Лекция 5. Системное понимание проблемы

В системном анализе понятие проблемы определяется и трактуется достаточно широко. Это обусловлено, с одной стороны – формированием системного анализа как науки со своей предметной и понятийной обла­стью, с другой стороны – наличием нескольких альтернативных научных школ, работающих в конкретной предметной области знаний – в рассматриваемом случае – в области экономики, в анализе функционирования предприятия, экономической безопасности, при анализе эффективности инвестиционных проектов.

В ряде фундаментальных работ по системному анализу, относящихся к зару­бежным работам 70-60 годов прошлого века, приводится следующее понятие проблемы. Проблема определяется как некоторая си­туация в системе, в которой есть два состояния: одно называется сущест­вующим, а другое – предлагаемым, прогнозируемым или желательным, причем, переход системы из существующего состояния в прогнозируемое состояние не может быть выполнен без управленческих воздействий на систему. Существующее со­стояние представляется существующей системой в момент времени t_о, предлагаемое состояние представляется гипотетической (или желательной, прогнозируемой) системой (уточним – предлагаемым состоянием системы) в момент вре­мени t_n , где n = 1, … , N .

Другая формулировка проблемы заключается в рассмотрении целевой функции Z{...} системы и является некоторым обобщением, состоящим в том, что целевая функция, включающая компоненты z(i), i=1,...I, характе­ризуется как разность одноименных (однотипных) компонент в различные моменты времени (или в различимые состояния). Численная мера разности одноименных компонент целевой функции называется проблемой. Мера разности определяет как значимость проблемы, так и характеризующие ее численные значения.

Проблема характеризуется содержащимся в ней некоторым неизвест­ным условием или набором условий. В большинстве случаев неизвестное должно быть определено количественно, но может быть и определимо ка­чественно (в содержательной постановке), а не только количественно. Количественной характеристикой может служить диапазон оценок или значений переменных, характеризуе­мых систему, представляющих предполагаемое состояние неизвестного. Неизвестные параметры могут быть выражены только в терминах известных, то есть таких, объекты, свойства и связи которого установлены. Известное (параметры системы, вектор состояния системы, характеристики системы) опре­деляется как количество, значение которого установлено.

Отметим, что существующее состояние (существующая система) может содержать и известные и неизвестные параметры. Функционирование системы (например, работа конкретного предприятия) само по себе не является конечным критерием хорошего, так как некоторые идеально работающие системы могут не обеспечивать достижения целей. Определение целей может быть дано только в терминах требований к сис­теме, которые формируются вне системы и являются внешними дополнениями, необходимыми для определения конкретного экономического места рассматриваемой системы в системе более высокого порядка.

Требования к системам устанавливаются с помощью условия, кото­рое определяет объекты и свойства в надлежащих связях. Условие, требо­вания к системе и цели фиксируется набором внешних дополнений системы. Условие (или начальные условия) выра­жает существующее состояние системы. Кроме того, условие является основанием для последующих решений относительно содержания требований к системе. Требования к системе варьируют в за­висимости от условий. Например, если продажа акций меньше, чем ожида­лась, и в перспективе могут возникнуть потери, руководство может изме­нить требования к системе, но существует риск, что тенденция снижения уровня продаж акций может продолжаться, вследствие этого снижается экономическая безопасность предприятия.

В системном смысле перечисленные выше требования есть информационно отра­женное средство фиксации однозначных утверждений, определяющих цель, критерии оценки выполнимости цели и стратегию ее достижения. Интервал времени между существующим состоянием и желаемым состоянием системы образует то, что называется временем решения проблемы. Цель действия состоит в том, чтобы свести к минимуму интервал между существующим и предполагаемым состояниями системы. Сохранение или улучшение действия системы отождествляется с интервалом между существующим и желаемым состоянием. Приведем следующие базовые определения, которые необходимы для системного понимания существа проблемы.

Сохранение суще­ствующего состоянияопределяется как способность удерживать выход системы в предписанных пределах в заданный интервал времени при действии на систему контролируемых и неконтролируемых возмущений.

Улучшение состояния системы оп­ределяется как способность получить выход выше или помимо того, кото­рый получается при существующем состоянии.

Решение проблемы устанавливает, каким образом будет заполнен интервал между существующим и желаемым состоянием. Решение,таким образом, есть заполнение действиями между существующим и желаемым состоянием, выполняющими преобразование одного состояния системы в другое.

Решение проблемы выполняется с помощью процесса обучения. Обуче­ние,в теории активных систем,определяется как познавательные действия, являющееся результатом стимулов и принуждений. Познание есть широкий диапазон интеллектуальных актов, од­ним из которых является распознание настоящих или будущих образов или состояний системы.

Распознание(идентификация)достигается посредством применения результатов сравнения заданных критериев с выходными значениями системы. По­знание является одной из основных функций, выполнение которых необхо­димо при заполнении промежутка между существующей и желаемой сис­темой.

Стимул, который побуждает существующую систему изменить состояние, есть управляющий вход системы, формируемый на основе внешних дополнений системы. Под­система обратной связи содержит модель желаемого состояния системы. Эта мо­дель заполняет промежуток и сохраняет действие системы в предписанных пределах. Управление с помощью обратной связи является средством, при котором состояние выхода преобразуется в желаемое состояние выхода. Этот процесс есть процесс решения проблемы.

Обучение представляет собой процесс решения проблемы с широко варьирующей эффективностью. Важнейшими элементами этого процесса являются пять точек решения, в которых используются следующие кри­терии решения.

1.Что явилось источником проблемы? (изменение внешних условий, изменение внутреннего состояния системы, отрицательное действие помех и возмущений, некорректные управленческие решения).

2.Может ли быть решена полная проблема? (полностью, частично, принципиально отсутствует решение, решение есть всегда, решение полностью отсутствует).

3.Является ли предлагаемое решение возможным полным решением? (будет ли выполнена целевая функция, какова численная мера выполнения решения).

4.Убедительно ли (или достоверно) показывают результаты проверки возможность пол­ного решения? (результаты проверки, математического моделирования, экспертные оценки, вычислительный эксперимент, прогнозирование с использованием математических методов).

5.Подтверждают ли результаты проверки полное решение? (анализ результатов моделирования).

Заметим, что процесс решения проблемы предполагает, что нам известны законы функционирования системы или, как минимум, известны реакции управляемой системы на действующие возмущения. Решение, формируемое в третьей точке, может рассматриваться как вы­бор, следующий за результатом решения во второй точке, могущим при­нимать значения «да» или «нет». Хотя частичное решение, как правило, является полез­ным, предполагается, что полное решение более приемлемо, так как час­тичное решение может быть, например, нереализуемым. Каждая точка решения есть шаг или этап решения (возможно даже и подсистема) управления с помощью обрат­ной связи. Результат действия системы есть выход (заданное значение выхода, его ожидаемое или прогнозируемое значение), который вводится в процесс управления.

Результат решения в каждой точке может и должен иметь два значения, опреде­ляющих дальнейший ход исследования. Процесс в первой точке решения преобразует проблему в ответ, которой может иметь одно из двух значе­ний: проведите проверку частичного решения или же проведите проверку полного решения. Каждая из этих проверок может давать или положитель­ный, или отрицательный ответы. Если полное решение невозможно, ветвь с отрицательным ответом ведет к альтернативному решению, а ветвь с поло­жительным ответом открывает путь для полного решения проблемы в пределах сформулированных условий. При проверке полного решения результаты с отрицательным ответом указывают на необходимость новых гипотез и повторной попытки решения проблемы. Решения с положительным ответом являются «конечными», хотя здесь и могут проводиться последующие улучшающие действия.

Проверка частичного или полного решения возникает как одно из тре­бований процесса решения проблемы. Такие проверки конструируются для измерения степени соответствия полученного решения ожидаемому реше­нию. Этапы, которые могут возникнуть при решении конкретной экономической проблемы, могут или должны быть описаны детально, чтобы представить частные элементы.

При формулировке проблемы или анализе состояния системы на предмет выявления проблемы, прежде всего, однозначно сформулируйте проблему, для чего:

определите или уточните цель, определите состояние системы на момент времени формирования проблемы, определите и принуждающие связи;

поставьте необходимые условия, определите достоверность условий и их экономическое содержание, определите связи экономических параметров с организационными, технико-технологическими или иными, которые необходимы для решения проблемы;

установите границы допустимых изменений состояний системы и подлежащие оценке альтернативы, расставьте альтернативы по мере их экономических предпочтений;

установите согласованные критерии, определите численные значения критериев, определите допустимые и наиболее эффективные значения критериев;

сформулируйте там, где необходимо, рабочие гипотезы, предположения, действия и их последовательность по решению проблемы, обусловьте необходимые предположения и их экономическую эффективность;

определите параметры и состояния, которые являются наиболее рисковыми, определите природу риска и экономические последствия рисковых решений.

