Надіслати свою гарну роботу до бази знань просто. Використовуйте форму нижче

Студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будуть вам дуже вдячні.

Розміщено на http://www.allbest.ru/

Таврійський Федеральний Університет ім. В.І. Вернадського

Факультет математики та інформатики

Реферат на тему:

"Системний аналіз"

Виконав студент 3 курсу, 302 групи

Олександр Таганов

Науковий керівник

Стонякін Федір Сергійович

План

1. Визначення системного аналізу

1.1 Побудова моделі

1.2 Постановка завдання дослідження

1.3 Розв'язання поставленого математичного завдання

1.4 Характеристика задач системного аналізу

3. Процедури системного аналізу

4.1 Формування проблеми

4.2 Визначення цілей

5. Генерування альтернатив

Висновок

Список літератури

1. Визначення системного аналізу

Системний аналіз як дисципліна сформувався внаслідок виникнення необхідності досліджувати та проектувати складні системи, керувати ними в умовах неповноти інформації, обмеженості ресурсів та дефіциту часу. Системний аналіз є подальшим розвитком цілої низки дисциплін, як-от дослідження операцій, теорія оптимального управління, теорія прийняття рішень, експертний аналіз, теорія організації експлуатації систем тощо. Для успішного вирішення поставлених завдань системний аналіз використовує всю сукупність формальних та неформальних процедур. Перелічені теоретичні дисципліни є базою та методологічною основою системного аналізу. Таким чином, системний аналіз – міждисциплінарний курс, що узагальнює методологію дослідження складних технічних, природних та соціальних систем. Широке поширення ідей та методів системного аналізу, а головне - успішне їх застосування на практиці стало можливим лише з використанням та повсюдним використанням ЕОМ. Саме застосування ЕОМ як інструменту розв'язання складних завдань дозволило перейти від побудови теоретичних моделей систем до широкого їх практичного застосування. У зв'язку з цим М.М. Мойсеєв пише, що системний аналіз - це сукупність методів, заснованих на використанні ЕОМ та орієнтованих на дослідження складних систем – технічних, економічних, екологічних тощо. Центральною проблемою системного аналізу є проблема ухвалення рішення. Стосовно завдань дослідження, проектування та управління складними системами проблема прийняття рішення пов'язана з вибором певної альтернативи в умовах різноманітних невизначеностей. Невизначеність обумовлена багатокритеріальністю задач оптимізації, невизначеністю цілей розвитку систем, неоднозначністю сценаріїв розвитку системи, недостатністю апріорної інформації про систему, впливом випадкових факторів у ході динамічного розвитку системи та іншими умовами. Враховуючи дані обставини, системний аналіз можна визначити як дисципліну, що займається проблемами прийняття рішень за умов, коли вибір альтернативи вимагає аналізу складної інформації різної фізичної природи.

Системний аналіз є синтетичною дисципліною. У ньому можна назвати три основних напрями. Ці три напрямки відповідають трьом етапам, які завжди присутні у дослідженні складних систем:

1) побудова моделі досліджуваного об'єкта;

2) постановка завдання дослідження;

3) вирішення поставленої математичної задачі. Розглянемо ці етапи.

системне математичне генерування

1.1 Побудова моделі

Побудова моделі (формалізація системи, що вивчається, процесу або явища) є опис процесу мовою математики. При побудові моделі здійснюється математичний опис явищ і процесів, які у системі. Оскільки знання завжди відносно, опис будь-якою мовою відображає лише деякі сторони процесів, що відбуваються, і ніколи не є абсолютно повним. З іншого боку, слід зазначити, що при побудові моделі необхідно приділяти основну увагу тим сторонам процесу, що вивчається, які цікавлять дослідника. Глибоко помилковим є бажання при побудові моделі системи відобразити усі сторони існування системи. При проведенні системного аналізу, як правило, цікавляться динамічною поведінкою системи, причому при описі динаміки з точки зору дослідження є першорядні параметри та взаємодії, а є несуттєві в даному дослідженні параметри. Таким чином, якість моделі визначається відповідністю виконаного опису тим вимогам, які пред'являються до дослідження, відповідністю одержуваних за допомогою моделі результатів ходу спостережуваного процесу або явища. Побудова математичної моделі є основою всього системного аналізу, центральний етап дослідження чи проектування будь-якої системи. Від якості моделі залежить результат всього системного аналізу.

1.2 Постановка завдання дослідження

На цьому етапі формулюється мета аналізу. Мета дослідження передбачається зовнішнім фактором по відношенню до системи. Отже, мета стає самостійним об'єктом дослідження. Мета має бути формалізована. Завдання системного аналізу полягає у проведенні необхідного аналізу невизначеностей, обмежень та формулюванні, зрештою, деякої оптимізаційної задачі.

Тут х - Елемент деякого нормованого простору G, що визначається природою моделі, , де Е - безліч, яка може мати як завгодно складну природу, що визначається структурою моделі та особливостями досліджуваної системи. Отже, завдання системного аналізу цьому етапі трактується як певна оптимізаційна проблема. Аналізуючи вимоги до системи, тобто. Цілі, які передбачає досягти дослідник, і ті невизначеності, які при цьому неминуче присутні, дослідник повинен сформулювати мету аналізу мовою математики. Мова оптимізації виявляється тут природною і зручною, але зовсім не єдино можливою.

1.3 Розв'язання поставленого математичного завдання

Тільки цей третій етап аналізу можна зарахувати власне до етапу, який використовує повною мірою математичні методи. Хоча без знання математики та можливостей її апарату успішне виконання двох перших етапів неможливе, так як і при побудові моделі системи, і при формулюванні мети та завдань аналізу широке застосування мають знаходити методи формалізації. Однак зазначимо, що саме на завершальному етапі системного аналізу можуть знадобитися тонкі математичні методи. Але слід на увазі, що завдання системного аналізу можуть мати ряд особливостей, які призводять до необхідності застосування поряд з формальними процедурами евристичних підходів. Причини, через які звертаються до евристичних методів, насамперед пов'язані з нестачею апріорної інформації про процеси, що відбуваються в аналізованій системі. Також до таких причин можна віднести велику розмірність вектора х і складність структури множини G. У разі труднощі, що виникають внаслідок необхідності застосування неформальних процедур аналізу, найчастіше є визначальними. Успішне вирішення завдань системного аналізу вимагає використання кожному етапі дослідження неформальних міркувань. З огляду на це перевірка якості рішення, його відповідність вихідної мети дослідження перетворюється на найважливішу теоретичну проблему.

1.4 Характеристика задач системного аналізу

Системний аналіз в даний час винесено на вістря наукових досліджень. Він покликаний дати науковий апарат для аналізу та вивчення складних систем. Лідируюча роль системного аналізу обумовлена тим, що розвиток науки призвело до постановки завдань, покликаних вирішувати системний аналіз. Особливість поточного етапу полягає в тому, що системний аналіз, ще не встигнувши сформуватися в повноцінну наукову дисципліну, змушений існувати та розвиватися в умовах, коли суспільство починає відчувати потребу у застосуванні ще недостатньо розроблених та апробованих методів та результатів і не в змозі відкласти рішення пов'язаних з ними завдань на завтра. У цьому вся джерело, як сили, і слабкості системного аналізу: сили - оскільки він постійно відчуває вплив потреби практики, змушений безупинно розширювати коло об'єктів дослідження немає можливості абстрагуватися від реальних потреб суспільства; слабкості - тому, що нерідко застосування «сирих», недостатньо опрацьованих методів системних досліджень веде до прийняття скоростиглих рішень, нехтування реальними труднощами.

Розглянемо основні завдання, на вирішення яких спрямовані зусилля фахівців та які потребують подальшої розробки. По-перше, слід зазначити завдання дослідження системи взаємодій аналізованих об'єктів із довкіллям. Розв'язання цього завдання передбачає:

· Проведення кордону між досліджуваною системою та навколишнім середовищем, що визначає граничну глибину впливу аналізованих взаємодій, якими обмежується розгляд;

· Визначення реальних ресурсів такої взаємодії;

розгляд взаємодій досліджуваної системи із системою вищого рівня.

Завдання наступного типу пов'язані з конструюванням альтернатив цієї взаємодії, альтернатив розвитку системи у часі та просторі.

Важливий напрямок розвитку методів системного аналізу пов'язаний із спробами створення нових можливостей конструювання оригінальних альтернатив вирішення, несподіваних стратегій, незвичних уявлень та прихованих структур. Іншими словами, йдеться про розробку методів і засобів посилення індуктивних можливостей людського мислення на відміну від його дедуктивних можливостей, на посилення яких, по суті, спрямована розробка формальних логічних засобів. Дослідження у цьому напрямі розпочато лише зовсім недавно, і єдиний концептуальний апарат у них поки що відсутній. Тим не менш, і тут можна виділити кілька важливих напрямів - таких, як розробка формального апарату індуктивної логіки, методів морфологічного аналізу та інших структурно-синтаксичних методів конструювання нових альтернатив, методів синтактики та організації групової взаємодії при вирішенні творчих завдань, а також вивчення основних парадигм пошукового мислення

Завдання третього типу полягають у конструюванні безлічі імітаційних моделей, що описують вплив тієї чи іншої взаємодії на поведінку об'єкта дослідження. Зазначимо, що у системних дослідженнях не переслідується мета створення якоїсь супермоделі. Йдеться про створення приватних моделей, кожна з яких вирішує свої специфічні питання.

Навіть після того, як подібні імітаційні моделі створені і досліджені, питання про зведення різних аспектів поведінки системи в єдину схему залишається відкритим. Однак вирішити його можна і потрібно не за допомогою побудови супермоделі, а аналізуючи реакції на поведінку інших взаємодіючих об'єктів, що спостерігається, тобто. шляхом дослідження поведінки об'єктів - аналогів та перенесення результатів цих досліджень на об'єкт системного аналізу. Таке дослідження дає основу змістовного розуміння ситуацій взаємодії та структури взаємозв'язків, визначальних місце досліджуваної системи у структурі суперсистеми, компонентом якої є.

Завдання четвертого типу пов'язані з конструюванням моделей прийняття рішень. Будь-яке системне дослідження пов'язані з дослідженням різних альтернатив розвитку системи. Завдання системних аналітиків - вибрати та обґрунтувати найкращу альтернативу розвитку. На етапі вироблення та прийняття рішень необхідно враховувати взаємодію системи з її підсистемами, поєднувати цілі системи з цілями підсистем, виділяти глобальні та другорядні цілі.

Найбільш розвинена і в той же час найбільш специфічна галузь наукової творчості пов'язана з розвитком теорії прийняття рішень та формуванням цільових структур, програм та планів. Тут не відчувається нестачі і в роботах, і в дослідниках, що активно працюють. Однак і в даному випадку дуже багато результатів знаходяться на рівні непідтвердженого винахідництва і різночитань у розумінні, як істоти завдань, так і засобів їх вирішення. Дослідження у цій галузі включають:

a) побудова теорії оцінки ефективності прийнятих рішень або сформованих планів та програм; б)вирішення проблеми багатокритеріальності в оцінках альтернатив рішення або планування;

b) дослідження проблеми невизначеності, особливо пов'язаної не з факторами статистичного характеру, а з невизначеністю експертних суджень та навмисне створюваної невизначеністю, пов'язаної зі спрощенням уявлень про поведінку системи;

c) розробка проблеми агрегування індивідуальних переваг на рішеннях, що стосуються інтересів кількох сторін, які впливають на поведінку системи;

d) вивчення специфічних особливостей соціально-економічних критеріїв ефективності;

e) створення методів перевірки логічної узгодженості цільових структур і планів та встановлення необхідного балансу між обумовленістю програми дій та її підготовленістю до перебудови при надходженні нової інформації як про зовнішні події, так і зміну уявлень про виконання цієї програми.

Для останнього напряму потрібне нове усвідомлення реальних функцій цільових структур, планів, програм та визначення тих, які вони повинні виконувати, а також зв'язки між ними.

