Лекция: Цель занятия: ознакомление с методами анализа и синтеза информационных процессов и систем.

В последнее время широко используются три системных понятия: “системный анализ”, “теория систем” и “системный подход”. Между ними часто ставят знак тождества, что приводит к некоторой путанице. Слова “система” и связанные с ним термины получили в последнее время очень широкое распространение. Это связана с тем, что на передний план все более и более выступает необходимость изучения сложных комплексов (систем). токая необходимость определяется резким усложнением создаваемых технических конструкции, устройств, технологий и всех совокупностей хозяйственных связей.

Подробность изучения биологических объектов и проблем экологии, которые с каждым годом становятся все более и более актуальными, также приводит исследователя к сложнейшим системам.

Системный анализ изучает развитие сложных систем. сложность изучаемых и проектируемых систем приводит к необходимости создания специальной, качественно новой технике исследования, именуемой системами имитации – специально организованными системами математических моделей, воспроизводящих в ЭВМ функционирование проектируемого или изучаемого комплекса. На исследование динамики процесса, позволяющие увидеть перспективы и наметить цели, — это лишь один из аспектов системного анализа.

Один из трудных вопросов, который изучается в рамках системного анализа, относится к проблемам проектирования иерархической организации. Любые более или менее сложные системы всегда организованы по иерархическому принципу, связи с тем, что централизованная обработка информации и принятие решений часто бывают невозможными из-за большого объема информации, которую следует собирать и перерабатывать, из-за возникающих при этом задержан и искажений и т.д. Если речь идет о проектировании технических систем, то задача исследования систем состоит прежде всего в разработке самой функциональной схемы, которая может быть реализована заведомо не единственным способом, и в определении частных целей. Значительно сложнее обстоит дело, когда речь идет о народно — хозяйственных комплексах, функционирование элементов которых зависит от того, как управляют ими люди. В отличие от машины человек всегда имеет собственные цели и интересы, и проектировщику системы уже недостаточно только формулировать цели для нижних звеньев.

Теория иерархических систем, которая занимается некоторыми из аспектов этой проблемы является одной из важнейших частей системного анализа.

Таким образом, системный анализ – это техническая дисциплина, развивающая методы проектирования сложных технических народно-хозяйственных систем, организационных структур и т.д. Системный анализ как дальнейшее развитие теории исследования операции включает в себя последнюю со всем арсеналом средств, развитых в ее рамках. Поскольку любой анализ сложных систем невозможен без использования ЭВМ, то когда говорят о методах системного анализа, имеют обычно в виду процедуры, основанные на использовании ЭВМ.

Наряду с термином “системный анализ” большое распространение получил термин “теория систем”.

Возникновение “теории систем”связывает с именем известного биолога Людвига фон Бертеланфи, который в 50-х годах в Канаде организовал центр системных исследований и опубликовал большое количество книг. Теория систем в отличие от системного анализа относится скорее к методологии науки.

Методы системного анализа опираются не описание тех или иных фактов, явлений, процессов. В настоящее время очень широкое распространение получило слово “модель”. Если при описании моделей используется язык математики, то имеются в виду математические модели. Построение математических моделей является основой всего системного анализа. Это центральный этап исследования или проектирования любой системы. От качества модели зависит судьба всего последующего анализа. Проблеме математического моделирования состоит в описание этих принципов отбора в терминах и тех переменных, которые согласно взглядом исследователя наиболее полно характеризуют изучаемый предмет. Принципы отбора сужают множество допустимых движений, отбрасывая те, которые не могут быть реализованы. Чем более совершена модель, тем точнее оказывается наш прогноз. В различных областях знания принципы отбора движений разные.

Современная наука рассматривает три уровня организации материи: неживая материя, и самая высокая организация материи мыслящая, познающая себя материя – общество.

На самом нижнем уровне – уровне неживой материи – основными принципами отбора является законы сохранения: вещества, импульса, энергии и т.д. Любое моделирование должно начинаться с выбора основных переменных, с помощью которых он записывает законы сохранения. Необходимо учитывать второй закон термодинамики, принципы минимума диссипации энергии, устойчивости. Очень важны всякого рода условия (ограничения): граничные, начальные и т.д. поэтому процесс моделирования начинается с записи законов сохранения.

На общественном уровне организации материи появляется совершенно новые явление – трудовая деятельность. Поэтому для описания моделей в этом области мы должны пользоваться терминами трудовой деятельности людей, экономическими терминами. В качестве примера рассмотрим известные балансовые соотношения. Обозначим через х -вектор производимой продукции. Например х1 – количество выплавленной стали, х2 — цветных металлов, х3 – металлорежущих станков и т.д. Через [[a ij ]] – матрицу прямых затрат, т.е. величина a ij определяет количество продукции вида i, необходимого для производства единицы продукции вида j.

Тогда очевидно следующее балансовое соотношение:

Хi = E a ij Xi+Yi, или иначе Ч=ФЧ+Н,

где вектор Y={Y1, …, Yn} носит название вектора конечного продукта. Он может быть использован на инвестиции, потребление, отправлен на склад и т.д.