Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лекции - Исследование сложных систем - файл Лек10_11_Декомпозиция_Агрегирование (исправленная).doc


Лекции - Исследование сложных систем
скачать (1657.8 kb.)

Доступные файлы (8):

Лек10_11_Декомпозиция_Агрегирование (исправленная).doc300kb.23.11.2006 11:01скачать
Лек12_Неформализуемые этапы.doc247kb.07.10.2006 00:47скачать
Лек1_Введение ИСС(испр).doc128kb.27.09.2006 16:21скачать
Лек2_3_Модели и моделирование.doc108kb.05.10.2006 11:58скачать
Лек4_5_Системы и модели систем.doc214kb.19.10.2006 01:51скачать
Лек6_7_Инф аспекты ИСС (исправленная).doc1322kb.25.10.2006 18:59скачать
Лек8_Измерения и создание моделей(испр).doc233kb.08.11.2006 18:33скачать
Лек9_Многообразие задач выбора (исправленная).doc320kb.15.11.2006 18:11скачать

содержание
Загрузка...

Лек10_11_Декомпозиция_Агрегирование (исправленная).doc

  1   2   3
Реклама MarketGid:
Загрузка...
ЛЕКЦИИ 10,11: Процедуры исследования сложных систем. Декомпозиция. Агрегирование


На ><данных лекциях><лекции ><будут ><рассмотрены ><технические ><аспекты ><аналитического ><и ><синтетического ><методов ><исследования ><систем, ><т.е. внимание ><будет ><акцентировано ><><на ><том, ><как ><выполняются ><операции ><разделения ><целого ><на ><части ><и ><объединения ><частей ><в ><целое, > ><почему ><они ><выполняются ><именно ><так, и><и ><в ><какой>< ><степени эти операции (анализ и синтез)><эти ><могут ><быть ><алгоритмизированы.



  1. Введение

В системном исследовании аналитический ><и ><синтетический ><методы сочетаются, ><сочетаютсявзаимно дополняя друг друга. При этом:

  1. Аналитическая составляющая заключается в том, что сложное ><целое ><расчленяется ><на ><все ><менее ><сложные ><(и, ><в ><конечном ><счете, ><простые) ><части;

  2. Синтетическая составляющая заключается в том, что, ><будучи ><соединенными ><надлежащим ><образом, ><эти ><части ><снова ><образуют ><единое ><целое;

  3. В результате исследования появляется возможность ><объяснить ><целое ><через ><его ><части, и таким образом выявляется системность целого в виде его структуры>.

Среди ><специалистов ><по ><системному ><анализу ><особенно ><настойчиво ><выделяет ><эту ><мысль ><Р. ><Акофф. ><Он ><подчеркивает ><значение ><целостности ><системы, поскольку ><эта ><целостность ><нарушается ><при ><анализе: ><при ><расчленении ><системы ><утрачиваются ><не ><только ><существенные ><свойства ><самой ><системы ><(«разобранный ><автомобиль ><не ><поедет, ><расчлененный ><организм ><не ><способен ><жить»), ><но ><исчезают ><и ><существенные ><свойства ><ее ><частей, ><оказавшихся ><от><деленными ><от ><нее ><(«оторванный ><руль ><не ><ру­><лит, ><отделенный ><глаз ><не ><видит»). ><Поэтому, ><отмечает ><Р. ><Акофф, ><результатом ><анализа ><является ><лишь ><вскрытие ><структуры, ><знание ><о ><том, ><как ><система ><работает, ><><но ><не ><понимание ><того, ><почему ><и ><зачем ><она ><это ><делает. «><Синтетическое ><мышление ><требует ><объяснить ><поведение ><системы. ><Оно ><существенно ><отличается ><от ><анализа. ><На ><первом ><шаге ><анализа ><вещь, ><подлежащая ><объяснению, ><разделяется ><на ><части; ><в ><синтетическом ><мышлении ><она ><должна ><рассматриваться ><как ><часть ><большего ><целого. ><На ><втором ><шаге ><анализа ><объясняются содержимые><> ><части; ><в ><синтетическом ><мышлении ><объясняется ><содержащее ><нашу ><вещь ><целое. ><На ><последнем ><шаге ><анализа ><знание ><о ><частях ><агрегируется ><в ><знание ><о ><целом; ><в ><синтетическом ><мышлении ><понимание содержащего ><><целого ><дезагрегируется ><для ><объяснения ><частей. ><Это ><достигается ><путем ><вскрытия ><их ><ролей ><или ><функций ><в ><целом. ><Синтетическое ><мышление ><открывает ><не ><структуру, ><а ><функцию; ><оно ><открывает, ><почему ><система ><работает ><так, ><а ><не ><то, ><как ><она ><делает ><это». ><[><1].

