Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ СИСТЕМНИХ УЯВЛЕНЬ
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2013
Тип роботи:
Доповідь
Предмет:
Системний аналіз
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ, МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
Національний університет «Львівська політехніка»
ІЕПТ ім. В’ячеслава Чорновола
Кафедра загальної екології та
екоінформаційних систем
ДОПОВІДЬ
з дисципліни: «Системний аналіз і проектування комп’ютерних інформаційних систем»
на тему:
“ ІСТОРІЯ РОЗВИТКУ СИСТЕМНИХ УЯВЛЕНЬ”
Львів – 2013
ЗМІСТ
Вступ
Етапи розвитку системного аналізу
Передумови розвитку системних уявлень у філософії
2.1 Вклад Б. Трентовського в розвиток системного аналізу
2.2. Вклад О. О. Богданова в розвиток системного аналізу
Вклад П. К. Анохіна в розвиток системного аналізу
Вклад Н. Вінера в розвиток системного аналізу
Історія розвитку системного аналізу як науки
3.1 Вклад Л. фон Берталанфі в розвиток системного аналізу
3.2 Вклад М. Месаровича в розвиток системного аналізу
3.3 Порівняння ЗТС Л. фон Берталанфі з ЗТС М. Месаровича
4. Виникнення методології системного аналізу
Висновок
Список використаної літератури
Вступ
„Історію цивілізації можна викласти в шести словах:
чим більше знаєш, тим більше можеш”.
Едмонд Абу
Проблеми, з якими зустрічаються люди, зазвичай дуже складні, а шляхи та способи їх вирішення, дуже рідко є очевидними, а як правило є невизначеними. У зв’язку з цим, в середині ХХ століття, на основі загальної теорії систем сформувався новий напрямок методології наукових та інженерних досліджень – системний підхід. Його методичною конкретизацією є системний (системотехнічний) аналіз, який представляє собою синтез науки і мистецтва і призначений для підготовки обґрунтування рішень по складним проблемам різноманітної природи і характеру, зокрема технічних систем.
Етапи розвитку системного аналізу
Виступаючи в ролі загально-методологічної науки пізнання світу, системний аналіз у сучасному його розумінні, своїм корінням простягається у сиву давнину. З точки зору сучасних уявлень, системність завжди, усвідомлено чи ні, була одним з методів науки. При цьому процес формування системних уявлень в процесі еволюції людства, здійснювався дуже повільно і пройшов декілька важливих етапів.
Перший етап (2000 р. до н.е. - початок ХХ ст.). Ще у Стародавньому Єгипті системна методологія проявила себе у необхідності чіткої організації земельних відносин, що знайшло своє відображення у системі поділу земельних ділянок і появі геометричних викладок вирішення цього питання. Це етап виникнення і розвитку системних ідей, які формувалися у процесі практичної і пізнавальної діяльності людства. Саме на цьому етапі виникали та відшліфовувались окремі ідеї, гіпотези, поняття, теорії. Досить часто вони являли собою випадкові інтуїтивні відкриття окремих видатних вчених, філософів і мислителів.
Другий етап (початок ХХ ст. – середина 50х років ХХ ст.). На цьому етапі формується теоретичний фундамент системного аналізу, з’являються перші системні теорії, здійснюється поширення системності в усі галузі знань, насичення їх системними ідеями.
Третій етап (середина 50 х років ХХ ст. – теперішній час). На цьому етапі здійснюється процес перетворення системних уявлень в метод наукових досліджень, метод аналітичної діяльності. Він співпадає з початком науково-технічної революції (НТР), яка максимально використовувала системний метод для наукових відкриттів, здійснення технологічних розробок. Системний аналіз наприкінці ХХ ст. стає загальним світоглядом, який використовують спеціалісти у різних галузях.
