11.Прогнозирование, планирование. Прогнозом называется научно обоснованное суждение об ожидаемых состояниях системы, объекта или явления окр. Действительности.
Прогнозирование - это разработка прогнозов, состоящая в организации и проведении спец. исследований перспектив развития исследуемых объектов, систем или явлений. Научное прогнозирование чаще всего применяется в соц.-экономических и научно-технических областях чел. деят-ти. Процесс прогнозирования базируется на изучении объективных тенденций развития объекта исследования. Разработка общей проблемы предсказания должна основываться на изучении реальных закономерностей развития объекта исследования. Содержание и степень достоверности прогноза определяются информацией о поведении объекта исследования, накопленной до того времени, на который составляется прогноз, закономерностями, выявленными при функционировании объекта исследования, а также опытом, знаниями и научной интуицией специалистов, занимающихся данным видом деятельности.
Прогнозирование и планирование являются двумя фазами общего процесса управления. Прогнозирование - это генерирование информации о представляющихся возможными будущих состояниях или траекториях развития системы. Планирование есть процесс принятия управленческих решений на сравнительно длительные сроки. Принятие планового решения отделено от его реализации достаточно продолжительным периодом.
Соотношение прогнозирования и планирования: 1.прогноз помогает найти проблемные ситуации, решение которых может быть предусмотрено при выполнении планирования, тем самым способствуя уточнению процедур, выполняемых на этапе планирования. 2.прогноз позволяет охарактеризовать мн-во допустимых траекторий решения, вокруг одной из которых в дальнейшем будет происходить разработка плана. Благодаря процессу прогнозирования появляется возможность зафиксировать ряд ограничений, имеющих существенное значение при выполнении операции планирования. 3.прогноз позволяет предвидеть некоторые косвенные последствия реализации плана, характеристика которых не является составной частью последнего. Тем самым предоставляется возможность оценить вариант планового решения или его отдельные компоненты по различным факторам (техническим, экономическим, экологическим, соц.) с точки зрения реалистичности, устойчивости, эффективности и т.д.
Этапы прогнозирования: 1) выявление или формирование возможных вариантов развития прогнозируемого процесса или явления. 2) производится оценка вероятности реализации отдельных вариантов развития с тем, чтобы на основании соответствующих вероятностных характеристик получить количественные оценки реализуемости возможных траекторий развития прогнозируемых процессов. Важную роль в процедурах прогнозирования приобретает анализ -он должен определить возможные траектории развития системы, приводящие к заданному конечному состоянию. На первом этапе средствами планирования определяется конечная, желаемая цель развития системы, затем намечаются мероприятия, последовательность которых могла бы в случае их успешной реализации обеспечить достижение этой цели. Такая плановая процедура в той или иной степени сама может использовать результаты ранее выполненных прогностических исследований. Когда проект плана подготовлен, он используется в качестве исходной информации для последующего прогноза - как основа сценария развития системы. Цель данной прогностической процедуры состоит в анализе и характеристике разнообразных последствий реализации разработанного проекта плана. Последующий анализ результатов прогноза позволяет оценить реалистичность и качество проекта плана.
Методы прогнозирования: методы экстраполяции, методы экспертных оценок и логического моделирования. Методы экстраполяции основаны на аппроксимации результатов, полученных при анализе развития исследуемых процессов, описании полученных данных с помощью мат. моделей и дальнейшем расчете моделей для будущих моментов времени. Данные методы позволяют осуществлять поиск приемлемых оценок состояний системы в будущем, однако их применение обоснованно только для описания процессов эволюционного развития. Но процессы развития систем включают в себя как периоды эволюционного изменения, так и скачкообразные переходы от одних состояний к другим. Скачкообразные переходы обусловлены открытиями новых физических принципов, реализацией оригинальных технических решений, осуществлением крупных проектов. Рекомендуемым методом прогнозирования скачкообразных изменений развития систем может быть метод экспертных оценок. При этом в качестве экспертов должны выступать высококвалифицированные в данной области знаний специалисты. Необходимая для формирования прогноза информация обобщается путем обработки мнений экспертов. В результате разрабатывается сценарий развития системы, а также возможные его варианты, учитывающие наличие скачков.