Необходимость совмещения двух различных направлений исследований (аналитического и синтетического) приводит к возникновению проблемы реализации системного исследования. <Во-первых, ><аналитический ><метод ><приводит ><к ><достижению ><наивысших ><результатов, ><если ><целое ><удается ><разделить ><на ><независимые ><друг ><от ><друга ><части, ><поскольку ><в ><этом ><случае ><их ><отдельное ><рассмотрение ><позволяет ><составить ><правильное ><представление ><об ><их ><вкладе ><в ><общий ><эффект ><(например, как ><в ><случае ><функциональных ><ортогональных ><рядов, ><интегрального ><исчисления, ><мозаики, ><накопления ><денег ><и ><пр.). ><Однако ><случаи, ><когда ><система ><является «><суммой» ><своих ><частей (и, тем более, однородных), ><не ><правило, ><а ><редчайшее ><исключение. ><Правилом ><же ><является ><то, ><что ><вклад ><данной ><части ><в ><общесистемный ><эффект ><зависит ><от ><вкладов ><других ><частей. ><Поэтому, ><например, ><если ><заставить ><каждую ><часть ><функционировать ><наилучшим ><образом, ><то ><в ><целом ><эффект ><не ><будет ><наивысшим><><. Например, ><><><><><отобрав ><лучшие ><в ><мире ><карбюратор, ><двигатель, ><фары, ><колеса ><и ><т.д., ><мы ><не ><только ><не ><получим ><самого ><лучшего ><автомобиля, ><но ><вообще ><не ><сможем ><собрать ><машину, ><так ><как ><детали ><машин ><разных ><марок ><не ><подойдут ><друг ><к ><другу. ><Итак, ><при ><анализе «><неаддитивных» ><систем ><следует <делать ><акцент ><на ><рассмотрение ><не ><отдельных ><частей, ><а ><их ><взаимодействия. ><Это ><существенно ><более ><трудная ><задача. ><Примером ><является ><управление «><неаддитивной» ><системой, ><которое ><окажется ><более ><эффективным, ><если ><управлять ><не ><действиями ><ее ><частей ><отдельно, ><а ><взаимодействиями ><между ><ними.>>

<Во-вторых, ><идеалом, ><конечной ><целью ><аналитического ><метода ><является ><установление ><причинно-следственных ><отношений ><между ><рассматриваемыми ><явлениями. ><Нечто ><считается ><познанным, ><полностью ><понятым ><лишь ><в ><том ><случае, ><если ><известна ><его ><причина ><– совокупность ><условий, ><необходимых ><и ><достаточных ><для ><реализации ><следствия. Соответственно, ><><для ><причинно-следственного ><отношения ><не ><существует ><понятия ><окружающей ><среды, ><так ><как ><для ><следствия ><ничего, ><кроме ><причины, ><не ><требуется. ><Примером ><служит ><закон ><свободного ><падения ><тел, ><справедливый, ><если ><отсутствуют ><все ><другие ><силы, ><кроме ><силы ><тяготения. ><Однако ><когда ><мы ><имеем ><дело ><со ><сложными ><системами, ><исключить «><ненужные», «><не­><интересные» ><взаимодействия ><бывает ><невозможно ><не ><только ><практически, ><но ><и ><абстрактно><. ><Имеется ><два ><способа ><описать ><такую ><ситуацию:

  1. ><Один ><сострит ><в ><отображении «><беспричинной» ><компоненты ><поведения ><системы ><либо «><объективной ><случайностью», ><либо «><субъективной ><неопределенностью» ><(происходящей ><от ><незнания), ><либо ><их ><сочетанием><><><;

  2. ><Другой ><вытекает ><из ><синтетического ><><метода ><и состоит><> ><в ><признании ><того, ><что ><отношение «><причина ><><следствие» ><является ><не ><единственно ><возможным ><и ><приемлемым ><описанием ><(объяснением) ><взаимодействия. ><Более ><адекватной ><моделью ><взаимодействия ><оказывается ><отношение «><продуце><н><т ><><проду><кт», ><характеризуемое ><тем, ><что ><продуцент ><является ><необходимым, ><но ><не ><достаточным ><условием ><для ><осу­><ществления ><продукта. ><Например, ><желудь ><является ><для ><дуба ><продуцентом, ><а ><не ><причиной, ><поскольку ><кроме ><желудя ><для ><произрастания ><дуба ><необходимы ><почва, ><влага, ><воздух, ><свет, ><тепло, ><сила ><тяготения ><и т><ттт.д. ><><другие ><условия, ><которые ><и ><образуют ><окружающую ><среду. Тогда причинное, ><свободное ><от ><среды ><объяснение ><является ><предельным ><случаем ><продуцентного, ><идеалом><, ><к ><которому ><можно ><приближаться, ><но ><достичь ><которого ><можно ><не ><всегда ><и ><не ><всегда ><необходимо.>

