Тема 3. Процедури системного аналізу

3.1. Аналіз і синтез у системних дослідженнях

3.2. Моделі систем як основи декомпозиції

3.3. Алгоритмізація процесу декомпозиції

3.4. Агрегування, емерджентність, внутрішня цілісність систем

3.5. Види агрегування

3.1. Аналіз і синтез у системних дослідженнях

Єдність аналізу та синтезу в людській свідомості дає змогу зро­зуміти навколишній світ. Це стосується всіх галузей знань і, зокрема, системного аналізу. Далі розглянемо технічні аспекти аналітичного та синтетичного методів дослідження систем. Буде акцентовано ува­гу на тому, як виконуються операції поділу цілого на частини й об'єд­нання частин у ціле та чому вони виконуються саме так. Інакше ка­жучи, ми обговоримо, у якій мірі нині можна алгоритмізувати аналіз і синтез.

Багато філософів і натуралістів зауважували, що роль синтезу не зводиться тільки до "складання деталей", отриманих у процесі аналізу. Серед фахівців із системного аналізу особливо наполегли­во наголошував на цьому Р. Акофф. Він зазначає, що дуже важли­ва цілісність системи; вона порушується під час аналізу, бо після розчленування системи втрачаються істотні властивості не тільки самої системи, а і її частин, відділених від неї. Тому результат аналі­зу – лише розкриття структури, знання про те, як система працює, але не розуміння того, чому й навіщо вона не робить. Р. Акофф від­значає: "Синтетичне мислення вимагає пояснити поведінку системи. Воно істотно відрізняється від аналізу. На першому кроці аналізу річ, яку потрібно пояснити, розділяють на частини; у синтетичному мисленні її слід розглядати як частину більшого цілого. На дру­гому кроці аналізу пояснюють вміст частини; у синтетичному мис­ленні пояснюють ціле, що утримує нашу річ. На останньому кроці аналізу знання про частини агрегують у знання про ціле; у синте­тичному мисленні розуміння утримувального цілого дезагрегують для пояснення частин. Це роблять за допомогою розкриття їх ролей або функцій у цілому. Синтетичне мислення відкриває не структу­ру, а функцію; воно відкриває, чому система працює так, а не те, як вона робить це".

Отже, не тільки аналітичний метод неможливий без синтезу (на цьому етапі частини агрегують у структуру), але й синтетичний ме­тод неможливий без аналізу (потрібна дезагрегація цілого для по­яснення функцій частин). Аналіз і синтез доповнюють, але не за­міняють один одного. Системне мислення поєднує обидва зазначені методи.

По-перше, аналітичний метод дає найвищі результати, якщо ціле можна розділити на незалежні одна від одної частини, бо в цьому ра­зі окремий їх розгляд дає змогу скласти правильне уявлення про їх внесок у загальний ефект. Однак ситуація, коли система являє собою "суму" своїх частин, – не правило, а найрідкісніший виняток. Прави­ло ж полягає в тому, що внесок частини в загальносистемний ефект залежить від внесків інших частин. Тому, наприклад, якщо змуси­ти кожну частину функціонувати щонайкраще, то в цілому ефект не обов'язково буде найвищим. Відібравши найкращі у світі карбю­ратор, двигун, фари, колеса тощо, ми не тільки не одержимо най­кращого автомобіля, але взагалі не зможемо зібрати машину, тому що деталі машин різних марок не підійдуть одна до одної. Отже, аналізуючи "неадитивні" системи, варто розглядати не окремі ча­стини, а їх взаємодію. Це істотно складніше завдання. Наприклад, керування "неадитивною" системою виявиться ефективнішим, якщо керувати не діями її окремих частин, а взаємодіями між ними.

По-друге, ідеал, кінцева мета аналітичного методу – виявлення причинно-наслідкових відношень між розглянутими явищами. Щось уважають пізнаним, цілком зрозумілим тоді, коли відома його при­чина (сукупність умов, необхідних і достатніх для реалізації наслід­ку). Однак це далеко не завжди досяжно. Навіть у разі причинно-наслідкового опису (тобто коли умови, що входять у причину, дійсно перелічувані), потрібно вилучити все інше. Для причинно-наслідкового відношення не існує поняття навколишнього середови­ща, тому що для наслідку не потрібно нічого, крім причини. На­приклад, закон вільного падіння тіл правдивий, якщо немає ніяких інших сил, крім сили тяжіння. Однак коли ми маємо справу зі склад­ними системами, виключити "непотрібні", "нецікаві" взаємодії буває неможливо не тільки практично, але й абстрактно (якщо потрібно зберегти адекватність моделі). Є два способи описати таку ситуа­цію. Один полягає у відображенні "безпричинної" компоненти по­водження системи, або "об'єктивної випадковості", або "суб'єктивної невизначеності" (що виникає через незнання), або їх поєднання. Дру­гий випливає з синтетичного, експансіоністського методу й полягає у визнанні того, що відношення "причина – наслідок" – не єдино можливий і прийнятний опис (пояснення) взаємодії. Адекватнішою моделлю взаємодії виявляється відношення "продуцент – продукт", яке характеризується тим, що продуцент – необхідна, але не достат­ня умова виникнення продукту. Отже, для одержання продукту по­трібні й інші умови, що й утворюють навколишнє середовище. При­чинне, вільне від середовища пояснення – граничний випадок продуцентного, ідеал, до якого можна наближатися, але досягти якого можна й потрібно не завжди.

Хоч би як то не було, і в аналітичному, й у синтетичному підході настає момент, коли потрібно розкласти ціле на частини чи об'єднати частини в ціле. Ці операції називають відповідно декомпозицією й агрегуванням. Далі розглянемо технічні аспекти їх виконання.