Розглянуті завдання системного аналізу охоплюють повного переліку завдань. Тут перераховані ті, які становлять найбільшу складність при їх вирішенні. Слід зазначити, що це завдання системних досліджень тісно взаємопов'язані друг з одним, неможливо знайти ізольовані і вирішуватися окремо як у часі, і за складом виконавців. Більше того, щоб вирішувати всі ці завдання, дослідник повинен мати широкий кругозір і володіти багатим арсеналом методів і засобів наукового дослідження.

2. Особливості завдань системного аналізу

Кінцевою метою системного аналізу є вирішення проблемної ситуації, що постала перед об'єктом проведеного системного дослідження (зазвичай це конкретна організація, колектив, підприємство, окремий регіон, соціальна структура тощо). Системний аналіз займається вивченням проблемної ситуації, з'ясуванням її причин, виробленням варіантів її усунення, прийняттям рішення та організацією подальшого функціонування системи, що вирішує проблемну ситуацію. Початковим етапом будь-якого системного дослідження є вивчення об'єкта системного аналізу, що проводиться, з подальшою його формалізацією. На цьому етапі виникають завдання, що докорінно відрізняють методологію системних досліджень від методології інших дисциплін, а саме, у системному аналізі вирішується двоєдине завдання. З одного боку, необхідно формалізувати об'єкт системного дослідження, з іншого боку, формалізації підлягає процес дослідження системи, процес постановки та вирішення проблеми. Наведемо приклад із теорії проектування систем. Сучасна теорія автоматизованого проектування складних систем можна розглядати як із частин системних досліджень. Відповідно до неї проблема проектування складних систем має два аспекти. По-перше, потрібно здійснити формалізований опис об'єкта проектування. Причому цьому етапі вирішуються завдання формалізованого описи як статичної складової системи (переважно формалізації підлягає її структурна організація), і її поведінка у часі (динамічні аспекти, які відбивають її функціонування). По-друге, потрібно формалізувати процес проектування. Складовими частинами процесу проектування є методи формування різних проектних рішень, методи їх інженерного аналізу та методи прийняття рішень щодо вибору найкращих варіантів реалізації системи.

Важливе місце у процедурах системного аналізу займає проблема ухвалення рішення. Як особливість завдань, що постають перед системними аналітиками, необхідно відзначити вимогу оптимальності прийнятих рішень. В даний час доводиться вирішувати завдання оптимального управління складними системами, оптимального проектування систем, що включають велику кількість елементів і підсистем. Розвиток техніки досяг такого рівня, при якому створення просто працездатної конструкції саме по собі вже не завжди задовольняє провідні галузі промисловості. Необхідно в ході проектування забезпечити найкращі показники щодо низки характеристик нових виробів, наприклад, досягти максимальної швидкодії, мінімальних габаритів, вартості тощо. за збереження решти вимог у заданих межах. Таким чином, практика висуває вимоги розробки не просто працездатного виробу, об'єкта, системи, а створення оптимального проекту. Аналогічні міркування справедливі й інших видів діяльності. При організації функціонування підприємства формулюються вимоги щодо максимізації ефективності його діяльності, надійності роботи обладнання, оптимізації стратегій обслуговування систем, розподілу ресурсів тощо.

У різних сферах практичної діяльності (техніці, економіці, соціальних науках, психології) виникають ситуації, коли потрібно приймати рішення, для яких не вдається повністю врахувати умови, що їх визначають. Прийняття рішення у разі відбуватиметься за умов невизначеності, що має різну природу. Один із найпростіших видів невизначеності - невизначеність вихідної інформації, що проявляється у різних аспектах. Насамперед відзначимо такий аспект, як вплив на систему невідомих факторів.

Невизначеність, обумовлена невідомими чинниками, також буває різних видів. Найпростіший вид такого роду невизначеності - стохастична невизначеність. Вона має місце у тих випадках, коли невідомі фактори є випадковими величинами або випадковими функціями, статистичні характеристики яких можуть бути визначені на підставі аналізу минулого досвіду функціонування об'єкта системних досліджень.

Наступний вид невизначеності - невизначеність цілей. Формулювання мети під час вирішення завдань системного аналізу є однією з ключових процедур, оскільки мета є об'єктом, визначальним постановку завдання системних досліджень. Невизначеність мети є наслідком багатокритеріальності завдань системного аналізу. Призначення мети, вибір критерію, формалізація мети майже завжди є складною проблемою. Завдання з багатьма критеріями характерні для технічних, господарських, економічних проектів.

І, нарешті, слід зазначити такий вид невизначеності, як невизначеність, пов'язана з подальшим впливом результатів ухваленого рішення на проблемну ситуацію. Річ у тім, що рішення, прийняте зараз і реалізується у певній системі, покликане вплинути функціонування системи. Власне для того воно і приймається, тому що за ідеєю системних аналітиків це рішення має вирішити проблемну ситуацію. Однак оскільки рішення приймається для складної системи, розвиток системи в часі може мати безліч стратегій. І звичайно ж, на етапі формування рішення та прийняття керуючого впливу аналітики можуть не уявляти повної картини розвитку ситуації. При ухваленні рішення існують різні рекомендації прогнозування розвитку системи у часі. Один із таких підходів рекомендує прогнозувати деяку «середню» динаміку розвитку системи та приймати рішення виходячи з такої стратегії. Інший підхід рекомендує при ухваленні рішення виходити з можливості реалізації найнесприятливішої ситуації.

Як наступну особливість системного аналізу відзначимо роль моделей як засоби вивчення систем, що є об'єктом системних досліджень. Будь-які методи системного аналізу спираються на математичний опис тих чи інших фактів, явищ, процесів. Вживаючи слово «модель», завжди мають на увазі деякий опис, що відображає саме ті особливості процесу, що вивчається, які і цікавлять дослідника. Точність, якість опису визначаються, перш за все, відповідністю моделі тим вимогам, які пред'являються до дослідження, відповідністю отриманих за допомогою моделі результатів ходу процесу, що спостерігається. Якщо під час розробки моделі використовується мова математики, говорять про математичні моделі. Побудова математичної моделі є основою всього системного аналізу. Це центральний етап дослідження чи проектування будь-якої системи. Від якості моделі залежить успішність всього подальшого аналізу. Однак у системному аналізі поряд із формалізованими процедурами велике місце займають неформальні, евристичні методи дослідження. Цьому є низка причин. Перша полягає у наступному. При побудові моделей систем може мати місце відсутність або нестача вихідної інформації визначення параметрів моделі.

І тут проводиться експертне опитування фахівців із усунення невизначеності чи, по крайнього заходу, її зменшення, тобто. досвід та знання фахівців можуть бути використані для призначення вихідних параметрів моделі.

Ще одна причина застосування евристичних методів ось у чому. Спроби формалізувати процеси, які у досліджуваних системах, завжди пов'язані з формулюванням певних обмежень і спрощень. Тут важливо не перейти ту грань, за якою подальше спрощення призведе до втрати суті описуваних явищ. Іншими словами-

бажання пристосувати добре вивчений математичний апарат для опису досліджуваних явищ може спотворити їх суть і призвести до невірних рішень. У цій ситуації потрібно використовувати наукову інтуїцію дослідника, його досвід та вміння сформулювати ідею розв'язання задачі, тобто. застосовується підсвідоме, внутрішнє обґрунтування алгоритмів побудови моделі та методів їх дослідження, що не піддається формальному аналізу. Евристичні методи пошуку рішень формуються людиною чи групою дослідників у процесі їхньої творчої діяльності. Евристика - це сукупність знань, досвіду, інтелекту, які використовуються отримання рішень з допомогою неформальних правил. Евристичні методи виявляються корисними і навіть незамінними при дослідженнях, що мають нечислову природу або відрізняються складністю, невизначеністю, мінливістю.

Напевно при розгляді конкретних завдань системного аналізу можна буде виділити ще якісь їх особливості, але, на думку автора, зазначені особливості є спільними для всіх завдань системних досліджень.

3. Процедури системного аналізу

У попередньому розділі було сформульовано три етапи проведення системного аналізу. Ці етапи є основою вирішення будь-якої задачі проведення системних досліджень. Суть їх у тому, що необхідно побудувати модель досліджуваної системи, тобто. дати формалізоване опис досліджуваного об'єкта, сформулювати критерій вирішення завдання системного аналізу, тобто. поставити завдання дослідження та далі вирішити поставлене завдання. Зазначені три етапи проведення системного аналізу є укрупненою схемою розв'язання задачі. Насправді завдання системного аналізу є досить складними, тому перерахування етапів може бути самоціллю. Зазначимо також, що методика проведення системного аналізу та керівні принципи не є універсальними – кожне дослідження має свої особливості та вимагає від виконавців інтуїції, ініціативи та уяви, щоб правильно визначити цілі проекту та досягти успіху в їх досягненні. Неодноразово були спроби створити досить загальний, універсальний алгоритм системного аналізу. Ретельний розгляд наявних у літературі алгоритмів показує, що вони великий ступінь спільності загалом і розбіжності у деталях, деталях. Постараємося викласти основні процедури алгоритму проведення системного аналізу, які є узагальненням послідовності етапів проведення такого аналізу, сформульованих рядом авторів, та відображають його загальні закономірності.

Перерахуємо основні процедури системного аналізу:

· Вивчення структури системи, аналіз її компонентів, виявлення взаємозв'язків між окремими елементами;

· Збір даних про функціонування системи, дослідження інформаційних потоків, спостереження та експерименти над аналізованою системою;

· Побудова моделей;

· Перевірка адекватності моделей, аналіз невизначеності та чутливості;

· Дослідження ресурсних можливостей;

· Визначення цілей системного аналізу;

· Формування критеріїв;

· генерування альтернатив;

· Реалізація вибору та прийняття рішень;

· Використання результатів аналізу.

4. Визначення цілей системного аналізу

4.1 Формулювання проблеми

Для традиційних наук початковий етап роботи полягає у постановці формального завдання, яке треба вирішувати. У дослідженні складної системи це проміжний результат, якому передує тривала робота із структурування вихідної проблеми. Початковий пункт визначення цілей у системному аналізі пов'язаний із формулюванням проблеми. Тут слід зазначити таку особливість завдань системного аналізу. Необхідність системного аналізу виникає тоді, коли замовник сформулював свою проблему, тобто. проблема не тільки існує, а й потребує вирішення. Однак системний аналітик повинен усвідомлювати, що сформульована замовником проблема є приблизним робочим варіантом. Причини, з яких вихідне формулювання проблеми необхідно вважати першим наближенням, полягають у наступному. Система, на яку формулюється мета проведення системного аналізу, перестав бути ізольованою. Вона пов'язані з іншими системами, входить як частину до складу деякої надсистеми, наприклад, автоматизована система управління відділом чи цехом для підприємства є структурної одиницею АСУ всього підприємства. Тому, формулюючи проблему для аналізованої системи, необхідно враховувати, як вирішення цієї проблеми позначиться на системах, із якими пов'язана дана система. Неминуче плановані зміни торкнуться і підсистеми, що входять до складу даної системи, і надсистему, що містить цю систему. Таким чином, до будь-якої реальної проблеми слід ставитися не як до окремо взятої, а як до об'єкта з-поміж взаємозалежних проблем.

