Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Лекции по основам теории систем и системного анализа. Старший преподаватель кафедры УПД, ИТиМЭО, СПбГУСЭ Н.В.Белякова - файл 1.docx


Лекции по основам теории систем и системного анализа. Старший преподаватель кафедры УПД, ИТиМЭО, СПбГУСЭ Н.В.Белякова
скачать (457.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.docx458kb.18.11.2011 19:23скачать

содержание
Загрузка...

1.docx

  1   2   3   4   5   6
Реклама MarketGid:
Загрузка...
Основы теории систем и системного анализа

Курс лекций

Санкт-Петербург

2010



  • Основы теории систем и системного анализа

    • Описание курса

    • Введение в курс теории систем и системный анализ. Понятие системного подхода

    • Лекция 1. Предмет теории систем и системного анализа

1.1. Задачи системного анализа

1.2. Классификация систем

1.3. Особенности социально-экономических систем

Тест-задание к лекции 1

    • Лекция 2. Понятийный аппарат теории систем и системного анализа

2.1. Основные определения теории систем и системного анализа

2.2. Принцип обратной связи

Тест-задание к лекции 2

    • Лекция 3. Принципы и структура системного анализа

3.1. Принципы системного анализа

3.2. Структура системного анализа

Тест-задание к лекции 3

    • Лекция 4. Элементы и методы системного анализа

4.1. Элементы системного анализа

4.1.1. Цель и трудности целепологания

4.1.2. Модель и моделирование

4.2. Методы системного анализа

Тест-задание к лекции 4

    • Лекция 5. Методы качественного оценивания систем

5.1. Методы типа "мозговая атака" или "коллективная генерация идей

5.2. Методы типа сценариев

5.3. Методы экспертных оценок

5.4. Методы типа Дельфи

5.5. Методы типа дерева целей

5.6. Морфологические методы

Тест-задание к лекции 5

    • Лекция 6. Методы количественного оценивания систем

6.1. Методы экономического анализа

6.1.1. Факторный анализ

6.2. Оценка сложных систем в условиях определенности

6.3. Оценка сложных систем в условиях риска

6.4. Оценка сложных систем в условиях неопределенности

Тест-задание к лекции 6

    • Лекция 7. Системный анализ и проблемы принятия решения

7.1. Виды организационных структур

7.2. Классификация управленческих решений

7.3. Задачи и проблемы принятия решений

Тест-задание к лекции 7

    • Лекция 8. Экономико-математическое моделирование – 

    • основной метод исследования систем

8.1. Классификация экономико-математических методов

8.2. Процесс моделирования

Тест-задание к лекции 8

9.1. Особенности поведения сложных систем

Введение в курс теории систем и системный анализ. Понятие системного подхода.

Сложность и динамичность рыночной экономики требует комплексного подхода к решению проблем предпринимательской деятельности, представляющей собой в ряде случаев слабо структурированные процессы, то есть имеет место неопределенность или отсутствие полной информации о проблеме, возникающей при исследовании системы (объекта) рыночных отношений. В основе исследования лежит системный анализ, который позволяет найти правильное решение проблемы или, как минимум, выяснить причины ее появления.

Для этого привлекается широкий спектр средств, используются возможности различных наук и практических сфер деятельности – математики, вычислительной техники, моделирования, наблюдений и экспериментов.

Использование системного анализа тесно связано с такими понятиями, как система, цель (цели) функционирования системы, альтернативы (различные варианты достижения цели), ресурсы (материальные, финансовые, трудовые и пр.) как средство достижения цели (целей), критерии, модели.

^ Системный анализ представляет собой широко применяемый методологический инструмент в области анализа, проектирования и совершенствования систем управления. При анализе и синтезе систем управления часто возникают трудноразрешимые проблемы. Решению таких проблем способствует использование методологии системного анализа, который позволяет четко сформулировать проблему и цель ее решения, используя понятие системы и методологию системного подхода.

