Тема 1. Введение.

Место системного анализа и исследования операций (СА и ИСО) в современной науке и практике. Предмет и задачи дисциплины СА и ИСО. История развития СА и ИСО. Роль СА и ИСО в решении задач автоматизации обработки информации, планирования и управления.

Подход к объектам исследования как к системам выражает одну из главных особенностей современного научного познания. В пользу объективности сказанного можно привести многочисленные попытки построения новых подходов к изучению сложных объектов, характерные для науки XX в., среди которых видное место занимает общая теория систем,впервые сформулированная в виде специальной концепции Л. фон Берталанфи.

Значение системных исследований и проблематики общей теории систем объясняется тремя основными причинами.

Во-первых, большинство традиционных научных дисциплин: биология, психология, лингвистика, социология, логика и т. д.— в последнее время существенно трансформировали предметы своего рассмотрения, в качестве которых теперь обычно выступают множества взаимосвязанных элементов, представляющих собой целостные образования (системы и структуры).

Во-вторых, технический прогресс, внедрение автоматизации привели к тому, что главными объектами современного технического проектирования и конструирования оказались системы управления (большие системы), которые по своей структуре и процессу создания выступают в виде типичных образцов системных объектов. Поэтому следует отметить возникновение целого комплекса новых дисциплин, таких, как кибернетика, теория информации, распознавание образов, эвристическое программирование, бионика и т. д., основная задача которых — исследование систем различного типа.

Наконец, в-третьих, широкое внедрение в науку и технику задач системного анализа и связанных с этим методологических трудностей привело к появлению ряда обобщенных концепций, стремящихся построить «общую теорию систем», «системную науку», создать «методологию системного анализа» и т. д.

Системные исследования — это совокупностьнаучных и технических проблем, которые при всей их специфике и разнообразии сходны в понимании и рассмотрении исследуемых объектов с точки зрения систем, выступающих как единое целое. Соответственно системный подход — это эксплицитное выражение процедур представления систем и способов исследования объектов (описания, объяснения, предвидения, конструирования и т. д.). И общая теория систем — междисциплинарная область научных исследований, в задачи которой входит: разработка обобщенных моделей систем; построение логико-методологического аппарата описания функционирования и поведения системных объектов; создание обобщенных теорий систем разного типа, включая теории динамики систем, их целенаправленного поведения, исторического развития, иерархического строения, процессов управления в системах и т. д.

Одной из первых наук, в которой объекты исследования рассматривались как системы, была биология. В классической биологии основными единицами анализа были организм и биологический вид. При этом высшим обобщением явилась эволюционная теория, объясняющая происхождение и развитие видов. Однако сама эволюционная теория, поставив вопрос о механизмах эволюции, в частности о механизмах наследственности и изменчивости, вплотную подвела к необходимости более широкого понимания процессов жизни. Такое понимание начало формироваться в двух основных направлениях. Во-первых, произошло расширение сферы исследований за пределы организма, что нашло выражение в формировании и развитии учения о биоценозах и биогеоценозах. Во-вторых, в биологии организма внимание исследователей все более перемещалось от отдельных процессов к их взаимодействию. Было обнаружено, что основные сложные проявления жизни, долго не находившие объяснения с позиций прежних методологических принципов, связаны с внутренним взаимодействием, организованностью. Это — саморегуляция и регенерация, генетический и физиологический гомеостазис и т. д. Проникновение в биологию идей кибернетики способствовало оформлению этих представлений, все более группировавшихся вокруг понятия «система». Стало ясно, что эволюцию нельзя понять вне развернутых представлений об организованности и, следовательно, задачи существенного дополнения и обогащения эволюционного подхода. Поиски путей решения задачи привели к формированиюсистемного подхода в биологии, получившего различные конкретные воплощения в работах В. И. Вернадского, Л. фон Берталанфи, У. Росс Эшби, Н. А. Бернштейна и других советских и зарубежных исследователей.

Системные идеи сравнительно давно получили распространение и в некоторых психологических концепциях, среди которых первой была гештальтпсихология, выступившая против психологического атомизма, сведения психических феноменов к их физиологической основе и поставившая во главу угла целостность психических структур. С этого времени структурный подход к психической деятельности фактически получил всеобщее признание, стал неотъемлемой частью современной психологии.

С системными идеями теснейшим образом связана и общая теория знаковых систем. К настоящему времени сложились обособленные лингвистическая, логическая, психологическая и социологическая трактовки знака, каждая из которых опирается на специфические способы подхода к знаковым системам (как языковая система, система значений и логических связей, орудие мышления, средство коммуникации) и использует вытекающие отсюда методы анализа. Принципиальная задача семиотики (общая теория знаковых систем) состоит в синтезировании этих подходов.

Системная направленность исследований пробивает себе дорогу и в ряде других областей современной науки. Среди них прежде всего следует упомянуть кибернетику,в которой понятие «система» одно из основных. Решаемые кибернетикой задачи информационного моделирования функций живых организмов, исследования по бионике, развитие теории самоорганизующихся систем, приложения кибернетики к социальным исследованиям и др.— все это связано с постановкой и решением системных задач. Принципы системно-структурного анализа все шире проникают в науку об обществе,в науки о Земле,в языкознание и т. д.

Помимо науки, не менее важной сферой внедрения в общественное сознание идей системного подхода является современная техника. Научно-техническая революция уже существенно изменила исходные принципы конструирования современных технических систем, для которых характерны: большие масштабы по числу частей, объему выполняемых функций, абсолютной стоимости и т. д.; наличие определенной целостности, функционального единства (общей цели, назначения и т. д.), что приводит к сложному иерархическому строению; сложность поведения; высокая степень автоматизации, означающая, в частности, повышение степени самостоятельности системы в ее поведении; нерегулярное, статистически распределяемое во времени поступление внешних воздействий; наличие в целом ряде случаев «состязательного» момента, т. е. такого функционирования системы, при котором необходимо учитывать конкуренцию отдельных частей системы. Эти системы получили название больших систем, например, системы управления уличным движением в городах, железнодорожным и другими сообщениями, автоматические системы обработки научной и иной информации, автоматизированные системы управления и т. д.

Разработка и конструирование указанных систем внесли существенные изменения в общие методы технического мышления: системный подход стал рассматриваться как важнейший компонент современной техники. Единство технической системы, подчинение изделия системе, стратегия поведения системы, системность в проектировании и т. д.— вот исходные установки новых методов технического мышления.

Наконец, организация производства — третий источник современных системных представлений. Гигантское возрастание сложности технических объектов привело к тому, что в процессе их конструирования оказываются связанными в единое целое тысячи предприятий, сотни тысяч исполнителей. В результате наряду и даже задолго до создания самой технической системы складывается и живет по своим законам другая, неразрывно связанная с ней система — система по созданию системы.

Из этой краткой характеристики основных направлений становления системного подхода нетрудно убедиться, что в каждом случае задачи системного анализа весьма специфичны. Тем не менее определенные моменты указывают на существенную общность перечисленных направлений разработок в науке, технике и организации производства. Именно эта общность и позволяет говорить о системном подходе как о некоторой особой и внутренне единой исследовательской позиции.

Исследование систем началось примерно в одно и то же время (на рубеже XIX—XX вв.) в различных областях знания. Исторически получилось так, что в относительной независимости друг от друга сложились и существуют три крупных методологических направления, связанных с изучением системных объектов: структурно-функциональный анализ, структурализм и системный подход. Структурно-функциональный анализ возник в социологии, которая до сих пор остается основной областью его применения. Структурализм зародился в лингвистике, а затем распространился на антропологию, искусствоведение, историю и некоторые другие гуманитарные дисциплины. Системный подход поначалу развивался на естественнонаучной базе (главным образом, в биологии), затем, после второй мировой войны, пережил второе рождение в современной технике, а в последнее время внедряется и в социальные науки.

Системный подход характеризует стремление к наибольшей общности и универсальности выдвигаемых методологических принципов, и не случайно теорию систем (в широком смысле слова) до последнего времени нередко ставят в один ряд с кибернетикой.

Постановка широкого круга системных задач привела к идее обобщенного рассмотрения системного подхода в науке середины XX в.

Первый развернутый вариант «общей теории систем» был сформулирован Л. фон Берталанфи вскоре после второй мировой войны. Основная задача этой концепции состояла в том, чтобы опираясь на понимание системы в виде комплекса взаимосвязанных компонентов, найти совокупность законов, объясняющих поведение, функционирование и развитие систем разных классов.

Концепция Л. фон Берталанфи появилась и развивалась в весьма благоприятной для постановки системных идей обстановке: все шире в современную науку проникали конкретные методы исследования разнообразных объектов как систем, именно в этот период возник ряд теоретических концепций (например, кибернетика и примыкающий к ней цикл научных дисциплин), занимающихся анализом систем разной сложности и природы. Вполне естественно, что теория Л. фон Берталанфи оказалась тесно связанной с этими дисциплинами, установилось их плодотворное научное воздействие друг на друга, что создало условие для быстрого роста разнообразных вариантов общесистемного подхода. Поэтому возникло множество подходов к построению теории систем.

Для большинства современных общесистемных подходов характерно сохранение первоначальных задач «общей теории систем» в том виде, как они были сформулированы Л. фон Берталакфи. Произошли лишь вполне естественные уточнения, а иногда и расширения постановок исходных задач (включение проблем системотехники, акцентирование внимания на целенаправленном поведении систем и т. д). Вместе с тем существенно расширилось понимание конкретных областей объектов, для описания которых строятся обобщенные (в той или иной степени) системные концепции. Так, наряду с биологическими и, более широко, поведенческими объектами — исключительной областью интересов «общей теории систем» Берталанфи — подвергаются анализу объекты физической природы, различного рода формальные системы, современные технические системы управления. Идеи теории систем начинают использовать для прогнозирования развития науки и техники.

Важные изменения произошли и в аппарате исследования, использующем различные варианты системного анализа. Кроме систем дифференциальных уравнений, теперь для построения общей теории систем используются абстрактная алгебра, теория множеств, математическая логика, методы исследований операций и т. д.

Наконец, современный этап развития концепций системного исследования характеризуется глубокой дифференциацией подходов к построению системного анализа. Наряду с продолжающимися попытками создания достаточно обобщенных системных теорий появилось множество работ, посвященных системным аспектам отдельных научных дисциплин. Эта сфера системного исследования наиболее обширна, все остальные области системной науки в конечном счете предназначены для ее обслуживания. В данной области системного исследования наиболее оперативно создаются и широко внедряются в научную практику конкретные методы и приемы системного анализа и именно здесь получены наиболее важные разультаты.

Дата добавления: 2015-10-29