При формулюванні системи проблем системний аналітик повинен дотримуватись деяких рекомендацій. По-перше, за основу має братися думка замовника. Як правило, як таке виступає керівник організації, для якої проводиться системний аналіз. Саме він, як було зазначено вище, генерує вихідне формулювання проблеми. Далі системний аналітик, ознайомившись із сформульованою проблемою, повинен усвідомити завдання, що були поставлені перед керівником, обмеження та обставини, що впливають на поведінку керівника, суперечливі цілі, між якими він намагається знайти компроміс. Системний аналітик має вивчити організацію, на яку проводиться системний аналіз. Необхідно ретельно ознайомитися з існуючою ієрархією управління, функціями різних груп, а також з попередніми дослідженнями відповідних питань, якщо такі проводилися. Аналітик повинен утримуватись від висловлювання своєї упередженої думки про проблему та від спроб втиснути її в рамки своїх колишніх уявлень задля того, щоб використати бажаний для себе підхід до її вирішення. Нарешті, аналітик не повинен залишати неперевіреними затвердження та зауваження керівника. Як зазначалося, проблему, сформульовану керівником, необхідно, по-перше, розширювати до комплексу проблем, узгоджених з над- і підсистемами, і, по-друге, узгоджувати її з усіма зацікавленими особами.

Слід зазначити, кожна з зацікавлених сторін має своє бачення проблеми, ставлення до неї. Тому при формулюванні комплексу проблем необхідно враховувати, які зміни та чому хоче внести та чи інша сторона. Крім того, проблему необхідно розглядати всебічно, у тому числі й у тимчасовому історичному плані. Потрібно передбачити, як сформульовані проблеми можуть змінитися з часом або через те, що дослідження зацікавить керівників іншого рівня. Формулюючи комплекс проблем, системний аналітик повинен знати розгорнуту картину того, хто зацікавлений у тому чи іншому рішенні.

4.2 Визначення цілей

Після того, як сформульована проблема, яку потрібно подолати під час виконання системного аналізу, переходять до визначення мети. Визначити мету системного аналізу – це означає відповісти на питання, що треба зробити для зняття проблеми. Сформулювати мету - означає вказати напрямок, у якому слід рухатися, щоб вирішити існуючу проблему, показати шляхи, які відводять від існуючої проблемної ситуації.

Формулюючи мету, потрібно завжди усвідомлювати, що вона грає активну роль управлінні. У визначенні мети відбито, що мета - це бажаний результат розвитку системи. Таким чином, сформульована мета системного аналізу визначатиме весь подальший комплекс робіт. Отже, цілі мають бути реалістичними. Завдання реалістичних цілей спрямує всю діяльність із виконання системного аналізу отримання певного корисного результату. Важливо також відзначити, що уявлення про мету залежить від стадії пізнання об'єкта, і з розвитком уявлень про нього мета може бути переформульована. Зміна цілей у часі може відбуватися як формою, з усе кращого розуміння суті явищ, які у досліджуваної системі, а й у змісту, внаслідок зміни об'єктивних умов і суб'єктивних установок, які впливають вибір цілей. Строки зміни поглядів на цілях, старіння цілей різні і залежить від рівня ієрархії розгляду об'єкта. Цілі вищих рівнів довговічніші. Динамічність цілей має враховуватися у системному аналізі.

При формулюванні мети слід враховувати, що у мету впливають як зовнішні стосовно системі чинники, і внутрішні. При цьому внутрішні фактори є такими об'єктивно впливають на процес формування мети факторами, як і зовнішні.

Далі слід зазначити, що навіть на верхньому рівні ієрархії системи має місце множинність цілей. Аналізуючи проблему, необхідно враховувати цілі всіх заінтересованих сторін. Серед багатьох цілей бажано спробувати знайти або сформувати глобальну мету. Якщо цього зробити не вдається, слід проранжувати цілі в порядку їхнього переваги для зняття проблеми в аналізованій системі.

Дослідження цілей зацікавлених у проблемі осіб має передбачати можливість їх уточнення, розширення чи навіть заміни. Ця обставина є основною причиною ітеративності системного аналізу.

На вибір цілей суб'єкта вирішальний вплив має та система цінностей, якої він дотримується, тому для формування цілей необхідним етапом робіт є виявлення системи цінностей, якої дотримується особа, яка приймає рішення. Так, наприклад, розрізняють технократичну та гуманістичну системи цінностей. Згідно з першою системою, природа проголошується як джерело невичерпних ресурсів, людина-цар природи. Усім відома теза: «Ми не можемо чекати милостей від природи. Взяти їх у неї наше завдання». Гуманістична система цінностей свідчить, що природні ресурси обмежені, що людина має жити у гармонії з природою тощо. Практика розвитку людського суспільства показує, що дотримання технократичної системи цінностей призводить до згубних наслідків. З іншого боку, повна відмова від технократичних цінностей також не має виправдання. Необхідно не протиставляти ці системи, а розумно доповнювати їх та формулювати цілі розвитку системи з урахуванням обох систем цінностей.

5. Генерування альтернатив

Наступним етапом системного аналізу є створення безлічі можливих способів досягнення сформульованої мети. Іншими словами, на даному етапі необхідно згенерувати безліч альтернатив, з яких потім здійснюватиметься вибір найкращого шляху розвитку системи. Цей етап системного аналізу є дуже важливим і важким. Важливість його полягає в тому, що кінцева мета системного аналізу полягає у виборі найкращої альтернативи на заданій множині та в обґрунтуванні цього вибору. Якщо сформоване безліч альтернатив не потрапила найкраща, то ніякі найдосконаліші методи аналізу не допоможуть її обчислити. Трудність етапу обумовлена необхідністю генерації досить повної множини альтернатив, що включає в себе, на перший погляд, навіть нереалізовані.

Генерування альтернатив, тобто. Ідей про можливі способи досягнення мети є справжнім творчим процесом. Існує ряд рекомендацій про можливі підходи до виконання цієї процедури. Необхідно згенерувати якомога більше альтернатив. Є такі способи генерації:

a) пошук альтернатив у патентній та журнальній літературі;

b) залучення кількох експертів, які мають різну підготовку та досвід;

c) збільшення кількості альтернатив за рахунок їх комбінації, утворення проміжних варіантів між запропонованими раніше;

d) модифікація існуючої альтернативи, тобто. формування альтернатив, що лише частково відрізняються від відомої;

e) включення альтернатив, протилежних до запропонованих, у тому числі й «нульової» альтернативи (не робити нічого, тобто розглянути наслідки розвитку подій без втручання системотехніків);

f) інтерв'ювання зацікавлених осіб та ширші анкетні опитування; ж) включення до розгляду навіть тих альтернатив, які на перший погляд здаються надуманими;

g) генерування альтернатив, розрахованих різні інтервали часу (довгострокові, короткострокові, екстрені).

При виконанні роботи з генерування альтернатив важливо створити сприятливі умови для працівників, які виконують цей вид діяльності. Велике значення мають психологічні чинники, що впливають інтенсивність творчої діяльності, тому необхідно прагнути створення сприятливого клімату робочому місці співробітників.

Існує ще одна небезпека, що виникає при виконанні робіт із формування безлічі альтернатив, про яку необхідно сказати. Якщо спеціально прагнути до того що, щоб у початковій стадії було отримано якнайбільше альтернатив, тобто. намагатися зробити безліч альтернатив якомога повнішим, то для деяких проблем їх кількість може досягти багатьох десятків. Для докладного вивчення кожної їх потрібні неприйнятно великі витрати часу й коштів. Тому в даному випадку необхідно провести попередній аналіз альтернатив і постаратися звузити множину на ранніх етапах аналізу. На цьому етапі аналізу застосовують якісні методи порівняння альтернатив, не вдаючись до точніших кількісних методів. Тим самим здійснюється грубе відсіювання.

Наведемо тепер методи, які у системному аналізі, щодо роботи з формуванню безлічі альтернатив.

6. Використання результатів аналізу

Системний аналіз є прикладною наукою, його кінцева мета – зміна існуючої ситуації відповідно до поставлених цілей. Остаточне судження про правильність та корисність системного аналізу можна зробити лише на підставі результатів його практичного застосування.

Кінцевий результат залежатиме не тільки від того, наскільки досконалі та теоретично обґрунтовані методи, що застосовуються під час проведення аналізу, а й від того, наскільки грамотно та якісно реалізовано отримані рекомендації.

Нині питанням запровадження результатів системного аналізу на практику приділяється підвищену увагу. У цьому вся напрямі можна назвати роботи Р. Акоффа. Слід зазначити, що практика системних досліджень, і практика їх результатів істотно різняться для систем різних типів. Відповідно до класифікації системи поділяються на три типи: природні, штучні та соціотехнічні. У системах першого типу зв'язку утворені та діють природним чином. Прикладами таких систем можуть бути екологічні, фізичні, хімічні, біологічні тощо. системи. У системах другого типу зв'язку утворені внаслідок людської діяльності. Прикладами можуть бути всілякі технічні системи. У системах третього типу, крім природних зв'язків, значної ролі грають міжособистісні зв'язки. Такі зв'язки зумовлені не природними властивостями об'єктів, а культурними традиціями, вихованням суб'єктів, що беруть участь у системі, їх характером та іншими особливостями.

Системний аналіз застосовується на дослідження систем всіх трьох типів. У кожній з них є свої особливості, що вимагають обліку при організації робіт із застосування результатів. Найбільша частка слабоструктурованих проблем у системах третього типу. Отже, найбільш складною є практика впровадження результатів системних досліджень у цих системах.

При впровадженні результатів системного аналізу необхідно пам'ятати таке обставина. Робота здійснюється на клієнта (замовника), який має владу, достатню для зміни системи тими способами, які будуть визначені в результаті системного аналізу. У роботі повинні безпосередньо брати участь усі зацікавлені сторони. Зацікавлені сторони – це ті, хто відповідає за вирішення проблеми, та ті, кого ця проблема безпосередньо стосується. У результаті впровадження системних досліджень необхідно забезпечити покращення роботи організації замовника з погляду хоча б однієї із заінтересованих сторін; при цьому не допускаються погіршення цієї роботи з погляду решти учасників проблемної ситуації.

Говорячи про впровадження результатів системного аналізу, важливо відзначити, що в реальному житті ситуація, коли спочатку проводять дослідження, а потім їх результати впроваджують у практику, зустрічається вкрай рідко, лише в тих випадках, коли йдеться про прості системи. При дослідженні соціотехнічних систем вони змінюються з часом як власними силами, і під впливом досліджень. У процесі проведення системного аналізу змінюються стан проблемної ситуації, цілі системи, персональний та кількісний склад учасників, співвідношення між заінтересованими сторонами. З іншого боку, слід зазначити, що реалізація прийнятих рішень впливає всі чинники функціонування системи. Етапи дослідження та застосування такого типу системах практично зливаються, тобто. йде ітеративний процес. Дослідження, що проводяться, впливають на життєдіяльність системи, і це видозмінює проблемну ситуацію, ставить нове завдання досліджень. Нова проблемна ситуація стимулює подальше проведення системного аналізу тощо. Отже, проблема поступово вирішується під час активного дослідження.

Увивід

Важливою особливістю системного аналізу є дослідження процесів цілеутворення та розробка засобів роботи з цілями (методик, структуризація цілей). Іноді навіть системний аналіз визначають як методологію дослідження цілеспрямованих систем.

Список літератури

Моїсеєв, Н.М. Математичні завдання системного аналізу/Н.М. Моїсеєв. - М.: Наука, 1981.

Оптнер, С. Системний аналіз для вирішення ділових та промислових проблем / С. Оптнер. - М.: Радянське радіо,

Основи системного підходу та їх додаток до розробки територіальних АСУ / за ред. Ф.І. Перегудова. - Томськ: Вид-во ТГУ, 1976. - 440 с.

Основи загальної теорії систем: навч. допомога. - СПб. : ВАС, 1992. - Ч. 1.

Перегудов, Ф.І. Введення у системний аналіз: навч. посібник/Ф.І. Перегудов, Ф.П. Тарасенко. - М.: Вища школа, 1989. - 367 с.

Рибніков, К.А. Історія математики: підручник/К.А. Рибніков. - М.: Вид-во МДУ, 1994. - 496 с.

Будок, Д.Я. Короткий нарис історії математики/Д.Я. Будівництво. - М.: Наука, 1990. - 253 с.

Степанов, Ю.С. Семіотика/Ю.С. Степанов. - М.: Наука, 1971. - 145 с.