После того, как станут понятными исходные и содержательные аспекты проблемы, когда проблема будет ясной по структуре, параметрам и риску, следует:

определить экономические процессы, которые будут происходить в системе при решении проблемы;

проверить полноту и достоверность информации о состоянии системы, а при необходимости провести обработку всей информации, относящейся к решению проблемы;

разработать непосредственно сам алгоритм решения проблемы, основанный на понимании проблемы и на имеющейся информации для ее решения;

получить частичные, опытные и/или предварительные решения, если возможно, то получите полное решение проблемы;

на основе заданных значений критериев проверьте полученные решения.

В процессе решения проблемы, как рекомендует Б.И. Кудрин, при выполнении каждого шага решения, при выполнении анализа промежуточных результатов:

содержательно и количественно интерпретируйте результаты всех промежуточных этапов проверки;

проводите итерации всех решений, не формируйте окончательного решения на каждом шаге (очевидные решения, в большинстве своем – ошибочны);

начните идентификацию величин, которые заведомо должны возрасти или уменьшиться;

начинайте анализ качества предлагаемого решения в терминах лучшего решения;

выберите решение и тщательно разработайте план его реализации, а если можно, внедрите решение как опытное;

оцените результаты внедрения, всегда формируйте решение, которое допускает его уточнение и корректировку;

Из перечня рекомендаций видно, что между «решениями», упоминаемыми в нем, есть разница. Внедрение или реализация решения неизменно является одной из критических проверок решений, без которых решение может быть только опытным. Если опытная реализа­ция решения невозможна, проведение проверок решений должно играть более важную роль.

Время, потребное для решения проблемы, в приведенном перечне этапов решения проблемы не указано. Назначать продолжительность процесса полного решения проблемы невозможно. Однако полезно представлять себе относительное количество времени, которое должно быть израсходо­ванною на каждую крупную область решения проблемы. Потребное для каждой области время широко варьирует в зависимости от размеров дан­ной проблемы.

Формулирование проблемы называется ее определением.Цель форму­лирования проблемы состоит в том, чтобы установить сущность проблемы в известных терминах и параметрах, а не в терминах, которые неизвестны. Например, поставлена экономическая задача: уменьшить вполовину стоимость обработки оперативной информации с использованием вычислительной техники и сократить время обработки информации на 25% на угольной шахте. Специалист по анализу экономических систем должен вначале рассмотреть каждый аспект исходной формулировки проблемы. Например, эта формулировка может обозначать последовательный анализ составляющих – фактическая стоимость, трудозатраты, количество сотрудников, занятых в получении и обработке информации, фактическая ценность оперативной информации и мера ее использования и так далее. Поэтому, чтобы оп­ределить те части проблемы, которые известны, и другие части, которые неизвестны, необходим качественный и количественный анализ самой постановки задачи. «Снижение стоимости» означает совершенно разные вещи для руководителей разных структурных подразделений шахты:

одни из них могут снижать стоимость пу­тем уменьшения перерасходов времени работы программного обеспечения (применение новых технологий и современных пакетов программ) и сокращение времени подготовки информации для ее ввода в компьютеры (унификация документов, снижение доли ручного заполнения типовых форм и документов);

другие могут стремиться уменьшить комплект сетевого оборудования и парка вычислительной техники, дополнительного оборудования за счет сокращения числа пользователей;

третьи могут предложить более упрощенную структуру получения оперативной информации, упрощение документооборота и всей информационной системы обработки данных;

четвертые могут желать заменить стоимость компьютерного и сетевого оборудования расходами на персо­нал.

Здесь перечислено только четыре мнения, но на практике могут сущест­вовать буквально сотни возможных выборов. Применительно к решению экономических проблем первоначальные операции по формулированию проблемы имеют целью:

составление исходной формулировки проблемы;

осмысление этой формулировки по отношению к различным частям про­блемы, и осмыслению исходных фактов, которые касаются проблемы;

общее уточнение исходной формулировки проблемы.

При первоначальных исследованиях, разделяя то, что известно и что не­известно, стремятся сделать осмысленной исходную формулировку про­блемы.

