамматически правильной речи. Она позволяет четко структурировать языковые выражения, делая их ясными и прозрачными. Аналогично дело обстоит и с логикой решения задач. Эта логика позволяет структурировать мысли, которые до этого были аморфными, направляя конкретные действия к конечной цели, повышая тем самым их эффективность. Однако следовать этой логике необходимо не механически, а творчески, со знанием дела, привлекая интуицию - в этом залог успеха. Подобное искусство достигается только практикой решения конкретных задач.

165