Теорія систем та методи системного аналізу в управлінні та зв'язку / В.М. Волкова, В.А. Воронков, А.А. Денисов та ін -М. : Радіо та зв'язок, 1983. - 248 с.

Розміщено на Allbest.ru

...

Подібні документи

Теоретичні положення симплекс-методу та постоптимального аналізу. Побудова математичної моделі задачі. Знаходження цінностей ресурсів. Визначення відносних та абсолютних діапазонів зміни рівнів запасів дефіцитних та недефіцитних ресурсів.

курсова робота , доданий 19.11.2010

Створення математичної моделі руху кульки, підкинутої вертикально догори, від початку падіння до удару об землю. Комп'ютерна реалізація математичної моделі серед електронних таблиць. Визначення впливу зміни швидкості на дальність падіння.

контрольна робота , доданий 09.03.2016

Складання математичної моделі задачі. Приведення її до стандартного транспортного завдання з балансом запасів та потреб. Побудова початкового опорного плану задачі методом мінімального елемента, розв'язання методом потенціалів. Аналіз результатів.

завдання, доданий 16.02.2016

Опис системи тривимірного візуалізатора процесу дефрагментації з погляду системного аналізу. Дослідження перетворень станів кубика Рубика з допомогою математичної теорії груп. Аналіз алгоритмів Тістлетуейту та Коцемби вирішення головоломки.

курсова робота , доданий 26.11.2015

Графічний розв'язок задачі лінійного програмування. Загальна постановка та вирішення двоїстої задачі (як допоміжної) М-методом, правила її формування з умов прямого завдання. Пряме завдання у стандартній формі. Побудова симплекс таблиці.

завдання, доданий 21.08.2010

Методи дослідження операцій для кількісного аналізу складних цілеспрямованих процесів. Розв'язання задач методом повного перебору та оптимальної вставки (визначення різноманітних розкладів, їх черговості, вибір оптимального). Генератор вихідних даних

курсова робота , доданий 01.05.2011

Вирішення першого завдання, рівняння Пуассона, функція Гріна. Крайові завдання рівняння Лапласа. Постановка крайових завдань. Функції Гріна для завдання Діріхле: тривимірний та двовимірний випадок. Розв'язання задачі Неймана за допомогою функції Гріна, реалізація на ЕОМ.

курсова робота , доданий 25.11.2011

Розрахунок ефективності ведення багатогалузевого господарства, відображення зв'язків між галузями у таблицях балансового аналізу. Побудова лінійної математичної моделі економічного процесу, що призводить до поняття власного вектора та значення матриці.

реферат, доданий 17.01.2011

Вирішення систем рівнянь за правилом Крамера, матричним способом, з використанням методу Гауса. Графічний розв'язок задачі лінійного програмування. Складання математичної моделі закритої транспортної задачі, розв'язання задачі засобами Excel.

контрольна робота , доданий 27.08.2009

Аналіз досліджень у галузі лікування діабету. Використання класифікаторів машинного навчання для аналізу даних, визначення залежностей та кореляції між змінними, значимих параметрів, а також підготовка даних для аналізу. Розробка моделі.

Сучасні теорії системного аналізу та прийняття рішень мають досить опрацьовану теоретичну базу методів моделювання детермінованих систем з нестабільністю параметрів та деякою початковою невизначеністю, яка визначається, як правило, впливами зовнішнього середовища. У той же час, як це показано вище, дедалі актуальнішими стають проблеми моделювання складних соціально-економічних неоднорідних систем з активним елементом – людиноюв центрі , створюючим велику початкову невизначеність внутрішнього стану системи, що у низці завдань то, можливо значима, ніж невизначеність довкілля.

Для відображення моделі цієї невизначеності вводять якісні характеристики. Однак спроби відобразити якісні характеристики у традиційних формальних моделях допомагають визначити місце та значення невизначеності у процесі прийняття рішення, але не вирішують проблеми розкриття впливу якісних характеристик на прийняття рішень.

На принципові особливості та закономірності відкритих систем, такі, як еквіфіналність, незалежна від початкових умов, ентропійно-негентропійні проблеми, необхідність урахування при моделюванні закономірностей комунікативності та ієрархічної впорядкованості, звернув увагу на самому початку становлення теорії систем Л. фон Берталанфі. Проте досі формалізація моделювання систем, у яких виявляються ці властивості та закономірності, залишається невирішеною проблемою.

Перші дослідники систем, зокрема Р. Акофф, М. Месарович, усвідомили принципову обмеженість формального опису складних неоднорідних систем з активними елементами. Однак привабливість формалізації моделі та передачі хоча б частини функцій щодо її дослідження обчислювальній машині змушує шукати нові методи моделювання таких систем.

Серед цих методів імітаційне динамічне моделювання,запропоноване Дж. Форрестером і виявилося ефективним на вирішення глобальних проблем, але важко інтерпретованим для завдань лише на рівні підприємств і закупівельних організацій; ситуаційне управління,запропоноване Д.А. Поспіловим для моделювання ситуацій з об'єктами, що переміщаються, і успішно реалізується для завдань диспетчеризації.

На певному етапі розвитку системних досліджень стали розроблятися логіко-лінгвістичні, когнітивнімоделі.

Такі моделі є зручними для будь-якого рівня керування. Однак проблемою залишається відображення якісних характеристик і закономірностей у моделях, що формуються.

На основі дослідження процесів функціонування та розвитку складних систем з використанням законів діалектики одним із авторів статті було запропоновано інформаційний підхіддо моделювання систем, що базується на матеріально – інформаційній парадигмі діалектичного розкриття матеріально – інформаційного дуалізму явищ та процесів різної фізичної природи. Цей підхід став основою нової інтегральної концепції сучасної теорії пізнання, що допомагає усвідомлено формувати моделі і дозволяє враховувати статику, кінематику і динаміку поведінки проблемної ситуації, що відображається. За допомогою інформаційного підходу розробляються методи та методики організації складних експертиз, сформульовано закономірність для вирішення проблеми взаємовідносин частини та цілого в системі та вирішення на цій основі проблеми діалектики свободи та справедливості, гнучкості та стійкості в системах з активними елементами.

Одним із важливих напрямів застосування системного аналізу є використання його засобів для реструктуризації організаційного управління підприємствами. Однак, незважаючи на зростаючі потреби, системний аналіз на сьогоднішній день знаходить не таке широке застосування для вирішення цих проблем. Серед причин такого становища насамперед досить низький рівень поінформованості керівного складу про методи та моделі системного аналізу, що є самостійною проблемою.

Важливою проблемою для забезпечення реструктуризації організаційного управління та прийняття інших рішень з управління підприємствами та організаціями є проблема цілеутворення, яка на всіх етапах розвитку системного аналізу була найбільш актуальною та важкою проблемою. Для її вирішення досліджуються закономірності цілеутворення, розробляються методики структуризації та аналізу цілей, що базуються на різних визначеннях та філософських концепціях відображення системи.

Вивчення процесу формування та аналізу структур, цілей і функцій управління показало, що це складний, ітеративний процес, що вимагає уточнення ознак структуризації, класифікаторів за цими ознаками, зміни їх послідовності, обговорення варіантів структури та внесення змін до початкових класифікаторів. Навіть під час використання однієї й тієї ж методики різні фахівці, зазвичай, формують різні варіанти структури, що з проявом закономірності цілісності кожному рівні ієрархічної структури. При зіставленні варіантів структури, узгодженні думок експертів необхідно забезпечити швидку повторюваність формування нових, уточнених структур, що дуже трудомістко. Все це зумовило необхідність пошуку шляхів автоматизації формування та аналізу структур, цілей та функцій, що дозволило б скоротити час на отримання структури, не знижуючи при цьому ступеня повноти. Таким чином, дослідження процесу формування та аналізу цілей і функцій призводить до обґрунтування принципової необхідності розробки автоматизованих процедур діалогового типу з розвиненим інтерфейсом користувача, що і є в даний час актуальним завданням системного аналізу.

Важливою і малодослідженою проблемою сучасного системного аналізу є проблема створення систем, що самоорганізуються, вирішення якої пов'язане з дослідженням дуалізму ентрорлійно-негентропійних процесів у системі. Дослідження цієї проблеми на основі синергетичної концепції дозволили одержати формальні моделі для технічних та біологічних систем. Однак для соціально-економічних систем поки що ці результати можуть використовуватися тільки як пояснювальні моделі, що допомагають зрозуміти принципи самоорганізації, і актуальним залишається завдання розробки формалізованих моделей систем, що самоорганізуються.

Попередня

ПЕРШИЙ ВИЩИЙ ТЕХНІЧНИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД РОСІЇ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

«НАЦІОНАЛЬНИЙ МІНЕРАЛЬНО-СИРОВИНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «ГІРСЬКИЙ»

РОБОЧА ПРОГРАМА

НАВЧАЛЬНОЇ ДИСЦИПЛІНИ

« СУЧАСНІ ПРОБЛЕМИ СИСТЕМНОГО АНАЛІЗУ ТА УПРАВЛІННЯ»

Напрямок підготовки: 220100 «СИСТЕМНИЙ АНАЛІЗ І УПРАВЛІННЯ»

Кваліфікація (ступінь) випускника: магістр

Форми навчання: очна

Упорядник: проф. В. Н. Романов

Санкт-Петербург

Робочу програму складено з урахуванням вимог ФГОС ВПО до змісту та рівня підготовки випускника за напрямом підготовки 220100 № 000 від 01.01.2001 р. та відповідно до робочих навчальних планів напряму підготовки, затверджених ректором Університету.

Упорядник та науковий редактор: професор В. Н. Романов

1 Цілі та завдання дисципліни.

2 Місце дисципліни у структурі ООП: 4

3 Вимоги до результатів освоєння дисципліни: 5

4 Обсяг дисципліни та види навчальної роботи.

5.2 Розділи дисципліни та міждисциплінарні зв'язки із забезпечуваними (наступними) дисциплінами. 9

5.3 Розділи дисциплін та види занять. 11

6 Лабораторний практикум. 11

7 Практичні заняття (семінари) 12

Збірники завдань. 14

б) Додаткова литература. 14

в) програмне забезпечення. 15

г) Бази даних, інформаційно-довідкові та пошукові системи. 15

10 Матеріально-технічне забезпечення дисципліни. 16

1. Цілі та завдання дисципліни:

Метою вивчення дисципліни ознайомлення магістрантів із сучасними проблемами системного аналізу та управління та підготовка їх до самостійної дослідницької роботи за спеціальністю.

Завдання курсу – придбання та розвиток компетентності, вміння вільно орієнтуватися у проблемах системного аналізу та управління, здатності до самостійного мислення, можливості самостійного вивчення сучасної наукової літератури з обраної спеціальності.

2. Місце дисципліни у навчальному процесі:

Дисципліна «Сучасні проблеми системного аналізу та управління» є однією з основних дисциплін фундаментального циклу в структурі ООП магістра, забезпечує професійну ерудицію та формує навички самостійного наукового дослідження, є базою щодо наступних дисциплін, пов'язаних з аналізом та моделюванням систем.

Дисципліна вивчається магістрантами протягом першого та другого семестрів. Вона створює основу для знайомства із сучасними науковими проблемами у сфері системного аналізу та управління та методами їх вирішення.

Для вивчення дисципліни необхідні знання з курсів вищої математики, фізики, інформатики (математичний аналіз, функціональний аналіз, теорія матриць, статистика, логіка, системний аналіз та прийняття рішень, знання основних фізичних законів, статистичної фізики, квантової механіки, спеціальної та загальної теорії відносності, загальної картини світу; знання сучасних комп'ютерних технологій). Вхідні знання магістрантів повинні відповідати загальнокультурній компетентності обсягом ОК-1, 2, 3, 4, 5та професійної компетентності в обсязі ПК-1, 2, 3, 4.