Становлення системних уявлень здійснювалось завдячуючи декільком факторам:
по-перше, проникненню людини в процесі пізнання навколишнього світу у внутрішній устрій об’єктів і явищ, де кожного разу виявлялися різноманітні взаємозв’язки і різні атрибути системного аналізу;
по-друге, внаслідок інтелектуальної діяльності, коли постійно здійснювалось членування цілого на частини (аналіз) і, навпаки, коли відбувалось поєднання складових у ціле (синтез);
по-третє, в процесі практичної діяльності по створенню цілого з декількох частин, а також поділ цілого на частини. При цьому, поділяючи, дроблячи, ламаючи, людина кожного разу сприймала втрату цілого.
Таким чином, джерелами системних уявлень виступали:
( практична діяльність людей, яка постійно виявляла цілісність структури, цілісність об’єктів та явищ, взаємозв’язки між ними. Ціле і частини завжди були присутніми у господарській діяльності, торгівлі, будівництві, воєнній справі і т. ін.;
( філософія, яка осмислювала, шліфувала основні поняття системності, відривала їх від реальної дійсності і переводила їх в категорії абстрактних;
( природні знання і науки, котрі формували системність бачення природи;
( соціальні науки, науки про людину, котрі ініціювали розробку системного підходу до вивчення суспільства.
Передумови розвитку системних уявлень у філософії
Системність всесвіту та процесів його пізнання, вперше була усвідомлена філософією. Складовою понять „системний аналіз”, „системна проблема”, „системне дослідження” є слово „система”, яке з’явилось в Древній Греції приблизно 2000 - 2500 років тому назад і означало: єднання, організм, устрій, уклад, союз. Воно також виражало певні акти діяльності та їх результати - щось поставлене поруч, приведене у порядок.
Первісне використання терміну „система” було пов’язане з формами соціально-історичного існування. Пізніше принцип порядку, ідеї впорядкування, переносяться на Всесвіт. В античній філософії термін „система” характеризував упорядкованість і цілісність природних об’єктів, а термін „синтагма” – упорядкованість і цілісність штучних об’єктів.
Паростки перших системних уявлень зустрічаються у античного філософа Анаксогора (500-428 рр. до н.е.), який використовував два постулати: „все у всьому” і „із всього – все”, які в зародковому вигляді розгадують системні закони, котрі будуть відкриті значно пізніше, у ХХ ст.
Давньоримський філософ і оратор Марк Тулій Цицерон (106-43 рр. до н.е.) геніально підмітив, що світовий організм є нерозривним цілим і всі елементи всесвіту гармонійно пов’язані між собою . Епікур (341-270 рр. до н.е.) використовував термін „система” для позначення космосу, світового порядку, загальної організованості Всесвіту.
Пізніше, під системою стали розуміти складну філософську систему, яка пояснює все реально існуюче. Саме такий вклад в системні уявлення вніс Аристотель (384-322 рр. до н.е.), котрий створив першу філософську систему, у якій систематизував знання античного світу. Аристотель, у своїх логічних трактатах, поєднаних загальною назвою „Органон”, розглядав питання співвідношення цілого і одиничного.
Пошуком строгих формальних виразних засобів для виразу і вивчення законів розвитку і взаємодії займався і Піфагор, вражений несумірністю діагоналі і сторін квадрата, і Платон, котрий побудував теорію діалогічної взаємодії для пошуку істинних суджень. Саме в цей період Платоном була сформульована теза про те, що ціле більше суми його окремих частин.
У середньовічній філософії, для виразу інтегративності пізнавальних утворень, з'явилися нові терміни: сума, дисципліна, доктрина. Трактування буття як космосу, змінюється розглядом його як системи світу, котра існує незалежно від людини, і яка володіє своїм типом організації, ієрархією, іманентними законами і суверенною структурою. Буття з предмету споглядання стає предметом соціально-наукового аналізу. Виникають науки, кожна з яких аналізує в природному аспекті своїми методами свою предметну область.