Системный подход позволяет исследовать рыночную ситуацию, рассматривая ее как объект, имеющий разные проявления. Например, проблематика рынка отдельного товара может быть связана с изменением спроса, товарного предложения или цены. В данном случае - это своего рода аспекты исследуемого объекта ( или ситуации), следуя 

которым можно определить стратегические и тактические решения выхода из создавшейся ситуации.

проблема А решение А

Проблема X проблема В решение В Решение X

проблема С решение С
^ Рис. Схема системного подхода

Системный анализ открывает возможности для стандартизации методов решения определенных проблем. Поэтому под системным анализом понимается совокупность правил или нормативная методология решения сложных проблем, основанная на системном подходе.

Системный подход представляет собой совокупность методологических положений, предполагающих рассмотрение объекта исследования как целого (системы), а каждый элемент его в связи и взаимодействии с другими элементами.

Методология системного подхода включает четыре этапа:

  • изучение целей и функций объекта, его взаимодействие с окружающей средой (другими объектами) – изучение объекта как целого;

  • расчленение объекта на элементы (подсистемы); определение роли, места и функций элементов (подсистем), исходя из целей и функций целого, определение основных отношений и связей между элементами (подсистемами);

  • изучение свойств элементов, отношений между ними и законов, управляющих поведением элементов;

  • синтез свойств и поведения объекта из свойств и поведения его частей, позволяющий определить законы, управляющие поведением объекта, обеспечивающие выполнение им своих функций и достижение целей.

Принципы системного подхода:

  • принцип целостного подхода к объекту. Членение системы на элементы должно быть «целостным», таким, чтобы элементы несли на себе определенные свойства целого объекта;

  • принцип иерархичности. Системное исследование объекта осуществляется только тогда, когда каждая его подсистема рассматривается, в свою очередь, как система, а сам системный объект – как часть суперсистемы.

Пример. Крупная компания как система состоит из подсистем – входящих в нее предприятий-филиалов. В свою очередь, каждое предприятие может быть расчленено на подсистемы – отделы, отделы – на участки и т.д. С другой стороны, сама компания может представлять собой подсистему системы более высокого уровня – отрасли;

  • принцип множественности описания системы. Для получения 

  • адекватного знания о системе требуется построение некоторого класса взаимосвязанных ее описаний, каждое из которых способно охватить лишь определенные аспекты системы. В общем случае для любой системы требуется три разных способа ее описания:

  1. с точки зрения присущих ей внешних, целостных свойств (макроописание);

  2. с точки зрения ее внутреннего строения и «вклада» ее компонентов в формирование целостных свойств системы (микроописание);

  3. с точки зрения понимания данной системы как подсистемы более высокого уровня (иерархическое описание). И здесь из всего разнообразия входных воздействий можно выделить для изучения те из них, которые влияют на рассматриваемое свойство.

  • принцип открытости системы. Система не изолирована от окружающей среды. Исследование системы неотделимо от исследования условий ее существования;

  • принцип непрерывного саморазвития системы. Источник развития системы лежит обычно в самой системе. В объектах, образующих целое, появляются противоречия, которые делают невозможным сохранение объекта в неизменном состоянии. Для преодоления возникающих противоречий в системе появляются изменения.

Лекция 1. Предмет теории систем и системного анализа

    1. Задачи системного анализа

    2. Классификация систем

    3. Особенности социально-экономических систем

^ Тест-задание к лекции 1



    1. Задачи системного анализа






В общественно-экономической и политических сферах наблюдается усиление взаимовлияния, взаимозависимости, взаимодействия всех составных частей современного общества. Все более тесно переплетаются экономические, политические, социальные, духовные процессы, теснее взаимодействуют государство и общество, производство и наука, культура и бытовая сфера. Все это порождает трудности в познании, прогнозировании и управлении. Во второй половине 20 века стало очевидно, что теоретические и прикладные дисциплины образуют как бы единый поток, «системное движение», методологической базой стал «системный подход».

