Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
К СПИСКУ ТЕМ
ПРЕЗЕНТАЦИЯ
Системный анализ как
метод научного подхода.
Мы начинаем рассматривать объект как систему, когда нам нужно познать, исследовать, описать его свойства, характеристики, функции. Именно тогда мы начинаем сначала мысленно разделять объект на составные части (анализировать), а потом смотреть, как эти части соединены в объекте (синтезировать).
Анализ и синтез - две дополняющие друг друга мыслительные операции, позволяющие человеку исследовать окружающий мир.
При исследовании объекта как системы на первом шаге - этапе анализа системы - осуществляется разбиение системы на подсистемы, то есть осуществляется декомпозиция системы в соответствии с той целью, которую поставил перед собой исследователь. Каждая из подсистем рассматривается затем как система. Для неё определяются входы, выходы, назначение, параметры. На втором этапе - этапе синтеза - устанавливаются отношения между подсистемами, связывающие входы и выходы каждой подсистемы со входами и выходами других подсистем.
Проанализируем некоторые объекты с позиций системного подхода.
Пример.
Абстрактная система - теория:
- элементы - понятийный аппарат, исходные положения (аксиомы), выявленные закономерности, вытекающие из них следствия;
- структура - правила вывода новых положений из уже известных;
- входы - постановка исследовательской задачи; выходы - решение задачи;
-целостность - определяется той методикой исследования, которой придерживается исследователь.
Пример.
Электронно-вычислительная система:
- элементы - устройства компьютера (аппаратное обеспечение), программы (программное обеспечение), данные;
- структура - взаимосвязь устройств, определяющая архитектуру компьютера; взаимосвязь устройств и программ, а также программ между собой, обеспечиваемая операционной системой;
- входы - устройства и программы, обеспечивающие ввод информации в систему;
- выходы - устройства и программы, обеспечивающие вывод информации;
- целостность - обуславливается функциями, выполняемыми системой по автоматизации информационных процессов.
Таким образом, целенаправленное изучение системы будет эффективным в том случае, если каждая из подсистем, полученная в результате анализа, будет существенно проще для рассмотрения, чем исходная система, а число взаимосвязей между подсистемами получится минимальным и обозримым.
В научную терминологию прочно вошло понятие "системный подход", с позиций которого в различных областях науки ведется исследование самых разнообразных объектов и явлений. Наиболее полно суть системного подхода сформулирована В. Г. Афанасьевым, выделившим следующие аспекты этого подхода:
системно-элементный - получение ответа на вопрос, из чего (каких компонентов) образована система;
системно-структурный - раскрытие внутренней организации системы, способа взаимодействия образующих ее элементов;
системно-функциональный - определение функций, выполняемых системой и образующими ее компонентами;
системно-коммуникационный - раскрытие взаимосвязи данной системы с другими, как по горизонтали, так и по вертикали, иными словами, выявление входов и выходов системы;
системно-интегративный - определение механизмов, факторов сохранения, совершенствования и развития системы;
системно-исторический - получение ответа, как возникла система, какие этапы в своем развитии проходила, каковы ее перспективы.
Каждый из этих аспектов определяет один из видов анализа системы.
Пример.
Рассмотрим электронные таблицы (ЭТ) как систему. Нас интересует в данном случае не то, что изображено на экране дисплея, когда вы производите расчеты с помощью электронных таблиц, а ЭТ как программное средство. В рамках системно-элементного анализа мы можем выделить основные элементы системы. Для ЭТ основными элементами являются отдельные программные модули. Системообразующий элемент - головной модуль (для электронных таблиц Ехсеl, например, это ехсеl.ехе), который на время работы размещается в оперативной памяти и организует вызов других модулей по мере их необходимости.
В рамках системно-структурного анализа мы можем выделить взаимосвязи между модулями ЭТ. Поскольку отдельные программные модули представляют собой процедуры, написанные на каком-либо языке программирования, то связи между модулями задаются формальными параметрами, определенными в заголовках процедур, глобальными переменными и ссылками на другие процедуры.
В рамках системно-функционального анализа мы можем определить назначение и функции ЭТ, их возможности. К основным функциям большинства ЭТ относятся: вычисления по формулам, автозаполнение, форматирование, графическое представление данных, сортировка и фильтрация данных, подбор параметров и многое другое.
В рамках системно-коммуникационного анализа необходимо выделить связи с внешней средой, каковой выступают операционная система и другие программные средства, с одной стороны, пользователь - с другой.
Связь с пользователем определяется теми возможностями, которые заложены в пользовательском интерфейсе. Например, при работе с Ехсеl пользователь может внести данные и формулы в ячейки таблицы, задать команды с помощью панели инструментов, команд меню или "горячих клавиш". Связь с операционной системой осуществляется путем передачи управления тем процедурам ОС, которые необходимы для выполнения команд пользователя. Связь с другими программными средствами осуществляется, например, через буфер обмена данными (при использовании технологии динамического обмена данными), позволяющий переносить данные из текстового редактора или базы данных в ЭТ и обратно.
Системно-интегративный анализ позволяет определить те модули, которые наиболее часто используются или не используются никем, а также модули, которые было бы желательно добавить, чтобы обеспечить пользователей необходимыми дополнительными возможностями.
Системно-исторический анализ позволяет проследить, как совершенствовались электронные таблицы. Появившись в 1983 году, уже к концу 80-х годов они вошли в число наиболее распространенных программных средств. В настоящее время они входят как важный компонент во все офисные пакеты, установлены практически на всех ПК.
При рассмотрении объекта как системы необходимо:
Одним из методов системного анализа является моделирование, в частности, информационное моделирование. Одна и та же система может быть рассмотрена и описана с разных точек зрения (исходя из разных целей), что выражается в выделении разных параметров, характеризующих эту систему. Иными словами, система может быть описана множеством моделей.
Пример .
Система "водитель-автомобиль" может быть представлена моделями, отражающими:
статическое состояние компонентов системы (внутреннее устройство двигателя, состав и расположение приборов на панели управления);
энергетические процессы (термодинамический цикл в процессе сгорания топлива);
процесс управления (правила для водителя по управлению автомобилем).
Пример .
Система "человек-компьютер" может быть рассмотрена с точки зрения возможностей по обработке информации, предоставляемых человеку. Параметрами модели системы с этой точки зрения будут производительность центрального процессора, объем оперативной памяти, состав периферийных устройств, состав и функции программного обеспечения и др. Эта же система может быть описана с точки зрения взаимодействия ее основных подсистем - параметрами в этом случае будут выступать тип пользовательского интерфейса, его "дружественность", опыт и квалификация человека, перечень задач, которые он решает с помощью компьютера и др. Эта же система может быть описана с точки зрения ее взаимодействия с окружающей средой, в частности, ее места и роли в глобальной компьютерной сети. Параметрами в этом случае являются: характер взаимодействия с сетью - возможно только обращение к ресурсам сети или предоставление ресурсов, размещенных на собственном сайте; наиболее часто используемые услуги сети (электронная почта, чат, поисковые системы и пр.); среднее время, проводимое в сети, и пр.
Основными объектами изучения современной науки все чаще выступают большие и сложные системы, то есть системы, состоящие из большого числа элементов, с разнообразными связями между ними, выполняющими многочисленные функции. Их всестороннее изучение требует объединения усилий исследователей разных специальностей, интеграции знаний, накопленных в различных областях науки и техники.
Пример .
Сложной системой является отдельный человек, если рассматривать совокупность его духовных, нравственных, психических, интеллектуальных, эстетических, физических, физиологических качеств.
Пример .
Сложными являются практически все социальные системы - нации, государства, партии, производственные и учебные коллективы.
Пример .
К классу сложных систем относятся социотехнические (человеко-машинные) системы - производственные предприятия, система дорожного движения, система информатизации общества.
Пример .
Отдельный компьютер (как совокупность аппаратного и программного обеспечения) и компьютерные (телекоммуникационные) сети также относятся к классу сложных систем.
Изучение систем необходимо для того, чтобы:
понимать закономерности их развития и не выступать (вольно или невольно) разрушающим, дестабилизирующим фактором;
знать процессы, происходящие в системе для целенаправленного управления развитием системы и предотвращения нежелательных последствий;
уметь планировать и осуществлять управляющие воздействия на систему, с тем, чтобы значения ее параметров были оптимальными с точки зрения выполнения присущих ей функций в рамках всеобщих систем, таких как общество, государство, биосфера, ноосфера, Вселенная, мироздание.
Системный подход является закономерным результатом развития методов научного познания. Системные представления существовали в науке задолго до того, как этот термин стал широко использоваться. Уже древние космогонические мировоззренческие модели рассматривали окружающий нас мир как нечто единое, взаимосвязанное. В истории развития таких наук, как астрономия, химия, физика, биология, география, обществоведение можно проследить, как исследователи постепенно стали все прочнее опираться на системный подход.