У філософських роботах середньовіччя, робляться спроби придати поняттю „система” чіткість і прив’язати його до певної області знання. Під системою, на той час, частіше всього розуміли систему знань. Імануїл Кант (1724-1804) в роботі „Загальна природна історія і теорія неба” використовує термін „система” у двох значеннях – для космічних утворень і в гносеологічному змісті, розуміючи під системою єдність різноманітних знань, пов’язаних загальною ідеєю.
Певний вклад в системні уявлення вніс Георг Гегель (1770-1831 рр.). Система, як філософська категорія у нього не розглядається, однак будь-який предмет, до якого він звертається, розкривається ним як органічна цілісність, котра розвивається і проходить певні етапи життя. („Ціле є щось більше, чим сума частин”. „Ціле визначає природу частин”. Частини не можуть бути пізнані при розгляді їх поза цілого. „Частини знаходяться в постійному взаємозв'язку і взаємозалежності).
Історичним передвісником сучасних системних уявлень були роботи М. А. Ампера (1775 – 1836 рр.). У своїй роботі „Досвід філософії наук, або аналітичний виклад класифікації усіх людських знань” (ч.1 – 1834 р., ч.2 – 1843 р.) використовуючи системні уявлення, він довів необхідність формування науки управління державою, яку він назвав кібернетикою (від грец. - гібернет).
2.1. Вклад Б. Трентовського в розвиток системного аналізу
Майже одночасно з Ампером, польський вчений-філософ Броніслав Трентовський (1808 - 1869 рр.) опублікував у 1843 р. в Познані свою книгу „Відношення філософії до кібернетики як до мистецтва управління народом”, де розглянув управління державою, як системою. Метою Б. Трентовського була побудова наукових основ практичної діяльності керівника („гібернета”), який повинен вміти, виходячи з суспільного блага, одні суперечності долати, інші – загострювати, скеровуючи розвиток до потрібної мети. За Б. Трентовським, дійсне ефективне управління повинно враховувати всі внутрішні та зовнішні фактори, що впливають на об’єкт керування, а головна складність його реалізації пов’язана зі складністю поведінки людей. Використовуючи знання діалектики, Трентовський стверджував, що суспільство, колектив, і навіть сама людина - це система, єдність протиріч, вирішенням яких і є розвиток.
„Керівник-гібернет... повинний вміти застосовувати різні погляди і прагнення, використовувати їх на загальне благо, створювати і орієнтувати діяльність різних інститутів таким чином, щоб з суперечливих прагнень народжувалося їх єдиний поступальний рух.
Люди не математичні символи і не логічні категорії, і процес управління – це не шахова партія. Недостатнє знання цілей і прагнень людей може обмежити будь-яку логічну побудову. Людьми дуже важко командувати і пропонувати їм наперед задані дії. Наказ, якщо гібернет змушений його віддавати, завжди повинний дуже чітко формулюватися. Виконуючому завжди повинен бути зрозумілий сенс наказу, його мета, результат, котрий бути досягнутий, і кара, котра може бути застосована у випадку його невиконання – останнє обов'язково...
Коротше кажучи, гібернет не проектує майбутнє, як намагається зробити якийсь радикальний філософ, - він дозволяє майбутньому народжуватися своїм власним незалежним способом. Він надає майбутньому допомогу як досвідчений і кваліфікований акушер.
Гібернет не так вже багато може запозичити із загальних філософських політичних теорій. При одній і тій же політичній ідеології він має керувати неоднаково в Австрії, Росії або Пруссії. Точно так само і в одній і тій же країні він повинен керувати завтра інакше, чим сьогодні.”
(Броніслав Трентовський. „“Відношення філософії до кібернетики як до мистецтва управління народом”. 1843 р.)
Однак в середині XIX століття знання Трентовського виявилися незатребуваними. Практика управління ще могла обходитися без науки управління. Кібернетика була на певний час позабута.