Сам термин «системный анализ» впервые появился в работах корпорации RAND в 1948 г. Первой разработкой, которая была 

представлена как «система», стало проектирование сверхзвукового бомбардировщика В-52, начавшееся в 1952 г.

Остановимся на определении:

Системный анализ является областью деятельности, направленной на выявление причин сложностей, возникших перед «обладателем проблемы» (конкретная организация, учреждение, предприятие, коллектив или индивид), и на выработку вариантов их устранения.

Таким образом, задачи системного анализа состоят в понимании функционирования системы (собственно, анализ - метод научного познания, состоящий в мысленном или фактическом разложении целого на составные части), где задачами более высокого уровня выступают проектирование нужной системы, ее создание и управление ею.

В состав задач системного анализа входят:

  • Задача декомпозиции означает представление системы в виде подсистем, состоящих из более мелких элементов. Часто задачу декомпозиции рассматривают как составную часть анализа.

  • Задача анализа состоит в нахождении различного рода свойств системы или среды, окружающей систему. Целью анализа может быть определение закона преобразования информации, задающего поведение системы.

  • Задача синтеза системы противоположна задаче анализа. Необходимо по описанию закона преобразования построить систему, фактически выполняюшую это преобразование по определенному алгоритму. При этом должен быть предварительно определен класс элементов, из которых строится искомая система, реализующая алгоритм преобразования.




    1. ^ Классификация систем

Многообразие систем велико, и существенную помощь при их изучении оказывает классификация.

Классификация – это разделение совокупности объектов на классы по некоторым наиболее существенным признакам.

Важно понять, что классификация – это только модель реальности и уже это нам говорит об относительности любых классификаций.

Сама классификация выступает в качестве инструмента системного анализа. С ее помощью структурируется объект (проблема) исследования, а построенная классификация является моделью этого объекта. Таблица 1.2.1

Разные авторы предлагают разные принципы классификации[9]

Признак классификации систем

Наименование систем

Содержание систем

Степень 

взаимодействия системы с внешней средой



Изолированные 

системы (искусственные)

Закрытые системы

Открытые системы



Системы, не имеющие с внешней средой 

прямой и обратной связи (без входа и выхода) (например биологическая система (животное), испытуемая в полностью закрытой емкости, - дельфин)

Системы, имеющие с внешней средой одностороннюю связь (вход или выход) (например, часы)

Системы, имеющие с внешней средой прямую и обратную связи (вход и выход) (например, страна, фирма, человек или машина)



Размер системы

Малые системы

Средние системы

Большие сложные системы

Системы с числом единичных компонентов менее 30 (например, фирма с численностью сотрудников 25 человек или авторучка)

Системы с числом единичных компонентов от 31 до 300 (например, фирма с численностью сотрудников 250 человек или пылесос)

Системы с числом единичных компонентов свыше 301 (например, корпорация с численностью сотрудников 15 000 человек, автомобиль или человек)

Виды систем

Космические системы

Биологические системы

Технические системы

Социально-экономические системы (в том числе производственные)

Экосистема

Логические системы

Солнечная система

Живые организмы

Изделия, состоящие из сборочных единиц и деталей, выполняющие заданые функции

Комплексные структуры, состоящие из экономических, производственно-технических и социальных структур, выполняющие различные (например, город или организация).

Производственные системы – это структуры, состоящие из функциональных и производственных подразделений, выпускающие продукцию или оказывающие услуги производственного характера (например, предприятие)

Совокупность факторов природной среды, методов и средств обеспечения ее жизнедеятельности по сохранению планеты Земля

Совокупность факторов и условий, определяющих последовательность мышления и умозаключений при анализе какого-либо явления

Степень свободы системы по отношению к внешней среде

Относительно самостоятельные, юридически и физически независимые 

системы

Несамостоятельные системы (подсистемы)



Системы, функционирующие самостоятельно и выполняющие заданные функции

Системы (подсистемы), входящие в глобальную систему жестко как неотъемлемый компонент (например, сотрудник отдела или двигатель автомобиля)