Зеркальное отражение формулирования проблемы есть выработка опре­деления цели. Термин цельиспользуется здесь для того, чтобы описать конкретный резуль­тат, подлежащий достижению. Цель может иметь вид, который обу­словливает достижение максимума (или минимума) некоторой функции или величины, причем, эта величина еще должна быть определена, или же должна принимать вид задания диапазона значений, внутри которого должно находиться решение. Во всех случаях цель является желаемым результатом деятельности.

Не следует путать цели и принуждающие связи. Например, библиотека объявила о программе улучшения библиотечной работы; это широкая цель. Принуждающие связиесть условия, которые ограничивают и описывают, как цель должна быть достигнута. Может быть выбрана возможность, со­стоящая в автоматизации обращения книг библиотеки. Другие возможно­сти могут состоять в том, чтобы улучшить методы каталогизации, выписы­вания требований или регистрации новых клиентов. Принуждающие связи являются измерениями цели. Их действие ограничивает проблему или вво­дит проблему в границы.

Комбинация целей, устанавливающих направление действий и принуждающих связей, ог­раничивающих цели, образует ограничение, при котором начинается изу­чение, при котором начинается изучение проблемы. Ограничениеесть сумма правил, установлений и выдвинутых лично или извне руководящих принципов, определяющих границу проблемы. Каждая проблема должна иметь определимое ограничение. Совместимость цели и принуждающих связей существенна. Без согласия относительно ограничений невероятно, чтобы было согласие относительно решений. Бессмысленно говорить о «решении», если заинтересованные в ситуации группы лиц не способны прийти к согласию относительно проблемы или ограничения.

Когда специалист по анализу систем формирует условие проблемы, он ставит пределы исследованию проблемы и, следовательно, границы ог­раничения.В математическом смысле условия могут быть определены как достаточные, избыточные или противоречивые, а других форм они прини­мать не могут.

Условие проблемы является избыточным,если оно содержит ненужные элементы. Ненужными элементами могут быть те, которые не используются в анализе, не влияют на результат или, например, в экономическом смысле, имеют тенденцию вызы­вать потери или перерасходы. Пример избыточного условия: планируется изучение автоматизации крупномасштабной системы контроля запасов с принуждающими связями, состоящими в требовании, чтобы существую­щая ручная система обработки информации продолжала работать параллельно с автоматизированной системой.

Условие может также содержать противоречие. Противоречивый эле­ментэто такой, который тесно связан с другими элементами (параметрами), причем, если один элемент или параметр истин­ный, другой должен быть ложным. Пример противоречивого условия: цель субподрядчика состоит в том, чтобы ежемесячно составлять график роста продукции, согласованный с требованиями заказчика. Однако темп вы­пуска продукции заказчиком неизвестен. Следствием противоречивого ус­ловия является несогласованность частей проблемы друг с другом и, таким образом, их взаимная противоположность.

Достаточное условие выполняется, если принуждающие связи совмес­тимы с предлагаемой целью, причем цель определена адекватно требова­ниям к системе. Достаточность предполагает точность и имеет все необхо­димое, чтобы выполнить требование без каких-либо чрезмерностей. При­мер достаточного условия на ресурсной задаче: кладовщик склада электронной продукции по­лучает приказ на немедленную поставку. Он проверяет свои запасы, опре­деляет, что необходимая вещь есть в наличии, и поставляет ее в тот же день.

С самого начала изучения проблемы необходимо придать ограничению и условию равное значение. Изучение проблем редко проводиться в идеальной обста­новке, обычно их изучают в ситуации, в которой ограничения могут быть только относительно достаточными и очевидно неполными. Некоторые из наиболее трудных проблем как раз те, относительно которых нет уверенно­сти, что ограничение достаточно. В этом случае специалист по анализу систем должен исходить из предположения о достаточности.

Проблемы, структура которых плохо определена, вообще «решаются» посредством принятия без доказательства относительных, а не абсолютных оценок. Охват проблем полученными решениями может быть шире или уже. Относительная ширина охвата зависит от величины рассматриваемого максимума и минимума. Поскольку требуется действовать, может быть выбрано только одно решение. Это единственное решение обычно не со­держит все благоприятные элементы. Например:

решение с наименьшей стоимостью может требовать более долгого времени;

решение с неболь­шим риском может иметь относительно низкую эффективность;

быстро реализуемое решение может иметь высокую стоимость и большой риск.

