- •Введение
- •1. Возникновение и развитие системных представлений
- •1.1. Предварительные замечания
- •1.2. Роль системных представлений в практической деятельности
- •Системность и алгоритмичность
- •1.3. Внутренняя системность познавательных процессов
- •Анализ и синтез в познании
- •Эволюция взглядов на системность мышления
- •1.4. Системность как всеобщее свойство материи
- •Вся природа системна
- •Системы как абстракция
- •Свойства любых систем
- •1.5. Краткий очерк истории развития системных представлений
- •Системность как объект исследования
- •Первые шаги кибернетики
- •Тектология богданова
- •Кибернетика винера
- •Попытки построения общей теории систем
- •Литература
- •Упражнения
- •Вопросы для самопроверки
- •2. Модели и моделирование
- •2.1. Широкое толкование понятия модели
- •Развитие понятия модели
- •Модель как философская категория
- •2.2. Моделирование - неотъемлемый этап всякой целенаправленной деятельности
- •Цель как модель
- •Познавательные и прагматические модели
- •Статические и динамические модели
- •2.3. Способы воплощения моделей
- •Абстрактные модели и роль языков
- •Материальные модели и виды подобия
- •Знаковые модели и сигналы
- •2.4. Условия реализации свойств моделей
- •2.5. Соответствие между моделью и действительностью: различия
- •Конечность моделей
- •Упрощенность моделей
- •Приближенность моделей
- •Адекватность моделей
- •2.6. Соответствие между моделью и действительностью: сходство
- •Истинность моделей
- •Сочетание истинного и ложного в модели
- •2.7. О динамике моделей
- •Сложности алгоритмизации моделирования
- •Естественная эволюция моделей
- •Заключение
- •Литература
- •Упражнения
- •Вопросы для самопроверки
- •3. Системы модели систем
- •3.1. Множественность моделей систем
- •3.2. Первое определение системы
- •Проблемы и системы
- •Сложности выявления целей
- •3.3. Модель "черного ящика"
- •Компоненты "черного ящика"
- •Сложности построения модели "черного ящика"
- •Множественность входов и выходов
- •3.4. Модель состава системы
- •Компоненты модели состава
- •Сложности построения модели состава
- •3.5. Модель структуры системы
- •Отношения и структуры
- •Свойство и отношение
- •3.6. Второе определение системы. Структурная схема системы
- •Структурная схема как соединение моделей
- •3.7. Динамические модели систем
- •Отображение динамики системы
- •Функционирование и развитие
- •Типы динамических моделей
- •Общая математическая модель динамики
- •Заключение
- •Упражнения
- •Вопросы для самопроверки
- •4. Искусственные и естественные системы
- •4.1. Искусственные системы и естественные объекты
- •4.2. Обобщение понятия системы. Искусственные и естественные системы
- •Структурированность естественных объектов
- •Субъективные и объективные цели
- •4.3. Различные классификации систем
- •Классификация систем по их происхождению
- •Типы переменных системы
- •Типы операторов системы
- •Типы способов управления
- •4.4. О больших и сложных системах
- •Ресурсы управления и качество системы
- •Различение больших и сложных систем
- •Другие подходы к понятию сложности
- •Заключение
- •Литература
- •Упражнения
- •Вопросы для самопроверки
- •5. Информационные аспекты изучения систем
- •5.1. Информация как свойство материи
- •5.2. Сигналы в системах
- •Понятие сигнала
- •Типы сигналов
- •5.3. Случайный процесс - математическая модель сигналов
- •Непредсказуемость - основное свойство сигналов
- •Классы случайных процессов
- •5.4. Математические модели реализации случайных процессов
- •Моделирование конкретных реализации
- •Некоторые модели ансамбля реализации
- •5.5. О некоторых свойствах непрерывных сигналов
- •Частотно-временное представление сигналов
- •Дискретное представление сигналов
- •5.6. Энтропия
- •Понятие неопределенности
- •Энтропия и ее свойства
- •Дифференциальная энтропия
- •Фундаментальное свойство энтропии случайного процесса
- •5.7. Количество информации
- •Количество информации как мера снятой неопределенности
- •Количество информации как мера соответствия случайных объектов
- •Свойства количества информации
- •Единицы измерения энтропии и количества информации
- •Количество информации в индивидуальных событиях
- •5.8. Об основных результатах теории информации
- •Избыточность
- •Скорость передачи и пропускная способность
- •Кодирование в отсутствие шумов
- •Кодирование при наличии шумов
- •Пропускная способность гауссова канала связи
- •Заключение
- •Литература
- •Упражнения
- •Вопросы для самопроверки
- •6. Роль измерений в создании моделей систем
- •6.1. Эксперимент и модель
- •Классическое представление об эксперименте
- •Современное понятие эксперимента
- •6.2. Измерительные шкалы
- •Шкалы наименований
- •Порядковые шкалы
- •Модифицированные порядковые шкалы
- •Шкалы интервалов
- •Шкалы отношений
- •Шкалы разностей
- •Абсолютная шкала
- •Согласование шкалы с природой наблюдений
- •О других шкалах
- •6.3. Расплывчатое описание ситуаций
- •Понятие расплывчатости
- •Основные понятия теории расплывчатых множеств
- •6.4. Вероятностное описание ситуации. Статистические измерения
- •Понятие случайной неопределенности
- •О природе случайности
- •Статистические измерения
- •6.5. Регистрация экспериментальных данных и ее связь с последующей их обработкой
- •Классификационные модели
- •Числовые модели
- •Особенности протоколов наблюдений
- •Заключение
- •Литература
- •Упражнения
- •Вопросы для самопроверки
- •7. Выбор (принятие решений)
- •7.1. Многообразие задач выбора
- •Выбор как реализация цели
- •Множественность задач выбора
- •7.2. Критериальный язык описания выбора
- •Выбор как максимизация критерия
- •Сведение многокритериальной задачи к однокритериальной
- •Условная максимизация
- •Варианты оптимизации при разноважных критериях
- •Выбор между упорядочениями
- •Поиск альтернативы с заданными свойствами
- •Нахождение паретовского множества
- •7.3. Описание выбора на языке бинарных отношений
- •Способы задания бинарных отношений
- •Отношения эквивалентности, порядка и доминирования
- •Об оцифровке порядковых шкал
- •7.4. Язык функций выбора
- •Функции выбора как математический объект
- •Ограничения на функции выбора
- •7.5. Групповой выбор
- •Описание группового выбора
- •Различные правила голосования
- •Парадоксы голосования
- •7.6. Выбор в условиях неопределенности
- •Задание неопределенности с помощью матрицы
- •Критерии сравнивания альтернатив при неопределенности исходов
- •Общее представление о теории игр
- •7.7. О выборе в условиях статистической неопределенности
- •Статистические решения как выбор
- •Общая схема принятия статистических решений
- •Понятие об основных направлениях математической статистики
- •Правила "статистической техники безопасности"
- •7.8. Выбор при расплывчатой неопределенности
- •Многокритериальный выбор в расплывчатой ситуации
- •Некритериальные задачи расплывчатого выбора
- •7.9. Достоинства и недостатки идеи оптимальности
- •Достоинства оптимизационного подхода
- •Ограниченность оптимизационного подхода
- •7.10. Экспертные методы выбора
- •Факторы, влияющие на работу эксперта
- •Методы обработки мнений экспертов
- •Метод "делфи"
- •7.11. Человеко-машинные системы и выбор
- •Пакеты прикладных программ для выбора
- •Базы знаний, экспертные системы
- •Системы поддержки решений
- •7.12. Выбор и отбор
- •Повторный выбор
- •Основные идеи теории элитных групп
- •Процедура "претендент- рекомендатель"
- •Процедуры "прополка" и "снятие урожая"
- •Процедура "делегирование"
- •Литература
- •Упражнения
- •Вопросы для самопроверки
- •8. Декомпозиция и агрегирование как процедуры системного анализа
- •8.1. Анализ и синтез в системных исследованиях
- •Сочетание анализа и синтеза в системном исследовании
- •Особенности синтетических методов
- •8.2. Модели систем как основания декомпозиции
- •Содержательная модель как основание декомпозиции
- •Связь между формальной и содержательной моделями
- •Проблема полноты моделей
- •8.3. Алгоритмизация процесса декомпозиции
- •Компромиссы между полнотой и простотой
- •Типы сложности
- •Алгоритм декомпозиции
- •8.4. Агрегирование, эмерджентность, внутренняя целостность систем
- •Эмерджентность как результат агрегирования
- •8.5. Виды агрегирования
- •Конфигуратор
- •Агрегаты-операторы
- •Классификация как агрегирование
- •Функция нескольких переменных как агрегат
- •Статистики как агрегаты
- •Агрегаты-структуры
- •Заключение
- •Литература
- •Упражнения
- •Вопросы для самопроверки
- •9. О неформализуемых этапах системного анализа
- •9.1. Что такое системный анализ
- •Разнородные знания и системный анализ
- •Системный анализ как прикладная диалектика
- •9.2. Формулирование проблемы
- •Превращение проблемы в проблематику
- •Методы построения проблематики
- •9.3. Выявление целей
- •Опасность подмены целей средствами
- •Влияние ценностей на цели
- •Множественность целей
- •Опасность смешения целей
- •Изменение целей со временем
- •9.4. Формирование критериев
- •Критерии как модель целей
- •Причины многокритериальности реальных задач
- •Критерии и ограничения
- •9.5. Генерирование альтернатив
- •Способы увеличения числа альтернатив
- •Создание благоприятных условий
- •Способы сокращения числа альтернатив
- •Мозговой штурм
- •Синектика
- •Разработка сценариев
- •Морфологический анализ
- •Деловые игры
- •9.6. Алгоритмы проведения системного анализа
- •Трудности алгоритмизации системного анализа
- •Компоненты системных исследований
- •9.7. Претворение в жизнь результатов системных исследований
- •Внедрение результатов системного анализа в практику
- •Необходимость методологии внедрения
- •Рост и развитие
- •Условие добровольности участия в анализе
- •Роль отношений между участниками анализа
- •Проблемы и способы их решения
- •Роль этики в системном анализе
- •9.8. О специфике социальных систем
- •Несводимость социальных законов к биологическим и физическим
- •Существуют ли исторические закономерности?
- •"Мягкая" методология в системном анализе
- •Согласие при разногласиях
- •Учитывать будущее
- •Неожиданность как следствие сложности
- •Заключение
- •Литература
- •Вопросы для самопроверки
- •Краткий словарь специальных терминов
ВВЕДЕНИЕ 8
1. ВОЗНИКНОВЕНИЕ И РАЗВИТИЕ СИСТЕМНЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ 10
1.1. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ 10
1.2. РОЛЬ СИСТЕМНЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ В ПРАКТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 10
СИСТЕМНОСТЬ И АЛГОРИТМИЧНОСТЬ 11
1.3. ВНУТРЕННЯЯ СИСТЕМНОСТЬ ПОЗНАВАТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ 14
АНАЛИЗ И СИНТЕЗ В ПОЗНАНИИ 15
ЭВОЛЮЦИЯ ВЗГЛЯДОВ НА СИСТЕМНОСТЬ МЫШЛЕНИЯ 15
1.4. СИСТЕМНОСТЬ КАК ВСЕОБЩЕЕ СВОЙСТВО МАТЕРИИ 16
ВСЯ ПРИРОДА СИСТЕМНА 17
СИСТЕМЫ КАК АБСТРАКЦИЯ 17
СВОЙСТВА ЛЮБЫХ СИСТЕМ 18
1.5. КРАТКИЙ ОЧЕРК ИСТОРИИ РАЗВИТИЯ СИСТЕМНЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ 19
СИСТЕМНОСТЬ КАК ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ 20
ПЕРВЫЕ ШАГИ КИБЕРНЕТИКИ 21
ТЕКТОЛОГИЯ БОГДАНОВА 22
КИБЕРНЕТИКА ВИНЕРА 23
ПОПЫТКИ ПОСТРОЕНИЯ ОБЩЕЙ ТЕОРИИ СИСТЕМ 25
ЛИТЕРАТУРА 26
УПРАЖНЕНИЯ 27
Вопросы для самопроверки 27
2. МОДЕЛИ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 28
2.1. ШИРОКОЕ ТОЛКОВАНИЕ ПОНЯТИЯ МОДЕЛИ 28
РАЗВИТИЕ ПОНЯТИЯ МОДЕЛИ 28
МОДЕЛЬ КАК ФИЛОСОФСКАЯ КАТЕГОРИЯ 29
2.2. МОДЕЛИРОВАНИЕ - НЕОТЪЕМЛЕМЫЙ ЭТАП ВСЯКОЙ ЦЕЛЕНАПРАВЛЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 29
ЦЕЛЬ КАК МОДЕЛЬ 30
ПОЗНАВАТЕЛЬНЫЕ И ПРАГМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ 31
СТАТИЧЕСКИЕ И ДИНАМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ 31
2.3. СПОСОБЫ ВОПЛОЩЕНИЯ МОДЕЛЕЙ 32
АБСТРАКТНЫЕ МОДЕЛИ И РОЛЬ ЯЗЫКОВ 32
МАТЕРИАЛЬНЫЕ МОДЕЛИ И ВИДЫ ПОДОБИЯ 33
ЗНАКОВЫЕ МОДЕЛИ И СИГНАЛЫ 35
2.4. УСЛОВИЯ РЕАЛИЗАЦИИ СВОЙСТВ МОДЕЛЕЙ 36
2.5. СООТВЕТСТВИЕ МЕЖДУ МОДЕЛЬЮ И ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТЬЮ: РАЗЛИЧИЯ 37
КОНЕЧНОСТЬ МОДЕЛЕЙ 37
УПРОЩЕННОСТЬ МОДЕЛЕЙ 39
ПРИБЛИЖЕННОСТЬ МОДЕЛЕЙ 40
АДЕКВАТНОСТЬ МОДЕЛЕЙ 41
2.6. СООТВЕТСТВИЕ МЕЖДУ МОДЕЛЬЮ И ДЕЙСТВИТЕЛЬНОСТЬЮ: СХОДСТВО 41
ИСТИННОСТЬ МОДЕЛЕЙ 42
СОЧЕТАНИЕ ИСТИННОГО И ЛОЖНОГО В МОДЕЛИ 43
2.7. О ДИНАМИКЕ МОДЕЛЕЙ 43
СЛОЖНОСТИ АЛГОРИТМИЗАЦИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ 44
ЕСТЕСТВЕННАЯ ЭВОЛЮЦИЯ МОДЕЛЕЙ 45
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
ЛИТЕРАТУРА 48
УПРАЖНЕНИЯ 48
Вопросы для самопроверки 50
3. СИСТЕМЫ МОДЕЛИ СИСТЕМ 50
3.1. МНОЖЕСТВЕННОСТЬ МОДЕЛЕЙ СИСТЕМ 50
3.2. ПЕРВОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИСТЕМЫ 51
ПРОБЛЕМЫ И СИСТЕМЫ 51
СЛОЖНОСТИ ВЫЯВЛЕНИЯ ЦЕЛЕЙ 52
3.3. МОДЕЛЬ "ЧЕРНОГО ЯЩИКА" 53
КОМПОНЕНТЫ "ЧЕРНОГО ЯЩИКА" 53
СЛОЖНОСТИ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛИ "ЧЕРНОГО ЯЩИКА" 54
МНОЖЕСТВЕННОСТЬ ВХОДОВ И ВЫХОДОВ 55
3.4. МОДЕЛЬ СОСТАВА СИСТЕМЫ 56
КОМПОНЕНТЫ МОДЕЛИ СОСТАВА 56
СЛОЖНОСТИ ПОСТРОЕНИЯ МОДЕЛИ СОСТАВА 57
3.5. МОДЕЛЬ СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ 58
ОТНОШЕНИЯ И СТРУКТУРЫ 59
СВОЙСТВО И ОТНОШЕНИЕ 60
3.6. ВТОРОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИСТЕМЫ. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА СИСТЕМЫ 61
СТРУКТУРНАЯ СХЕМА КАК СОЕДИНЕНИЕ МОДЕЛЕЙ 61
3.7. ДИНАМИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ СИСТЕМ 62
ОТОБРАЖЕНИЕ ДИНАМИКИ СИСТЕМЫ 62
ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ И РАЗВИТИЕ 63
ТИПЫ ДИНАМИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ 63
ОБЩАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ 64
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
УПРАЖНЕНИЯ 67
Вопросы для самопроверки 68
4. ИСКУССТВЕННЫЕ И ЕСТЕСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ 68
4.1. ИСКУССТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ И ЕСТЕСТВЕННЫЕ ОБЪЕКТЫ 68
4.2. ОБОБЩЕНИЕ ПОНЯТИЯ СИСТЕМЫ. ИСКУССТВЕННЫЕ И ЕСТЕСТВЕННЫЕ СИСТЕМЫ 70
СТРУКТУРИРОВАННОСТЬ ЕСТЕСТВЕННЫХ ОБЪЕКТОВ 70
СУБЪЕКТИВНЫЕ И ОБЪЕКТИВНЫЕ ЦЕЛИ 71
4.3. РАЗЛИЧНЫЕ КЛАССИФИКАЦИИ СИСТЕМ 72
КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ ПО ИХ ПРОИСХОЖДЕНИЮ 73
ТИПЫ ПЕРЕМЕННЫХ СИСТЕМЫ 73
ТИПЫ ОПЕРАТОРОВ СИСТЕМЫ 74
ТИПЫ СПОСОБОВ УПРАВЛЕНИЯ 75
4.4. О БОЛЬШИХ И СЛОЖНЫХ СИСТЕМАХ 77
РЕСУРСЫ УПРАВЛЕНИЯ И КАЧЕСТВО СИСТЕМЫ 77
РАЗЛИЧЕНИЕ БОЛЬШИХ И СЛОЖНЫХ СИСТЕМ 78
ДРУГИЕ ПОДХОДЫ К ПОНЯТИЮ СЛОЖНОСТИ 79
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 80
ЛИТЕРАТУРА 81
УПРАЖНЕНИЯ 81
Вопросы для самопроверки 82
5. ИНФОРМАЦИОННЫЕ АСПЕКТЫ ИЗУЧЕНИЯ СИСТЕМ 82
5.1. ИНФОРМАЦИЯ КАК СВОЙСТВО МАТЕРИИ 82
5.2. СИГНАЛЫ В СИСТЕМАХ 84
ПОНЯТИЕ СИГНАЛА 84
ТИПЫ СИГНАЛОВ 84
5.3. СЛУЧАЙНЫЙ ПРОЦЕСС - МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИГНАЛОВ 85
НЕПРЕДСКАЗУЕМОСТЬ - ОСНОВНОЕ СВОЙСТВО СИГНАЛОВ 86
КЛАССЫ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ 87
5.4. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ РЕАЛИЗАЦИИ СЛУЧАЙНЫХ ПРОЦЕССОВ 88
МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНКРЕТНЫХ РЕАЛИЗАЦИИ 88
НЕКОТОРЫЕ МОДЕЛИ АНСАМБЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ 89
5.5. О НЕКОТОРЫХ СВОЙСТВАХ НЕПРЕРЫВНЫХ СИГНАЛОВ 90
ЧАСТОТНО-ВРЕМЕННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ СИГНАЛОВ 90
ДИСКРЕТНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ СИГНАЛОВ 91
5.6. ЭНТРОПИЯ 93
ПОНЯТИЕ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ 93
ЭНТРОПИЯ И ЕЕ СВОЙСТВА 93
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНАЯ ЭНТРОПИЯ 94
ФУНДАМЕНТАЛЬНОЕ СВОЙСТВО ЭНТРОПИИ СЛУЧАЙНОГО ПРОЦЕССА 95
5.7. КОЛИЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ 96
КОЛИЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ КАК МЕРА СНЯТОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ 96
КОЛИЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ КАК МЕРА СООТВЕТСТВИЯ СЛУЧАЙНЫХ ОБЪЕКТОВ 97
СВОЙСТВА КОЛИЧЕСТВА ИНФОРМАЦИИ 97
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ ЭНТРОПИИ И КОЛИЧЕСТВА ИНФОРМАЦИИ 98
КОЛИЧЕСТВО ИНФОРМАЦИИ В ИНДИВИДУАЛЬНЫХ СОБЫТИЯХ 98
5.8. ОБ ОСНОВНЫХ РЕЗУЛЬТАТАХ ТЕОРИИ ИНФОРМАЦИИ 99
ИЗБЫТОЧНОСТЬ 99
СКОРОСТЬ ПЕРЕДАЧИ И ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ 100
КОДИРОВАНИЕ В ОТСУТСТВИЕ ШУМОВ 101
КОДИРОВАНИЕ ПРИ НАЛИЧИИ ШУМОВ 102
ПРОПУСКНАЯ СПОСОБНОСТЬ ГАУССОВА КАНАЛА СВЯЗИ 103
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 104
ЛИТЕРАТУРА 105
УПРАЖНЕНИЯ 105
Вопросы для самопроверки 106
6. РОЛЬ ИЗМЕРЕНИЙ В СОЗДАНИИ МОДЕЛЕЙ СИСТЕМ 107
6.1. ЭКСПЕРИМЕНТ И МОДЕЛЬ 107
КЛАССИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ОБ ЭКСПЕРИМЕНТЕ 107
СОВРЕМЕННОЕ ПОНЯТИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА 109
6.2. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ШКАЛЫ 110
ШКАЛЫ НАИМЕНОВАНИЙ 110
ПОРЯДКОВЫЕ ШКАЛЫ 112
МОДИФИЦИРОВАННЫЕ ПОРЯДКОВЫЕ ШКАЛЫ 115
ШКАЛЫ ИНТЕРВАЛОВ 116
ШКАЛЫ ОТНОШЕНИЙ 118
ШКАЛЫ РАЗНОСТЕЙ 118
АБСОЛЮТНАЯ ШКАЛА 119
СОГЛАСОВАНИЕ ШКАЛЫ С ПРИРОДОЙ НАБЛЮДЕНИЙ 119
О ДРУГИХ ШКАЛАХ 120
6.3. РАСПЛЫВЧАТОЕ ОПИСАНИЕ СИТУАЦИЙ 123
ПОНЯТИЕ РАСПЛЫВЧАТОСТИ 124
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ РАСПЛЫВЧАТЫХ МНОЖЕСТВ 125
6.4. ВЕРОЯТНОСТНОЕ ОПИСАНИЕ СИТУАЦИИ. СТАТИСТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ 127
ПОНЯТИЕ СЛУЧАЙНОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ 127
О ПРИРОДЕ СЛУЧАЙНОСТИ 127
СТАТИСТИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯ 128
6.5. РЕГИСТРАЦИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ И ЕЕ СВЯЗЬ С ПОСЛЕДУЮЩЕЙ ИХ ОБРАБОТКОЙ 129
КЛАССИФИКАЦИОННЫЕ МОДЕЛИ 130
ЧИСЛОВЫЕ МОДЕЛИ 131
ОСОБЕННОСТИ ПРОТОКОЛОВ НАБЛЮДЕНИЙ 131
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 133
ЛИТЕРАТУРА 133
УПРАЖНЕНИЯ 134
Вопросы для самопроверки 134
7. ВЫБОР (принятие решений) 134
7.1. МНОГООБРАЗИЕ ЗАДАЧ ВЫБОРА 134
ВЫБОР КАК РЕАЛИЗАЦИЯ ЦЕЛИ 135
МНОЖЕСТВЕННОСТЬ ЗАДАЧ ВЫБОРА 136
7.2. КРИТЕРИАЛЬНЫЙ ЯЗЫК ОПИСАНИЯ ВЫБОРА 137
ВЫБОР КАК МАКСИМИЗАЦИЯ КРИТЕРИЯ 137
СВЕДЕНИЕ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОЙ ЗАДАЧИ К ОДНОКРИТЕРИАЛЬНОЙ 138
УСЛОВНАЯ МАКСИМИЗАЦИЯ 139
ВАРИАНТЫ ОПТИМИЗАЦИИ ПРИ РАЗНОВАЖНЫХ КРИТЕРИЯХ 139
ВЫБОР МЕЖДУ УПОРЯДОЧЕНИЯМИ 140
ПОИСК АЛЬТЕРНАТИВЫ С ЗАДАННЫМИ СВОЙСТВАМИ 140
НАХОЖДЕНИЕ ПАРЕТОВСКОГО МНОЖЕСТВА 141
7.3. ОПИСАНИЕ ВЫБОРА НА ЯЗЫКЕ БИНАРНЫХ ОТНОШЕНИЙ 142
СПОСОБЫ ЗАДАНИЯ БИНАРНЫХ ОТНОШЕНИЙ 142
ОТНОШЕНИЯ ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ, ПОРЯДКА И ДОМИНИРОВАНИЯ 143
ОБ ОЦИФРОВКЕ ПОРЯДКОВЫХ ШКАЛ 145
7.4. ЯЗЫК ФУНКЦИЙ ВЫБОРА 145
ФУНКЦИИ ВЫБОРА КАК МАТЕМАТИЧЕСКИЙ ОБЪЕКТ 146
ОГРАНИЧЕНИЯ НА ФУНКЦИИ ВЫБОРА 146
7.5. ГРУППОВОЙ ВЫБОР 147
ОПИСАНИЕ ГРУППОВОГО ВЫБОРА 147
РАЗЛИЧНЫЕ ПРАВИЛА ГОЛОСОВАНИЯ 148
ПАРАДОКСЫ ГОЛОСОВАНИЯ 149
7.6. ВЫБОР В УСЛОВИЯХ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ 151
ЗАДАНИЕ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ С ПОМОЩЬЮ МАТРИЦЫ 151
КРИТЕРИИ СРАВНИВАНИЯ АЛЬТЕРНАТИВ ПРИ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ ИСХОДОВ 153
ОБЩЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О ТЕОРИИ ИГР 153
7.7. О ВЫБОРЕ В УСЛОВИЯХ СТАТИСТИЧЕСКОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ 154
СТАТИСТИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ КАК ВЫБОР 154
ОБЩАЯ СХЕМА ПРИНЯТИЯ СТАТИСТИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ 156
ПОНЯТИЕ ОБ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЯХ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ СТАТИСТИКИ 156
ПРАВИЛА "СТАТИСТИЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ" 159
7.8. ВЫБОР ПРИ РАСПЛЫВЧАТОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ 161
МНОГОКРИТЕРИАЛЬНЫЙ ВЫБОР В РАСПЛЫВЧАТОЙ СИТУАЦИИ 161
НЕКРИТЕРИАЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ РАСПЛЫВЧАТОГО ВЫБОРА 163
7.9. ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ ИДЕИ ОПТИМАЛЬНОСТИ 163
ДОСТОИНСТВА ОПТИМИЗАЦИОННОГО ПОДХОДА 164
ОГРАНИЧЕННОСТЬ ОПТИМИЗАЦИОННОГО ПОДХОДА 164
7.10. ЭКСПЕРТНЫЕ МЕТОДЫ ВЫБОРА 166
ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА РАБОТУ ЭКСПЕРТА 167
МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ МНЕНИЙ ЭКСПЕРТОВ 167
МЕТОД "ДЕЛФИ" 168
7.11. ЧЕЛОВЕКО-МАШИННЫЕ СИСТЕМЫ И ВЫБОР 169
ПАКЕТЫ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ ДЛЯ ВЫБОРА 170
БАЗЫ ЗНАНИЙ, ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ 170
СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ РЕШЕНИЙ 171
7.12. ВЫБОР И ОТБОР 172
ПОВТОРНЫЙ ВЫБОР 172
ОСНОВНЫЕ ИДЕИ ТЕОРИИ ЭЛИТНЫХ ГРУПП 172
ПРОЦЕДУРА "ПРЕТЕНДЕНТ- РЕКОМЕНДАТЕЛЬ" 174
ПРОЦЕДУРЫ "ПРОПОЛКА" И "СНЯТИЕ УРОЖАЯ" 174
ПРОЦЕДУРА "ДЕЛЕГИРОВАНИЕ" 174
ЛИТЕРАТУРА 175
УПРАЖНЕНИЯ 177
Вопросы для самопроверки 178
8. ДЕКОМПОЗИЦИЯ И АГРЕГИРОВАНИЕ КАК ПРОЦЕДУРЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА 179
8.1. АНАЛИЗ И СИНТЕЗ В СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ 179
СОЧЕТАНИЕ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА В СИСТЕМНОМ ИССЛЕДОВАНИИ 180
ОСОБЕННОСТИ СИНТЕТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ 181
8.2. МОДЕЛИ СИСТЕМ КАК ОСНОВАНИЯ ДЕКОМПОЗИЦИИ 182
СОДЕРЖАТЕЛЬНАЯ МОДЕЛЬ КАК ОСНОВАНИЕ ДЕКОМПОЗИЦИИ 182
СВЯЗЬ МЕЖДУ ФОРМАЛЬНОЙ И СОДЕРЖАТЕЛЬНОЙ МОДЕЛЯМИ 185
ПРОБЛЕМА ПОЛНОТЫ МОДЕЛЕЙ 185
8.3. АЛГОРИТМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ДЕКОМПОЗИЦИИ 187
КОМПРОМИССЫ МЕЖДУ ПОЛНОТОЙ И ПРОСТОТОЙ 187
ТИПЫ СЛОЖНОСТИ 188
АЛГОРИТМ ДЕКОМПОЗИЦИИ 190
8.4. АГРЕГИРОВАНИЕ, ЭМЕРДЖЕНТНОСТЬ, ВНУТРЕННЯЯ ЦЕЛОСТНОСТЬ СИСТЕМ 191
ЭМЕРДЖЕНТНОСТЬ КАК РЕЗУЛЬТАТ АГРЕГИРОВАНИЯ 191
8.5. ВИДЫ АГРЕГИРОВАНИЯ 193
КОНФИГУРАТОР 193
АГРЕГАТЫ-ОПЕРАТОРЫ 195
КЛАССИФИКАЦИЯ КАК АГРЕГИРОВАНИЕ 196
ФУНКЦИЯ НЕСКОЛЬКИХ ПЕРЕМЕННЫХ КАК АГРЕГАТ 197
СТАТИСТИКИ КАК АГРЕГАТЫ 198
АГРЕГАТЫ-СТРУКТУРЫ 198
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 200
Литература 202
УПРАЖНЕНИЯ 203
Вопросы для самопроверки 203
9. О НЕФОРМАЛИЗУЕМЫХ ЭТАПАХ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА 204
9.1. ЧТО ТАКОЕ СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ 204
РАЗНОРОДНЫЕ ЗНАНИЯ И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ 204
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ КАК ПРИКЛАДНАЯ ДИАЛЕКТИКА 205
9.2. ФОРМУЛИРОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ 205
ПРЕВРАЩЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ В ПРОБЛЕМАТИКУ 206
МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРОБЛЕМАТИКИ 207
9.3. ВЫЯВЛЕНИЕ ЦЕЛЕЙ 208
ОПАСНОСТЬ ПОДМЕНЫ ЦЕЛЕЙ СРЕДСТВАМИ 209
ВЛИЯНИЕ ЦЕННОСТЕЙ НА ЦЕЛИ 209
МНОЖЕСТВЕННОСТЬ ЦЕЛЕЙ 210
ОПАСНОСТЬ СМЕШЕНИЯ ЦЕЛЕЙ 211
ИЗМЕНЕНИЕ ЦЕЛЕЙ СО ВРЕМЕНЕМ 212
9.4. ФОРМИРОВАНИЕ КРИТЕРИЕВ 212
КРИТЕРИИ КАК МОДЕЛЬ ЦЕЛЕЙ 212
ПРИЧИНЫ МНОГОКРИТЕРИАЛЬНОСТИ РЕАЛЬНЫХ ЗАДАЧ 213
КРИТЕРИИ И ОГРАНИЧЕНИЯ 214
9.5. ГЕНЕРИРОВАНИЕ АЛЬТЕРНАТИВ 216
СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ ЧИСЛА АЛЬТЕРНАТИВ 217
СОЗДАНИЕ БЛАГОПРИЯТНЫХ УСЛОВИЙ 217
СПОСОБЫ СОКРАЩЕНИЯ ЧИСЛА АЛЬТЕРНАТИВ 218
МОЗГОВОЙ ШТУРМ 218
СИНЕКТИКА 219
РАЗРАБОТКА СЦЕНАРИЕВ 220
МОРФОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ 221
ДЕЛОВЫЕ ИГРЫ 222
9.6. АЛГОРИТМЫ ПРОВЕДЕНИЯ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА 222
ТРУДНОСТИ АЛГОРИТМИЗАЦИИ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА 222
КОМПОНЕНТЫ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 224
9.7. ПРЕТВОРЕНИЕ В ЖИЗНЬ РЕЗУЛЬТАТОВ СИСТЕМНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 225
ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА В ПРАКТИКУ 225
НЕОБХОДИМОСТЬ МЕТОДОЛОГИИ ВНЕДРЕНИЯ 226
РОСТ И РАЗВИТИЕ 227
УСЛОВИЕ ДОБРОВОЛЬНОСТИ УЧАСТИЯ В АНАЛИЗЕ 228
РОЛЬ ОТНОШЕНИЙ МЕЖДУ УЧАСТНИКАМИ АНАЛИЗА 228
ПРОБЛЕМЫ И СПОСОБЫ ИХ РЕШЕНИЯ 229
РОЛЬ ЭТИКИ В СИСТЕМНОМ АНАЛИЗЕ 230
9.8. О СПЕЦИФИКЕ СОЦИАЛЬНЫХ СИСТЕМ 232
НЕСВОДИМОСТЬ СОЦИАЛЬНЫХ ЗАКОНОВ К БИОЛОГИЧЕСКИМ И ФИЗИЧЕСКИМ 232
СУЩЕСТВУЮТ ЛИ ИСТОРИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ? 233
"МЯГКАЯ" МЕТОДОЛОГИЯ В СИСТЕМНОМ АНАЛИЗЕ 235
СОГЛАСИЕ ПРИ РАЗНОГЛАСИЯХ 238
УЧИТЫВАТЬ БУДУЩЕЕ 238
НЕОЖИДАННОСТЬ КАК СЛЕДСТВИЕ СЛОЖНОСТИ 239
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 240
ЛИТЕРАТУРА 241
Вопросы для самопроверки 243
Краткий словарь специальных терминов 243
-
Введение
Научно-техническая революция привела к возникновению таких понятий, как большие и сложные системы, обладающие специфическими для них проблемами. Необходимость решения этих проблем вызвала к жизни множество приемов, методов, подходов, которые постепенно накапливались, развивались, обобщались, образуя в конце концов определенную технологию преодоления количественных и качественных сложностей. В разных сферах практической деятельности возникали такие ситуации, а соответствующие технологии вместе с их теоретическими основами получали разные названия: в инженерной деятельности - "методы проектирования", "методы инженерного творчества", "системотехника": в военных и экономических вопросах - "исследование операций"; в административном и политическом управлении - "системный подход", "политология", "футурология"; в прикладных научных исследованиях - "имитационное моделирование", "методология эксперимента" и т.д.
С другой стороны, теоретическая мысль на разных уровнях абстракции отражала системность мира вообще и системность человеческого познания и практики: на философском уровне-диалектический материализм; на общенаучном-системология, общая теория систем, теория организации; на естественно-научном - кибернетика: с развитием вычислительной техники возникли информатика и искусственный интеллект.
В начале 80-х годов уже стало очевидным, что все эти теоретические и прикладные дисциплины образуют как бы единый поток, "системное движение". Системность стала не только теоретической категорией, но и осознанным аспектом практической деятельности. Поскольку большие и сложные системы по необходимости стали предметом изучения, управления и проектирования, потребовалось обобщение методов исследования систем и методов воздействия на них. Должна была возникнуть некая прикладная наука, являющаяся "мостом" между абстрактными теориями системности и живой системной практикой. Она и возникла - сначала, как мы видели, в разных областях и под разными названиями, но в последние годы оформилась в науку, которая получила название "системный анализ". Хотя системный анализ находится в развитии, сегодня он выступает уже как самостоятельная дисциплина, имеющая свой объект деятельности, накопившая достаточно мощный арсенал средств и обладающая значительным практическим опытом.
Особенности современного системного анализа вытекают из самой природы сложных систем. Имея в качестве цели ликвидацию проблемы или, как минимум, выяснение ее причин, системный анализ привлекает для этого широкий спектр средств, использует возможности различных наук и практических сфер деятельности. Являясь по существу прикладной диалектикой, системный анализ придает большое значение методологическим аспектам любого системного исследования. С другой стороны, прикладная направленность системного анализа приводит к использованию всех современных средств научных исследований - математики, вычислительной техники, моделирования, натурных наблюдений и экспериментов.
В ходе исследования реальной системы обычно приходится сталкиваться с самыми разнообразными проблемами; быть профессионалом в каждой из них невозможно одному человеку. Выход видится в том, чтобы тот, кто берется осуществлять системный анализ, имел образование и опыт, необходимые для опознания и классификации конкретных проблем, для определения того, к каким специалистам следует обратиться для продолжения анализа. Это предъявляет особые требования к специалистам-системщикам: они должны обладать широкой эрудицией, раскованностью мышления, умением привлекать людей к работе, организовывать коллективную деятельность.
Прочтя данную книгу и даже дополнительно изучив нужные разделы глубже, чем это дано в ней, нельзя стать специалистом по системному анализу. Как выразился У. Шекспир: "Если бы делать было бы столь же легко, как знать, что надо делать, - часовни были бы соборами, хижины - дворцами". Профессионализм приобретается в практике.
Полезно было бы дополнить данную книгу сборником реальных примеров системного анализа. Но и это будут все-таки уже проработанные кем-то ранее ситуации. Самая же сложная и интересная часть системного анализа -это "вытаскивание" проблем из реальной жизни, отделение важного от несущественного, поиск правильной формулировки для каждой из возникающих задач. Авторы надеются, что данная книга будет полезной как введение в системный анализ.