<Как ><бы ><то ><ни ><было, ><и ><при ><аналитическом, ><и ><при ><синтетическом ><под­><ходе ><наступает ><момент, ><когда ><необходимо либо ><разложить ><целое ><на ><части, ><либо ><объединить ><части ><в ><целое. ><Будем ><называть ><эти ><операции, ><соответственно, ><декомпозицией ><и ><агрегированием. ><


2. Декомпозиция

Декомпозиция – основная операция анализа – разделение целого на части: подсистемы, подзадачи, подцели соответствующего уровня. При ><необходимости ><этот ><процесс ><повторяется, ><что ><приводит ><к ><иерархическим ><древовидным ><структурам. Обычно объект анализа сложен, слабо структурирован, плохо формализован, поэтому операцию декомпозиции выполняет эксперт, соответственно разные эксперты могут сформировать разные иерархические древовидные структуры. ><Качество ><построенных ><экспертами ><деревьев ><зависит ><как ><от ><их ><компетентности ><в ><данной ><области ><знаний, ><так ><и ><от ><применяемой ><методики ><декомпозиции. ><Обычно ><эксперт ><легко ><разделяет ><целое ><на ><части, ><но ><испытывает ><затруднения, ><если ><требуется ><доказательство ><полноты ><и ><безызбыточности (простоты) ><предлагаемого ><набора ><частей.


    1. ^ Содержательная модель – основа декомпозиции.

Причина различия результата проведения декомпозиции заключается в том, ><При><><><><что ><основанием ><всякой >< ><декомпозиции ><является ><модель ><рассматриваемой ><системы. Т.е. операция ><декомпозиции ><представляет собой><собой ><сопоставление ><объекта ><анализа ><с ><некоторой ><моделью и ><выделение ><в ><нем ><того, ><что ><соответствует ><элементам ><взятой ><модели. ><Поэтому ><на ><вопрос, ><сколько ><частей ><должно ><получиться ><в ><результате ><декомпозиции, ><можно ><дать ><следующий ><ответ: ><столько, ><сколько ><элементов ><содержит ><модель, ><взятая ><в ><качестве ><основания. ><Вопрос ><о ><полноте и простоте ><декомпозиции ><- ><это ><вопрос ><завершенности ><модели-основания поставленной цели.

Итак, ><объект ><декомпозиции ><должен ><сопоставляться ><с ><каждым ><элементом ><модели-основания. ><Однако ><и ><сама ><модель-основание ><может ><с ><разной ><степенью ><детализации ><отображать ><исследуемый ><объект (систему). ><Например, ><в ><системном ><анализе ><часто ><приходится ><использовать ><модель типа «><><жизненный ><цикл», ><позволяющую ><декомпозировать ><анализируемый ><период ><времени ><на ><последовательные ><этапы ><от ><его ><возникновения ><до ><окончания. ><С ><помощью ><такой ><декомпозиции шахматную ><партию ><можно ><разбить ><на ><дебют, ><миттельшпиль ><и ><эндшпиль; ><в ><жизни ><человека ><принято ><различать ><молодость, ><зрелость ><и ><старость, ><но ><можно ><выделять ><и ><более ><мелкие ><этапы, ><например ><детство, ><отрочество ><и ><юность. ><Такое ><же ><разнообразие ><может ><иметь ><место ><и ><при ><декомпозиции ><жизненного ><цикла ><любой ><проблемы. ><Разбиение ><на ><этапы ><дает ><представление ><о ><последовательности ><действий, ><начиная ><с ><обнаружения ><проблемы (проблемосодержащая модель) ><и ><кончая ><ее ><ликвидацией (проблеморазрешающая модель). Соответственно, если основанием ><декомпозиции ><служит ><модель ><рассматриваемой ><системы, то ><возникают ><вопросы:

><1) ><модели ><какой ><системы ><следует ><брать ><в ><качестве ><оснований ><декомпозиций?

><2) ><какие ><именно ><модели ><надо ><брать?