Знання сучасних проблем системного аналізу та управління складає фундамент обраної спеціальності, без якого неможлива успішна діяльність випускника вишу у спеціальних галузях технічних наук, організації та управління великими системами.

3.Вимоги до результатів освоєння дисципліни:

Процес вивчення дисципліни спрямований на набуття та розвиток компетентності у загальнокультурній та професійній сфері. Зокрема, у сфері загальної культури – в обсязі ОК-1, ОК-2, ОК-3, ОК-4, ОК-6, ОК-7, ОК-8. У професійній сфері – в обсязі ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-4, ПК-5, ПК-6, ПК-7, ПК-8, ПК-10, ПК-11, ПК-12, ПК-13.

В результаті вивчення дисципліни магістрант має:

Мати уявлення:

Про взаємозв'язок сучасних проблем системного аналізу та управління з проблемами інших наукових галузей.

Знати :

Методи аналізу зв'язності систем;

Методи аналізу стійкості та адаптивності систем;

Методи аналізу складності систем,

Методи прийняття рішень у системах за умов невизначеності.

Методи вирішення багатокритеріальних завдань оптимального керування.

У мати:

Застосовувати методи аналізу та прийняття рішень у реальних ситуаціях;

Вирішувати прикладні завдання багатокритеріальної оптимізації та управління у конкретних умовах;

Формулювати системні завдання та знаходити методи їх вирішення

Володіти:

Навичками системного мислення при вирішенні науково-дослідних та практичних завдань.

4.1. Обсяг дисципліни та види навчальної роботи

Загальна трудомісткість дисципліни становить __5__ залікових одиниць.

Вид навчальної роботи	Всього годин	Семестри

Аудиторні заняття (всього)
В тому числі:

Практичні заняття (ПЗ)
Семінари (С)
Лабораторні роботи (ЛР)
Самостійна робота (всього)
В тому числі:
Курсовий проект (робота)
Розрахунково-графічні роботи (РМР)

Інші види самостійної роботи:

Домашнє завдання
Підготовка до заліку та екзамену (всього) в тому числі:
самостійне вивчення теорії та методів вирішення завдань системного аналізу та управління
вивчення теорії та методів при виконанні домашнього завдання
вивчення теорії та методів при підготовці до захисту РГР
вивчення теорії та методів при підготовці до практичних занять
вивчення теорії та методів при підготовці до захисту лабораторних робіт
вивчення теорії та методів при підготовці до курсового проектування
робота з довідковою науково-технічною літературою


Загальна трудомісткість година

4.2. Зміст дисципліни

4.3. Зміст розділів дисципліни

	Найменування розділу дисципліни
	Математичний опис системи та її властивостей.	Зовнішній та внутрішній опис систем. Завдання реалізації. Опис мовою теорії множин та мовою станів. Зв'язок "вхід-вихід". Системи із кінцевим числом станів. Вибір зручного опису. Клас автоматів. Опис мовою ентропії та потенційних функцій. Стохастичні системи. Ідентифікація. Роль обмежень у системі. Поняття нечіткої множини та її застосування для опису систем, основні операції на нечіткій множині, функція приналежності та її визначення. Нечітка арифметика. Нечіткі множини вищого порядку. Глобальні характеристики високих систем: розмірність, складність, зв'язковість, стійкість, непередбачуваність поведінки. Структурна стабільність систем. Катастрофи та адаптованість систем. Типи складності систем та способи визначення. Структурна, динамічна та обчислювальна складність. Зв'язок між структурною та динамічною складністю. Аксіоми складності. Класифікація системних завдань щодо обчислювальної складності. Машина Т'юрінга.
	Методи аналізу зв'язності та складності систем.	Зв'язок структури великих систем. Опис зв'язків за допомогою графа. Симплекси, комплекси та багатовимірні зв'язки. Ексцентриситет. Концепція гомотопії. Діри та перешкоди. Ланцюги та кордони. Розширення поняття топологічної зв'язності. Покриття, розбиття та ієрархія. Побудова роздільних форм. Алгебраїчна зв'язність. Лінійні та нелінійні системи. Напівгрупи та вузлові з'єднання. Теорема декомпозиції Крона – Роудза та її застосування. Декомпозиція аналітичних систем. Структурна складність та ієрархія. Схема зв'язності. Концепція різноманіття. рівні взаємодії. Динамічна складність та проблема різних шкал часу. Складність автоматів. Еволюційна складність. Топологічна складність. Складність та теорія інформації.
	Методи аналізу стійкості та адаптивності систем.	Використання зовнішнього та внутрішнього опису для аналізу стійкості систем. Структурна стійкість. Зв'язкова стійкість та адаптивність. Графи та процеси поширення збурень у системі. Стійкість системи «чорна скринька» із зворотним зв'язком. Внутрішні моделі та стійкість. Біфуркація Хопфа. Структурно-стійкі динамічні системи. Теорія катастроф та її використання під час вирішення системних завдань. Типи особливостей. Катастрофа типу складання. Стійкість щодо обурення та за початковим значенням. Адаптивність динамічних процесів. Адаптивність та катастрофи. Системи Морса – Смейла та адаптивність.
	Проблеми управління та прийняття рішень.	Основні завдання системного аналізу під управлінням. Активне та пасивне управління. Еволюційні системи. Керовані та некеровані системи. Область досяжності. Особливості межі досяжності. Стійкість управління та зворотний зв'язок. Стійкість за Ляпуновим. Управління біфуркацією. Керована адаптивність. Поняття управління сингулярними розподіленими системами. Проблема оптимізації прийняття рішень. Проблема вибору та складність. Одноцільові та багатоцільові моделі прийняття рішень. Корисність варіантів розв'язків. Ризик та його оцінка. Евристичні методи пошуку рішення. Застосування теорії нечітких множин до розв'язання задач оптимального вибору. Функціональний підхід, заснований на запровадженні нечіткої міри відстані. Нечітка класифікація, нечітка логіка. Завдання оптимального управління за багатьох умов. Дискретні багатокритеріальні завдання та завдання з безперервним часом. Марківські моделі ухвалення рішень.

4.4. Розділи дисципліни та міждисциплінарні зв'язки із забезпечуваними (наступними) дисциплінами

	Найменування забезпечуваних (наступних) дисциплін	№ № розділів даної дисципліни, необхідні вивчення забезпечуваних (наступних) дисциплін


	Структурний аналіз та синтез систем
	Основи експертизи систем на основі аналізу даних

	Методи багатокритеріальної оптимізації
	Програмне забезпечення теорії моделювання та прийняття рішень
	Теорія прийняття рішень
	Управління у системах діагностики
	Методи системного аналізу даних
	Теорія та методи обліку невизначеності функціонування складних систем
	Сучасні комп'ютерні технології у науці
	Основи теорії ефективності складних систем
	Методи наукових досліджень технічних та соціально-економічних систем
	Науково-дослідна робота
	Науково-дослідна практика
	Педагогічна практика

5.3.1. Розділи дисципліни та види занять

6.1. Лабораторний практикуму комп'ютерному класі

№ розділу дисципліни	Найменування лабораторних робіт	Трудоємність
1.Математичний опис системи та її властивостей	Математичне моделювання систем
2. Методи аналізу зв'язності та складності систем	Визначення зв'язності та складності систем
3. Методи аналізу стійкості та адаптивності систем	Визначення стійкості та адаптивності лінійних систем
	Дослідження моделей управління зі зворотним зв'язком
4. Проблеми управління та прийняття рішень	Прийняття рішень шляхом власних значень за умов невизначеності
4. Проблеми управління та прийняття рішень	Вибір вирішального правила у нечіткій класифікації

7.1. Практичні заняття (семінари)

№ розділу дисципліни	Тематика практичних занять (семінарів)	Трудоємність
	Теоретико-множинний опис систем
	Системи з кінцевим числом станів
	Нечіткі моделі опису систем
	Типи складності систем та способи їх визначення
	Опис зв'язків за допомогою графа
	Топологічний аналіз систем
	Покриття, розбиття та ієрархія
	Аналіз стійкості систем
	Аналіз адаптивності систем
	Управління зі зворотним зв'язком
	Вибір критеріїв оптимальності при ухваленні рішень в умовах невизначеності
	Нечіткі моделі прийняття рішень
	Нечітка класифікація
	Нечітка логіка

8. Курсова робота не передбачена навчальним планом

9. Навчально-методичне та інформаційне забезпечення дисципліни

а). Основна література

1. н.Техніка аналізу складних систем: Навчальний посібник. СПб.: Вид-во СЗТУ, 2011.

2. н.Основи системного аналізу: Учбово-методичний комплекс. СПб.: Вид-во СЗТУ, 2008.

3. н.Нечіткі системи. СПб.: Видавництво "ЛЕМА", 2009.

4. Елементарна теорія стійкості та біфуркацій / М.: Світ, 1983.

5. Касті Дж.Великі системи. М.: Світ, 1982.

7. Макаров І. М.Теорія вибору та прийняття рішень / І. М. Макаров, Т. М. Виноградська, А. А. Рубчинський. М: Наука, 1983.

б). додаткова література

8. Айзерман М. А.Вибір варіантів. Основи теорії / М. А. Айзерман, Ф. Т. Алескеров. М: Наука, 1990.

9. Беллман Р.Прийняття рішень у розпливчастих умовах / Р. Беллман, Л. Заде // Питання аналізу та процедури прийняття рішень: Зб. перекладів. За ред. І. Ф. Шахнова. М: Мир., 1976.

10. БорисовA.M.Обробка нечіткої інформації в системах прийняття рішень / А. М. Борисов, А. Б. Алексєєв, Г. В. Меркур'єва. М.: Радіо та зв'язок, 1989.

11. Вінер Н.Кібернетика, або управління та зв'язок у тварині та машині. М: Наука, 1989.

12. Волкова В. н.Теорія систем та методи системного аналізу в управлінні та зв'язку / В. Н. Волкова, В. А. Воронков, А. А. Денисов. М.: Радіо та зв'язок, 1983.

13. Гіг Дж., ван.Прикладна загальна теорія систем: 2-х книгах. М.: Світ, 1981.

14. Глушков В. М.Моделювання систем, що розвиваються / В. М. Глушков, В. В. Іванов, В. М. Яненко. М: Наука, 1983.

15. А.Багатокритеріальні моделі формування та вибору варіантів систем / Ю. А. Дубов, С. І. Травкін, В. Н. Якимець. М: Наука, 1986.

16. Дюбуа Д. Теорія можливостей/Д. Дюбуа, Д. М. Прад. Радіо та зв'язок, 1990.

17. р.Складні технічні системи М: Вища школа, 1984.

18. Калман Р.Нариси з математичної теорії систем/Р. Калман, П. Фалб, М. Арбіб. М.: Світ, 1971.

19. Квейд Е.Аналіз складних систем. М: Рад. Радіо, 1969.

20. Л.Прийняття рішень за багатьох умов: переваги та заміщення / Р. Л. Кіні, X. Райфа. М.: Радіо та зв'язок, 1981.

21. Системний аналіз та цільове управління / Д. Кліланд, В. Кінг. М: Рад. Радіо, 1974.

22. Клір Дж.Системологія. Автоматизація розв'язання системних завдань. М.: Радіо та зв'язок, 1990.

23. Кофман О.Введення в теорію нечітких множин. М.: Радіо та зв'язок, 1982.

24. І.Об'єктивні моделі та суб'єктивні рішення. М: Наука, 1987.

25. Лор'єр Ж.-Л.Системи штучного інтелекту. М.: Світ, 1991.

26. Мелентьєв Л. А.Системні дослідження у енергетиці. М: Наука, 1987.

27. Месарович М.Теорія ієрархічних багаторівневих систем/М. Месарович, Д. Мако, І. Такахара. М.: Світ, 1973.

28. Месарович М.Загальна теорія систем: Математичні основи/М. Месарович, І. Такахара. М.: Світ, 1976.

29. н.Математичні задачі системного аналізу. М: Наука, 1981.

