Модульний конспект лекцій з курсу «Системний аналіз та проектування комп’ютерних інформаційних систем»

Кузнецов В.І., канд. техн. наук, ст. наук. співробітник,

доцент кафедри «Інформаційні технології і системи» Національної металургійної академії України, м. Дніпропетровськ

Рекомендована література

Основна:

1 Сорока К.О. Основи теорії систем і системного аналізу: Навчальний посібник. – Х.: Тимченко, 2005. – 288 с.

2 Катренко А.В. Основи системного аналізу об’єктів та процесів комп’ютерізації: Навч. посібник. – Львів: Новий світ, 2003. –424 с.

3 Згуровский М.З, Панкратова Н.Д. Основы системного анализа. - К.: BHV, 2005 – 400 с.

4 Жилин Д.М. Теория систем: опыт построения курса. – М.: Едиториал УРСС, 2004. – 184 с.

5 Саати Т.Л. Принятие решений при зависимостях и обратных связях:Аналитические сети. – М.: Изд-во ЛКИ, 2008. – 360 с.

6 Ларичев О.И. Теория и методы принятия решений: Учебник. – М.: Логос, 2000. – 296 с.

Часть 1. Основы системных наук (модуль 1) Лекция 1

Основы теории систем; структура системных наук

Структура системних наук, принципи системного підходу, предмет системного аналізу

Введение: системный взгляд на мир

Характерными свойствами окружающего нас мира (в особенности мира современной человеческой цивилизации) являются сложность, взаимозависимость, изменчивость. При этом и сложность, и взаимозависимость, и изменчивость постоянно возрастают, порождая всё новые проблемы. Весьма удивительно, что окружающий нас мир существует, причём довольно долго, развивается в целом прогрессивно, в сторону усложнения. Эта проблема осознана ещё с середины XIX века, когда были созданы две фундаментальные науки, - термодинамика (Клаузиус) и теория эволюции (Дарвин), - выводы которых противоречили друг другу. Согласно классической термодинамике, теоретической науке, основанной на фундаментальных принципах, мир должен развиваться регрессивно, в сторону упрощения, приближаясь в пределе к состоянию теплового равновесия. Теория эволюции, наоборот, убедительно доказывала прогрессивное развитие живой природы Земли, что подтверждается данными, например, палеонтологии. Да и развитие человечества (особенно – техники, технологий от каменного топора к мобильному телефону спутниковой связи) свидетельствует об усложняющемся развитии, сопровождающемся, к сожалению, всё возрастающими рисками, опасностями, кризисами.

Примеры?

Ответ на вопросы возникновения, существования, развития, структуры систем в рамках классических наук дают теория систем и теория самоорганизации (синергетика). Применением основных принципов и результатов этих наук к исследованию и проектированию сложных искусственных систем занимается системный анализ на основе так называемого системного подхода. Системный анализ – комплексная, синтетическая дисциплина, системный аналитик должен быть эрудированным и объективно мыслящим человеком, хорошо владеющим как общими методами собственно системных наук, так и основными знаниями в предметной области, которую анализирует. Например, в области информационных систем и технологий, или в металлургии, или – космической техники, или – бизнес-процессов…

Системных аналитиков иногда называют генералистами в противоположность «узким» специалистам. В любом достаточно сложном деле, проекте нужны и те и другие. Крайне желательно при этом, чтобы специалист, даже самый узкий, использовал системный подход и владел системными методами в решении своих задач. А генералист (руководитель, системный аналитик, проектант, эксперт) просто обязан это делать, разбираясь при этом и в предметной области. На практике пока это, увы, не всегда так, имеется много примеров узкого, своекорыстного подхода к решению сложных проблем, что вместо решения порождает проблемы ещё более сложные и неприятные. Системный анализ учит широко и объективно мыслить, «разбирать» сложные проблемы, синтезировать рациональные, правильные решения.

Более точные определения терминов системных наук будут даны ниже.

Наш краткий курс будет иметь три составляющих.

Первая – общенаучная. Изучим современную структуру системных наук, основные понятия, проблематику, задачи.

Вторая составляющая – методологическая (методология – это набор согласованных методов исследования, решения задач). Изучим методы системного анализа, понимаемого как а) анализ систем и б) анализ проблем.

Третья составляющая – практическая. Это решение некоторых системных задач. В основном (из-за дефицита времени) ограничимся задачами структурирования и многокритериального выбора, которые, собственно говоря, и составляют «сердцевину», специфику системного анализа.

К сожалению, из-за дефицита времени и отсутствия у студентов специальностей необходимой математической подготовки, вопросы математического моделирования систем практически придётся опустить. И ряд других вопросов тоже. А жаль. В общем, это попытка создания очень краткого курса для гуманитариев с небольшим математическим багажом. Но - для специальностей, имеющей прямое отношение к прикладной информатике и, следовательно, к прикладному системному анализу.

Системный анализ (не говоря уже о комплексе системных наук) – обширная дисциплина. За пол семестра не изучишь, даже занимаясь только им. Его изучение требует общей эрудиции, широты мышления, но и весьма развивает эти полезные свойства. Системный подход и системный анализ – мощный инструмент упорядочения и эффективного использования знаний, опыта, интуиции руководителей, экспертов, специалистов, да и современно образованных людей в вопросах постановки целей и решения сложных проблем. Проблем самого различного характера.

Примеры?