К сожалению, полностью формализовать ответ >на эти вопросы невозможно. Причина заключается в том, что, во-первых, ><система, ><с ><которой ><связан ><объект ><анализа, ><и ><система, ><по ><моделям ><которой ><проводится ><декомпозиция, ><не ><обязательно ><совпадают, ><и ><хотя ><они ><имеют ><определенное ><отношение ><друг ><к ><другу, ><это ><отношение ><может ><быть ><любым: ><одна ><из ><них ><может ><быть ><подсистемой ><или ><надсистемой ><для другой><д; ><они ><могут ><быть ><и ><разными, ><но ><как-то ><связанными ><системами.><><> Во-вторых, <Во-вторых,><><><в ><качестве ><оснований ><декомпозиции ><полезно ><не ><только ><перебирать ><разные ><модели ><целевой ><системы, ><но ><и ><брать ><сначала ><модели ><надсистемы, ><затем ><самой ><системы ><и, ><наконец, ><подсистем. В этой связи можно дать следующие рекомендации><рекомен по качественному проведению процесса декомпозиции:

    1. ><<><Чаще ><всего ><в ><практике ><системного ><анализа ><в ><качестве ><глобального ><объекта ><декомпозиции ><берется ><нечто, ><относящееся ><к ><проблемосодержащей ><системе ><и ><к ><исследуемой ><проблеме, ><а ><в ><качестве ><оснований ><декомпозиции ><берутся ><модели ><проблеморазрешающей ><системы. В этой связи необходимо напомнить, ><><что ><при ><всем ><практически ><необозримом ><многообразии ><моделей, ><формальных ><типов ><моде­><лей ><немного: ><это ><модели «><черного ><ящика», ><состава, ><структуры, ><конструкции ><(структурной ><схемы) ><><каждая ><в ><статическом ><или ><динамическом ><варианте;

  1. Полнота ><формальной ><модели ><должна ><быть ><предметом ><особого ><внимания, поэтому ><><одна ><из ><важных ><задач ><информационного ><обеспечения ><системного ><анализа ><и ><состоит ><в ><накоплении ><наборов ><полных ><формальных ><моделей ><><искусственном ><интеллекте ><такие ><модели ><носят ><название ><фреймов). При этом можно в качестве исходного объекта (системы или модели) анализа рассматривать наиболее полный вариант, в котором исходно заложена некоторая избыточность. Например, схема ><входов ><организационной ><системы ><на рисунке 1 ><><является ><полной: ><к ><ней ><нечего ><добавить ><(перечислено ><все, ><что ><воздействует ><на ><систему), ><а ><изъятие ><любого ><элемента ><лишит ><ее ><полноты. К ><числу ><полных ><формальных ><моделей ><относится также ><марксо><ва ><схема ><любой ><деятельности ><человека, ><которая ><в «><Капитале» ><применялась ><для ><анализа ><процесса ><труда (рисунок 2). ><><В ><схеме ><выделены: ><субъект ><деятельности; ><объект, ><на ><который ><направлена ><деятельность; ><средства, ><используемые ><в ><процессе ><деятельности; ><окружающая ><среда; ><все ><воз­><можные ><связи ><между ><ними.

  2. Основанием ><для ><декомпозиции ><может ><служить ><только ><конкретная, ><содержательная ><модель ><рассматриваемой ><системы. ><Выбор ><формальной ><модели ><лишь ><подсказывает, ><какого ><типа ><должна ><быть ><мо­><дель-основание, затем ><формальную ><модель ><следует ><наполнить ><содержанием, ><чтобы ><она ><стала ><основанием ><для ><декомпозиции – сформировать содержательную модель. Фрейм ><лишь ><привлекает ><внимание ><эксперта ><к ><необходимости ><рассмотреть, ><что ><именно ><в ><реальной ><системе ><соответствует ><каждому ><из ><составляющих ><фрейм ><элементов, ><а ><также ><решить, ><какие ><из ><этих ><элементов ><должны ><быть ><включены ><в ><содержательную ><модель. ><Это ><очень ><ответственный ><момент ><(ведь ><то, ><что ><не ><попадет ><в ><модель-основание, ><не ><появится ><в ><дальнейшем ><анализе) ><и ><очень ><трудный ><(заранее ><не ><всегда «><очевидно», ><что ><данная ><компонента ><должна ><войти ><в ><основание). Чтобы ><сохранить ><полноту ><и ><возможность ><расширения ><содержательной ><модели, ><можно ><рекомендовать ><осуществлять ><логическое ><замыкание ><перечня ><ее ><элементов ><компонентой ><«все ><остальное». ><Эта ><компонента, ><как ><правило, ><окажется «><молчащей­>», ><поскольку ><к ><ней ><отнесено ><все, ><что ><кажется ><несущественным, ><но ><ее ><присутствие ><будет ><постоянно ><напоминать ><эксперту, ><что, ><возможно, ><он ><не ><учел ><что-то ><важное.





  1   2   3



Скачать файл (1657.8 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru