1 Системный анализ и принятие решений Лекция 1 Введение. Цели и задачи курса. Системный анализ. Основные понятия и история развития Коробов Александр Сергеевич

2 Структура курса Длительность 50 ак. часов 17 лекций (каждую неделю, 2 ак. ч.) 8 семинаров (через неделю 2 ак. ч.) 1 РГР В конце курса зачет

3 Цели курса Понять что есть системный анализ (СА) Определить для себя те области практической деятельности где применим СА, включая как биотехническую практику так и прочую деятельность Освоить практические методы выбора альтернатив и принятия решений Курс не сможет охватить все аспекты СА он сможет заложить основу для дальнейшего изучения предмета

4 Задачи курса Овладеть терминологической базой СА (система, модель, выбор) Освоить методологию анализа систем Изучить особенности сложных систем, а именно биологических, биотехнических, технических Освоить практические методы СА

5 Содержание курса Введение и основные понятия (1-5 лекция) Принятие решений и практические методы СА (6-10 лекция) Технические, биологические и биотехнические системы. Особенности. Примеры анализа (11-14 лекция) Практические методы на основе СА ( лекция)

6 Литература по курсу Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. «Введение в системный анализ». – М.: Высшая школа, 1989 – 367 с. Лебедев А.А. «Введение в анализ и синтез систем» - М.: Изд-во МАИ, – 352 с. Спицнадель В.Н. «Основы системного анализа: Учеб. пособие.» – СПб.: «Изд. дом «Бизнесс-пресса», 2000 г. – 326 с. Антонов А.В. «Системный анализ : Учеб. пособие» – М.: Высшая школа, – 454 с. Харди Р. «Гомеостаз» - М.: Мир, – 81 с.

7 Постоянная деятельность человека Человек в своей повседневной деятельности сталкивается с необходимостью решения вопросов, задач, проблемы путем выбора определенных действий, способов, средств, которые могут быть лучше или хуже, потребовать больших или меньших ресурсов

8 Выбор и альтернатива Для решения проблемы из множества вариантов-альтернатив осуществляется выбор одной или нескольких предпочтительных альтернатив Альтернатива – один из возможных вариантов (путей, средств) решения проблемы Выбор – операция, входящая во всякую целенаправленную деятельность и состоящую в целевом сужении множества альтернатив (если возможно до одной)

9 Проблема выбора Выбор в условиях высокой неопределенности достаточно сложная задача Обычно мы не задумаемся и совершаем выбор на основе интуиции В современных условиях выбор при решении сложных проблем осуществляется на основе аналитических исследований, выполненных различными методами

10 СА - предназначение СА предлагает совокупность методов, используемых для выбора решений сложных проблем, возникающих в целенаправленной человеческой деятельности

11 СА - на практике СА применяется в следующих областях: При поиске решений экологических, социальных, военных, технических, экономических, медицинских и др. проблем При решении проблем реальной жизни При исследовании, проектировании, создании и эксплуатации сложных, больших систем, в том числе биологических, биотехнических, технических

12 СА - как наука СА междисциплинарная и наддисциплинарная наука, привлекающая для решения сложных прикладных задач все современные методы и средства прикладных исследований Всю совокупность методов СА объединяет диалектичекий метод решения сложных проблем

13 Методы и средства СА Строгие формальные методы (математика, вычислительная техника, моделирование) Неформальные эвристические методы (экспертные оценки, морфологический анализ и др.) Натурные наблюдения и эксперименты Полезные приемы, рекомендации, рецепты, советы

14 Развитие науки о системах Общая теория систем и тектология – это две науки об организованности, системности явлений Основная идея тектологии – признание необходимости подхода к любому явлению со стороны организованности (у других авторов системности) Кибернетика – наука об управлении объектами

15 Тектология В начале 20 века русский медик-исследователь, философ и экономист Александр Богданов разработал утонченную и всеобъемлющую системную теорию – Тектологию (от греческого tekton - "строитель"), что можно истолковать как "наука о структурах« Основная задача Богданова заключалась в том, чтобы прояснить и обобщить принципы организации всех живых и неживых структур Тектология должна прояснить режимы организации, существование которых наблюдается в природе и человеческой деятельности, она должна обобщить и систематизировать эти режимы, далее она должна объяснить их, то есть предложить абстрактные схемы их тенденций и законов. Тектология имеет дело с организующим опытом не в той или иной специальной области, но во всех этих областях вместе. Тектология охватывает предметную сферу всех остальных наук Она предвосхитила концептуальную структуру общей теории систем Людвига фон Берталанфи. Она содержала также несколько важных идей, которые были сформулированы четыре десятилетия спустя Н. Винером и Р. Эшби на ином языке - как ключевые принципы кибернетики.

16 Общая теория систем (ОТС) В середине 20 века концепция открытых систем Берталанфи и общая теория систем возвели системное мышление в ранг главного научного направления. Благодаря последовавшей энергичной поддержке со стороны кибернетиков, понятия системного мышления и теории систем стали неотъемлемой частью общепринятого научного языка и привели к многочисленным новым технологиям и приложениям - системотехнике, системному анализу, системной динамике и т. д. ОТС это общая наука о целостности Людвиг фон Берталанфи признал, что живые организмы являются открытыми системами, которые не могут быть описаны в рамках классической термодинамики. Он назвал такие системы "открытыми", поскольку, чтобы поддерживать свою жизнь, им приходится подпитывать себя через непрерывный поток материи и энергии из окружающей среды. Организм - это не статическая система, закрытая для внешнего окружения и всегда содержащая идентичные компоненты; это открытая система в (квази-) устойчивом состоянии: материал непрерывно поступает в нее из окружающей среды и в окружающую среду уходит. В отличие от закрытых систем, находящихся в состоянии теплового баланса, открытые системы далеки от равновесия и поддерживают себя в "устойчивом состоянии", которое характеризуется непрерывным потоком и изменениями. Для описания этого состояния динамического равновесия Берталанфи применил немецкое выражение Fliessgleichge - wicht ("текучее равновесие"). Он отчетливо представлял себе, что классическая термодинамика, имеющая дело с закрытыми системами, которые находятся в точке равновесия или рядом с ней, непригодна для описания открытых систем в устойчивых состояниях, далеких от равновесия.

17 Кибернетика Кибернетика - наука об управлении, связи и переработке информации (от греч. kybernetike - искусство управления, от kybernáo - правлю рулём, управляю). Основным объектом исследования кибернетики являются абстрактные кибернетические системы: от компьютеров до человеческого мозга и человеческого общества. Решающее значение для становления Кибернетики имело создание в 40-х гг. 20 в. электронных вычислительных машин (Дж. фон Нейман и др.). Благодаря ЭВМ возникли принципиально новые возможности для исследования и фактического создания действительно сложных управляющих систем. Н. Винер, опубликовавший в 1948 свою знаменитую книгу «Кибернетика», объединил весь полученный к этому времени материал и дал название новой науке. Н. Винер предложил называть Кибернетикой "науку об управлении и связи в животном и машине".

18 История СА СА возник после второй мировой войны как развитие идей исследования операций для анализа создаваемых систем вооружений с позиции их эффективности и затрат ресурсов.

19 СА в настоящее время Применяется: Инженерами (системотехника, системное проектирование, инженерное творчество) Экономистами (системные исследования) Историками (исследование социальных систем) Биологами (системный подход, методология эксперимента) Администраторами (системный подход) Политиками (системный подход, политология, футурология, геополитика) В самых различных областях используются методы СА

20 Системность мышления Изучение и практическое использование СА накладывает определенные особенности на принципы мышления человека Вырабатываются унифицированные алгоритмы принятия решений в различных областях знаний Мышление приобретает большую логичность, рациональность, системность, улучшается способность решать новые задачи, адаптироваться к работе в новых областях знаний СА способствует к объективному познанию окружающего мира и процессов в нем, что особенно важно при текущей практике субъективной подачи информации

21 Системность мира Основной признак системности – целенаправленная взаимосвязь составных частей человеческой практики, познания, природы, Вселенной. Целенаправленность в природе проявляется в том, что с помощью обратных связей природа стремиться сохранить неизменными свои объекты и процессы.

22 Системность процесса Системность процесса проявляется в определенной последовательности, т.е. взаимосвязанности, его составных частей (действий, операций), ведущей к конечному результату процесса – к его цели.

23 Системность деятельности Системная практическая деятельность человека проявляется в ее целенаправленности и алгоритмичности построения, т.е. выполнении частных действий в определенной последовательности Всякая деятельность может быть более или менее системной, протекать более или менее стихийно или сознательно

24 Недостаточная системность При недостаточной системности в деятельности человека при взаимодействии со средой могут возникать проблемы, например из-за несистемного взаимодействия с природой возник экологический кризис. Несистемная деятельность в инженерной практика приводит к тому, что создаваемый технических объект неудовлетворяет своему назначению, т.е. объект несоответствует целям своего создания