30. Методи прийняття технічних рішень/Е. Мушик, П. Мюллер. М.: Світ, 1990.

31. Науман Еге.Прийняти рішення – але як? М.: Світ, 1987.

32. Негойце До.Застосування теорії систем до проблем управління. М.: Світ, 1981.

33. Нечіткі множини і теорія можливостей. Зб. перекладів. За ред. Р. Ягера. М.: Радіо та зв'язок, 1986.

34. Нечипоренко В. І.Структурний аналіз систем. М: Рад. Радіо, 1977.

35. Оптнер С.Системний аналіз для вирішення ділових та промислових проблем. М: Рад. радіо, 1969.

36. Орловський С. А.Проблеми прийняття рішень за нечіткої вихідної інформації. М: Наука, 1981.

37. Пантл А.Методи системного аналізу довкілля. М: Світ, 1979.

38. Перегудов Ф. І. Введення у системний аналіз / Ф. І. Перегудов, Ф. П. Тарасенко. М: Вища школа, 1989.

39. Подіновський В. В.Парето-оптимальні рішення багатокритеріальних завдань / В. В. Подіновський, В. Д. Ногін. М: Наука, 1982.

40. Прикладні нечіткі системи. Зб. перекладів. За ред. Т. Терано. М.: Світ, 1993.

41. н.Основи системного аналізу: Навчальний посібник. СПб.: СЗПІ, 1996.

42. н.Системний аналіз. СПб.: СЗТУ, 2005.

43. н.Системний аналіз інженерів. СПб.: СПб. Державний університет, 1998.

44. Романов В. н.Інтелектуальні засоби вимірів / В. Н. Романов, B. C. Соболєв, Е. І. Цвєтков. М.: РІЦ "Тетянин день", 1994.

45. РосВведення у кібернетику. М: ІЛ, 1959.

46. Сааті Т.аналітичне планування. Організація систем/Т. Саааті, К. Кернс. М.: Радіо та зв'язок, 1991.

47. н.Підстави загальної теорії систем. М: Наука, 1974.

48. Саркісян С. А.Аналіз та прогноз розвитку великих технічних систем / С. А. Саркісян, В. М. Ахундов, Е. С. Мінаєв. М: Наука, 1983.

49. Сучасні способи ідентифікації систем. За ред. Ейкхофф. − М.: Світ. − 1983.

50. н.Транспортно-виробничі системи. Київ: Наукова думка, 1986.

51. Ю.Аналіз даних методами багатовимірного шкалювання. М: Наука, 1986.

52. Теорія корисності прийняття рішень. М: Наука, 1978.

53. З.Елементи теорії потенційної ефективності складних систем. М: Рад. Радіо, 1971.

54. Форрестер Дж.Світова динаміка. М: Світ, 1978.

55. Форрестер Дж.Основи кібернетики підприємства. М: Прогрес, 1971.

56. Теорія гомологій/П. Хілтон, С. Уайлі. М: Світ, 1966.

57. А.Методи синтезу систем у цільових програмах. М: Наука, 1987.

58. Багатокритеріальна оптимізація. М.: Радіо та зв'язок, 1992.

59. Експертні системи. Зб. перекладів. За ред. Р. Форсайта. М: Світ, 1966.

в). Програмне забезпечення

г). Бази даних, інформаційно-довідкові та пошукові системи

електронна база даних навчально-методичної літератури кафедри загальної та технічної фізики (ВТФ) СПДГУ;

· Електронні версії підручників, посібників, методичних розробок, вказівок та рекомендацій з усіх видів навчальної роботи, передбачених вузівською робочою програмою, що знаходяться у вільному доступі для студентів, які навчаються у ВНЗ, на внутрішньомережевому сервері http://www. spmi. ru/;

, Електронна Бібліотека http://www. e-library. ru;. інформаційна система "Єдине вікно доступу до освітніх ресурсів" (http://window. edu. ru/); рекомендовані пошукові системи http://www. yandex. ru/, http://www. google. ru/, http://www. google. сom/ та ін. особистий сайт автора http://www. гадим-романов. ucoz. ru

10. Матеріально-технічне забезпечення дисципліни

1. Аудиторії, оснащені комп'ютером та мультимедійним обладнанням для проведення лекційних та практичних занять.

2. Для проведення лабораторних занять необхідна спеціалізована лабораторія, оснащена спеціалізованими програмами з системного аналізу з можливістю: проводити віртуальні комп'ютерні дослідження, працювати з електронними виданнями ВНЗ та доступу до Інтернету, обладнана необхідною кількістю робочих місць та доступністю мереж Internet не менше 12 год/тиж.

3. Необхідне сучасне обладнання та вимірювальні прилади для оснащення лабораторії відповідно до рекомендацій УМО вузів, що контролює цей напрямок.

4. Електронні та технічні засоби Lab Works Supervisor Workplace 1.2 для виконання робіт та комп'ютеризації лабораторного практикуму.

Послідовність викладення питань та їх глибина може бути різною залежно від складу аудиторії та рівня підготовки студентів. Крім того, викладач має право вибору способу викладення того чи іншого питання найбільш адекватного складу слухачів. Лекційний курс рекомендується викладати за допомогою мультимедійних засобів.

Основні прийоми вивченнядисципліни та відповідний методичний матеріал, що використовується, розглянуті в підручниках та навчальних посібниках (наведені у списках основної та додаткової літератури):

1Освітні технології: програмно – цільовий метод навчання (послідовне та ясне викладення матеріалу, розумне поєднання абстрактного та конкретного, навчання за прикладами; на практичних заняттях для розвитку самостійного мислення та вміння міркувати рекомендується застосування дослідницького та евристичного методів); самостійне читання студентами навчальної, навчально-методичної та довідкової літератури та подальше обговорення у вигляді виступів з освоєного ними матеріалу на семінарських заняттях; використання ілюстративних анімаційних та відеоматеріалів (відеофільми, фотографії, аудіозаписи, комп'ютерні презентації), що демонструються на сучасному обладнанні.

2Оціночні засоби для поточного контролю успішності та проміжної атестації: конкретні форми та процедури поточного, проміжного та підсумкового контролю знань доводяться до відома учнів протягом першого місяця навчання. Для організації вивчення дисципліни рекомендуються розроблені автором та затверджені вузом фонди оціночних засобів, що включають домашні завдання, контрольні роботи, курсовий проект, тести та методи контролю (захист, колоквіум, залік, та ін), що дозволяють оцінити знання, вміння та рівень компетентності студентів.

Контрольнабутих навичок практичної роботи у лабораторіяхкафедри здійснюється у два етапи: при виконанні лабораторних робіт та при захисті теоретичної частини роботи, результатів моделювання та оцінки їх достовірності.

Щомісяця проводиться оцінка поточної успішності у формі атестації студента та відомості передаються до деканату.

3 Підсумковий контроль здійснюється захистом контрольної роботи, прийомом заліку та іспиту у вигляді тестування. Екзаменаційні тести, розроблені автором та затверджені вузом, повинні суворо відповідати змісту курсу розділів дисципліни, що читаються в даному семестрі. Студенти допускаються до складання іспиту за наявності позитивних результатів щодо: контрольних робіт; виконаним та захищеним завданням на семінарських заняттях, домашніх завдань та заліків.

У семестрі під час вивчення дисципліни студент очної форми навчання має виконати 14 практичних робіт відповідно до методичних вказівок до кожної роботи, згідно з календарним навчальним планом та індивідуальним графіком. Індивідуальний графік робіт є загальним всім студентів СПДГУ, у ньому теми робіт чергового заняття розподілені кожного студента відповідно до його порядковому номеру у журналі групи (журнал перебуває в старости групи).

За виконаними роботами студент складає звіти. Звіт оформляється у друкованому вигляді на аркушах формату А4 відповідно до вимог, які пред'являються кафедрою. Обов'язковий захист звітів відбувається публічно на аудиторному занятті викладачеві, провідному заняття, чи комісії.

Відповідно до робочої програми необхідно виконати дві контрольні роботи в семестрі, одна з яких домашня, друга – аудиторна. Контрольні роботи виконуються за завданнями, аналогічними тим, що наведені у зазначених вище методичних посібниках, розроблених на кафедрі СПДГУ та інших вишів. У контрольних роботах даються завдання, аналогічні типовим завданням, розібраним у навчальних посібниках, наведених в основній та додатковій літературі.

Уся інформація щодо організації навчального процесу продубльована на кафедральних інформаційних стендах.

Розробник:

Системний аналіз як методологія вирішення проблем 1. 2. 3. 4. Сутність та призначення методу. Класифікація методів Характеристика Основні етапи проведення

Місце СА у науковому дослідженні Системність має здаватися якимось нововведенням, останнім досягненням науки. Системність є загальне властивість матерії, форма її існування, отже, і невід'ємне властивість людської практики, включаючи мислення. Будь-яка діяльність може бути меншою або більш системною. Поява проблеми – ознака недостатньої системності; вирішення проблеми – результат підвищення системності. Теоретична думка на різних рівнях абстракції відображала системність світу загалом і системність людського пізнання та практики. На філософському рівні – це діалектичний матеріалізм, на загальнонауковому – системологія та загальна теорія систем, теорія організації; на природничо-науковому – кібернетика. З розвитком обчислювальної техніки виникли інформатика та штучний інтелект.

Місце СА у науковому дослідженні На початку 80-х стало очевидним, що це теоретичні і прикладні дисципліни утворюють хіба що єдиний потік, «системний рух» . Системність стає як теоретичної категорією, а й усвідомленим аспектом практичної діяльності. Оскільки великі та складні системи за потребою стали предметом вивчення, управління та проектування, знадобилося узагальнення методів дослідження систем та методів впливу на них. Виникла прикладна наука, що є «мостом» між абстрактними теоріями системності і живою системною практикою. Спочатку, у різних галузях і під різними назвами, а наступні роки сформувалася в науку, яка отримала назву «системний аналіз».

Системний підхід являє собою сукупність методів і засобів, що дозволяють досліджувати властивості, структуру та функції об'єктів та процесів в цілому, представивши їх як системи зі складними міжелементними взаємозв'язками, взаємовпливом самої системи на її структурні елементи. Системний підхід полягає у розгляді елементів системи як взаємопов'язаних та взаємодіючих для досягнення глобальної мети функціонування системи.

Основні переваги системного підходу Висвічується те спільне в різних об'єктах і процесах, що затінюється різними деталями і важко виявляється, поки не відкинуто зокрема. Методи прийняття рішень переносяться з одних функціональних областей до інших; Не допускається переоцінка можливостей окремих методів прийняття рішень, наприклад, лише математичного моделювання на шкоду експертним оцінкам; Здійснюється синтез знань із різних наук.

Принципи системного підходу: Єдності – спільне розгляд системи як єдиного цілого як і сукупність елементів; Розвитку - облік змінності системи, її здатність до розвитку, накопичення інформації з урахуванням динаміки середовища; Глобальної мети – відповідальність за вибір глобальної мети, оптимум підсистем є оптимумом всієї системи; Функціональності - спільний розгляд структури системи та функцій; Поєднання децентралізації та централізації; Ієрархії – облік співпідпорядкування та ранжирування елементів;

Сутність та призначення Курс системного аналізу - типово між-і наддисциплінарний курс, що узагальнює методологію дослідження складних технічних, природних та соціальних систем. Внаслідок прояву інтегративної тенденції з'явилася нова галузь наукової діяльності: системні дослідження, спрямовані на вирішення комплексних великомасштабних проблем великої складності.

Сутність та призначення Системний аналіз розробляє системну методологію вирішення складних прикладних проблем, спираючись на принципи системного підходу та загальної теорії систем, розвиваючи та методологічно узагальнюючи концептуальний (ідейний) та математичний апарат кібернетики, дослідження операцій та системотехніки. Системний аналіз являє собою новий науковий напрямок інтеграційного типу, який розробляє системну методологію прийняття рішень та займає важливе місце у структурі сучасних досліджень.

