- •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
-
Литература
-
Адамар Ж. Исследование процесса изобретения в области математики. - М.: Сов. радио,1970.
-
Альтшумр Г.С. Найти идею. - Новосибирск: Наука, 1986.
-
Дегпшрен Ю.И. Исследование операций. - М.: Высш. шк., 1986.
-
Демьяненко/ В.З. Проблема понимания как предмет вычислительной лингвистики. - В кн.: Лингвистическое обеспечение информационных систем, - М., 1987.
-
Джонс Дж. К. Методы проектирования. - М.: Мир, 1986.
-
Жаблоп К., Симон Ж.-К. Применение ЭВМ для численного моделирования и физике. -М.: Наука,1983.
-
Кемени Дж., Спелл Дж. Кибернетическое моделирование. Некоторые приложения. -М.: Сов.радио,1972.
-
Лем С. Сумма технологий, - М.: Мир, 1968.
-
Ленин В. И. Полн. собр. соч. Т. 29.
-
Маркс К., Энгельс Ф. Соч. 2-е изд. Т. 23.
-
Неуимип Я. Г. Модели в науке и технике. - Л.: Наука, 1984.
-
Подольпый Р. Нечто по имени нечто. - М.: Знание, 1983.
-
ПойаД. Математика и правдоподобные рассуждения. - М.: ИЛ, 1957.
-
Перегудов Ф.И. Основы системного проектирования АСУ организационными комплексами. - Томск: ТГУ, 1984.
-
15 Перегудов Ф.И. и др. Системное проектирование АСУ хозяйством области - М.: Статистика, 1977.
-
Рассел Б. Человеческое познание. М., 1957.
-
Ристригии Л.А. Кибернетика и познание. - Рига: Зинатне, 1978.
-
Розенблют А., Винер Н. Роль моделей в науке. - В кн.: Неуймин Я.Г. Модели в науке и технике.-Л.: Наука, 1984.
-
Седов Л.И. Теория подобия и размерности в механике. - М.: ГИТТЛ, 1954,
-
Хагер Н. Этапы формирования моделей. - В сб.: Эксперимент. Модель. Теория. -М.Берлин: Наука,1982.
-
Чешек В.В. Проблема реальности в классической и современной физике. - Томск: ТГУ, 1984.
-
Шэтюн Р. Имитационное моделирование систем - искусство и наука. - М.: Мир; 1978.
-
Упражнения
2.2
• Обсудите различия в моделях лошади с позиций крестьянина, жокея, кавалериста, скульптора, коневода, повара. Задача обсуждения - иллюстрация целевого характера моделей.
• В каких обстоятельствах карта местности является познавательной, а в каких - прагматической моделью?
2.3
• Попробуйте рассмотреть ваше любимое стихотворение как модель. Обсудите реальные и абстрактные аспекты дорожных знаков.
• Если условное подобие определяется соглашением, то чем ограничена свобода выбора моделей условного подобия?
2.5
• "Я знаю, что ты знаешь, что я знаю". Сколько ветвей и уровней в этой иерархии моделей? Попробуйте изобразить это гра4)ом.
• Экстрасенс, делая пассы руками, снимает головную боль у пациента и объясняет это взаимодействием своего биополя с биополем пациента. Обсудите соотношение адекватности и истинности модели, предложенной экстрасенсом.
• Приведите примеры конечности, упрощенности и приближенности моделей.
(Для знающих физику.) Обсудите, в каких условиях проявляются волновые свойства элементарных частиц и чем эти условия отличаются от тех, когда корпускулярная модель более адекватна.
Попробуйте в знакомой вам модели (например, в законе Ома или в описании купленной вами вещи) отыскать безусловно-истинное, условно-истинное и ложное содержание.
Тема для обсуждения: насколько хорошо может простая модель отразить сложное явление? Аргументы в дискуссии подкрепляйте примерами. В качестве одного из таких примеров можете рассмотреть следующий (не претендующий на полную серьезность). "Теория счастья". Для построения содержательной теории некоторого явления совсем не обязательно его определять; достаточно ввести его количественную меру. Например, в теории ин4юрмации не рассматривается, что такое информация, а все содержание теории основано на количестве информации. В теоретической механике не обсуждается вопрос о том, что такое движение; в электродинамике - что такое электричество и магнетизм; этим теориям достаточно количественных характеристик изучаемых явлений. То же имеет место и для предлагаемой "теории счастья". В качестве аксиом предлагаются следующие положения:
1°. Каждый индивид наблюдает окружающую его реальность (Р) и имеет свое представление о желательном состоянии реальности, т.е. идеал (И). (Это может быть идеал любого уровня - идеал вкусного обеда, любимой работы, человеческого общения, настоящего друга, справедливости и т.п.)
2°. Мерой счастливости индивида можно считать функцию, монотонно зависящую от степени совпадения Р и И: чем сильнее они различаются, тем менее счастлив индивид. 3°. Каждому индивиду присуще природное стремление к повышению своей счастливости.
Этих аксиом достаточно для вывода следующих суждений. Существуют разные способы повышения счастливостн, и все из них имеют место в жизни:
а) изменяя реальность, приближать ее к идеалу (Р —> И). В зависимости от идеалов имеем спектр индивидов, идущих по этому пути - от революционеров, реформаторов. просветителей, через "рядовых" тружеников, до (к сожалению) нарушителей законов;
б) сближать реальность и идеал с помощью изменения идеала (И —> Р). Снова имеем спектр лиц. следующих такой возможности: от конформистов до циников, но в этом ряду есть и обычные люди, отказывающиеся от несбыточных идеалов;
в) подменять реальность ее иллюзией, уменьшая тем самым расхождение реальности и идеала. Здесь очевидны роль алкоголя, наркотиков: но не стоит ли в этом же ряду "массовая культура ? А "ложь во спасение , например в отношениях между врачами и смертельно больными пациентами'.'
г) сохранять баланс при привитии идеалов: идеал должен быть потенциально достижимым.
2.7
Тема для обсуждения: культура как "вторая природа" (возможные аспекты дискуссии:
объективные процессы в развитии культуры; роль моделей в культуре: возможны ли резкие ускорения в развитии культуры: формы взаимодействия модели с культурой и т.д.).
В § 2.7 перечислены причины, способствующие динамике, изменчивости моделей. Приведите примеры, иллюстрирующие каждую из этих причин.