- •Прикладной системный анализ
- •Прикладной системный анализ
- •Введение
- •Как возник прикладной системный анализ.
- •Системное мышление: методология прикладного системного анализа;
- •Системное мышление: методология прикладного системного анализа.
- •Тема 1. Проблемы и способы их решения.
- •Типы улучшающих вмешательств.
- •Т ема 2. Понятие системы (что такое реальность).
- •Аналитическое рассмотрение понятия модели
- •Простейшая модель разнообразия: классификация
- •Тема. Управление.
- •Управление на уровне интуиции.
- •Вторая часть Тема 1. Технология прикладного системного анализа.
- •Как надо решать любую проблему.
Типы улучшающих вмешательств.
4 типа улучшающих вмешательств:
absolution (действие священника, который отпускает грехи кающемуся прихожанину) - невмешательство;
Это означает, что существуют такие проблемные ситуации, в которые лучше не вмешиваться.
resolution – частичное, неполное решение проблемы, смягчение остроты недовольства, которое не до конца и не полностью снимает это недовольство;
Возникают в тех случаях, когда для решения проблемы необходимо что-то сделать, потратить ресурсы. Однако ресурсов недостаточно.
solution – это наилучшее решение при заданных условиях (не просто решение, а самое лучшее решение);
Ω Оптимальный – это наилучший при заданных ограничениях.
Проблемы в системном анализе делятся на 2 вида:
проблемные ситуации, позволяющие количественное описание (hard problems) – решение проблемы заключается в осуществлении оптимизации;
проблемные ситуации, не позволяющие количественное описание (soft problems) – решение проблемы происходит с помощью специальной методологии (soft methodology).
dissolution (растворение) – это такое вмешательство, в результате которого проблема исчезает, растворяется.
Н. Винер “Сказка про обезьянью лапку”
Решение проблемы осуществляет системный аналитик. Системный аналитик и не может решать проблемы, потому что, для того, чтобы решить проблему, нам нужно понять природу этой проблемы.
Решение проблемы осуществляется самими участниками проблемной ситуации.
В процедуру прикладного системного анализа встроено обучение прикладному системному анализу.
Т ема 2. Понятие системы (что такое реальность).
Мир материален.
Появилось понятие вещества (материи).
Мир неоднороден.
Появились понятия об объектах, предметах, расстояниях, т.е. появилось понятие пространства;
Появились понятия движения, силы, энергии.
Появились понятия силы, физических полей.
Взаимодействуя, объекты обмениваются ресурсами: веществом, энергией и информацией.
Весь мир не хаотичен, а организован. Существуют законы реализации, развития. Появилось понятие системы. Мир является совокупностью различных систем. И вмешиваясь в этот мир, мы должны учитывать его системность в полной мере в случае, если мы хотим добиваться успехов.
Существенные свойства системы являются таковыми, если они отвечают двум свойствам:
эти свойства должны принадлежать всем системам, независимо от их природы;
из множества свойств систем каждой систем интересуют те свойства, информация которых нам обязательно потребуется в процессе решения проблемы.
Существенные свойства системы:
статические свойства системы:
Если мы в какой-то момент зафиксируем систему (напр., сфотографируем) и начнём рассматривать её, то такие свойства мы и будем называть статические. Они принадлежат любому моменту времени в системе, но сами по себе в динамике меняются.
целостность;
открытость
Модель черного ящика должна отвечать определённым требованиям:
не всякий набор входов и выходов оказывается рабочей моделью (пример про телевизор и эротический фильм); в модели должна быть вся нужная для достижения цели информация;
модель чёрного ящика – это конечный список входов и выходов;
Существует 4 рода ошибок:
ошибка первого рода совершается тогда, когда принимаешь решение, что данная связь существенна, и включаешь её в модель, а на самом деле она не существенна (без этой информации можно успешно достичь цель);
ошибка второго рода совершается тогда, когда принимаешь решение, что данная связь не существенна, и не включаешь её в модель, а на самом деле она существенна (без этой информации нельзя успешно достичь цель);
ошибка третьего рода: для того, чтобы решить включать или не включать в модель какую-то связь, нужно знать, что эта модель существует;
ошибка четвёртого рода: если вы определяете, что есть связь и она существенна, нужно не ошибиться, на вход или на выход её направить.
Типы связи системы с окружающей средой:
необходимая и достаточная связь (HиD) = причинно следственная связь;
понятие причинно-следственной связи является абстракцией
необходимая, но достаточная связь (H D) = основная причина (продуцент–продукт);
достаточен, но не необходим (H D) = многопричинная связь;
когда один и тот же результат может быть получен разными способами.
существенная связь, но не необходимая и не достаточная (H D) = ассоциативная, (вероятностная/стохастическая).
Ω Ω Простым следствием открытости всех систем является закон о всеобщей взаимосвязи и взаимозависимости в природе: всё в мире взаимосвязано.
внутренняя неоднородность (различимость частей);\
Перечень частей – новая модель чёрного ящика, это модель состава системы.
Модель состава системы – это перечень существенных частей системы.
Модель состава – вторая из трёх базовых частей системы.
Трудности построения модели состава:
целое делить на части можно делить по-разному;
что является элементарным для нас;
наша система является частью другой системы;
структурированность;
Модель структуры системы – перечень существенных связей между частями.
Для одной и той же системы можно предлагать разные модели структуры.
Трудности построения модели состава:
из бесконечного множества связей нужно выделить существенные;
модель структуры – это совокупность входов и выходов элементов; а элементы – это маленькие чёрные ящички, а при построении модели чёрного ящика можно допустить четыре ошибки;
динамические свойства системы;
Свойства, связанные с движением. То, что мы увидим в кинофильме, снятом про систему.