Уровень специализации системы

Комплексные системы

Специализированные системы

Системы, выполняющие весь комплекс функций или работ по стадиям жизненного цикла объекта (например, комплексное производственное объединение, выполняющее все работы по стадиям жизненного цикла выпускаемых товаров (кроме идущих на собственное потребление)

Системы, специализирующиеся на выполнении одной функции или работы на одной стадии жизненного цикла объекта (например, банк, маркетинговая организация или сборочное предприятие)

Продолжительность функционирования системы

Системы кратковременного действия (жизни)

Дискретные системы

Долговременные системы

Системы, функционирующие короткий промежуток времени, или разового применения (например, биологическая система – мотылек или техническая – шприц)

Системы, функционирующие определенный промежуток (интервал) времени (например, автомобиль или человек)

Системы длительность функционирования которых практически не ограничена (например, Солнечная система)

Способ описания системы

Детерминированные (функциональные)

Стохастические (вероятностные)

Нечеткие (описательные)

Системы, поведение которых точно описывается однозначной функцией

Системы, поведение которых описывается в терминах распределения случайных величин или вероятностей

Системы, поведение которых описывается качественно, а не количественно

Тип величин, используемых в субстанции системы

Физические

Абстрактные

Системы, имеющие вещественную субстанцию

Системы, имеющие логическую, математическую и другие виды невещественной субстанции

В качестве примера рассмотрим классификацию ряда систем по различному уровню сложности и способу описания [11]

Таблица 1.2.2

Классификация систем по С.Виру

По способу 

описания



По уровню сложности

Простые

Сложные

Очень сложные



Детермированные

  • Оконная задвижка

  • Проект механических

мастерских

  • ЦЭВМ

  • Автоматизация

------

Вероятностные

  • Подбрасывание монеты

  • Движение медузы

  • Систематический контроль качества продукции



  • Хранение запасов

  • Условные рефлексы

  • Прибыль промышленного

предприятия

  • Экономика

  • Мозг

  • Фирма



    1. Особенности социально-экономических систем

Социально-экономические системы (искусственные) – это комплексные структуры, состоящие из экономических, производственно-технических и социальных структур, созданных в сфере производства, распределения, обмена и потребительских результатов человеческой деятельности.

Главной особенностью социально-экономических систем является то, что неотъемлемой частью их функционирования является человек.

Дела и мысли человека были системными всегда. В основе деятельности обязательно присутствует цель, которая реализуется через набор решений, выполняемых не в произвольном порядке, а в определенной последовательности. Нарушением этой последовательности является возникновение проблемы, разрешение которой осуществляется на другом более высоком уровне. Эта подчиненная поставленной цели взаимосвязанность составных частей и является признаком системности. Или еще мы можем говорить об алгоритмичности деятельности. Понятие «алгоритм» возникло в математике и означало заданную последовательность операций над математическими объектами, приводящую к искомому результату. Со временем пришло осознание, что любая деятельность алгоритмична и стали говорить об алгоритмах принятия управленческих решений. Подавляющее большинство элементов деятельности, реализуемых человеком легко и быстро, не задумываясь, на самом деле являются неосознанной реализацией определенных закономерностей. В основе реализации этих закономерностей лежит общая идеология того, что необходимо сделать, но не всегда четко обозначены последовательность действий и их внутреннее содержание. Вывод:

- любая деятельность алгоритмична;



- не всегда алгоритм реальной деятельности существует в явном виде;

- в случае неудовлетворенности результатом причину неудачи нужно искать в несовершенстве алгоритма.

Это предполагает исследование, развитие и совершенствование алгоритма, выявление его слабых мест и их устранение, а следовательно повышение системности.

Человека отличает широкий круг интересов и стремление реализовать их в практической деятельности, отсюда и класс социально-экономических систем, центром которых он является, широк и многообразен. Здесь и домашние хозяйства, производственные предприятия и предприятия сферы услуг, рынки фондовые и валютные, региональные и государственные экономические системы, межгосударственные и транснациональные экономические образования, мировая экономическая система. И отличительное качество социально-экономических систем, общее для всего класса, выделяющее из множества систем, в их назначении, или миссии – это производство, распределение, обмен и потребление товаров и услуг или создание благоприятных условий для этих процессов.

Особенности социально-экономических систем заключаются в том, что решения принимают много людей одновременно и субъективные предпочтения лиц принимающих решения, могут иметь разновекторную направленность. Даже если точно зафиксированы начальные условия и главный менеджер определился относительно своих будущий действий , у других людей, входящих в систему, всегда остается некоторая свобода действовать по своему усмотрению в различные моменты времени. Наличие такой свободы приводит к тому, что фактическое состояние социально-экономической системы, как правило, отличается от планового (ожидаемого), а при отсутствии должного контроля события перестают быть детерминированными, не поддаются прогнозированию и ведут к бифуркации и перерождению системы. Это объясняется тем, что в отличие от технических систем, которые «есть только то, что они есть и не могут быть ничем иным», социально-экономическая система представляет собой суперпозицию индивидуальных видений ее каждым участником управленческого процесса. Каждый человек придает тому, что он видит вокруг себя, свой индивидуальный смысл и в соответствии с последним строит свое поведение. В результате социально-экономическая система не задана априори, существует не в готовом виде, а представляет собой процесс постоянного своего воссоздания в сообществе ее членов (элементов). Отсюда следует вывод, что определение состояния социально-экономической системы в любой текущий момент времени является проблематичным.

Свойства социально-экономических систем:

  1. 

  2. изменчивость отдельных параметров системы и стохастичность ее поведения;

  3. уникальность и непредсказуемость поведения системы в конкретных условиях;

  4. способность изменять свою структуру, сохраняя целостность и формировать варианты поведения;

  5. способность противостоять разрушающим систему тенденциям;

  6. способность адаптироваться к изменяющимся условиям;

  7. способность и стремление к целеобразованию.

Для понимания и верного описания того, что происходит в социально-экономических системах, необходимо как можно глубже проникнуть в механизм принятия решений. Среди множества действий, которые образуют любую деятельность, акт выбора решения является единственной операцией, в которой проявляется и овеществляется цель того, кто осуществляет эту деятельность. Поэтому для прогнозирования социально-экономических процессов очень важно знать действительные цели тех, кто принимает решения.

Тест-задание к лекции 1

Лекция 2. Понятийный аппарат теории систем и системного анализа

2.1. Основные определения теории систем и системного анализа

^ 2.2. Принцип обратной связи

Тест-задание к лекции 2
2.1. Основные определения теории систем и системного анализа
Система – это любой объект действительности, представляющий собой целостное множество элементов.

Система есть нечто целое.

Система есть организованное множество.

^ Система есть множество вещей, свойств и отношений.

Система есть множество элементов, образующих структуру и обеспечивающих определенное поведение системы в условиях окружающей среды.

Система есть упорядоченная совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, закономерно образующих единое целое.

Свойства системы:

  • организованность;

  • сложность;

  • управляемость;

  • устойчивость;

  • надежность;

  • 

  • связность;

  • эффективность;

  • целостность;

  • адаптируемость;

  • самоуправляемость;

  • целенаправленность.

Организация - свойство систем обнаруживать взаимосвязанное поведение частей системы в рамках целого. Под частями системы понимаются ее элементы, подсистемы. Организация системы проявляется прежде всего в ограничении разнообразия поведения частей системы.

В большинстве ситуаций не

обходимо рассматривать внутреннюю организацию - структуру системы.

Структура системы может быть детерминированной (не изменяться в течении дли

тельного периода исследования системы), стохастической (при этом для исследования используются статистические характеристики системы), адаптивной при изменениях в среде или внутренних нестабильностях. Виды структур организации могут быть различными. Организация и структура системы тесно связаны с ее динамическими характеристиками, с понятиями устойчивости , чувствительности.