Класифікація проблем за рівнем їх структуризації Відповідно до класифікації, запропонованої Саймоном і Ньюеллом, вся безліч проблем залежно від глибини їх пізнання поділяється на 3 класи: 1. добре структуровані чи кількісно виражені проблеми, що піддаються математичній формалізації та вирішуються з використанням формальних методів; 2. неструктуровані чи якісно виражені проблеми, які описуються лише змістовному рівні і вирішуються з допомогою неформальних процедур; 3. слабоструктуровані (змішані проблеми), які містять кількісні та якісні проблеми, причому якісні, маловідомі та невизначені сторони проблем мають тенденцію домінування.

Принципи вирішення неструктурованих проблем Для вирішення проблем першого класу широко використовуються математичні методи дослідження операцій. Для вирішення проблем другого класу доцільно використати методи експертних оцінок. Методи експертних оцінок застосовуються у тих випадках, коли математична формалізація проблем або неможлива в силу їх новизни та складності, або потребує великих витрат часу та коштів. Для вирішення проблем третього класу доцільно використовувати методи сист. аналізу

Основні етапи та методи СА Системний аналіз є багатокроковим ітеративним процесом, причому вихідним моментом цього процесу є формулювання проблеми в деякій початковій формі. При формулюванні проблеми необхідно враховувати дві суперечливі вимоги: 1. проблема повинна формулюватися досить широко, щоб нічого суттєвого не упустити; 2. проблема має формуватися т. о. щоб вона була доступна для огляду і могла бути структурована. У результаті системного аналізу ступінь структуризації проблеми підвищується, т. е. проблема формулюється дедалі чіткіше і вичерпно.

Визначення 1. Система – це відокремлена частина, фрагмент світу, що має емерджентність і відносну самодостатність. 2. Система - це безліч елементів, що знаходяться у відносинах і зв'язках один з одним і утворюють цілісність або органічну єдність. 3. Система – сукупність елементів, що у відносинах і зв'язках друг з одним, що утворює певну цілісність, єдність. З урахуванням загальноприйнятих тверджень у тому, що – завжди ціле, а ціле свідчить про пов'язаність елементів, при системному розгляді об'єкта передусім визначають його склад і внутрішні зв'язку. Як свідчать багатовікові спостереження у системному об'єкті поруч із елементами мають місце більші складові – підсистеми.

ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ СИСТЕМИ СИСТЕМА ЦІЛІСНІСТЬ СКЛАДНІСТЬ ОРГАНІЗОВАНІСТЬ Внутрішня єдність об'єкта, система виступає і сприймається щодо навколишнього середовища як ціле. Максимальна зосередженість на дії, яка наразі виробляється. Будь-які на систему в загальному випадку однозначно не визначають ті процеси, які відбуваються всередині системи. Перетворення, які система зазнає, викликаються взаємодією зовнішніх та внутрішніх факторів.

Визначення Організованість, взаємопов'язаність і цілісність розглядають як основні властивості систем численні визначення, які у сучасної науці. Поняття системи - це спосіб знайти просте у складному з метою спрощення аналізу. Системні властивості Емерджентність – властивість систем, що зумовлює появу нових властивостей та якостей, які не притаманні елементам, що входять до складу системи. Цілісність системи означає, що кожен елемент системи робить внесок у реалізацію цільової функції системи.

Системні властивості Організованість – складна властивість систем, які полягають у наявності структури та функціонування (поведінки). Функціональність - це прояв певних властивостей (функцій) при взаємодії із зовнішнім середовищем. Структурність – це упорядкованість системи, певний набір та розташування елементів зі зв'язками між ними. Властивість зростання (розвитку). Фундаментальною властивістю систем є стійкість. Надійність – властивість збереження структури систем. Адаптованість – властивість змінювати поведінку чи структуру з метою збереження, поліпшення чи придбання нових якостей за умов зміни довкілля.

Визначення Підсистема – відносно самостійна складова системи, що вивчається, яка, у свою чергу, розглядається як система. Елемент (від лат. elementum - первісна речовина) - складова системи, що вивчається, розглядається як неподільна внаслідок несуттєвого впливу її внутрішніх взаємозв'язків і взаємодій на властивості системи. Для підсистеми та елемента використовують загальний термін «компонент». Навколишнє середовище (далі середовище) – це сукупність об'єктів, що не увійшли до досліджуваної системи, але впливають на неї та/або схильні до впливу з боку системи.

Якість – властивість об'єкта, що означає його придатність для використання за тим чи іншим призначенням. Відносини тут розглядаються у загальноприйнятому сенсі, а зв'язок як n-арне відношення (n ≥ 2, де n – об'єкти, на яких воно визначено), що характеризується наявністю фізичного обмінного каналу між n об'єктами. Зв'язки класифікують за фізичною природою, потужністю, спрямованістю, наявністю елементів-посередників.

Класифікація зв'язків За фізичною пріроді розрізняють речові, енергетичні, інформаційні, а також інші, у тому числі змішані зв'язки. По помічності зв'язків розрізняють сильну і слабку пов'язаність. Під потужністю зв'язків зазвичай розуміється їхнє число. По н а п р а в л е н н і розрізняють спрямовані і неспрямовані (нейтральні) зв'язку, а серед спрямованих – прямі, спрямовані від входу до виходу системи (і від початкової до кінцевих вершин базової структури системи), і зворотні , що мають протилежний напрямок.

Визначення Цілісність системного об'єкта має два смислові аспекти: -відокремленість від навколишнього середовища; -Визначеність будови. Єдність системного об'єкта має такі смислові аспекти: системи та навколишнього середовища; компонентів системи, її взаємовиключних сторін.

Визначення Для розпізнавання систем використовуються системні ознаки, а описи – характеристики систем. Ознака – властивість (або сукупність властивостей), яким здійснюють класифікацію чи ідентифікацію об'єктів чи визначають їх стан. Як ознаки системного об'єкта будемо використовувати: членність, пов'язаність; цілісність, єдність; емерджентність. Характеристика - істотна відмінність об'єкта.

Емерджентність означає незводність властивостей/закономірностей системи до властивостей/закономірностей її компонентів та невиведення системних властивостей/закономірностей із властивостей/закономірностей компонентів. Дана ознака відрізняє системні об'єкти від несистемних, таких як склянка води або мішок картоплі, між частинами яких немає стійких і сильних (структурних) зв'язків (не мають емерджентних властивостей).

Характеристики системи Основними характеристиками системи є склад компонентів; структури та організація; властивості; стан та поведінка. Вивчення, створення та зміна, а також управління будь-якою системою (навіть природною) різними особами здійснюються по-різному через складність систем, непередбачуваність їхньої поведінки та багатьох інших факторів.

Системний аналіз 1. системні дослідження 2. системний підхід 3. конкретні системні концепції 4. загальна теорія систем (метатеорія) 5. діалектичний матеріалізм (філософські проблеми системних досліджень) 6. наукові системні теорії та моделі (вчення про біосферу землі; теорія ймовірностей; кібернетика) та ін) 7. технічні системні теорії та розробки - дослідження операцій; системотехніка, системний аналіз та ін. 8. приватні теорії системи.

Область застосування СА Проблеми, що вирішуються за допомогою системного аналізу, мають ряд характерних особливостей: прийняте рішення відноситься до майбутнього (завод, якого поки немає) є широкий діапазон альтернатив рішення залежать від поточної неповноти технологічних досягнень прийняті рішення вимагають великих вкладень ресурсів і містять елементи ризику повністю визначені вимоги, що стосуються вартості та часу вирішення проблеми, проблема внутрішньо складна внаслідок того, що для її вирішення необхідне комбінування різних ресурсів.

Основні положення концепції системного аналізу 1. Процес вирішення проблеми повинен починатися з виявлення та обґрунтування кінцевої мети, якої хочуть досягти у тій чи іншій галузі і вже на цій підставі визначаються проміжні цілі та завдання. 2. До будь-якої проблеми необхідно підходити, як до складної системи, виявляючи при цьому всі можливі підпроблеми та взаємозв'язки, а також наслідки тих чи інших рішень 3. У процесі вирішення проблеми здійснюється формування безлічі альтернатив досягнення мети; оцінка цих альтернатив за допомогою відповідних критеріїв та вибір кращої альтернативи. 4. Організаційна структура механізму розв'язання проблеми повинна підкорятися цілі чи ряду цілей, а не навпаки.

Основні етапи та методи СА СА передбачає розробку системного методу вирішення проблеми, тобто логічно та процедурно організовану послідовність операцій, спрямованих на вибір кращої альтернативи вирішення. СА реалізується практично в кілька етапів, проте щодо їх числа та змісту поки що немає єдності, тому що існує велика різноманітність прикладних проблем.

Основні етапи системного аналізу По Ф. Хансману ФРН, 1978 По Д. Джеферсу США, 1981 По В. В. Дружинину СРСР, 1988 1. Загальна орієнтація в проблемі (ескізна постановка проблеми) 1. Виділення проблеми 2. Вибір відповідних 1 Вибір проблеми критеріїв 2. Опис 3. Формування альтернативних рішень 2. Постановка задачі та обмеження ступеня її складності 3. Встановлення критеріїв 4. Виділення істотних факторів зовнішнього середовища 3. Встановлення ієрархії, 4. Ідеалізація цілей та завдань (граничне спрощення, спроба побудови моделі )

Основні етапи системного аналізу По Ф. Хансману ФРН, 1978 По Д. Джеферсу США, 1981 По В. В. Дружинину СРСР, 1988 5. Побудова моделі та її перевірка 5. Моделювання 5. Декомпозиція (розбивка і знаходження рішень по частинах ) 6. Оцінка та прогноз параметрів моделі 6. Оцінка можливих стратегій 6. Композиція («склеювання» частин разом) 7. Отримання інформації 7. Впровадження результатів 7. Прийняття найкращого на основі моделі рішення 8. Підготовка до вибору рішення 9. Реалізація та контроль

У науковий інструментарій СА входять такі методи: метод сценаріїв (спроба дати опис системи); метод дерева цілей (тобто декомпозиція до завдань, які можна вирішити); метод морфологічного аналізу (для винаходів); методи експертних оцінок; ігор і т. д.) кібернетичні методи (об'єкт у вигляді чорної скриньки) методи ІО (скалярна opt) методи векторної оптимізації методи імітаційного моделювання (наприклад, GPSS) мережеві методи матричні методи методи економічного аналізу та ін.

Місце СА у науковому дослідженні У процесі СА різних його рівнях застосовуються різні методи, у яких евристика поєднується з формалізацією. СА виконує роль методологічного каркасу, що поєднує всі необхідні методи, методи дослідження, заходи та ресурси для вирішення проблем. Сучасний системний аналіз є прикладною наукою, націленою на з'ясування причин реальних складнощів, що виникли перед «власником проблеми» та на вироблення варіантів їх усунення.

Місце СА у науковому дослідженні Особливості сучасного системного аналізу випливають із самої природи складних систем. Маючи на меті ліквідацію проблеми або, як мінімум, з'ясування її причин, системний аналіз залучає для цього широкий спектр засобів, використовує можливості різних наук та практичних сфер діяльності. Будучи сутнісно прикладної діалектикою, системний аналіз надає великого значення методологічним аспектам будь-якого системного дослідження. З іншого боку, прикладна спрямованість системного аналізу призводить до використання всіх сучасних засобів наукових досліджень – математики, обчислювальної техніки, моделювання, натурних спостережень та експериментів.

