Теория систем. Вводная лекция

Содержание

Слайд 2

История понятия «система» «Сведение множества к единому – в этом первооснова

История понятия «система»

«Сведение множества к единому – в этом первооснова красоты»!

(Пифагор)
«Цель современной науки состоит в том, чтобы видеть общее в частном и постоянное в переходящем». (К. Уайтхед, Канада)
«Системный подход к явлениям – одно из важнейших интеллектуальных свойств человека». (В.Н. Спицнадель)
Слайд 3

Чтоб жизни суть постичь И описать точь-в-точь, Он, тело расчленив, А

Чтоб жизни суть постичь
И описать точь-в-точь,
Он, тело расчленив,
А душу выгнав прочь,
Глядит

на части. Но…
Духовная их связь
Исчезла, безвозвратно унеслась!
Г. Гете

История понятия «система»

Слайд 4

В одно мгновенье видеть вечность, Огромный мир – в зерне песка,

В одно мгновенье видеть вечность,
Огромный мир – в зерне песка,
В

единой горсти – бесконечность
И небо – в чашечке цветка.
У. Блейк
Подход научный – значит системный!!!
(В.Н. Спицнадель)

История понятия «система»

Слайд 5

Система – сочетание, организм, устройство, организация, строй, союз – Древняя Эллада

Система – сочетание, организм, устройство, организация, строй, союз – Древняя Эллада

2000-2500 лет назад.
Система – характеристика упорядоченности и целостности естественных объектов – Античная философия.
Система – независимое от человека, обладающее своим типом организации, иерархией, имманентными законами и суверенной структурой – Эпоха Возрождения.

История понятия «система»

Слайд 6

Два полюса мышления есть: Гуманитарное – Формальное. И разных способов не

Два полюса мышления есть:
Гуманитарное – Формальное.
И разных способов не счесть


Принять решение оптимальное.
….
Одни подходы опираются
На философское мышление.
Другие – «бога» – математику
Терзают до изнеможения.

История понятия «система»

В.Н.Волкова

Слайд 7

А между ними – спектр теорий. Все – в поисках, как

А между ними – спектр теорий.
Все – в поисках, как образ

превратить
В абстрактную модель, исследуя которую
Для практики решенье получить.
И специальная тематика,
Теория оптимизации,
И прикладная математика,
Исследование операций. –
Вот восхожденье постепенное
В стремлении смысл отобразить,
Хоть математику – нетленное –
Старались строго сохранить.

История понятия «система»

В.Н.Волкова

Слайд 8

Но – Норберт Виннер! Кибернетика! Единство законов в живом – неживом!

Но – Норберт Виннер! Кибернетика!
Единство законов в живом – неживом!
Позор! Лженаука

она, и эклектика –
Ругали ее, запрещали… Потом
Стремясь осмыслить бесконечность
Подходов разных, мир понять,
Пришлось напрячься человечеству –
Теорию систем создать.

История понятия «система»

Н. Виннер Кибернетика: или управление и связь в животном и машине. – М. Наука, 1983.

В.Н.Волкова

Слайд 9

Философы смелые и биологи Искать стали путь к формализации. Фон Берталанфи.

Философы смелые и биологи
Искать стали путь к формализации.
Фон Берталанфи. Системологи.
Симпозиумы,

публикации.
А до тридцатых, исторических,
Богданов тектологию развил,
Но по причинам политическим
Мир интерес не проявил.

История понятия «система»

L.von/ Bertalanfy General System Theory – a Critical Review // General System, vol. VII, 1962.
Богданов А.А. Всеобщая организационная наука: тектология. В 2-х кн. – М.: 1905 – 1924.

В.Н.Волкова

Слайд 10

Для приложений разнородных Искали термины. Так, Темников Из «System Ingeneering» Гуда

Для приложений разнородных
Искали термины. Так, Темников
Из «System Ingeneering» Гуда и Маккола
Образовал

«Системотехнику».
Кулик и Флейшман в экологии,
Преодолев влияние техники,
Придумали «Системологию»
В противовес «Системотехнике».
Вот спектр направлений системной тематики -
От философии до математики.
Но лучше всех развит на данный момент
«Системный анализ».

История понятия «система»

В.Н.Волкова

Слайд 11

Категориальный аппарат Понятие – мысль, которая отображает общие и существенные признаки

Категориальный аппарат

Понятие – мысль, которая отображает общие и существенные признаки предметов.
Объем

понятия – знания о круге предметов, существенные признаки которых отображены в понятии.
Термин – точно выраженное содержание научного понятия.
Категория – предельно широкое по объему понятие, которое не подлежит дальнейшему обобщению.
Слайд 12

Система Л. фон Берталанфи: комплекс элементов, находящихся в определенных отношениях друг

Система

Л. фон Берталанфи: комплекс элементов, находящихся в определенных отношениях друг с

другом и со средой.
БСЭ: (от греч. systema - целое, составленное из частей; соединение), множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которое образует определённую целостность, единство. 
Ф.Е. Темников: организованное множество.
Слайд 13

Система Философский словарь: совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях между

Система

Философский словарь: совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях между собой

и образующих некоторое целостное единство.
Ю.И. Черняк: отражение в сознании субъекта свойств объектов и их отношений в решении задачи исследования, познания. 
В.Н. Сагатовский: конечное множество функциональных элементов и отношений между ними, выделенное из среды в соответствии с определенной целью в рамках определенного временного интервала.
Слайд 14

Система В.Н.Волкова

Система

В.Н.Волкова

Слайд 15

Система Система – есть отображение В сознании реальной жизни, В абстракциях

Система

Система – есть отображение
В сознании реальной жизни,
В абстракциях преображенье – и

снова лик объективизма.
Вы возразите мне, что так же
В любой задаче поступают:
Математической моделью
Реальность мира отражают.
При этом, если удается
Такой модели адекватность экспериментом доказать,
Тогда не нужно и стараться
Системную модель создать…

В.Н.Волкова

Слайд 16

Система Но усложняются проблемы, И мы встречаемся с моментом, Когда модель

Система

Но усложняются проблемы,
И мы встречаемся с моментом,
Когда модель ни

опровергнуть,
Ни доказать экспериментом.
А отразить живое сложное,
Активность чудо-элементов
Системною моделью можно
Для срезов – временных моментов.
Задавшись субъективной целью,
Системщик мир отображает.
Диалектической моделью
Система мир преображает.

В.Н.Волкова

Слайд 17

Система - это теория (система письма, система исчисления и т д)

Система - это теория (система
письма, система исчисления и т д)

 
Система - это классификация
(система Менделеева)
Система - это завершенный метод практической деятельности (метод Станиславского)  
Система - это некоторый способ мыслительной деятельности  
Система - это совокупность объектов природы (Солнечная система)  
Система - это некоторое явление общества (правовая система, управленческая и т д)  
Система - это совокупность установившихся норм жизни правового поведения (этика, эстетика)
Слайд 18

….. В Теории систем и страт Есть много терминов, открытия. Концепт,

…..
В Теории систем и страт
Есть много терминов, открытия.
Концепт, структура и субстрат,
Негэнтропия

– суть развития.
Предел членения системы – элемент.
Ограниченье степени свободы –
связь, иль отношение.
Устойчивость – не догма, «срез», момент.
Система – это вечное движение!

В.Н.Волкова

Слайд 19

Слайд 20

Система Элемент – предел членения системы с точки зрения аспекта рассмотрения,

Система

Элемент – предел членения системы с точки зрения аспекта рассмотрения, решения

конкретной задачи, поставленной цели.
Если же части системы не обладают такими свойствами, а представляют собой совокупности однородных элементов, то такие части принято называть компонентами.
Слайд 21

Система Подсистема – относительно независимая часть системы, обладающая свойствами системы, имеющая

Система

Подсистема – относительно независимая часть системы, обладающая свойствами системы, имеющая подцель,

а также свойства целостности, коммуникативности т.п.
Связь – ограничение степени свободы элементов. Это понятие характеризует строение (статику) и функционирование (динамику) системы.
Слайд 22

Система Система

Система

Система

Слайд 23

Система Цель – желательные состояния или результаты поведения системы. Цель –

Система

Цель – желательные состояния или результаты поведения системы.
Цель – субъективный

образ (абстрактная модель) не существующего, но желаемого состояния среды, которое решило бы возникшую проблему.
Цель – идеальное устремление.
Цель – заранее мыслимый результат сознательной деятельности человека.
Слайд 24

Система Структура – (от лат. Structure, означающего строение, расположение, порядок) отражает

Система

Структура – (от лат. Structure, означающего строение, расположение, порядок) отражает определенные

взаимосвязи, взаиморасположение составных частей системы, ее устройство:
сетевая (сеть);
иерархическая;
многоуровневая иерархическая (страты, слои, эшелоны);
матричная;
смешанная.
Слайд 25

Сетевая структура

Сетевая структура

Слайд 26

Иерархическая структура

Иерархическая структура

Слайд 27

Матричная структура В форме матрицы представляются взаимоотношения между уровнями иерархической структуры.

Матричная структура

В форме матрицы представляются взаимоотношения между уровнями иерархической структуры.

Слайд 28

Многоуровневая иерархическая структура

Многоуровневая иерархическая структура

Слайд 29

Структура системы Страта — термин, который характеризует уровень описания или абстрагирования.

Структура системы

Страта — термин, который характеризует уровень описания или абстрагирования. Иерархическая структура

объекта, соответствующая понятию страта, предполагает, что свойства реального сложного объекта описаны в форме некоторой совокупности, в которой отдельные описания приведены с различных точек зрения и упорядочены по уровню их значимости.
Слой — термин, который определяет уровень сложности принятия решения. 
Слайд 30

Многоуровневая иерархическая структура

Многоуровневая иерархическая структура

Слайд 31

Многоуровневая иерархическая структура

Многоуровневая иерархическая структура

Слайд 32

Структура Смешанная иерархическая с вертикальными и горизонтальными связями. С произвольными связями.

Структура

Смешанная иерархическая с вертикальными и горизонтальными связями.
С произвольными связями.

Слайд 33

Функционирование и развитие системы Устойчивость – способность системы возвращаться в состояние

Функционирование и развитие системы

Устойчивость – способность системы возвращаться в состояние равновесия

после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних (или внутренних) возмущающих воздействий.
Развитие – способность к изменению во времени ее параметров (или их совокупности), то есть качества, без изменения принципов действия. 
Слайд 34

Равновесие Устойчивость Развитие

Равновесие

Устойчивость

Развитие

Слайд 35

Функционирование и развитие системы Жизненный цикл – период времени от возникновения

Функционирование и развитие системы

Жизненный цикл – период времени от возникновения потребности

в системе и ее становления до снижения эффективности функционирования системы и ее «смерти» или ликвидации.
«исследование – проектирование – технологический этап – производство – эксплуатация – ликвидация» (В.Н. Спицнадель
«концепция – проектирование – освоение – эксплуатация – модернизация – ликвидация» (М.М. Четвертаков)
Слайд 36

Классификация систем По виду отображаемого объекта: технические, биологические, экономические и т.д.

Классификация систем

По виду отображаемого объекта: технические, биологические, экономические и т.д.
По виду

научного направления: математические, физические, химические и т.д.
По виду взаимодействия со средой: открытые и закрытые
По происхождению: естественные и искусственные
По объективности существования: реальные и абстрактные
Слайд 37

Классификация систем По однородности и разнообразию структурных элементов: гомогенные (однородные), гетерогенные

Классификация систем

По однородности и разнообразию структурных элементов: гомогенные (однородные), гетерогенные (разнородные),

смешанного типа.
По степени централизации: централизованные и децентрализованные 
 Линейные и нелинейные системы.
Каузальные и целенаправленные (также выделяют целеустремленные).
Слайд 38

Классификация систем По количеству элементов: выделяют большие. По сложности отношений, алгоритмов

Классификация систем

По количеству элементов: выделяют большие.
По сложности отношений, алгоритмов или поведения:

выделяют сложные.
Как результат: малые простые; малые сложные; большие простые; большие сложные.
  По степени организованности: хорошо организованные, плохо организованные (или диффузные), самоорганизующиеся .
Слайд 39

Открытая система Открытая система - система, которая непрерывно взаимодействует со своей

Открытая система

Открытая система - система, которая непрерывно взаимодействует со своей средой.
Гомеоста́з - саморегуляция -

способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. 
Слайд 40

Большая и сложная система Открытая система - система, которая непрерывно взаимодействует

Большая и сложная система

Открытая система - система, которая непрерывно взаимодействует со своей средой.
Гомеоста́з -

саморегуляция - способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия. 
Слайд 41

Слайд 42

Закономерности взаимодействия части и целого

Закономерности взаимодействия части и целого

 

Слайд 43

Системные закономерности Необходимо изучить. А основная из них – целостность, Иль

Системные закономерности
Необходимо изучить.
А основная из них – целостность,
Иль эммерджентность –

утверждает,
Что свойства новые, незаданность
Система вдруг приобретает.
Не сумму свойств частей – иное
В объединеньи получаем,
То, нечто качественно новое,
Что сразу не всегда мы знаем.

В.Н.Волкова

Слайд 44

Закономерности взаимодействия части и целого (А. Холл)

Закономерности взаимодействия части и целого (А. Холл)

Слайд 45

Целостность Прогрессирующая систематизация – стремление системы к уменьшению самостоятельности элементов, т.е.

Целостность

Прогрессирующая систематизация – стремление системы к уменьшению самостоятельности элементов, т.е. к большей

целостности.
Прогрессирующая факторизация –стремление системы к состоянию со все более независимыми элементами.
Слайд 46

Целостность Сравнительные количественные оценки степени целостности α и коэффициента использования свойств

Целостность

Сравнительные количественные оценки степени
целостности α и коэффициента использования
свойств элементов

β в целом, т.е. свободы
элементов в проявлении своих свойств.
где Сс – системная сложность (системный смысл);
Сo – собственная сложность;
Св – взаимная сложность.

А. А. Денисов

Слайд 47

Целостность Сравнительные количественные оценки степени целостности α и коэффициента использования свойств

Целостность

Сравнительные количественные оценки степени
целостности α и коэффициента использования
свойств элементов

β в целом, т.е. свободы
элементов в проявлении своих свойств.
где Сс – системная сложность (системный смысл);
Сo – собственная сложность;
Св – взаимная сложность.

А. А. Денисов

Слайд 48

Целостность основной закон системологии: сумма относительной связности элементов α в системе

Целостность

основной закон системологии:
сумма относительной связности элементов α в системе и

относительной их свободы β представляет логическую константу 1.

А. А. Денисов

Слайд 49

Закономерности взаимодействия части и целого Интегративность – проявляется в системе в

Закономерности взаимодействия части и целого

Интегративность – проявляется в системе в виде

наличия системообразующих, системосохраняющих факторов, среди которых неоднородность и противоречивость элементов, с одной стороны и стремление их вступать в коалиции с другой.
Слайд 50

А чтоб познать, осмыслить целое Другие есть закономерности. Иерархичность – помощь

А чтоб познать, осмыслить целое
Другие есть закономерности.
Иерархичность – помощь первая,
И

– нет проклятия размерности.
Большую неопределенность
На страты можно разложить,
Иль на узлов объединенность. –
И сразу станет легче жить.
…..

В.Н.Волкова

Слайд 51

Закономерности иерархической упорядоченности систем Коммуникативность – проявляется в том, что система

Закономерности иерархической упорядоченности систем

Коммуникативность – проявляется в том, что система не

изолирована от других систем, она связана множеством коммуникаций со средой, включающей надсистему, подсистемы и системы одного уровня с рассматриваемой.
Иерархичность – связана со структурой системы.
1) Каждый уровень системы связан с вышестоящими (свойства зависимой части) и нижестоящими (свойства автономной части);
Слайд 52

Закономерности иерархической упорядоченности систем 2) Объединение элементов в каждом узле иерархической

Закономерности иерархической упорядоченности систем

2) Объединение элементов в каждом узле иерархической структуры

приводит к появлению новых свойств у узла, утрате объединенными компонентами степени свободы и некоторых свойств, появлению новых свойств у подчиненных членов иерархии, ранее изолированных;
3) Иерархическая упорядоченность частично снижает общую неопределенность и обеспечивает управляемый контроль за принятием решений.
Слайд 53

Закономерности осуществимости систем

Закономерности осуществимости систем

 

Слайд 54

….. Эквифинальность – от «финал», Предел развития системы, Ее конечный идеал

…..
Эквифинальность – от «финал»,
Предел развития системы,
Ее конечный идеал –
Извечно

сложная проблема.
Понять свои возможности, желания,
Найти свой стиль, традиции, комфорт
Стремится каждый, уповая
На благосклонный небосвод.

В.Н.Волкова

Слайд 55

Эквифинальность – счастье и покой, Так кажется нам в детстве безмятежном.

Эквифинальность – счастье и покой,
Так кажется нам в детстве безмятежном.
Но вот

желанная вершина подо мной
И я полна несбывшейся надежды.
Надежды на непознанный исход, -
На то, что неисчерпана планета,
На то, что благосклонный небосвод
Еще не все открыл свои секреты.

В.Н.Волкова

Слайд 56

И в результате догма – жизнь одна – Не соответствует реальности


И в результате догма – жизнь одна –
Не соответствует реальности

капризной.
А если поразмыслить, то она
Преобразуется в цепочку разных жизней…

В.Н.Волкова

Слайд 57

Вот также и любой объект – Концерн, иль фирма, предприятие. Предельных

Вот также и любой объект –
Концерн, иль фирма, предприятие.
Предельных состояний

– спектр,
А нужно выбрать что возможно и желательно.
Эквифинальность – суть системы –
В моделях нужно отражать.
Сложнее не было проблемы –
К реальности их приближать.

В.Н.Волкова

Слайд 58

Закономерности осуществимости систем Закономерность потенциальной эффективности – определение количественных оценок жизнеспособности систем.

Закономерности осуществимости систем

Закономерность потенциальной эффективности – определение количественных оценок жизнеспособности систем.

Слайд 59

Система будет примитивной, Коль механизм развития не предусмотреть, А может –

Система будет примитивной,
Коль механизм развития не предусмотреть,
А может – слишком

быть активной,
И неустойчиво «сгореть».
…..

В.Н.Волкова

Слайд 60

Закономерности развития систем Историчность – время является непременной характеристикой системы. Закономерность

Закономерности развития систем

Историчность – время является непременной характеристикой системы.
Закономерность самоорганизации –

способность противостоять энтропийным тенденциям, адаптироваться к изменяющимся условиям, преобразуя при необходимости свою структуру.
Слайд 61

Закономерности возникновения и формулирования целей Зависимость представления о цели и формулировки

Закономерности возникновения и формулирования целей

Зависимость представления о цели и формулировки цели

от стадии познания объекта (процесса) и времени.
Зависимость цели от внешних и внутренних факторов.
Возможность (и необходимость) сведения задачи формулирования общей (глобально) цели к задаче ее структуризации.
Слайд 62

Закономерности формирования структур целей Зависимость способа представления целей от стадии познания

Закономерности формирования структур целей

Зависимость способа представления целей от стадии познания объекта

(процесса).
Проявление в структуре целей закономерности целостности.
Закономерность формирования иерархических структур целей.
Слайд 63

Система Подсистема – относительно независимая часть системы, обладающая свойствами системы, имеющая

Система

Подсистема – относительно независимая часть системы, обладающая свойствами системы, имеющая подцель,

а также свойства целостности, коммуникативности т.п.
Если же части системы не обладают такими свойствами, а представляют собой совокупности однородных элементов, то такие части принято называть компонентами.
Связь – ограничение степени свободы элементов. Это понятие характеризует строение (статику) и функционирование (динамику) системы.
Слайд 64

Системный анализ

Системный анализ

Слайд 65

Системный анализ

Системный анализ