Теория систем и системный анализ
Покупка
Основная коллекция
Тематика:
Общенаучное знание и теории
Издательство:
Дашков и К
Год издания: 2023
Кол-во страниц: 642
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
ВО - Бакалавриат
ISBN: 978-5-394-05339-9
Артикул: 616778.03.99
Учебник написан в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования. При разработке материала учебника использовался опубликованный материал по данной тематике, опыт преподавания и изучения дисциплины в вузах Российской Федерации, а также личный опыт авторов. Практически все важные теоретические положения, приведенные в учебнике, иллюстрированы примерами. При этом для решения примеров использованы информационные технологии, в том числе «Excel», «VBA», «Mathcad».
Для студентов бакалавриата, обучающихся по направлению подготовки «Прикладная информатика».
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
В. М. Вдовин, Л. Е. Суркова, В. А. Валентинов ТЕОРИЯ СИСТЕМ И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ Учебник 7-е издание, стереотипное Рекомендовано Государственным университетом управления в качестве учебника для студентов экономических вузов, обучающихся по направлению подготовки «Прикладная информатика» Серия «Учебные издания для бакалавров» Москва Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°» 2023
УДК 004 ББК 32.97 В25 Вдовин В. М. Теория систем и системный анализ: Учебник для бакалавров / В. М. Вдовин, Л. Е. Суркова, В. А. Валентинов. — 7-е изд., стер. — М.: Издательскоторговая корпорация «Дашков и К°», 2023. — 642 с. ISBN 978-5-394-05339-9 Учебник написан в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования. При разработке материала учебника использовался опубликованный материал по данной тематике, опыт преподавания и изучения дисциплины в вузах Российской Федерации, а также личный опыт авторов. Практически все важные теоретические положения, приведенные в учебнике, иллюстрированы примерами. При этом для решения примеров использованы информационные технологии, в том числе «Excel», «VBA», «Mathcad». Для студентов бакалавриата, обучающихся по направлению подготовки «Прикладная информатика». В25 ISBN 978-5-394-05339-9 © Вдовин В. М., Суркова Л. Е, Валентинов В. А., 2012 © ООО «ИТК «Дашков и К°», 2012 Авторы: В. М. Вдовин — заслуженный работник высшей школы Российской Федерации, доктор военных наук, профессор; Л. Е. Суркова — кандидат технических наук, доцент; В. А. Валентинов — кандидат экономических наук, доцент. Рецензенты: Л. И. Кушнарев — доктор технических наук, профессор; И. И. Гратников — доктор технических наук, профессор. Подписано в печать 28.09.2022. Формат 60×84 1/16. Печать офсетная. Бумага офсетная № 1. Печ. л. 40,25. Тираж 50 экз. Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°» 129347, Москва, Ярославское шоссе, д. 142, к. 732 Тел.: 8 (495) 668-12-30, 8 (499) 182-01-58 E-mail: sales@dashkov.ru — отдел продаж; office@dashkov.ru — офис; http://www.dashkov.ru
ОГЛАВЛЕНИЕ Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Раздел 1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ СИСТЕМ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Глава 1. Определение дисциплины и основные понятия теории систем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.1. Теория систем и системный анализ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2. Понятие системы и ее свойства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.3. Основные категории систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 1.4. Преобразования в системах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.5. Типы шкал, фиксирующих процессы преобразования в системах . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.6. Жизненный цикл систем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Глава 2. Свойства и возможности системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.1. Свойства системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2.2. Возможности системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.3. Обобщенный показатель качества системы . . . . . . . . . . . . . 63 Глава 3. Законы функционирования и методы управления системами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3.1. Законы теории систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3.1.1. Общие законы теории систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 3.1.2. Частные законы теории систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 3.1.3. Закономерности функционирования систем. . . . . . 72 3.2. Процессы в системе и управление системой . . . . . . . . . . . . 74 3.2.1. Переходные процессы в системах . . . . . . . . . . . . . . . . . 74 3.2.2. Принцип обратной связи и устойчивость систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 3.2.3. Управляемость системы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 3.2.4. Достижимость системы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85 3.3. Методы и принципы управления в системах. . . . . . . . . . . . 86
Глава 4. Функционирование систем в условиях неопределенности. Критическое состояние систем. . . . . . . . . . . . . 91 4.1. Общие положения по оценке состояния систем в условиях неопределенности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91 4.2. Прогнозирование состояния систем, функционирующих в условиях неопределенности . . . . . . . . . 93 4.2.1. Основные понятия и определения . . . . . . . . . . . . . . . . . 93 4.2.2. Методы прогнозирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95 4.3. Прогнозирование критических ситуаций в экономических системах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 4.4. Управление экономическими системами в условиях критического состояния (кризиса) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121 Тестовые задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 Раздел II. ОСНОВЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 Глава 5. Основные понятия и положения теории системного анализа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129 5.1. Системный анализ — подход к изучению систем . . . . . . 129 5.2. Общие правила и алгоритмы анализа систем . . . . . . . . . . 131 5.3. Общие правила и алгоритмы синтеза систем. . . . . . . . . . . 135 5.4. Обобщенный алгоритм анализа и синтеза систем. . . . . . 