Очевидні ознаки системності структурованості системи; взаємопов'язаність складових її частин; підпорядкованість організації всієї системи певної мети. Системність практичної діяльності Будь-яка наша усвідомлена дія має цілком певну мету; у будь-якій дії легко побачити його складові, які виконуються в певній послідовності. Системність пізнавальної діяльності Одна з особливостей пізнання – наявність аналітичного та синтетичного способів мислення. Суть аналізу полягає у поділі цілого на частини, у поданні складного у вигляді сукупності більш простих компонентів. Але щоб пізнати ціле, складне, необхідний зворотний процес - синтез. Це стосується не тільки індивідуального мислення, але й загальнолюдського знання. Скажімо, розчленованість мислення на аналіз і синтез і взаємопов'язаність цих елементів є найважливішою ознакою системності пізнання. Системність нашого мислення випливає із системності світу. Сучасні наукові дані та сучасні системні уявлення дозволяють говорити про світ як про нескінченну ієрархічну систему систем, що знаходяться в розвитку та на різних стадіях розвитку, на різних рівнях системної ієрархії.

Області застосування системного аналізу На загальнодержавному рівні при розробці Комплексні програми нучно-технічного прогресу Основні напрямки економічного та соціального розвитку Цільові комплексні програми Удосконалення структур економіки На рівні галузі при розробці Прогнози розвитку галузі Галузеві основні напрямки розвитку Галузеві короткострокові плани Галузеві комплексні програми Досконалостей та системи управління Галузеві програми інформатизації На рівні регіонів при розробці Комплексні програми розвитку регіону Основні напрямки розвитку регіону Плани регіонів на короткострокову перспективу Міжгалузеві регіональні комплексні програми Структури управління в регіоні Регіональні програми інформатизації На рівні підприємств при розробці Концепції розвитку підприємства Основні напрямки діяльності підприємств Річні виробничі плани При організації оперативного управління виробництвом Виробнича та організаційна структури підприємства Інформаційні системи управління виробництвом

Завдання 1. Провести класифікацію системи з урахуванням основних класифікаційних ознак. Об'єкт - КДТУ Ознака класифікації За ступенем організованості За взаємодією із зовнішнім середовищем За структурою За характером зв'язку між елементами За характером функцій За характером розвитку За ступенем організованості За складністю поведінки За призначенням Клас об'єкта за ознакою Добре організована Обґрунтування Чинний закон

Системний аналіз з практичної точки зору є універсальною методикою вирішення складних проблем довільної природи. Ключовим поняттям у разі є поняття «проблеми», що можна визначити як «суб'єктивне негативне ставлення суб'єкта до реальності». Відповідно етап виявлення та діагностики проблеми у складних системах є найбільш важливими, тому що визначає цілі та завдання проведення системного аналізу, а також методи та алгоритми, які будуть застосовуватися надалі за підтримки прийняття рішень. У той же час цей етап є найскладнішим та найменш формалізованим.

Аналіз російськомовних праць з системного аналізу дозволяє виділити два найбільші напрями у цій галузі, які можна умовно назвати раціональний і об'єктивно-суб'єктивний підходи.

Перший напрямок (раціональний підхід) розглядає системний аналіз як набір методів, у тому числі методів, заснованих на використанні ЕОМ, орієнтованих на дослідження складних систем. При такому підході найбільша увага приділяється формальним методам побудови моделей систем та математичним методам дослідження системи. Поняття «суб'єкт» і «проблема» як такі не розглядаються, а ось поняття «типових» систем і проблем саме зустрічається часто (система управління – проблема управління, фінансова система – фінансові проблеми та ін.).

За такого підходу «проблема» окреслюється невідповідність дійсного бажаному, т. е. невідповідність між реально спостерігається системою і «ідеальною» моделлю системи. Важливо, що у разі система визначається виключно як та частина об'єктивної дійсності, яку потрібно порівняти з еталонною моделлю.

Якщо спиратися на поняття «проблеми», можна зробити висновок, що при раціональному підході проблема виникає тільки у системного аналітика, який має певну формальну модель деякої системи, знаходить цю систему і виявляє невідповідність моделі та реальної системи, що і викликає його «негативне ставлення до дійсності». Волкова, В.М. Системний аналіз та його застосування в АСУ / В.М. Волкова, А.А. Денисів. – Л.: ЛПІ, 2008. – 83 с.

Очевидно, що існують системи, організація та поведінка яких суворо регламентована та визнана всіма суб'єктами – це, наприклад, юридичні закони. Невідповідність моделі (закону) та дійсності в даному випадку є проблемою (правопорушенням), яку потрібно вирішити. Однак для більшості штучних систем строгих регламентів не існує, а суб'єкти мають свої особисті цілі по відношенню до подібних систем, що рідко збігаються з цілями інших суб'єктів. Понад те, конкретний суб'єкт має власне уявлення у тому, частиною якої системи є, з якими системами він взаємодіє. Поняття, якими оперує суб'єкт, можуть кардинально відрізнятиметься від «раціональних» загальноприйнятих. Наприклад, суб'єкт може взагалі виділяти з довкілля систему управління, а використовувати якусь тільки йому зрозумілу і зручну модель взаємодії зі світом. Виходить, що нав'язування загальноприйнятих (навіть якщо й раціональних) моделей може призвести до виникнення «негативного відношення» у суб'єкта, а значить до появи нових проблем, що докорінно суперечить самій суті системного аналізу, що передбачає покращуючу дію – коли хоча б одному учаснику проблеми стане кращим і нікому не стане гіршим.

Дуже часто постановку задачі системного аналізу у раціональному підході виражають у термінах задачі оптимізації, тобто ідеалізують проблемну ситуацію до рівня, що дозволяє використовувати математичні моделі та кількісні критерії для визначення найкращого варіанта вирішення проблеми.

Як відомо для системної проблеми не існує якоїсь моделі, яка вичерпно встановлює причинно-наслідкові зв'язки між її компонентами, тому оптимізаційний підхід здається не цілком конструктивним: «…теорія системного аналізу виходить з відсутності оптимального, абсолютно кращого варіанту вирішення проблем будь-якої природи… пропонується ітеративний пошук реально досяжного (компромісного) варіанта вирішення проблеми, коли бажаним можна поступитися на догоду можливому, а межі можливого можуть бути істотно розширені за рахунок прагнення бажаного. Тим самим передбачається використання ситуативних критеріїв переваги, т. е. критеріїв, які є вихідними установками, а виробляються під час проведення дослідження…».

Інший напрямок системного аналізу - об'єктивно-суб'єктивний підхід, заснований на роботах Акоффа, ставить поняття суб'єкта та проблеми на чолі системного аналізу. По суті, у цьому підході ми включаємо суб'єкта визначення існуючої та ідеальної системи, тобто. з одного боку системний аналіз виходить з інтересів людей - вносить суб'єктивну складову проблеми, з іншого боку досліджує факти і закономірності, що об'єктивно спостерігаються.

Повернемося до визначення проблеми. З нього, зокрема, випливає, що коли ми спостерігаємо нераціональну (у загальноприйнятому сенсі) поведінку суб'єкта, і суб'єкт не має негативного відношення до того, що відбувається, то немає проблеми, яку треба було б вирішувати. Цей факт хоч і не суперечить поняттю «проблеми», але у певних ситуаціях виключати можливість існування об'єктивної складової проблеми не можна.

Системний аналіз має у своєму арсеналі такі можливості вирішити проблему суб'єкта:

* втрутитися в об'єктивну реальність і, усунувши об'єктивну частину проблеми, змінити суб'єктивне негативне ставлення суб'єкта,

* змінити суб'єктивне ставлення суб'єкта, не втручаючись у реальність,

* одночасно втрутитися в об'єктивну реальність та змінити суб'єктивне ставлення суб'єкта.

Очевидно, що другий спосіб не вирішує проблему, а лише усуває її вплив на суб'єкт, а значить об'єктивна складова проблеми залишається. Справедлива і зворотна ситуація, коли об'єктивна складова проблеми вже виявилася, але суб'єктивне ставлення ще не сформовано, або з низки причин воно поки що не стало негативним.

Ось кілька причин, чому у суб'єкта може бути «негативне ставлення до реальності»: Директор, С. Введення в теорію систем / С. Директор, Д. Рорар. – К.: Світ, 2009. – 286 с.

* має не повну інформацію про систему або використовує її не повністю;

* Змінює оцінку взаємовідносин з навколишнім середовищем на психічному рівні;

* перериває взаємовідносини з навколишнім середовищем, яке викликало «негативне ставлення»;

* не вірить інформації існування проблем та його сутності, т.к. вважає, що люди, що її повідомляють, очорнюють його діяльність або переслідують свої корисливі інтереси, а може бути й тому, що просто особисто не любить цих людей.

Слід пам'ятати у тому, що за відсутності негативного ставлення суб'єкта об'єктивна складова проблеми залишається у тому чи іншою мірою продовжує впливати на суб'єкт, або може істотно загостритися у майбутньому.

Оскільки виявлення проблеми вимагає аналізу суб'єктивного відношення, цей етап належить до неформализуемым етапам системного аналізу.

Яких-небудь ефективних алгоритмів чи прийомів на даний момент не запропоновано, найчастіше автори робіт з системного аналізу покладаються на досвід та інтуїцію аналітика та пропонують йому повну свободу дій.

Системний аналітик повинен мати достатній набір інструментів для опису та аналізу тієї частини об'єктивної реальності, з якою взаємодіє або може взаємодіяти суб'єкт. Інструменти можуть включати методи експериментального дослідження систем та їх моделювання. З повсюдним впровадженням сучасних інформаційних технологій в організаціях (комерційних, наукових, медичних та ін.) майже кожен аспект їхньої діяльності реєструється та зберігається у базах даних, які вже сьогодні мають дуже великі обсяги. Інформація в подібних базах даних містить детальний опис як самих систем, так і історії їх (систем) розвитку та життя. Можна сміливо сказати, що сьогодні під час аналізу більшості штучних систем аналітик найімовірніше зіткнеться з нестачею ефективних методів дослідження систем, ніж із нестачею інформації про систему.

Однак суб'єктивне ставлення повинен сформулювати саме суб'єкт, а він може не мати спеціальних знань і тому не здатний адекватно інтерпретувати результати дослідження, проведеного аналітиком. Тому знання про систему та прогнозні моделі, які в результаті отримає аналітик, повинні бути представлені в явному, доступному до інтерпретації вигляді (можливо природною мовою). Таке уявлення можна назвати знаннями про досліджувану систему.

На жаль, ефективних методів отримання знань про систему на даний момент не запропоновано. Найбільший інтерес представляють моделі та алгоритми Data Mining (інтелектуальний аналіз даних), які у приватних додатках використовуються для отримання знань із «сирих» даних. Варто зазначити, що Data Mining є еволюцією теорії управління базами даних та оперативного аналізу даних (OLAP), заснованої на використанні ідеї багатовимірного концептуального уявлення.

Але останніми роками у зв'язку з дедалі більшою проблемою «перевантаження інформацією», дедалі більше дослідників використовують і вдосконалюють методи Data Mining на вирішення завдань отримання знань.

Широке застосування методів здобуття знань дуже утруднено, що з одного боку пов'язано з недостатньою ефективністю більшості відомих підходів, які базуються на досить формальних математичних та статистичних методах, а з іншого - з труднощами використання ефективних методів інтелектуальних технологій, які не мають достатнього формального опису та вимагають залучення дорогих спеціалістів. Останнє можна подолати, використовуючи перспективний підхід до побудови ефективної системи аналізу даних та отримання знань про систему, заснований на автоматизованому генеруванні та налаштуванні інтелектуальних інформаційних технологій. Такий підхід дозволить, по-перше, за рахунок застосування передових інтелектуальних технологій суттєво підвищити ефективність розв'язання задачі отримання знань, які будуть пред'являтися суб'єкту на етапі виявлення проблеми при системному аналізі. По-друге, виключити потребу у фахівця з налаштування та використання інтелектуальних технологій, тому що останні генеруватимуться і налаштовуватимуться в автоматичному режимі. Берталанфі Л. Фон. Історія та статус загальної теорії систем / Берталанфі Л. Фон // Системні дослідження: щорічник. – М.: Наука, 2010. – C. 20 – 37.

Тематичні матеріали: