Подходы к исследованию систем
РАЗДЕЛ 1. Базы данных. Теория экономических информационных систем.
Системы, их свойства и классификация. Подходы к исследованию
систем. Модель системы. Моделирование.
Системы, их свойства и классификация.
Состоянием системы называется совокупность существенных свойств, которыми система обладает в каждый момент времени.
Под свойством понимают сторону объекта, обуславливающую его отличие от других объектов или сходство с ними и проявляющуюся при взаимодействии с другими объектами.
Характеристика — то, что отражает некоторое свойство системы.
Какие свойства систем известны.
Из определения «системы» следует, что главным свойством системы является целостность, единство, достигаемое посредством определенных взаимосвязей и взаимодействий элементов системы и проявляющиеся в возникновении новых свойств, которыми элементы системы не обладают. Это свойство эмерджентности (от анг. emerge — возникать, появляться).
- Эмерджентность — степень несводимости свойств системы к свойствам элементов, из которых она состоит.
- Эмерджентность — свойство систем, обусловливающее появление новых свойств и качеств, не присущих элементам, входящих в состав системы.
Эмерджентность — принцип противоположный редукционизму, который утверждает, что целое можно изучать, расчленив его на части и затем, определяя их свойства, определить свойства целого.
Свойству эмерджентности близко свойство целостности системы. Однако их нельзя отождествлять.
Целостность системы означает, что каждый элемент системы вносит вклад в реализацию целевой функции системы.
Целостность и эмерджентность — интегративные свойства системы.
Наличие интегративных свойств является одной из важнейших черт системы. Целостность проявляется в том, что система обладает собственной закономерностью функциональности, собственной целью.
Организованность — сложное свойство систем, заключающиеся в наличие структуры и функционирования (поведения). Непременной принадлежностью систем является их компоненты, именно те структурные образования, из которых состоит целое и без чего оно не возможно.
Функциональность — это проявление определенных свойств (функций) при взаимодействии с внешней средой. Здесь же определяется цель (назначение системы) как желаемый конечный результат.
Структурность — это упорядоченность системы, определенный набор и расположение элементов со связями между ними. Между функцией и структурой системы существует взаимосвязь, как между философскими категориями содержанием и формой. Изменение содержания (функций) влечет за собой изменение формы (структуры), но и наоборот.
Важным свойством системы является наличие поведения — действия, изменений, функционирования и т.д.
Системы можно классифицировать по назначению.
Среди технических и организационных систем выделяют:
производящие,
управляющие,
обслуживающие.
В производящих системах реализуются процессы получения некоторых продуктов или услуг. Они в свою очередь делятся на вещественно-энергетические, в которых осуществляется преобразование природной среды или сырья в конечный продукт вещественной или энергетической природы, либо транспортирование такого рода продуктов; и информационные — для сбора, передачи и преобразования информации и предоставление информационных услуг.
Назначение управляющих систем — организация и управление вещественно-энергетическими и информационными процессами.
Обслуживающие системы занимаются поддержкой заданных пределов работоспособности производящих и управляющих систем.
Подходы к исследованию систем
Диалектический подход к исследованию. Базовым законом этого учения выступает закон единства и борьбы противоположностей, а основополагающим принципом - принцип всеобщих связей явлений. Это значит, что для изучения какого-либо предмета необходимо рассмотреть все его стороны и связи. При этом развитие, как общий процесс, проходит периодически повторяющиеся ступени, но каждый раз на более высоком уровне и все это осуществляется по спирали. Спиралеобразное движение обеспечивает постоянное накопление знаний и достижение с течением времени новых уровней развития. Помимо закона единства и борьбы противоположностей диалектики в ходе познания следует руководствоваться такими законами, как переход количества в качество, отрицание отрицания, реализуя при исследовании принципы восхождения от абстрактного к конкретному, единства анализа и синтеза, логического и исторического, выявления в объекте разнокачественных связей и их взаимодействия.
Процессный подход к исследованию. Он рассматривает управление как непрерывное выполнение комплекса определенных взаимосвязанных между собой видов деятельности и общих функций управления. Причем выполнение каждой работы и общих функций управления здесь также рассматриваются в виде процесса, т.е. как совокупность взаимосвязанных непрерывно выполняемых действий, преобразующих некоторые входы ресурсов, информации и т.п. в соответствующие выходы, результаты.
Ситуационный подход к исследованию. Основная принципиальная особенность рассматриваемого подхода - ситуация, т.е. конкретные обстоятельства, которые оказывают влияние на СУ в рассматриваемый момент времени. Изучая сложившуюся ситуацию можно лучше понять как обусловившие ее причины, так и воздействия, которые будут в большей степени способствовать достижению целей исследования СУ в конкретных условиях и обстоятельствах.
Функциональный подход к исследованию. Тесно взаимосвязанным с диалектическим подходом является функциональный подход. Его сущность состоит в рассмотрении исследуемой СУ или ее составляющих элементов только с позиций внешней среды. При этом исследуемая СУ представляется в виде "черного ящика". Это позволяет рассматривать отношения системы с другими системами и внешней средой абстрактно, не вникая в процессы, происходящие непосредственно в исследуемой системе.
Рефлексивный подход к исследованию. От слова рефлексия (обратная связь или же самопознание, осмысление своих действий и поступков). Больше ничего не понятно и слишком сложно и много. Но в двух словах, у нас есть функция поведения внешней среды и функция поведения объекта. Объект взаимодействует со средой, а затем по своей функции поведения как то изменяется или что то делает, параллельно в среде тоже согласно ее функции поведения происходят какие то изменения. Как то так..
Системный подход к исследованию. Системный подход, будучи неразрывно связанным с фундаментальными идеями диалектики и диалектического подхода, вместе с тем имеет свою сущность и выступает как отдельный методологический подход. Он предполагает, что объект исследуется как целостная совокупность составляющих его подсистем, элементов и во всем многообразии выявленных свойств и связей внутри объекта, а также между объектом и внешней средой.
Модель системы
Модель — это упрощенное подобие объекта, которое воспроизводит интересующие нас свойства и характеристики объекта-оригинала.
Пример: Модель «черного ящика» - модель системы, представляющая собой структуру с известными выходными и входными параметрами и неизвестным внутренним устройством.
Статические модели инвариантны относительно времени. Они служат для описания процессов и явлений, независящих от времени.
Пример: Глобус.
Динамические модели служат для описания изменения процессов и объектов во времени.
Пример: Звёздное небо в Планетарии.
Концептуальная модель - абстрактная модель, определяющая структуру моделируемой системы, свойства её элементов и причинно-следственные связи, присущие системе и существенные для достижения цели моделирования.
Пример: Архитектура информационной системы предприятия.
Топологические модели позволяют представлять систему в виде графов.
Пример: Диаграмма связей (структура системы), диаграмма состояний (взаимосвязи различных состояний системы с вероятностями их возникновения) и т.п.
Формализация - отображение системы с помощью символов какого-либо формального языка.
Процедура формализации включает:
1) введение терминов исходных понятий, а также терминов основных отношений между этими понятиями,
2) введение переменных и правил построения на их основе соответствующих формул,
3) введение исходных доказуемых формул (аксиом),
4) введение правил логического вывода, позволяющих из аксиом получать производные от них доказуемые формулы (теоремы).
Пример: Дифференциальные уравнения, блок-схемы, передаточные функции, графы и др.
Информационная модель - совокупность информации, характеризующей существенные свойства и состояния системы, а также связь с внешним миром, позволяет путём подачи на модель информации об изменениях входных величин моделировать возможные состояния системы.
Информационные модели делятся на описательные (созданные на естественном языке) и формальные (созданные на формальном языке: формулы, таблицы, графы, карты, схемы и т.д.).
Пример: Информационная модель предприятия, модель базы данных
Логико-лингвистическая модель - модель, в которой представление знаний основано на учете объектов предметной области, отношений между ними и использовании лингвистических средств.
Пример: семантические сети и сети фреймов.
Семантическая модель - представление понятий в виде графа, в вершинах которого расположены понятия, в терминальных вершинах - элементарные понятия, а дуги представляют отношения между понятиями.
Пример: семантическая сеть (способ представления знаний в виде ориентированного графа, в котором вершины соответствуют семантическим единицам языка или речи, а дуги - свойствам или отношениям между ними).
Моделирование
1) Искусство построения истинных или ложных (по соответствию физической природе) моделей систем.
2) Совокупность действий по созданию модели реальной системы, последующая цель которых – изучение природы системы, возможностей ее структурного развития или прогнозирование поведения.
Симуляция движения
Процесс движения координат модели направленный на получение адекватных результатов.
Модели систем могут иметь разную физическую природу. Компьютеры и соответствующее ПО являются наиболее адаптивными физическими объектами, из тех, которые могут быть основой для построения моделей.
Информация и ее свойства. Классификация и кодирование информации. Свойства единиц информации. Понятие о предметной области. Информационные системы. Знаковые системы. Классификация пользователей информационных систем. Экономические показатели.
Информация и ее свойства.
Информация — это осознанные сведения об окружающем мире, которые являются объектом хранения, преобразования, передачи и использования.
Свойства информации
1. Объективность информации. Объективный — существующий вне и независимо от человеческого сознания. Информация — это отражение внешнего объективного мира. Информация объективна, если она не зависит от методов ее фиксации, чьего-либо мнения, суждения.
Пример. Сообщение «На улице тепло» несет субъективную информацию, а сообщение «На улице 22°С» — объективную, но с точностью, зависящей от погрешности средства измерения.
Объективную информацию можно получить с помощью исправных датчиков, измерительных приборов. Отражаясь в сознании человека, информация может искажаться (в большей или меньшей степени) в зависимости от мнения, суждения, опыта, знаний конкретного субъекта, и, таким образом, перестать быть объективной.
2. Достоверность информации. Информация достоверна, если она отражает истинное положение дел. Объективная информация всегда достоверна, но достоверная информация может быть как объективной, так и субъективной. Достоверная информация помогает принять нам правильное решение. Недостоверной информация может быть по следующим причинам:
· преднамеренное искажение (дезинформация) или непреднамеренное искажение субъективного свойства;
· искажение в результате воздействия помех («испорченный телефон») и недостаточно точных средств ее фиксации.
3. Полнота информации. Информацию можно назвать полной, если ее достаточно для понимания и принятия решений. Неполная информация может привести к ошибочному выводу или решению.
4. Точность информации определяется степенью ее близости к реальному состоянию объекта, процесса, явления и т. п.
5. Актуальность информации — важность для настоящего времени, злободневность, насущность. Только вовремя полученная информация может быть полезна.
6. Полезность (ценность) информации. Полезность может быть оценена применительно к нуждам конкретных ее потребителей и оценивается по тем задачам, которые можно решить с ее помощью.