Предисловие

Средством решения сложных слабоструктурированных и слабоформализуемых проблем сегодня признается широкое внедрение результатов системных исследований, в частности системного подхода, во всех сферах научной, конструкторской и управленческой деятельности.

Многолетние системные исследования в лаборатории Приобретения знаний Харьковского государственного технического университета радиоэлектроники позволили получить ряд не имеющих мировых аналогов фундаментальных результатов, опубликованных в Украине, России и США, по развитию системологии, которая представляет собой обобщение и дальнейшее развитие системного подхода на новом ноосферном этапе развития науки. Основы данного системологического подхода заложены в трудах Г.П. Мельникова и Ю.А. Шрейдера (см. перечень ссылок).

Методологические и инструментальные средства, имеющиеся в арсенале системологии, позволяют исследовать и определять существенные свойства сложных объектов произвольной природы, а также причины их возникновения, динамику адаптации и развития, и следовательно – более эффективно осуществлять управление любыми сложными объектами для обеспечения их устойчивости и безопасности, прогнозирование развития любой ситуации и обстановки, разработку и конструирование сложных технических систем, исследование любых фундаментальных проблем.

Основным преимуществом системологии является ее выраженная и универсальная методологическая направленность. Интерпретированная в терминах конкретной науки системология, может выполнять в этой науке методологические функции неограниченно. Одновременно системология может дополнительно использоваться как средство “диалектической обработки” создаваемого конкретной наукой знания, то есть как средство “организации” ноосферы.

Развивая данный системологический подход, авторы применили его к исследованию и моделированию когнитивных процессов и структур, что позволило разработать новые принципы и критерии концептуального классификационного моделирования, а также инструментальные интеллектуальные программные средства для решения сложных задач в слабоформализованных проблемных областях.

В предлагаемом учебном пособии использованы различные материалы Г.П. Мельникова, в том числе результаты, полученные им в ходе выполнения научно-исследовательских работ и широко до сих пор не публиковавшиеся, а также сведения, сообщенные им в процессе личного общения. В связи с этим авторы выражают Г.П. Мельникову глубокую признательность и благодарность и искренне надеются, что данное пособие послужит делу распространения системологических идей и формирования у читателей правильного системного мышления.

Кроме того авторы благодарят сотрудников лаборатории Приобретения знаний ХТУРЭ за моральную и техническую поддержку, без которых работа не могла быть завершена.

Методические рекомендации

Изучение дисциплин, связанных с освоением теоретических и практических аспектов новых информационных технологий, неизбежно связано с проблемами анализа и моделирования слабоструктурированных и слабоформализуемых предметных областей. Это предполагает знание методов и инструментария решения подобных задач, которые разрабатываются в рамках системных исследований. Несмотря на бурное развитие в настоящее время этих исследований и наличие интересных результатов вопросы системного анализа и системного подхода, в первую очередь – теоретические, недостаточно разработаны и слабо освещены в научной, а тем более – в учебно-методической литературе.

Цель данного пособия – восполнить пробел в подготовке специалистов по вопросам системных исследований, и в первую очередь, с точки зрения применения их результатов при моделировании сложных объектов и процессов в интересах создания интеллектуальных систем и технологий. Важность и актуальность применения системной методологии для решения проблем компьютеризации, информатизации и интеллектуализации делают учебное пособие полезным не только для студентов, но и для аспирантов и специалистов по информационным системам и искусственному интеллекту.

Многие смежные вопросы изложены в учебном пособии "Теория понятийных знаний" Е.А. Соловьевой (1990) и учебном пособии "Проектирование банков естественноязыковых знаний" Е.А. Соловьевой, М.Ф. Бондаренко, С.И. Маторина и П.Ф. Павлова (1992), изданных Министерством образования Украины. Эти вопросы не дублируются в данной работе. Настоящее пособие описывает основные результаты, полученные основоположниками современного системного подхода, а также новые научные результаты авторов, основанные на материале, изложенном в упомянутых выше пособиях.

Для успешного усвоения информации, изложенной в учебном пособии, необходимы определенные знания в области теории множеств, формальной логики, теории отражения, теории познания, семиотики, психологии. Учебное пособие построено с учетом имеющихся у студентов знаний. Сложные вопросы изложены более детально с необходимыми ссылками.

Пособие имеет следующую структуру. Во введении показана актуальность системных исследований в связи с формированием ноосферы нашей планеты и переходом науки на ноосферный этап своего развития. В первой главе показаны роль системных исследований в научном познании и их структура как самостоятельной научной дисциплины, а также роль и место в системных исследованиях системологии. Кроме того рассматриваются и обосновываются ее преимущества по сравнению с традиционным системным подходом. Во второй главе введены базовые понятия системологии. Подробно рассмотрен перспективный подход к системе как к функциональному объекту и виды систем. Третья глава посвещена понятиям и методологии детерминантного анализа – основного системологического инструментария, используемого для решения слабоструктурированных проблем. В четвертой главе рассмотрен процесс формирования системы и ключевое понятие "сущности". Пятая глава целиком и полностью отражает результаты, полученные авторами. В ней проводится подробный сравнительный анализ видов систем, разрабатывается различный системологический инструментарий, описывается оригинальный метод анализа сложных объектов и процессов с помощью предложенной авторами векторной детерминантной модели системы. В шестой главе разбираются примеры системологического анализа слабоструктурированных и слобоформализуемых проблемных областей с использованием описанного в пособии инструментария. Особое самостоятельное значение могут иметь приложения к данному пособию. В приложении А приведено сравнение аналитической и ноосферной науки. В приложении Б схема взаимодействия компонентов самостоятельной научной дисциплины, разработанная Г.П. Мельниковым. Здесь же специально приведены сведения, необходимые для правильного, современного понимания терминов "теория" и "методология".

Большое значение для освоения материала пособия имеет самостоятельная работа студентов, поэтому каждая глава снабжена контрольными вопросами и заданиями для самостоятельной работы. Причем, на все контрольные вопросы в тексте учебного пособия ответы имеются, а задания предполагают определенную самостоятельную творческую работу обучающегося и привлечение дополнительной информации.