СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ (учебник для вузов)

1

• Авторы
• Файлы

Антонов А.В. Статья в формате PDF 135 KB

Учебник издательства «Высшая школа» имеет гриф учебно-методического объединения вузов по университетскому политехническому образованию. Рекомендован в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению 552800 и 654600 «Информатика и вычислительная техника» и образовательной программе (специальности), реализуемой в рамках направления подготовки дипломированного специалиста 220200 - «Автоматизированные системы обработки информации и управления», а также для аспирантов и инженеров.

Системные исследования - интенсивно развивающаяся область научной деятельности, которая является одним из наиболее результативных проявлений интегративных тенденций в науке. Специфика системных исследований состоит в их направленности на изучение сложных, комплексных, крупномасштабных проблем. В ходе проведения данного вида работ исследователи ориентируются не только на познание существа изучаемых проблем и соответствующих объектов, но и на создание средств, позволяющих обеспечить рациональное управление этими объектами, содействовать разрешению имеющихся проблем. Единство исследовательских функций и решение пpaктических задач, направленных на преобразование объекта исследования, разрешение проблемной ситуации, имеющей место в исследуемой системе, обуславливают комплексный, междисциплинарный хаpaктер системных исследований.

Системный анализ является синтетической дисциплиной. В нем находит отражение междисциплинарный хаpaктер системных исследований, реализуется современная форма синтеза научных знаний. В своей простейшей интерпретации междисциплинарность выражается в том, что системный анализ занимается изучением объектов такой сложности, для описания которых приходится привлекать понятия, изучаемые в рамках различных традиционных научных дисциплин. Реально содержание этого понятия гораздо глубже. Дело в том, что традиционные дисциплины изучают различные аспекты поведения исследуемых систем. В системных исследованиях такая декомпозиция невозможна, т. к. при этом могут потеряться основные свойства системы. Иными словами необходимо учитывать системный эффект, когда совокупность объектов, объединенная в систему, приводит к появлению новых свойств. Таким образом, для понимания поведения системы необходимы теоретические знания различных дисциплин. Причем для исследования систем применяются не только формализованные методы, но и неформальные процедуры.

Исторически системный анализ явился развитием таких дисциплин как исследование операций и системотехника. Системный анализ и исторически и содержательно имеет вполне определенный смысл, а именно, он представляет собой совокупность методов исследования систем, методик выработки и принятия решений при проектировании, конструировании и управлении сложными объектами различной природы.

Современное состояние общества хаpaктеризуется внедрением достижений научно-технического прогресса во все сферы деятельности. Создание сложных технических систем, проектирование и управление сложными комплексами, анализ экологической ситуации, особенно в условиях агрессивного техногенного воздействия, исследование социальных проблем коллективов, планирование развития регионов и многие другие направления деятельности требуют организации исследований, которые имеют нетрадиционный хаpaктер. По ряду специфических признаков все перечисленные объекты прикладной деятельности обладают свойствами больших систем. Таким образом, в различных сферах деятельности приходится сталкиваться с понятиями больших или сложных систем.

В разных сферах пpaктической деятельности развивались соответствующие методы анализа и синтеза сложных систем: в инженерной деятельности - системотехника, методы проектирования, методы инженерного творчества; в сфере управления - системный подход, политология; в военной сфере - методы исследования операций, теория оптимального управления; в научных исследованиях - имитационное моделирование, теория эксперимента. В 80-е годы 20-го столетия все эти теоретические и прикладные дисциплины приобретают общую направленность, они образуют «системное движение». Системность стала не только теоретической категорией, но и аспектом пpaктической деятельности. Ввиду того, что сложные системы стали предметом изучения, проектирования и управления, потребовалось обобщение методов исследования систем. Появилась объективная необходимость в возникновении прикладной науки, устанавливающей связь между абстpaктными теориями системности и системной пpaктикой. В последнее время это движение оформилось в науку, которая получила название «системный анализ».

Особенности современного системного анализа вытекают из самой природы сложных систем. Имея в качестве цели ликвидацию проблемы или, как минимум, выяснение ее причин, системный анализ привлекает для этого широкий спектр средств, использует возможности различных наук и пpaктических сфер деятельности. Являясь по существу прикладной диалектикой, системный анализ придает большое значение методологическим аспектам любого системного исследования. С другой стороны, прикладная направленность системного анализа приводит к необходимости использования всех современных средств научных исследований - математики, вычислительной техники, моделирования, натурных наблюдений и экспериментов.

Системный анализ является меж- и наддисциплинарным курсом, обобщающим методологию исследования сложных технических, природных и социальных систем. Для проведения анализа и синтеза сложных систем используется широкий спектр математических методов. Основу математического аппарата данной дисциплины составляют методы математического программирования, теория принятия решений, теория игр, имитационное моделирование, теория массового обслуживания, теория статистических выводов и т. п. В настоящее время методы системного анализа получили широкое применение при перспективном и текущем планировании научно-исследовательских работ, проектировании различных объектов, управлении производственными и технологическими процессами, прогнозировании развития отдельных отраслей промышленности и сельского хозяйства. Особенно часто к ним обращаются при решении задач распределения трудовых ресурсов и производственных запасов, назначения сроков профилактического ремонта оборудования, выбора средств трaнcпортировки грузов, составления маршрутов и расписаний перевозок, размещения новых производственных комплексов, сбора информации в автоматизированных системах управления и целого ряда других. Следует также обратить внимание на то обстоятельство, что при решении задач системного анализа наряду со строгим математическим аппаратом применяются эвристические методы. Следует отметить еще одну особенность задач системного анализа, а именно, требование оптимальности принимаемых решений. То есть, в настоящее время перед системными аналитиками ставится задача не просто разрешения той или иной проблемы, а выработка таких рекомендаций, которые бы гарантировали оптимальность решения.

В учебнике излагаются методологические вопросы системного анализа, рассматриваются исторические аспекты формирования системных представлений, понятия и определения сложных систем и системного анализа. Описаны этапы и процедуры проведения системных исследований, сформулированы цели и задачи системного анализа. Рассмотрены математические модели и методы системного анализа. Рассмотрены типовые постановки задач. Описаны области приложения задач системных исследований. Большое место уделено вопросам построения моделей сложных систем. Проведена классификация моделей. Изложены вопросы анализ качества моделей, методы оценки параметров моделей. Приведены методы выбора и принятия решений, процедур, выполняемых на заключительном этапе системного анализа. Дана хаpaктеристика задач принятия решений.

---