1.3. Основные принципы системного анализа

Системный анализ — это совокупность определенных научных методов и практических приемов решения разнообразных проблем, возникающих во всех сферах целенаправленной деятельности общества, на основе системного подхода и представления объекта исследования в виде системы. Он представляет собой комплекс специальных процедур, приемов и методов, обеспечивающих реализацию системного подхода. Системный анализ предназначен для решения в первую очередь слабоструктурированных проблем, то есть проблем, состав элементов и взаимосвязи которых установлены только частично. Такие проблемы возникают, как правило, в ситуациях, характеризующихся наличием фактора неопределенности и неформализуемых элементов.

Характерным для системного анализа является то, что поиск лучшего решения проблемы начинается с определения и упорядочения целей деятельности системы, при функционировании которой возникла данная проблема. При этом устанавливается соответствие между этими целями, возможными путями решения возникшей проблемы и потребными для этого ресурсами.

Целью системного анализа является полная и всесторонняя проверка различных вариантов действий с точки зрения количественного и качественного сопоставления затраченных ресурсов с получаемым эффектом.

Системный анализ базируется на сочетании формальных и неформальных методов исследования систем. Основным методом исследования в системном анализе является моделирование.

Системный анализ опирается на следующие принципы.

1. Принцип системности.

Принцип системности включает в себя следующие положения:

1. весь мир рассматривается как совокупность взаимосвязанных целостных объектов – систем;

2. анализ и изучение новых свойств, которые возникают при объединении элементов в систему:

3. исследование объекта неотделимо от исследования его взаимодействия со средой;

4. динамический характер любого объекта.

   2. Принцип иерархического строения мира.

Этот принцип означает рассмотрение системы как элемента системы большего иерархического уровня. Оценка свойств системы и эффективности её функционирования выполняется относительно системы большего уровня. Разбиение системы на модули и рассмотрение ее как иерархически упорядоченной совокупности модулей.

2. Принцип многомодельности.

Этот принцип предполагает, что полное познание системы может быть достигнуто лишь путем построения множества моделей, каждая из которых отражает лишь отдельные аспекты ее функционирования. Рассмотрение системы как элемента системы большего иерархического уровня. Оценка свойств системы и эффективности её функционирования выполняется относительно системы большего уровня. Разбиение системы на модули и рассмотрение ее как иерархически упорядоченной совокупности модулей.

2. Принцип приоритета конечной цели.

Системный анализ начинается с формулировки цели исследования и целевой функции. Любая попытка совершенствования системы должна оцениваться относительно того, помогает ли она достижению конечной цели. Цель функционирования искусственно создаваемой системы задается в системе более высокого уровня.

2. Принцип функциональности.

Любая структура тесно связана с функцией системы и её частей. В случае придания системе новых функций необходимо пересматривать её структуру, а не пытаться втиснуть новую функцию в старую структуру.

2. Принцип развития.

В основу проектируемой системы необходимо закладывать возможность развития и усовершенствования. Обеспечение возможности включения в систему новых модулей, совместимых с уже имеющимися.

2. Принцип недостаточности причинного объяснения.

При исследовании свойств сложных систем недостаточны чисто причинные объяснения функционирования и развития объекта, поскольку для таких систем характерна целесообразность, связанная с присутствием в них человека, которая не всегда может быть описана с помощью причинно-следственных связей.

Системный анализ объекта распадается на последовательное решения задач декомпозиции, анализ и синтеза.

На этапе декомпозиции обеспечивается формирование общего представление о системе. Он состоит из следующих шагов.

1. Формулировка общей цели исследования и выяснение основной функции системы.

2. Выделение системы из среды путем анализа участия каждого рассматриваемого элемента в реализации основной функции системы.

3. Выяснение основных элементов системы большего иерархического уровня, в которую входит система, и характера связей с ними.

4. Выяснение основных процессов в системе, их роли и условий существования.

5. Описание факторов, воздействующих на систему.

6. Описание разного рода неопределенностей, связанных как с внешними воздействиями, так и с описанием ее функционирования.

7. Описание тенденций развития системы.

8. Декомпозиция системы на подсистемы.

Рассмотрим наиболее часто используемые методы декомпозиции.

Функциональная декомпозиция. Основывается на анализе функций системы. При этом ставится вопрос "что делает система?", независимо от того, как она функционирует. Основание для разбиения на функциональные подсистемы служит общность функций, выполняемых отдельными группа элементов.

Декомпозиция по жизненному циклу. Признаком выделения подсистем является изменение закона функционирования подсистем на разных этапах существования системы от рождения до гибели.

Декомпозиция по процессу функционирования. Признаком выделения подсистем является последовательность шагов реализации алгоритма функционирования системы, смена ее состояний.

Структурная декомпозиция. Признаком выделения подсистем является наличие между ними сильных вещественных, энергетических или информационных связей.

На этапе анализа обеспечивается формирование детального представления о системе. Анализ системы состоит из следующих шагов.

1. Составление функционального описания системы, включающего описание законов функционирования элементов и подсистем исследуемой системы.

2. Составление морфологического описания системы, включающего описание взаимосвязей элементов, то есть структуры системы.

3. Составление информационного описания системы, включающего описание потоков информации в системе и алгоритмов ее преобразования.

4. Составление генетического описания системы, то есть анализа предыстории системы, и тенденций ее развития.

На этапе синтеза выясняется механизм функционирования системы и составляется ее математическая или имитационная модель.