Модели изменений, которые происходят в системах:
функциональность;
Все системы обладают каким-либо функциями. Системы нам нужны ради тех функций, которые они осуществляют.
Y(t) – совокупность всех выходов
Процессы на каждом выходе носят название функция (Y).
Замечания к функциональности:
все системы многофункциональны;
все функции разные;
оценивание функций;
стимулируемость;
На любую систему можно оказать воздействие через подачу процесса на один из её входов. Система поддаётся влиянию из вне.
X(t) – совокупность всех входов.
Процессы на каждом входе носят название стимул (X).
Замечания стимулирования:
стимулов много;
стимулы разные;
стимулы можно оценивать субъекту.
Входы можно разделить на управляемый и на неуправляемые.
изменчивость;
Любая система меняется со временем, функционирует.
2 типа изменений в системе:
рост – количественное изменение системы;
За счёт присоединения к системе материальных ресурсов из окружающей среды. Рост подчинён внешним ограничениям.
развитие – качественное изменение системы, происходит за счёт восприятия информации из внешней среды и использования этой информации для своего развития.
Изменения в системе могут носить качественный характер.
Рост и развитие могут происходить как одновременно, так и независимо друг от друга. Происходит за счёт потребления и использования информации.
Развитие есть результат обучения. Развитие возможно только как саморазвитие.
Кроме роста и развития есть и обратные процессы: спад (количественное убывание) и деградация (утеря полезных качеств).
Модель “Жизненный цикл системы”
Жизненный цикл – это описание (модель) непрерывного процесса. Потому что жизнь любой системы течёт во времени.
Жизненный цикл системы бывает двух видов:
описание системы, которая до этого была в прошлом (история);
описание системы, которая ещё не воспроизведена (проектирование).
Идеальное требование заключается в том, что жизненный цикл должен быть непрерывным.
существование в изменяющейся среде;
Изменения внутри системе могут происходить:
медленнее, чем изменения в окружающей среде;
синхронно (зрачки человека);
быстрее, чем реальность вокруг (системы управления).
синтетические свойства системы:
эмерджентность (emergence – возникновение, внезапное появление чего-то);
У системы есть свойства, которые не свойственны её частям, а свойственны только системе в целом.
У системы обязательно есть эмерджентные свойства, но есть и неэмерджентные свойства
13.04.2012
Цель – это достигаемое в будущем состояние.
Цель как образ желаемого будущего и цель достигаемого в будущем состояния – это не одно и то же. Цель как образ желаемого будущего – это субъективная цель. Цель как достигаемое в будущем состояние – это объективная цель.
Разница между субъективными и объективными целями состоит в том, что субъективные цели являются порождением нашего разума, воображения, фантазии; это образ желаемого будущего; а объективные цели являются результатом законов природы.
Почему не все субъективные цели достижимы? Дело в том, что субъективные цели достижимы только в том случае, если они одновременно являются объективными, т.е. не противоречат объективным законам природы.
Человек может сделать всё, только если это не будет противоречить законам природы.
Тема 3. Модели и моделирование.
Как мы познаём и как мы описываем реальность?
Под моделью мы понимаем любой носитель информации о чём-то.
Утверждение 1. Типов моделей, несмотря на их огромное разнообразие, всего 3 (черный ящик, состав, структура).
Как строить модель?
Способов построения моделей только 2 (анализ и синтез).
Анализ и синтез как методы построения моделей.
Анализ – сбор из частей целого. Анализ состоит из 3х операций:
разбиение целого на фрагменты;
попытка объяснить каждый фрагмент;
объединение объяснений частей в объяснение целого.
А нализ даёт нам знание. А знание существует только в виде моделей (1-ый продукт анализа – модель состава, 2-ой продукт анализа – модель структуры; 3-ий продукт анализа – модели черного ящика для каждого элемента).
Синтетическое объяснение непонятного – это рассмотрение непонятного как части большей системы
Синтез – это выделение из системы части.
Синтез состоит из 3х операций:
выделение большей системы, в которой наша система является частью (метасистема);
анализ матасистемы (выделяем состав, связываем структуру);
рассмотрение всех связей нашей системы с остальными частями системы.
Синтез даёт нам знания. А знания существуют только в виде моделей. Нужно модель состава и структуры местасистемы, чтобы найти модель чёрного ящика объясняемой системы.
Пирамида познания по А. Коффу:
5 уровней познания:
Что такое модель?
Синтетическая характеристика модели. В модели отображается только та информация, которая нам нужна для нашей цели.
Модель – есть целевое отображение; приблизительное, адекватное и ингерентное культуре. Модели бывают познавательные и прагматические.
Модель и оригинал – это разные вещи, это не одно и то же.
С – субъект
М – модель
О – отображение
I (истина) – правда, содержащаяся в модели об оригинале.
II – в модели не вся информация об оригинале
2а – известная информация, которая для нашей цели не нужна
2б – не известная нам информация
III – в любой модели есть такая информация, которая не имеет к модели никакого отношения
П рагматическая модель – то, чего нет, но я хочу, чтобы это было (цель).
Ω Адекватность. Модель адекватна, если с её помощью мы успешно достигаем цель. Модель неадекватна, если с её помощью невозможно достичь цель.
Модель – это системное отображение реальности. Это означает, что модель обладает всеми свойствами, которые учитываются при работе любой
Модель работает лишь в том случае, если она согласована с другими моделями.
Модель ингерентна культуре.