В современных научных исследованиях системный подход является одним из основных, наряду с такими подходами, как синергетический и информационный. В настоящее время он используется не только для получения новых знаний о закономерностях природы и общества, но в большей степени с целью применения научного знания для построения искусственных систем, создаваемых трудом и гением человека.
Особенно наглядно это проявляется в технике, где проектирование и создание сложных систем требует согласованной работы сотен тысяч элементов.
Необходимо знать
Системная методология - совокупность методов изучения свойств различных классов системных задач, то есть задач, касающихся отношений в системе или отношений системы с внешним окружением.
Системный подход - метод исследования какого-либо объекта как системы.
Анализ - выделение составных частей исследуемого объекта; переход от общего описания исследуемого объекта к выявлению его внутреннего строения, состава, определению свойств его отдельных элементов, отношений между элементами и пр.
Синтез - составление целостного представления об объекте, конструирование новых объектов.
Успешное проведение анализа и синтеза часто позволяет обнаружить не известные ранее свойства объекта.
Целенаправленное изучение системы будет эффективным в том случае, если каждая из подсистем, полученная в результате анализа, будет существенно проще для рассмотрения, чем исходная система, а число взаимосвязей между подсистемами получится минимальным и обозримым.
Виды системного анализа:
системно-элементный - получение ответа на вопрос, из чего (каких компонентов) образована система;
системно-структурный - раскрытие внутренней организации системы, способа взаимодействия образующих ее элементов, построение структурной схемы;
системно-функциональный - определение функций, выполняемых системой и образующими ее компонентами;
системно-коммуникационный - раскрытие взаимосвязи данной системы с другими, как по горизонтали, так и по вертикали с точки зрения обмена информацией;
системно-интегративный - определение механизмов, факторов сохранения, совершенствования и развития системы;
системно-исторический - получение ответа на вопрос, как возникла система, какие этапы в своем развитии проходила, каковы ее перспективы.
Основные этапы системного анализа:
В системном анализе широко используется моделирование, в том числе информационное моделирование.
Изучение систем необходимо для того, чтобы:
понимать закономерности их развития и не выступать (вольно или невольно) разрушающим, дестабилизирующим фактором;
знать процессы, происходящие в системе для целенаправленного управления развитием системы и предотвращения нежелательных последствий;
уметь планировать и осуществлять такие управляющие воздействия на систему, чтобы значения ее параметров были оптимальными с точки зрения выполнения присущих ей функций в рамках таких всеобщих систем, как Ноосфера, Вселенная, Мироздание.
Интересный факт
Важность системного подхода была осознана в связи с законами сохранения массы и энергии.
Деятельность человека нуждается во все более возрастающем количестве вещества и энергии. Отсюда возник вопрос: является ли вещество и энергия неисчерпаемыми? Ответом на него были два фундаментальных закона сохранения: закон сохранения вещества и закон сохранения энергии: суммарное количество энергии и вещества в замкнутой системе остаются постоянными.
Уточним понятие сложной системы, поскольку системный подход применяется чаще всего именно для исследования систем такого рода.
К характерным особенностям сложных систем относят:
большое число взаимосвязанных разнородных элементов и подсистем;
многообразие структуры системы, обусловленное как разнообразием структур ее подсистем, так и многообразием способов объединения подсистем в единую систему;
сложность функций, выполняемых системой и направленных на достижение цели ее функционирования;
взаимодействие с внешней средой и функционирование в условиях воздействия случайных факторов;
наличие управления, часто имеющего иерархическую структуру, а также разветвленной информационной сети и интенсивных информационных потоков;
отсутствие возможности получения полной и достоверной информации о свойствах системы в целом по результатам изучения свойств ее отдельных элементов;
наличие множества критериев оценки качества и эффективности функционирования системы и ее подсистем.
Важнейшими способами исследования сложных систем являются:
синтез, который состоит в нахождении структуры и определяющих параметров системы по заданным ее свойствам;
анализ, при осуществлении которого по известным структуре и параметрам системы изучается ее поведение, исследуются свойства системы и ее характеристики.
Эти способы взаимосвязаны и используются совместно.
В частности, более сложные задачи синтеза чаще всего решаются с использованием результатов решения задач анализа. Основным инструментом решения задач анализа и синтеза системы является информационное моделирование системы.
К СПИСКУ ТЕМ