140 5.5. Методы анализа и синтеза систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 5.5.1. Классификация методов анализа и синтеза систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143 5.5.2. Информационный метод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146 5.5.3. Математические методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147 5.5.4. Кибернетические методы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 5.5.5. Исследование систем по аналогии . . . . . . . . . . . . . . . . 149 5.5.6. Интуитивный метод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 5.5.7. Проблемный метод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 5.5.8. Комбинированный метод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 5.6. Сущность, содержание и технология исследования в ходе системного анализа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 5.6.1. Закономерности целеобразования . . . . . . . . . . . . . . . 154 5.6.2. Виды и формы представления структур целей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 5.6.3. Методика выявления и анализа проблем в системах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157 Глава 6. Основы анализа экономических систем. . . . . . . . . . . . . . . 184 6.1. Конструктивное определение экономического анализа. . . 184
6.1.1. Системное описание экономического анализа . . . 184 6.1.2. Задачи экономического анализа . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 6.1.3. Экономические величины и показатели. . . . . . . . . . 186 6.1.4. Сравнение в экономическом анализе. . . . . . . . . . . . . 188 6.2. Этапы экономического анализа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191 6.3. Методы анализа экономических систем . . . . . . . . . . . . . . . . 193 6.4. Анализ факторов, влияющих на процессы в экономических системах. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 6.5. Факторный анализ финансовой устойчивости при использовании ординальной шкалы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 6.5.1. Собственный капитал и факторный анализ финансовой устойчивости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 210 6.5.2. Определение тенденции экономического роста. . . .211 Глава 7. Анализ информационных ресурсов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213 7.1. Информационный ресурс — сложная система. . . . . . . . . 213 7.2. Методика анализа информационного ресурса . . . . . . . . . 217 7.2.1. Общие положения методики анализа информационного ресурса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217 7.2.2. Алгоритм анализа информационного ресурса . . . 219 7.2.3. Методика проведения анализа информационных порталов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219 Глава 8. Организация экспертиз сложных систем . . . . . . . . . . . . . 222 8.1. Основы подготовки и проведения сложных экспертиз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222 8.2. Методы последовательного анализа и их применение при принятии решений по результатам экспертизы . . . . . . 226 8.2.1. Принятие решения по результатам экспертизы на основе отбраковки неприемлемых вариантов . . . . . . 226 8.2.2. Экспертиза по сравнительной оценке эффективности двух систем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228 8.2.3. Экспертиза качества системы по среднему значению выбранного параметра. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232 8.2.4. Экспертиза качества системы по дисперсии выбранного параметра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238 8.3. Методы экспертных оценок, используемые при проведении сложных экспертиз. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239 8.3.1. Метод парных сравнений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242 8.3.2. Метод ранжировки мнений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245 8.3.3. Метод шкальных оценок . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246 8.4. Проведение экспертизы на основе построения причинно-следственной диаграммы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
Глава 9. Системный анализ систем и процессов управления. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250 9.1. Основные понятия управленческого решения . . . . . . . . . 250 9.2. Условия принятия решений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 9.3. Основные виды обеспечения процесса выработки и принятия решений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 9.3.1. Информационное обеспечение процесса выработки и принятия решений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260 9.3.2. Морфологическое и лингвистическое обеспечение процесса выработки и принятия решений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 262 9.3.3. Техническое и программное обеспечение процесса выработки и принятия решений . . . . . . . . . . . . . 263 9.3.4. Оценка обстановки (ситуации). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 263 9.4. Методы выработки решений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 267 9.4.1. Математический метод выработки решений . . . . 269 9.4.2. Статистические критерии принятия решений. . . 270 9.4.3. Байесова модель принятия решений в условиях неопределенности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276 9.4.4. Кибернетический метод выработки решений. . . . 280 9.4.5. Выработка и принятие решения по аналогии. . . . 284 9.4.6. Интуитивный метод принятия решения . . . . . . . . . 286 9.4.7. Проблемный метод выработки решений . . . . . . . . . 286 9.4.8. Комбинированный метод выработки решения. . . 289 9.5. Работа органа управления системой по формированию управляющего воздействия (выработке решения). . . . . . . . . 289 9.6. Основные закономерности, принципы и правила выработки и принятия решений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293 9.7. Качество решений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295 9.8. Ошибки, допускаемые при выработке и принятии решений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 298 Глава 10. Системный анализ качества продукции, процессов и систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 10.1. Основные понятия системы качества. . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 10.2. Системный анализ качества продукции. . . . . . . . . . . . . . . 302 10.3. Системный анализ улучшения качества процессов . . 312 10.4. Системный анализ качества систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342 Тестовые задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348 Раздел III. Моделирование систем. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353
Глава 11. Основы моделирования экономических систем. . . . . 353 11.1. Общие положения по моделированию экономических систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 353 11.1.1. Определение понятия “модель” . . . . . . . . . . . . . . . . . 353 11.1.2. Классификация моделей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358 11.1.3. Требования к моделям экономических систем . . .362 11.1.4. Математическая модель системы (на примере модели информационной системы). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .364 11.2. Оценка точности и надежности результатов моделирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374 11.3. Оценка целесообразности использования моделей для обоснования решения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 391 11.4. Повышение точности и надежности результатов моделирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392 11.5. Использование корректируемых моделей . . . . . . . . . . . . 396 11.6. Верификация моделей экономических систем. . . . . . . . 408 Глава 12. Аналитические модели экономических систем . . . . . 412 12.1. Аналитические модели экономических систем, построенные на основе зависимостей, полученных по результатам обработки ретроспективной информации показателей их функционирования. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412 12.2. Аналитические модели экономических систем, основанные на описании процессов с помощью дифференциальных уравнений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421 12.3. Аналитическая модель многоуровневой иерархической большой системы (на примере системы потребительской кооперации) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431 Глава 13. Сетевые модели экономических систем . . . . . . . . . . . . . 439 13.1. Сетевая модель системы. Основные понятия и определения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 439 13.2. Разработка сетевой модели системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 13.3. Расчет параметров сетевой модели. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444 13.4. Современные информационные технологии разработки и применения сетевых моделей экономических систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450 Глава 14. Имитационные модели экономических систем. . . . . 459 14.1. Определение понятия “имитационное моделирование” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459 14.2. Цель, задача, проблема, система, элемент системы, состав и структура системы, работа, мероприятие, функция, событие, агрегат, процесс, заявка, транзакт . . . . 463
14.3. Время и пространство в имитационных моделях . . . . . 465 14.4. Классификация имитационных моделей в экономике. . . 474 14.5. Общий порядок разработки имитационных моделей в экономике . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 476 14.6. Обработка опытов (реализаций) в имитационных моделях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497 14.7. Имитационное моделирование элементов экономических систем и процессов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498 14.7.1. Имитационное моделирование элементов пространственной динамики. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498 14.7.2. Имитационное моделирование систем массового обслуживания при решении задач производства продукции и оказании услуг. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504 14.7.3. Имитационное моделирование финансовых операций для управления финансовыми рисками . . . . 511 14.8. Разработка имитационных экономических моделей в “Еxcel”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531 14.9. Применение специализированных программных комплексов для разработки имитационных моделей экономических процессов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537 14.10. Разработка имитационной модели предприятия в “Microsoft Excel” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 550 14.11. Разработка имитационной модели на основе программного продукта “Microsoft Access”. . . . . . . . . . . . . . . . . 572 14.12. Разработка имитационной модели управления бизнес-процессом на основе “Microsoft Project” . . . . . . . . . . . 600 14.12.1. Формирование планов бизнес-процесса . . . . . . . 600 14.12.2. Имитация временных показателей бизнес-процесса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 602 14.12.3. Имитация хода реализации бизнес-процесса (проекта) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 604 Глава 15. Оптимизационные модели экономических систем. . . .611 15.1. Основные понятия оптимизации и классификация методов решения оптимизационных задач. . . . . . . . . . . . . . . . . 611 15.2. Постановка задачи и общий порядок разработки оптимизационной модели экономической системы . . . . . . . . 617 15.3. Примеры оптимизационных моделей экономических систем . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 619 Тестовые задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 638 Литература . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 641
ВВЕДЕНИЕ Теория систем и системный анализ — система понятий, методов и технологий для изучения, описания, реализации систем различной природы и характера, междисциплинарных проблем. Это система общих законов, методов, приемов исследования систем. Объектами изучения (исследования) в теории систем и системном анализе являются любые эмпирические и абстрактные объекты окружающего нас мира. Разнообразие и сложность объектов затрудняет их познание. Количество научных дисциплин, учитывающих конкретные проявления разнообразия, постоянно растет и в настоящее время насчитывает десятки тысяч дисциплин. Возникла проблема интеграции научного знания. Решение этой проблемы — единое, универсальное научное знание, общее для всех наук, которое является предметом исследования в теории систем и системном анализе. Современные представления единого общего универсального научного знания выражены в законах и моделях систем, методах анализа и синтеза систем. Овладение единым научным знанием обеспечивает формирование у студентов фундаментальных основ научного знания, которые способствуют повышению качества обучения при сокращении сроков, улучшению понимания, развитию таких познавательных функций, как описание, объяснение и предсказание. Предметом изучения (исследования) дисциплины являются законы, модели и методы систем, которые отражают универсального научное знание, общее для всех научных дисциплин. Цель изучения (исследования) дисциплины — ознакомление студентов с единым научным знанием, развитие умений применять это знание на практике.
Задачи изучения (исследования) дисциплины: формирование у студентов системного подхода при решении задач управления, в особенности экономическими объектами; овладение студентами знаниями о законах и моделях систем, методах анализа и синтеза систем, которые отражают единое научное знание; развитие умений применять законы, модели и методы систем на практике; привитие навыков решения проблем методами системного анализа. Основоположником теории систем считается Л. фон Берталанфи, который в 30-е гг. XX в. предложил концепцию открытой системы. До Берталанфи в начале XIX в. наш соотечественник А. А. Богданов начал развивать системное направление в управлении, однако в силу исторических причин предложенная им всеобщая организационная наука тектология не нашла распространения и практического применения. Потребности практики почти одновременно со становлением теории систем привели к возникновению направления, названного исследованием операций; применительно к задачам управления в определенный период более широкое распространение получил термин кибернетика, введенный М. А. Ампером и принятый для названия новой “науки об управлении в живых организмах и машинах” Н. Винером. Наиболее конструктивным из направлений системных исследований считается системный анализ, который впервые появился в работах корпорации RAND в связи с задачами военного управления в 1948 г., а в отечественной литературе получил распространение после перевода книги С. Оптнера “Системный анализ деловых и промышленных проблем”. На империческом уровне системными исследованиями занимались все, кто достиг в науке и практике значительных результатов. Это характерно для выдающихся научных результатов, полученных в областях физики, математики, теории машин и механизмов, а впоследствии и экономики. Данный учебник предназначен для изучения дисциплины “Теория систем и системный анализ” студентами бакалавриата
направления подготовки “Прикладная информатика”, а также специальности “Прикладная информатика (в экономике)”. Содержание материала, его изложение, а также практическая база соответствуют требованиям Государственного стандарта, учитывают взаимосвязи с дисциплинами “Информатика”, “Информационные технологии в экономике”, “Проектирование информационных систем”, а также с экономическими и учетно-финансовыми дисциплинами, создающими предметную основу для обучения студентов автоматизированному решению экономических задач, эксплуатации и проектированию информационных систем.
Раздел 1. ОСНОВЫ ТЕОРИИ СИСТЕМ Глава 1. Определение дисциплины и основные понятия теории систем 1.1. Теория систем и системный анализ Теория систем и системный анализ — наука, которая изучает общие положения, законы, принципы построения, функционирования систем и проведения системного анализа, а также основы моделирования систем. Объект изучения — системы процессов и явлений окружающей нас действительности (социальных, экономических, биологических, технических и т. д.) Предмет изучения — общие законы, закономерности, принципы, технологии функционирования систем и правила проведения системного анализа. Цель изучения: получение знаний, овладение методологией, позволяющей системно рассматривать экономические процессы, процессы управления предприятиями и другими структурами, а также общими методами анализа и синтеза систем для принятия решения по управлению экономическими процессами. Задачей дисциплины является изучение: • основ теории систем; • основ системного анализа; • принципов моделирования как основы исследования систем. 1.2. Понятие системы и ее свойства На основании целого ряда источников приводим несколько определений понятия “система”.
Система — совокупность элементов и отношений между ними. Система есть нечто целое: S=H (1,0), где S — условное обозначение системы; Н (1,0) — условное обозначение состояний системы; 1 — система обладает свойством целостности; 0 — система не обладает этим свойством. Система есть организованное множество: S= (ОРГ, М), где ОРГ — оператор организации; М — оператор множества. Система есть множество вещей, свойств и отношений: S= (m, n, r), где m — вещи; n — свойства; r — отношения. Система есть множество входов, выходов и состояний: S= (e, ST, BE, E), где e — элементы; ST — структуры; BE — поведение; E — среда. S= (X, G, S, , λ), где X — входы; G — выходы; S — состояния; δ — функции переходов; λ — функции выходов. Система имеет генетическое (родовое) начало, условия существования, обменные явления, развитие, функционирование и репродукцию: S= (GN, KD, MB, EV, FC, RP),
где GN — генетическое начало; KD — условия существования; MB — обменные явления; EV — развитие; FC — функционирование; RP — репродукция. Система имеет свойства моделирования, связей, пересчиты- вания элементов, обучения, самоорганизации, возбуждения: S= (F, SC, R, FL, FO, CO), где F — моделирование; SC — наличие связи; R — пересчитывание; FL — обучение; FO — самоорганизация; CO — возбуждение. Система функционирует во времени, имеет входы и выходы, состояния, классы функций на входах и выходах, связи между выходами и входами: S= (T, X, G, S, Ω, V, ζ, μ) , где Т — время; X — входы; G — выходы; S — состояния; Ω — классы функций на входе; V — классы функций на выходе; ζ, μ — функциональные связи между выходом и входом. Система учитывает цели, планы, ресурсы, исполнителей, процесс, помехи, контроль, управление, мотивацию, результат, эффективность: S= (PL, SV,RQ,RI,EX,PR,DT,RG,М,R,EF), где PL — цели; SV — планы; RQ — ресурсы; RI — исполнители; EX — процесс; PR — помехи;
DT — контроль; RG — управление; М — мотивация; R — результат; EF — эффективность. Классифицируют системы в соответствии со следующими основными признаками: ♦ по виду отображаемого объекта — технические, биологические, социальные, экономические, комбинированные и др. Например, автомобиль — техническая система; человек — система биологическая; производственный коллектив — социальная система; производственное предприятие — экономическая система, включающая в качестве подсистем технические, социальные подсистемы и т. д.; ♦ по виду научного направления — математические, физические. Математическая модель предприятия — это математическая система. Натурная модель предприятия — это система физическая; ♦ по виду формализованного аппарата — детерминированные, статистические. Если в системе преобладают неслучайные процессы, явления, факторы, то говорят, что система детерминированная. Если процессы, протекающие в системе, зависят от факторов случайных и точно нельзя предсказать результат функционирования системы, то говорят, что система статистическая; ♦ по степени сложности — простые, сложные. Автомобиль — это сложная система. Он состоит из целого ряда подсистем, связанных между собой. В свою очередь, каждая подсистема состоит из элементов. Человек очень сложная система. Сложной системой является также и вселенная. Простые системы, как правило, состоят из одного или нескольких элементов, связанных простыми отношениями; ♦ по степени открытости — открытые, закрытые. Открытые системы, как правило, связаны с внешними системами верхнего, нижнего и смежного уровней. Эти системы организуются и функционируют с учетом внешних условий. Экономическая система России — это открытая система. Экономическая систе-
ма государства, имеющего эмбарго, является закрытой или же условно закрытой системой; ♦ по степени организованности — хорошо организованные, плохо организованные, самоорганизующиеся. Управляемая система, работающая без сбоев, — это система хорошо организованная. Управление такой системой осуществляется внешним органом. Если внешнего органа управления нет и система сама определяет себе цели, задачи, реализует функции управления, то это система самоорганизующаяся. ♦ по виду деятельности — системы выработки и принятия решений; планирования деятельности и т. д.; ♦ по принадлежности к тем или иным системам управления — автоматические системы управления, автоматизированные системы управления. Например, техническая система регулирования подачи топлива в котлы ТЭЦ (при изменении температуры наружного воздуха) является автоматической системой. Она функционирует без вмешательства человека. Автоматизированная система — система, в контур управления которой включен человек. Примером такой системы может быть транспортное средство; ♦ по структуре — системы последовательные, параллельные, линейные, кольцевые, звездные, шинные, иерархические, смешанные. Характерными примерами таких систем являются системы электроснабжения, автоматизированные информационные системы, работающие в сетях и др.; ♦ по наличию обратной связи — разомкнутые, замкнутые. Разомкнутые системы не имеют обратной связи. Для таких систем действует принцип “что-то сделал и забыл”. Например, экономическая система, в которой не осуществляется анализ рынка. Эту систему можно классифицировать как разомкнутую, или же условно разомкнутую. Система, при выработке управляющих воздействий в которой учитывается состояние рынка, будет замкнутой; ♦ по расположению системы в иерархической структуре — системы верхнего уровня; нижнего уровня; смежные системами. Если рассматривать в качестве экономической системы, например, отрасль, то можно выделить смежные предприятия, предприятия, выпускающие аналогичную продукцию, — смеж-