Представление организации как системы позволяет выделить ряд присущих ей общих свойств, наблюдаемых в организациях любой природы. К ним относятся эмерджентность или целостность, гомеостазис. Создание целого осуществляется посредством интеграции.

Свойство целостности (связности, единства целого) применительно к организации предполагает следующее:

  • целое первично, а части вторичны;

  • интеграция – это условия взаимосвязанности многих частей внутри целого;

  • части образуют неразрывное целое так, что воздействие на любую из них влияет на все остальные;

  • каждая часть имеет свое определенное назначение с точки зрения той цели, на достижение которой направлена деятельность целого;

  • природа частей и их функций определяется положением частей в целом, а их по

  • ведение регулируется взаимоотношениями целого и его частей;

  • целое - это система или комплекс, или конфигурация сил, которая ведет себя как нечто единое независимо от степени его сложности;

  • все должно начинаться с целого - это предпосылка начала работы, а затем должны быть выделены части и определены их взаимоотношения.

Понятие целостности неразрывно связано с понятием эмерджентности (неожиданности).



Термин эмерджентность подчеркивает появление неожиданных, качественно новых свойств целого, от

сутствующих у его составных частей. Это означает, что свойства целого не являются простой суммой свойств составляющих его элементов, хотя и зависят от них. Но объединенные в систему (целое) элементы могут терять свойства, присущие им вне системы, и приобретать новые. Например, подобно тому, как из одних и тех же атомов могут образовываться молекулы различных веществ, так и из одних и тех же категорий специали

стов могут создаваться производственные организации различного профиля.

Организация, являясь целостным, системным образованием, обладает свойством ус

тойчивости , т.е. всегда стремится восстановить нарушаемое равновесие, компен

сируя возникающие под влиянием внешних факторов изменения. Это явление называет

ся гомеостазисом - относительное динамическое постоянство состава и свойств внут

ренней среды и устойчивость основных функций системы.

Среда – это совокупность всех объектов, изменение свойств которых влияет на систему, а также тех объектов, чьи свойства меняются в результате поведения системы.

Адаптация – это способность системы обнаруживать целенаправленное приспосабливающееся поведение в сложной среде, а также сам процесс такого приспособления. Адаптация проявляется в качестве саморегулирования, самообучения, самоорганизации и совершенствования.

Среда бывает:

  1. экономическая;

  2. социальная;

  3. профессиональная;

  4. техническая;

  5. природная;

  6. информационная.

Элемент – это неделимый компонент системы способный к относительно самостоятельному осуществлению определенной функции.

Подсистема – это часть системы, в которой не менее двух элементов и которая имеет свою обобщенную функцию.

Функция – это совокупность собственно функциональных возможностей системы и совокупность их свойств, которые могут быть выражены как качественными, так и количественными характеристиками.

Степень воздействия на внешнюю среду системы, учитывая ее функции:

  1. пассивное существование системы (то есть данная система – материал для других систем);

  2. обслуживание данной системой системы более высокого уровня;

  3. 

  4. противостояние другим системам (выживание), среде;

  5. поглощение данной системой другой системы и среды;

  6. преобразование других систем и среды.

Цель – это желаемое состояние системы или желаемый результат ее деятельности.

Структура системы – это состав ее элементов и совокупность количественных и качественных отношений между ними.

Наличие иерархии в структуре системы является признаком высокого уровня организации. Все сложные высокоорганизованные системы (например, система управления) обладают иерархической структурой.

Иерархической называется структура, удовлетворяющая следующим условиям:

  1. каждая подсистема является либо управляющей или подчиненной, либо управляющей и подчиненной одновременно;

  2. существует, по крайней мере, одна только подчиненная подсистема;

  3. существует только одна управляющая подсистема;

  4. любая подчиненная подсистема непосредственно взаимодействует только с одной управляющей.

Связь входит в любое определение системы и обеспечивает возникновение и сохранение целостных ее свойств.
  1   2   3   4   5   6



Скачать файл (457.5 kb.)

Поиск по сайту:  

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