Методы логического моделирования предполагают построение моделей, в которых проводятся аналогии между различными по своей природе явлениями, анализируются взаимосвязи отдельных процессов, обобщаются данные о процессах различной физической природы, к которым применимы понятия теории подобия. Это позволяет предсказывать нестандартные ситуации в той или иной области деятельности, находить наилучшие решения, учитывать реальные перспективы совершенствования анализируемых систем на основе их подобия другим, более хорошо изученным, процессам.
12.Процедуры системного анализа. Процедуры системного анализа:
- изучение структуры системы, анализ ее компонентов, выявление взаимосвязей м/у отдельными эл-ми;
- сбор данных о функционировании системы, исследование информационных потоков, наблюдения и эксперименты над анализируемой системой;
- построение моделей;
- проверка адекватности моделей, анализ неопределенности и чувствительности;
- исследование ресурсных возможностей;
- определение целей системного анализа;
- формирование критериев;
- генерирование альтернатив;
- реализация выбора и принятие решений;
- внедрение результатов анализа.
13.Анализ структуры системы. Основные понятия и определения
Под элементом принято понимать простейшую неделимую часть системы.
Подсистема - совокупность взаимосвязанных элементов, обладающая свойствами системы (в частности, свойством целостности), способная выполнять относительно независимые ф-ции, подцели, направленные на достижение общей цели системы. Отличие подсистемы от простой группы элементов состоит в том, что для подсистемы формулируются подцели ее функционирования.
Если части системы представляют собой совокупности однородных элементов, то такие части называют компонентами.
Структура отражает определенные взаимосвязи, взаиморасположение составных частей системы, ее устройство, строение. При описании системы требуется отобразить систему путем расчленения ее на подсистемы, компоненты и элементы и показать, каким путем обеспечивается в объекте выполнение поставленной цели. Структура системы - состав системы и схема связей между ее элементами.. Совокупность отношений, заданных на мн-ве подсистем и элементов, образующих некоторую систему, называется структурой этой системы.
Связь обеспечивает возникновение и сохранение структуры и целостных свойств системы. Понятие связь характеризует одновременно и статическое строение системы, и динамическое ее поведение. Связь определяют как ограничение степени свободы элементов. Связь характеризуется направлением, силой и характером. По первому признаку связи делят на направленные и ненаправленные. По второму признаку различают сильные и слабые связи. По характеру: связи подчинения, равноправные, генетические, связи управления. По направленности процессов - прямые и обратные. Обратные связи: положительные, сохраняющие тенденции происходящих в системе изменений того или иного параметра, и отрицательные - противодействующие тенденциям изменения выходного параметра. Обратная связь направлена на сохранение, стабилизацию требуемого значения параметра.
Цели системы - желательные состояния или результаты поведения системы. Глобальная цель системы - конечное состояние, к которому стремится система в силу своей структурной организации. Цель - это субъективный образ (абстрактная модель) не существующего, но желаемого состояния среды, которое решило бы возникшую проблему. Цель достигается путем решения задач. Задачи системы - цели, которые желательно достичь к определенному моменту времени в пределах определенного периода функционирования системы.
Модель - отражение структуры системы, ее элементов и взаимосвязей, направленное на отображение определенной группы свойств.
Формы представления структур
Принятый способ описания структур - графическое изображение. В таком графе элементы, компоненты, подсистемы и прочие объекты системы отображаются в виде вершин графа; связи между объектами представляют в виде дуг.
Сетевые структуры представляют собой отображение взаимосвязи объектов м/у собой. Их применяют для представления организационных структур, для изображения структурных схем систем, для представления информационного обеспечения и т.д. С помощью сетевых структур отображаются пространственные взаимосвязи между элементами одного иерархического уровня. Пример: структурная схема ЭВМ.
