Питання та завдання для самоконтролю.

1. Дайте визначення поняттю «знання». Що таке дані, інформація, повідомлення?

2. Яка різниця між знаннями і інформацією?

3. Яку роль відіграють знання при прийнятті рішень?

4. Навіщо людині знання?

5. Наведіть приклади класифікації знань і охарактеризуйте кожний з них.

6. Наведіть приклади адитивних мір кількості інформації і охарактеризуйте кожний з них.

7. Що таке інформаційна ентропія? Який зв’язок між кількістю інформації і ентропією?

1.3. Система: основні поняття, властивості, узагальнені класифікації

Системний підхід у вирішенні проблеми вимагає тотальної системності: від постановки проблеми до її розв’язання, а також узгодженості всіх функцій, етапів виконання, ланок. Тобто, системність присутня на всіх етапах: від загального поняття (уявлення) про систему до конкретної системи.

Сучасні наукові дані та сучасні системні уявлення дозволяють казати про світ як про нескінченну ієрархічну систему систем, які знаходяться у розвитку, проходять різні стадії розвитку, розташовані (розміщенні) на різних рівнях системної ієрархії. Системність є настільки загальною властивістю матерії, що її можна назвати формою існування матерії. Відомі із фізики форми існування матерії - час, простір, рух, структурованість - являють собою окремі прояви, окремі аспекти системності.

Методологія аналізу складних об’єктів, вивчення та пізнання процесів, які протікають в них, пов’язані з теорією пізнання (див. параграф 1.2). Підхід до вивчення складного об’єкту передбачає розгляд його як складної системи.

Поняття «система» використовують в багатьох сенсах та значеннях. У прямому перекладі з грецького σύστημα означає «утворення», «складення», тобто відповідає поняттю «утворення, яке з’єднане з частин». В літературі є сотні визначень поняття «система», але нема загальноприйнятого. Це відбиває принципову неможливість дати завершене визначення багатоаспектному уявленню «система», а це означає, що категорію «система» слід віднести до певних суттєвих понять, таких, як матерія, час, простір. Тому систему (як фундаментальне поняття) слід характеризувати і конкретизувати, розглядаючи основні її властивості.

Властивості системи:

1. Система - це завжди сукупність елементів. При цьому будь-яка система (крім всесвіту), завжди відносно відокремлена від оточуючого середовища і інших систем з оточення. Систему завжди можна відокремити (абстрагувати) від оточуючого середовища, тобто від тих факторів середовища, які в достатній мірі не впливають на досягнення цілей, яким підпорядкована уся організація системи.

2. Між елементами системи завжди є суттєві зв'язки. Ці зв'язки між елементами в системі звичайно значно сильніші, ніж з елементами, які не входять в систему (елементи зовнішнього середовища).

3. Системі завжди притаманні структура (організація), яка спеціалізує різні елементи системи, а, також, підпорядкованість всієї організації системи певним цілям.

4. В системі завжди присутня ієрархічність рівнів її організації.

5. Емерджентність (властивості системи не є тільки сумою властивостей її складових: система в цілому володіє такими властивостями, яких немає у жодної з її частин, взятої окремо).

З зазначених системних властивостей випливають певні наслідки (висновки):

1. Системі завжди притаманні інтегративні властивості (внутрішня цілісність), які не властиві жодному з її елементів окремо.

2. На кожному рівні організації системні процеси мають як детерміновані, так і випадкові складові. Тому в ході розвитку системних процесів причина та наслідки частіше за все не пов'язані детерміновано ні в часі ні в просторі.

3. Більша частина системних процесів характеризується нелінійною залежністю між силою причини і розміром отриманих наслідків.

Найважливіше в функціонуванні і розвитку системи – це функціональні можливості її елементів. Однакові елементи в різних системах можуть виконувати різні функції.

Для вивчення, описання, реалізації складних об’єктів, явищ і процесів різноманітної природи і характеру, часто не зовсім визначених і слабо структурованих, застосовують сукупність понять, методів, процедур і технологій, які мають узагальнену назву «Системний аналіз». Системний аналіз – це методологія дослідження складних, часто-густо не зовсім визначених проблем теорії і практики. Предметною областю системного аналізу є системна організація (будова) складних об’єктів різноманітної природи, а також системні процеси і явища. Системний аналіз, як і будь-яка інша наукова галузь, ставить за мету дослідження нових об'єктів і явищ, а, також, зв'язків і стосунків, причому дослідження зв'язків і стосунків є основною задачею системного аналізу. І це дослідження необхідне для того, щоб об'єкти, що вивчаються, стали б зрозумілішими і керованими, а "розкриті" в результаті дослідження механізми внутрішньої і зовнішньої взаємодії цих об'єктів – були б застосовними до моделювання поведінки інших складних об'єктів і явищ. Завдання і принципи системного підходу не залежать від природи об'єктів і явищ. Системний аналіз дає спільні методи формального міждисциплінарного аналізу предметної області, дозволяє виявляти, описувати і вивчати системні інваріанти.

Системний аналіз у вирішенні складних системних задач виходить з необхідності робити наступне:

1. Одночасно розглядати множину різних елементів і підсистем системи.

2. Виявляти комплекс впливаючих одне на одне зв'язків між елементами і підсистемами системи.

3. Описувати різні процеси, що одночасно відбуваються в середині системи та між системою та оточуючим середовищем.

4. Виявляти і аналізувати цілісність системи в її інтегративних властивостях.

5. Визначати цілі функціонування системи, оскільки у відповідності з принципом єдності цілей фактичні цілі функціонування підсистем повинні відповідати цілям всієї системи (якщо принцип порушується - його треба відновити, оскільки його додержання забезпечує значно ефективніше функціонування системи).

Крім зазначених головних завдань при вирішені системних задач також необхідно дотримуватись наступних принципів:

• принципу кінцевої мети: пріоритет кінцевої (глобальної) мети є

абсолютним;

• принципу єдності: розглядати систему як єдине ціле і як сукупність її

підсистем (елементів);

• принципу зв’язності: розглядати будь-яку частину системи сумісно

з її зв’язками з оточенням;

• принципу модульної побудови: виділяти модулі в системі і

розглядати її як сукупність модулів;

• принципу ієрархії: доцільно вводити ієрархію частин системи та (чи)

їх ранжування;

• принципу функціональності: розглядати сумісно структуру й функції

системи з пріоритетом функцій над структурою;

• принципу розвитку: враховувати змінюваність системи, тобто її

здатність до розвитку, розширення, зміни частин, накопичування

інформації;

• принципу децентралізації: поєднання в управлінні та в рішеннях,

що приймаються, централізації та децентралізації;

• принципу невизначеності: враховувати невизначеності та

випадковості в системі.

В техніці, зазвичай, маємо справу з комплексами. Якщо технічні комплекси розробляються у відповідності з уявленням: «повинно так», то це системи, які можуть бути організованими.

Організація – це властивість систем виявляти взаємопов’язану поведінку частин системи в рамках цілого. Під частинами системи маються на увазі її елементи і підсистеми. Організація системи проявляється перш за все в обмеженості різноманітності поведінки частин системи і є її інваріантною властивістю.

Будь-яка відкрита система еволюціонує, починаючи із стану найбільшої ентропії (невизначеності), прагнучи до організованості і порядку в системі в процесі взаємин з середовищем, перебудовуючи свою структуру з метою зменшення ентропії.

Самоорганізація - це утворення просторової, часової, інформаційної або функціональної організації - структури (точніше, прагнення до організованості, до утворення нової структури) за рахунок внутрішніх ресурсів системи в результаті цілеспрямованих взаємодій з оточенням системи.

Система є такою, що самоорганізується, якщо вона без цілеспрямованої дії ззовні (з метою створення або зміни структури системи) отримує просторову, часову, інформаційну або функціональну структуру.

Самоорганізація (явна або неявна) спостерігається в складних відкритих системах. Самоорганізації властивий атрибут - управління. Автоматичної самоорганізації системи не відбувається, для цього необхідна дія, що управляє. Самоорганізація - лише можливий шлях розвитку, еволюції системи. Це шлях руху системи до впорядкованості, хай і відносної. Чітких мір, критеріїв впорядкованості немає, навіть для фізичних, хімічних, біологічних систем, де проблема порядку, рівноваги давно вивчаються.

Самоорганізація може спостерігатися як в живих, так і в неживих системах. Будь-яка діяльність всупереч еволюційним процесам в системі, всупереч принципам самоорганізації - протисистемна.

Оточення людини (включаючи природу і суспільство) - нестабільне, нестійке, нерівноважне, таке, що розвивається. При розгляді проблем функціонування і розвитку таких надскладних систем треба враховувати дві протилежні і взаємозв'язані, взаємно обумовлюючі одна одну якості, - стабільність і нестабільність, лад і хаос, визначеність і невизначеність.

Нестабільність і нестійкість в системі не завжди є зло, негативна якість, що підлягає усуненню. Нестійкість може, відповідно до законів синергетики (див. параграф 1.4), виступати умовою стабільного і динамічного саморозвитку, який відбувається за рахунок знищення, вилучення нежиттєздатних форм. Стійкість і нестійкість в системі, утворення нових структур і руйнування старих, змінюючи одне одного, розвивають, еволюціонують систему. Лад і безлад виникають і існують одночасно: один включає інший - це два аспекти одного цілого, вони дають нам різне бачення світу. Через це ми не можемо повністю тримати під контролем навколишній світ нестабільних процесів, наприклад, повністю контролювати соціально-економічні процеси.

Сучасні наука, техніка і технологія мають справу з складними системами, зв'язок між якими здійснюється не лише через прядок, через структури порядку, але і через хаос. Тільки у єдності порядку і хаосу може бути досліджена еволюція складної системи. Складна система – це таке ціле, що складається із стійких і нестійких часток. Еволюція такої системи веде до нової якості, включаючи і стосунки з людиною. Людина знаходиться не поза об'єктом, що вивчається чи керується, а усередині нього, об'єднуючи природні і штучні складові системи, підсилюючи міжпідсистемні зв'язки, застосовуючи в своїй діяльності сучасні уявлення і здобутки природничих, гуманітарних, соціальних наук, досягнення техніки, технологій, мистецтва. Ідеї, принципи, теорії і методи сучасного природознавства (синергетики, інформатики, системного аналізу, фізики відкритих систем, математики і ін.) все ширше впроваджуються в технологічну, гуманітарну і соціально-економічну сфери. Є і зворотні процеси.

Якщо в технічному комплексі є людина, тобто, комплекс являє собою автоматизовану систему, то така система є самоорганізуючою.