Глава 8
СИСТЕМНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
8.1. Термины и определения
Кто хочет достичь цели, должен знать ее.
П.С. Таранов
Как мы помним, управление (менеджмент) – область знаний и профессиональной деятельности, направленных на формирование и достижение целей организации, коллективов и личностей при обеспечении рационального использования имеющихся ресурсов [9]. Можно также сказать, что менеджмент – это технология достижения поставленной цели, технология достижения планируемого результата в технике, экономике, педагогике, в других областях человеческой деятельности.
Цель – это модель состояния в будущем, в котором проблема, возникшая перед организацией, коллективом, личностью, отсутствует, разрешена.
Проблема (от греческого «задача») – неудовлетворительное состояние системы (технической, экономической, организационной и т.д.), изменения которой к лучшему является непростым делом (проблема развития). В другом случае, проблема – это удовлетворительное состояние системы, сохранение которого требует постоянных и непростых усилий (проблема функционирования).
Система – это средство для достижения цели. Например, для достижения цели – полета на Луну или Марс – потребуется создание сложнейшего ракетно-космического комплекса (РКК), состоящего из наземных сооружений, многоступенчатой ракеты, спускаемого аппарата, систем связи, управления, жизнеобеспечения космонавтов и др.
Как следует из приведенного примера, система (ракетно-космический комплекс) – это устройство, обособленное от внешней среды (но связанное с ней), состоящее из отдельных частей (подсистем), соединенных между собой определенным образом.
Для создания такой системы требуется еще большая система (надсистема), состоящая из НИИ, КБ, заводов и т.п., цель которой другая - (разработка и изготовление ракетно-космического комплекса).
Когда в данный момент мы говорим о ракетно-космическом комплексе (РКК), мы имеем дело не с самим РКК, а с его языковой (лингвистической) моделью. Аналогично цель также является моделью того состояния, к которому мы стремимся в будущем.
Любое определение – это тоже модель. Например, для понятия (системы) «человек» можно дать такие определения:
человек – это биологическая система, состоящая из головы, шеи, ног, рук, туловища и т.д.;
человек – это биологическая система, состоящая из кровеносной, пищеварительной, половой и т.п. систем;
человек – это адаптивная, обучающаяся, самосовершенствующаяся биологическая система, способная вводить обратные связи;
человек может быть педагогом, механиком, спортсменом, студентом и др.;
человек может быть высокого, низкого, среднего роста, блондином, брюнетом, шатеном и т.д.
Приведенный пример представляет собой далеко не полную классификацию человека по внутреннему устройству, внешнему виду, роду занятий и т.д. Приведенные классификации – это тоже модели.
В каждой из приведенных классификаций мы пользуемся специальным языком. Перечень таких языков, необходимых для изучения данной системы, называется конфигуратором.
Например, для проектирования системы автоматического регулирования потребуется знание теории автоматического регулирования, соответствующих разделов математики, физики процессов, происходящих в элементах системы, электротехники, электроники и многих других разделов, совокупность которых, как мы уже сказали, и есть конфигуратор.
Процесс построения модели – это моделирование, одна из важнейших технологий системного анализа.
В системном анализе существует ряд широко применяемых моделей (модели «черного ящика», состава, структуры, структурной схемы) [13].
Важнейшими технологиями системного анализа являются декомпозиция и агрегирование. Если, например, разобрать велосипед на части, мы узнаем, как устроен, из каких частей состоит велосипед, однако окажется, что руль не рулит, педали не вращают колеса и т.д. (хотя эти детали могут двигаться).
Все эти детали приобретают свойственные им качества после сборки (агрегирование, синтез), соединения деталей в велосипед. Оказывается, однако, что велосипед после сборки приобретает еще и дополнительное качество – он может передвигаться и перевозить пассажира (свойство эмерджентности).
Итак, в результате синтеза мы узнаем, как работает система, какие новые (эмерджентные) свойства она приобретает.
Технологиями системного анализа и одновременно технологиями управления являются технологии выявления проблем и формулирования целей, технологии генерирования альтернатив и выбора, которые будут рассмотрены нами далее.
8.2. Моделирование
Мы столько можем, сколько знаем. Знание – сила.
Френсис Бэкон
Первоначально моделью назывался объект-заменитель, который в определенных условиях может заменить объект-оригинал, воспроизводя интересующие нас свойства и характеристики оригинала, причем имеет существенные преимущества, удобства (наглядность, обозримость, доступность испытаний, легкость оперирования с ним и др.).
Затем были осознаны модельные свойства чертежей, рисунков, карт реальных объектов искусственного происхождения, воплощающих абстракцию довольно высокого уровня.
Следующий шаг заключался в признании того, что моделями могут служить не только реальные объекты, но и абстрактные, идеальные построения. Типичными примерами служат математические модели. Модель в этом случае определяется как результат отображения одной абстрактной математической структуры на другую, также абстрактную, либо как результат интерпретации первой модели в терминах и образах второй [7, 13].
Имеется два типа материалов для построения моделей – средства самого сознания и средства окружающего материального мира. Соответственно этому модели могут быть разделены на абстрактные (идеальные) и материальные (реальные, вещественные).
Абстрактные модели являются идеальными конструкциями, построенными средствами мышления, сознания. Очевидно, что к абстрактным моделям относятся языковые конструкции. Однако современные представления о мышлении и сознании утверждают [13], что языковые (лингвистические) модели (т.е. модели, построенные средствами естественного языка) являются своего рода конечной продукцией мышления, уже готовой или почти готовой для передачи другим носителям языка. Установлено, что на более ранних стадиях работы человеческого мозга важную, хотя сейчас во многом неясную, роль играют неязыковые формы мышления, которые обозначаются терминами «эмоции», «бессознательное», «интуиция», «озарение», «образное мышление», «подсознание», «эвристика» и т. п.
Оставив в стороне иррациональные формы общения (искусство, гипноз, телепатию, мимику, жестикуляцию и пр.) рассмотрим внимание на моделях, создаваемых средствами языка.
На естественном языке мы можем говорить обо всем, он является универсальным средством построения любых абстрактных моделей. Эта универсальность обеспечивается не только возможностью введения в язык новых слов, но и возможностью иерархического построения все более развитых языковых моделей (слово – предложение – текст; понятия – отношения – определения – конструкции…).
Универсальность языка достигается, кроме прочего, еще и тем, что языковые модели обладают неоднозначностью, расплывчатостью, размытостью. Это свойство проявляется уже на уровне слов. Многозначность почти каждого слова (см. толковый словарь любого языка) или неопределенность слов (например, «много», «несколько») вместе с многовариантностью их возможных соединений во фразы позволяет любую ситуацию отобразить с достаточной для обычных практических целей точностью.
Эта приблизительность – неотъемлемое свойство языковых моделей. Человек преодолевает в практике их расплывчатость с помощью «понимания», «интерпретации». Иногда эта расплывчатость сознательно используется – в юморе, дипломатии, поэзии. Она придает прелесть человеческому общению. В других случаях она мешает выразиться так точно, как хотелось бы («у меня не хватает слов», или тютчевское – «мысль изреченная есть ложь»).
Рано или поздно практика сталкивает нас с ситуациями, когда приблизительность естественного языка оборачивается недостатком, который необходимо преодолеть на постоянной основе. Такую основу предоставляет выработка «профессионального» языка людьми, связанными общей для них, но частной для всех остальных деятельностью. Например, у северных народов имеется несколько десятков разных слов, обозначающих различные состояния снега. У африканского скотоводческого племени масаев столько разных слов, выражающих различия между коровами, что масай по одному слову может выделить одно животное из огромного стада [13].
В результате мы приходим к иерархии языков и соответствующей иерархии типов моделей. На верхнем уровне этого спектра находятся модели, создаваемые средствами естественного языка, и так вплоть до моделей, имеющих максимально достижимую, определенность и точность для сегодняшнего состояния данной отрасли знаний.
Итак, модели могут быть качественно различными, они образуют иерархию, в которой модель более высокого уровня (например, теория) содержит модели нижних уровней (например, гипотезы) как свои части, элементы. Важно также, что признание идеальных научных построений, законов в качестве моделей подчеркивает их относительную истинность.
Итак, модели могут быть материальными и идеальными (абстрактными). Они имеют иерархию.
Всякий процесс труда есть деятельность, направленная на достижение цели. Наиболее четко это прослеживается на примере трудовой деятельности. Например, токарь обтачивает заготовку, чтобы сделать из нее деталь, студент учится, чтобы приобрести специальность. Целевой характер имеет не только трудовая деятельность. Отдых, развлечения, прогулки, игры и т.п. также имеют целевой характер, иногда не вполне осознанный.
Важнейшим, организующим элементом такой деятельности является цель– образ желаемого будущего, т.е. модель состояния, на реализацию которого и направлена деятельность.
Системность деятельности проявляется и в том, что она осуществляется по определенному плану (определенному ритму). Следовательно, алгоритм – образ будущей деятельности, ее модель.
Как правило, деятельность редко осуществляется по жесткой программе без учета того, что происходит на промежуточных этапах. Чаще приходится оценивать текущий результат предыдущих действий и выбирать следующий шаг из числа возможных. Это означает, что необходимо сравнивать последствия всех возможных шагов, не выполняя их реально, т.е. «проиграть» их на модели.
Таким образом, моделированиеявляется обязательным, неизбежным действием во всякой целесообразной деятельности, пронизывает и организует ее, представляет собой не часть, аспект этой деятельности.
Итак, модель является не просто образом – заменителем оригинала, не вообще каким-то отображением, а отображением целевым.
Очень интересный пример приводит Ф.И. Перегудов в [13]: «представим, какие модели одного и того же бревна используют в своей деятельности разные члены туристской группы, пришедшей к месту новой стоянки. Одному поручено оборудовать лагерь, и он прикидывает, использовать ли это бревно для стола или как сиденье; другой отвечает за кострище, а для дров от бревна требуются не геометрические, а совсем другие качества. Третьего интересует возраст дерева, и он обследует спил бревна. Художник ищет у бревна сук с замысловатым изгибом… Короче говоря, модельотображает не сам по себе объект-оригинал, а то, что в нем нас интересует, т.е. то, что соответствует поставленной цели».
Из того, что модель является целевым отображением, с очевидностью следует множественность моделей одного и того же объекта: для разных целей обычно требуются разные модели. Сама целевая предназначенность моделей позволяет все разнообразное множество моделей разделить на основные типы – по типам целей [15, 23].
Модели можно разделить по направленности потоков информации, циркулирующих между субъектом и окружающим его миром (средой) на познавательные и прагматические (теоретические и практические).
Познавательные моделиявляются формой организации и представления знаний, средством соединения новых знаний с уже имеющимися. Познавательная деятельность ориентирована в основномна приближении модели к реальности, которую модель отображает.
Прагматические моделиявляются средством управления, средством организации практических действий, способом представления образцово правильных действий или их результата, т.е. являютсярабочим представлением целей.
Примерами прагматических моделей могут служить планы и программы действий, уставы организаций, кодексы законов, алгоритмы, рабочие чертежи и шаблоны, параметры отбора, технологические допуски, экзаменационные требования и т.д.
Другими словами, основное различие между познавательными и прагматическими моделями можно выразить так: познавательные модели отражают существующее, а прагматические – не существующее, но желаемое и (возможно) осуществимое [23].
Как и все в мире, модели проходят свой жизненный цикл: они возникают, развиваются, сотрудничают или соперничают с другими моделями, уступают место более совершенным.
Когда модель рассматривается в конкретный момент времени, можно говорить о ее неизменности. Такие модели называют статическими. Когда модели описывают процессы, протекающие в объекте моделирования, говорят о динамических моделях.
Для реализации своих модельных функций необходимо, чтобы модель была согласована с культурной средой, в которой ей предстоит функционировать, входила в эту среду не как чуждый ей элемент, а как ее естественная часть. Такое свойство согласованности с культурной средой называют ингерентностью[15, 16].
Модели обладают рядом свойств. Мир, в котором мы живем, бесконечен. Модели же конечны. Из конечности моделей вытекают с очевидностью свойства упрощенности и приближенности моделей. Кроме того, модели должны иметь сходство с моделируемым объектом.
Главная ценность моделей как формы знаний состоит в том, что они содержат объективную истину, т.е. в чем-то правильно отображают моделируемое. Однако кроме безусловно истинного содержания в модели имеется и условно-истинное (т.е. верное лишь при определенных условиях), и предположительно – истинное (т.е. условно-истинное при неизвестных условиях), а следовательно, и ложное. При этом в каждых конкретных условиях неизвестно точно, каково же фактическое соотношение истинного и ложного в данной модели. Ответ на этот вопрос дает только практика.
Отметим еще один аспект моделирования – взаимоотношение субъекта, который производит моделирование, объекта – предмета моделирования, модели и среды (культуры), в которой происходит моделирование (рис. 8.1).
Подводя итог, отметим, что модель понимается широко: модели бывают материальными и идеальными. Например, все наши знания представлены моделями.
Модели– это специальные системы. Мир моделей системен.
Целесообразная деятельность невозможна без моделирования. Сама цель уже есть модель будущего состояния. И алгоритм деятельности – также модель этой деятельности, которую еще только предстоит реализовать.
Рис. 8.1. Схема взаимоотношений при моделировании