Различают
виды сетевых структур: 1. Линейные
структуры
со
строго упорядоченным взаимоотношением
элементов «один к одному».
2.Древовидная структура представляет собой объединение многих линейных подструктур.
3.Кольцевая структура (циклическая) имеет замкнутые контуры в соответствующих графах. С помощью циклических структур изображаются схемы циркуляции информации в системах. Обобщенная сетевая структура характеризуется многочисленными межэлементными связями.
Иерархические структуры представляют собой декомпозицию системы в пространстве и применяются для описания подчиненности элементов в структурах управления. Термин иерархия означает соподчиненность, порядок подчинения низших по должности лиц высшим.
14.Сбор данных о функционировании системы. Исследование информационных потоков. Основное содержание данного этапа состоит в идентификации параметров системы с целью последующего включения их в модель. Этот этап связан с определением числовых значений параметров системы в режиме ее функционирования. Параметры системы подразделяются на внутренние и внешние.
Внешние параметры системы - характеристики функционирования системы, служащие показателями качества ее работы как единого целого.
Внутренние параметры системы - характеристики, показывающие особенности технических решений, принятых при организации системы в целом и отдельных технических средств, входящих в состав системы, а также в совокупности влияющие на значения внешних параметров системы.
При описании параметров системы определению подлежат идентификатор параметра, единицы измерения, диапазон изменения, качественные характеристики (однозначный - многозначный, регулируемый - не регулируемый), место применения в модели. Параметры отражают свойства системы. Наблюдения с целью сбора данных могут проводиться в процессе функционирования системы либо же для сбора данных организуются спец. экспериментальные исследования. В первом случае говорят, что данные получены в результате пассивного эксперимента. Во втором случае -активный эксперимент. Активный эксперимент проводится по спец. составленному плану с использованием методов планирования эксперимента.
Анализ информационных потоков
Анализ информационных потоков позволяет выявить схему работы объектов управления, обеспечивает информационное отображение объекта управления, взаимосвязь между его элементами, структуру и динамику информационных потоков. Изучаются формы документов и недокументированных сообщений. В процессе изучения информационных потоков анализируются следующие группы документов:
1) официальные положения и инструкции, регламентирующие ф-ции подразделений и определяющие сроки и процедуры обработки информации и принятия решений;
2) входные документы, источники которых находятся вне системы;
3) систематически обновляемые записи в виде картотек или книг, используемые в процессе работы;
4) промежуточные документы, получаемые и используемые в процессе обработки данных;
5) выходные документы.
Анализ информационных потоков осуществляется с помощью спец. разработанных методов: графического, метода с использованием сетевой модели, графоаналитического и метода с использованием графов типа «дерево». Графический метод применяется для описания потоков информации на макроуровне, когда решается задача анализа общей схемы работы объектов управления. Здесь отношения м/у элементами потока, в виде которых выступают документы, изображают структурно-информационно-временной схемой. На схеме приводятся краткие пояснения, описывающие движение информации и материальных потоков.
Суть метода с использованием сетевой модели. В качестве события сетевой модели является определенный документ. Если документ представляет собой результат выполнения какой-либо работы, он является конечным, если же он будет использоваться в дальнейшем ходе выполнения работ, такой документ будет начальным. Под работой понимается определенная задача или ф-ция, выполняемая элементом органа управления.
Графоаналитический метод основан на анализе матрицы смежности информационного графа. Исходными для анализа информационных потоков явл-ся данные о парных отношениях м/у наборами информационных элементов, формализуемые в виде матрицы смежности. Под информационными элементами понимают различные типы входных, промежуточных и выходных данных. Матрица смежности - квадратная бинарная матрица с кол-вом строк (и столбцов), равным количеству информационных элементов. В каждой позиции матрицы смежности записывают 1, если м/у соответствующими элементами матрицы отношение, т.е. информация одного документа используется при формировании другого, и в соответствующей позиции ставится 0, если отношения нет. Далее матрице смежности ставится в соответствие граф информационных взаимосвязей. Мн-вом вершин графа является мн-во информационных элементов, дуги отражают взаимосвязи м/у элементами. Дуга присутствует, если в матрице смежности отношение м/у элементами отмечено 1, и отсутствует в противном случае. Анализ графа позволяет выявить информационную зависимость между входными, промежуточными и выходными документами, характер зависимости, установить направление движения информации.
Метод с использованием графов типа «дерево» применяют для описания системы потоков информации. Строится граф взаимосвязи показателей и так называемые графы расчетов, описывающие преобразование инф-ции в процессе формирования отдельных показателей. При построении дерева взаимосвязи показателей ребра ориентируют с учетом иерархии от исходных к результирующим. Такой подход позволяет строить графы с более высокой степенью укрупнения. Полученный комплекс графов отражает процесс движения и преобразования инф-ции в системе.
15.Формирование критериев. Критерий - это способ сравнения альтернатив. Необходимо различать понятия критерий и критериальная функция. Критерием качества альтернативы может служить любой ее признак, значение которого можно зафиксировать в порядковой или более сильной шкале. После того как критерий сформирован, т.е. найдена характеристика, которая будет положена в основу сравнения альтернатив, появляется возможность ставить задачи выбора и оптимизации.
Задача формирования критериев решается непосредственно после того, как сформулированы цели системного анализа. Задача системного аналитика состоит в том, чтобы формализовать проблемную ситуацию, возникающую в ходе системного анализа. От критериев требуется как можно большее сходство с целями, чтобы оптимизация по критериям соответствовала максимальному приближению к целям.
Для формирования хорошего критерия, адекватно отражающего цель системного анализа, используют неформализуемые процедуры. Критерий, как и всякая модель, приближенно отображает цель; адекватность одного критерия может оказаться недостаточной. Поэтому решение может выражаться в использовании нескольких критериев, описывающих одну цель по-разному и дополняющих друг друга. Когда сформулировано несколько целей системного анализа, отражающих разные системы ценностей, исследователю необходимо формировать несколько критериев и решать многокритериальную задачу. Т.о., многокритериальность является способом повышения адекватности описания цели.
Формирование критериев отражает цель, которую ставит заказчик. Но при постановке и решении задач системного анализа необходимо учитывать не только цели, на решение которых он направлен, но и возможности, которыми обладают стороны для решения поставленных задач и которые позволяют снять выявленные проблемы. Необходимо учитывать ресурсы, имеющиеся у сторон. К ресурсам относят денежные ресурсы, которые заказчик согласен выделить системным аналитикам для решения поставленной задачи; ресурсы исполнителя - людские ресурсы, ресурсы вычислительные (наличие ВТ, ее кол-во и т.д.), материальные ресурсы, требуемые для решения задач (например, наличие канц. товаров, транспорта, ресурсов связи); временные ресурсы (сроки решения задач системного анализа,). Необходимо также учитывать интересы окр. среды, любая система внутри нее, взаимодействует с ней. Поэтому при постановке задачи системного анализа необходимо следовать принципу не навредить, не предпринимать ничего, что противоречило бы законам природы. Чтобы удовлетворить условиям непревышения кол-ва имеющихся ресурсов, в постановку задачи системного анализа вводят ограничения.
Между целевыми критериями и ограничениями имеются сходство и различия. Общее заключается в том, что и критерий, и ограничения явл-ся мат. формулировкой некоторых условий. На этапе формирования целевой критерий открывает возможности для генерирования новых альтернатив в поисках лучшей из них, а ограничение заведомо уменьшает их число, запрещая некоторые из них.
Основные критерии, встречающиеся в анализе сложных технических систем: экономические критерии - прибыль, рентабельность, себестоимость;
технико-экономические - производительность, надежность, долговечность; технологические - выход продукта, характеристики качества и пр.