После выявления плохо структурированной проблемы может потребо­ваться предварительное исследование, чтобы адекватно установить огра­ничение и условие. Начиная анализ сложной проблемы с предварительного изучения, руководитель обеспечивает себе удобное место остановки, по­зволяющее ему фиксировать свою позицию относительно дальнейшего. Поскольку предварительное изучение короче по времени и не является глубоким, оно менее дорого, чем немедленно предпринимаемые полно­ценные усилия по решению проблемы. Предварительное изучение опреде­ляет проблему, ограничение и условие, что может создать надежную ос­нову, позволяющую всем заинтересованным группам лиц, обсуждающим проблему, прийти к согласию. В любом случае первоначальный шаг в ана­лизе проблемы - формулирование проблемы.

При формулировании проблемы специалист по системному анализу должен выполнить следующие этапы работы:

описать при помощи формальных отношений, каким образом про­блема была обнаружена;

установить, почему она рассматривается как проблема;

отличить ее от «симптома» некоторых смежных проблем;

дать операционные определения нежелательных последствий некорректного или ошибочного решения про­блемы.

Специалист по анализу систем сделает весьма тяжелую ошибку, если при формулировании проблемы он будет предлагать быстрые или очевидные решения или ус­танавливать причины без их детального анализа. Подготовка формулировки проблемы, прежде всего, нацелена на то, чтобы поставить проблему в центр внимания исследований. К рабочим гипотезам, предварительным предпосылкам на стадии формулирования проблемы не предъявляется никаких требований.

Решение экономических проблем имеет свои особенности. Исследование исторических аспектов проблемы имеет тоже некоторые осно­вания. Например, экономическое положение в сельском хозяйстве России обусловлено предшествующей последовательной и длительной экономической политикой, которая не только имела экономическую природу, но и несла социальные аспекты. Даже момент времени, в который проблема впервые стала очевидной (из­вестной), может быть ценным экономическим параметром. Он позволяет связать про­блему с предшествующими, допускающими идентификацию действиями. Иногда важно определить обстановку, которая породила проблему. Информация этого содержания может служить основой для исследования проблемы или определения структуры ее исследования. Изучение истории проблемы может помочь при определении оснований проблемы. В спорных ситуациях только исто­рия может быть приемлемым общим знаменателем исследования. Истори­ческая формулировка проблемы подразумевает знание проблемы и некото­рых относящихся к делу фактов.

Субъективные факторы в интерпретации проблемы различными людьми могут иметь различные постановки исследований, включая даже взаимоисключающие, например, отсутствие проблемы или ее наличие. Таким образом, необходимо установить то разумное, что определяет содержание явления как проблемы. Явления в деловом мире, правительственных и военных учреждениях могут быть определены как проблемы, если они имеют тенденцию расстраивать надежды получить прибыль или снижать эффективность действий. Однако некоторые про­блемы, не являющиеся очевидными, могут быть предсказаны исключи­тельно с помощью аналитических методов. В случаях, когда проблемы не очевидны, нарушение действия системы не происходит немедленно, но становится возможным.

Проблемы могут формулироваться как прогнозные, например, в ожидании нежелательных сопостав­лений, процессов и их последствий. Например, руководитель может просить исполнителя сообщить, на­сколько он собирается снизить накладные расходы, если он реализует только 70% запланированных продаж. Ограничение состоит в том, чтобы сохранить планируемый размер прибыли при 70%- ном уровне текущих продаж. В этом случае руководитель предвидит проблему и дает ей гипоте­тическое измерение, характеризуя свою широкую цель. Однако в устанав­ливаемом им ограничении может подразумеваться противоречивое усло­вие: рассмотрение единственной величины (70% продаж) предполагает анализ, основанный на оценке в одной точке. Руководитель может совла­дать со снижением продаж на 50% или с такой небольшой величиной, как 5%. Проблема поставлена не адекватно, поскольку часть условия пропу­щена. Ясно, что условие недостаточно, а может быть, и противоречиво.

Руководитель, обращаясь к исполнителю, уже имеет «встроенное» в свое понимание ситуации возможное решение, состоящее в том, что он для со­хранения прибыли сможет снизить накладные расходы. Конечно, возможен широкий набор действий, с помощью которых накладные расходы могут быть снижены. Однако руководитель своим определением исключает неко­торое число действий, которые могут быть направлены на снижение дру­гих, не входящих в накладные расходы затрат. Поэтому его предложение может быть полностью противоречивым. Например, может оказаться, что при снижении продаж только на 30% руководитель при любом условии бу­дет неспособен сохранить запланированный уровень прибыли. Эти факты могут выявиться при проведении анализа. Между тем было принято лож­ное заключение, состоящее в том, что эти факты являются логическими компонентами данной проблемы. Об условии этой проблемы можно ска­зать, что оно достаточно в тех случаях, когда результаты предшествующего «эксперимента» указывают на желательность параметрического исследова­ния крайних значений условия.

Неправильная постановка проблемы может усложнить задачу системного аналитика или того, кто должен ее решать. В рассмотренной ситуации целью руководителя может быть просто сохранение прибыли перед лицом снижающихся продаж. Специалист по анализу систем, изучающий ситуацию, имел бы целью по­нять связь между объемом продаж, прибылью и затратами. Для этого он варьирует двумя параметрами, удерживая третий параметр неизменным. Но ма­нипулировать в экспериментальных целях в одно и то же время двумя па­раметрами неудобно и неэффективно. Таким образом, специалист по ана­лизу систем может оказаться вынужденным построить модель проблемы. Модель даст ему возможность изменять один параметр, наблю­дая изменение двух других. Чаще всего, после трех-пяти итераций может появиться возмож­ность корректно сформулировать проблему в терминах трудно уловимых трехсторонних связей.

Противоречивое условие, появившееся в описанной проблеме продаж и получения прибыли, возникло из неразберихи целей и принуждающих связей. Выбор непригодной цели означает, что руководитель может решить непригод­ную проблему, а условиях реального производства это может быть гибельным. Возвращаясь к предыдущему примеру, можно констатировать, что установленное как принуж­дающая связь решение снижать накладные расходы в ожидании снижения продаж, в конце концов, приведет руководителя к пониманию того, что 30%-ное снижение продаж приведет к потерям безотносительно к факту сниже­нию накладных расходов. Наоборот, может оказаться, что одно только уве­личение накладных расходов сможет дать приемлемый результат, обеспе­чивающий обусловленное изменение величины продаж.

Проблемы могут иметь симптомы, весьма похожие на внешние появле­ния физических расстройств. Специалист по анализу систем фиксирует и изучает прояв­ления симптомов решением стоящей за ними проблемы. Вопрос состоит в том, каким образом указать разницу между симптомом и проблемой. Одна из надежных проверок состоит в устранении симптома эксперимен­тальным путем. Если проблема продолжает существовать, не может быть сомнений, что ситуация требует дальнейшего анализа. Вторая проверка может заключаться в определении предполагаемого логического решения. В.М. Глушков указывает «…рассматривая проблему и используя гипотетическое решение, проанализи­руйте, какая дополнительная информация должна быть собрана, если этот курс действий не доказал свою ценность, попробуй второе, третье, четвертое вероятные решения, каждый раз стараясь извлечь что-нибудь полезное о неизвест­ном».

Третий способ отличить проблему от симптома зависит от исследования. Персонал, наиболее близко связанный с проявлениями проблемы, может помочь при постановке проблемы. Однако при последующем анализе ко­нечным арбитром является сама проблема. При детальном анализе существа проблемы большую помощь может оказать ра­бота в следующих направлениях:

1. Собрать и проанализировать часть данных проблемы, которые представ­ляют недостатки системы.

2. Собрать и проанализировать ту часть данных, которая представляет пе­ремежающуюся удовлетворительную работу системы.

3. Описать и проанализировать подсистему, которая прямо порождает дан­ные проблемы, в частности, оценить вход на полноту, частоту, со­гласованность, надежность и точность.

4. Найти обратную связь, которая даст возможность судить об отклоне­нии, величине ошибки или недостатке системы.

5. Постараться связать объекты и свойства подсистемы в соответствии с их очевидной, логической или причинной связью.

6. Постараться представить полную систему, в которой данная проблема является только частью.

7. Постараться связать между собой полную систему, относящиеся к делу подсистемы и проблему, как она определена.

Нахождение ограничений проблемы является логической операцией. Формулирование условия было также логическим и только отчасти функ­циональным и операционным.

Планирование исследования, однако, полно­стью операционное. Оно покоится на понимании функциональных связей, характеризующих проблему. План исследований показывает логический процесс, с помощью кото­рого следует браться за решение проблемы, он является известной областью проблемы, он указывает полную область исследова­ний. План исследований устанавливает и координирует этапы работ, продолжительности работ предпринимаемого исследования, он распределяет ресурсы между областями исследования в соответствии с тем, что известно об их внутрен­ней сложности. План изучения количественно определяет ресурсы, необходимые для ис­следования: он отражает уровень обеспечения, необходимого для проведе­ния исследования в данный период времени.

Лекция 6. Функциональное описание систем

Функцией в системном анализе принято считать повторяющийся, воспроизводимый комплекс задач (действий, алгоритмов), отвечающий требованиям периодичности решения и структурной неизменности. Функциональное описание исходит из того, что всякая система выполняет некоторые функции: просто существует, является областью обитания другой системы, обслуживает систему более высокого порядка, является контрольной для некоторого класса систем, служит средством или материалом для создания более сложной или совершенной системы, является некоторой «первосистемой» и так далее.

Основное качество, присущее любой системе – это ее функции, соответственно система может быть однофункциональной или многофункциональной. В зависимости от поведения системы, по воздействию на окружающую ее среду и взаимодействию с другими системами, функции системы можно распределить в следующем порядке, по возрастанию "ранга":

1. Пассивное существование, материал для других систем - наиболее простая система, функции которой сводятся лишь к поддержанию внутренней среды системы на каком-либо уровне и безразличному отношению к окружающей среде.

2. Обслуживание системы более высокого уровня - более сложная система, функция которой не только поддерживать собственное внутреннее функционирование, но и работа на систему более высокого уровня.

3. Противостояние другим системам или среде - еще более сложная система, функция которой - не пассивное существование или спокойная работа, а выживание, непрерывное приспособление к изменяющимся, агрессивным условиям внешней среды.

4. Поглощение других систем и среды - система, в функцию которой входит не только выживание, но и активное противоборство внешней среде, с последующим ее захватом.

5. Преобразование других систем и среды - наиболее сложная система, в функцию которой также входит не только захват и уничтожение других систем, но и их последовательное преобразование в вещества или подсистемы, полезные этой системе.

Функциональное описание, как и морфологическое иерархично. Функции системы представляются двумя способами: числовым функционалом, который зависит от функций, описывающих внутренние процессы, или качественным функционалом (типа упорядочивания лучше-хуже).

Функциональное описание системы по Н.Н. Моисееву можно задать семеркой переменных

S_f={T,x,C,Q,y,j,h},

где T-множество моментов времени;

х - множество мгновенных значений входных воздействий;

С={c: T®x} – множество допустимых входных воздействий;

Q – множество состояний; y- множество значений выходных величин;

Y = {u:T®y } - множество выходных величин;

f = {T´T´T´c®Q}-переходная функция состояния;

h:T´Q®y – выходное отображение;

с- отрезок входного воздействия;

u – отрезок выходной величины.

Такое описание системы охватывает широкий диапазон свойств. Рациональный путь создания функционального описания заключается в применении такой многоуровневой иерархии описаний, при которых описание более высокого уровня иерархии системы будет зависеть от обобщенных переменных более низшего уровня.

Таким образом, образуется следующая иерархия описания:

эффективность (зависит от функционала эффективности, который качественно или количественно описывает деятельность системы);

процессы первого уровня (функции) и параметры первого уровня (функционалы);

процессы второго уровня (функции) - параметры первого уровня (функционалы);

процессы n-го уровня (функции) - параметры n-го уровня (функционалы).

В приведенном описании n-ый уровень - последний уровень, о котором имеет смысл говорить в описании системы, так как он последний, для которого имеется достаточное количество сведений.

Лекция 7. Информационное описание систем

Как и любое другое, информационное описание должно давать представление об организации системы. Оно является не только наиболее сложным, но и наиболее глубоким видом описания, так как в отличие от морфологического и функционального описания, описывающего структуру и функции системы в определенный момент времени, описывает систему уже в процессе ее функционирования, то есть описывает воздействие на систему внешней, и изменения информации.

Информационное описание позволяет определить зависимость морфологических и функциональных свойств системы от качества и количества внутренней (о самой себе и о среде) и внешней (поступающей из внешней среды) информации. Так как информация о каком-либо процессе снижает количество вероятных исходов данного процесса, то информация, полученная системой, повышает степень предсказуемости ее развития. Значит, информация увеличив<