2.2. Вклад О. О. Богданова в розвиток системного аналізу
Людство повернулось до ідей кібернетики, коли вийшла у світ праця російського лікаря, філософа, економіста Богданова Олександра Олександровича (1873-1928) – який створив науку – тектологію – „загальну організаційну науку” (його праця „Загальна організаційна наука (тектологія)” в 3-х томах, котра виходила у світ протягом 1911-1925 рр.). Ця робота не тільки по своїм ідеям передбачила ідеї сучасної кібернетики Н Вінера, але й внесла свій оригінальний вклад у системні уявлення.
О.О. Богданов народився 10(22) серпня 1873 р. у м. Соколка Гродненської губернії. Був другою дитиною в родині з шістьох дітей народного вчителя. „Батько швидко дослужився до вчителя-інспектора в міському училищі, і завдячуючи цьому, я років в 6...7 отримав доступ до бібліотеки училища і в його маленький фізичний кабінет. Навчався в Тульській гімназії, жив в умовах казармово-тюремних, де злісно-тупе начальство навчило мене боятися і ненавидіти тих хто знаходиться при владі і не признавати авторитетів”.
О.О. Богданов закінчив гімназію з золотою медаллю. У 1893 році вступив до природного відділення Московського університету, але в грудні 1894 року за участь в Союзі Північних земляцтв („Народна воля”) був виключений, арештований і висланий до Тули. Там в робочих кружках захопився економікою, Марксом і написав „Короткий курс економічної науки” (1897 р.). Необхідність ведення просвітянської діяльності для робочих, спонукали його до самоосвіти. Як наслідок, з’явилася його філософська робота „Основні елементи історичного погляду на природу” (1899 р.).
У 1899 році О.О. Богданов закінчив медичний факультет Харківського університету по спеціальності - лікар-мікробіолог, однак незабаром, за революційну діяльність, знову потрапляє у в'язницю. Після в’язниці його висилають спочатку до Калуги, а потім за неблагонадійність, на три роки до Вологди, де він працював лікарем у психіатричній лікарні. У 1904 р. Богданов виїхав до Швейцарії.
В еміграції, протягом 1904-1906 рр. ним була написана робота „Емпіріомонізм”, у 1905 р. – „З психології суспільства”. У 1909-1910 рр. О.О. Богданов редагує переклад „Капіталу” К. Маркса.
Перед Першою світовою війною О.О. Богданов почав роботу над „Загальною організаційною наукою”. У 1913 р. написана брошура „Між людиною і машиною”, котра була присвячена проблемам наукової організації праці і аналізу системи Тейлора.
Під час Першої світової війни, О.О. Богданов - фронтовий лікар. Після війни, в 1918...1921 рр. – професор політекономії 1-го МДУ. У 1926 р. він заснував перший в світі Інститут переливання крові, де ставив досліди на самому собі. 7 квітня 1928 року 12-й дослід виявився фатальним. Він помер, зробивши собі щеплення протихолерної вакцини, яку сам й винайшов.
Богданову було неповних 55 років. Щонайширший кругозір і спектр інтересів, унікальний життєвий досвід, невгамовна енергія дозволили йому всупереч обставинам сформулювати в роботі „Тектологія: (Загальна організаційна наука)” ідеї системного підходу. Він випередив роботи Н.Вінера і Л. фон Берталанфі більш ніж на 30 років і справедливо вважається автором першого варіанту загальної теорії систем (ЗТС) і попередником кібернетики.
Богданов О.О. відзначав, що всі існуючі об’єкти та процеси мають певний рівень організованості, дав поняття організації і вважав, що на відміну від конкретних природничих наук, тектологія повинна вивчати загальні закономірності організації для всіх рівнів організованості. „Організація системи настільки вище, наскільки сильніші властивості цілого відрізняються від простої суми його частин” (12(.
В суспільстві і в біологічних системах існують два начала:
( лабільне (пластичне) – це функціональна сторона системи (організму), його прагнення швидко адаптуватися;
( консервативне – це архітектурна схема організації системи.
За Богдановим, кількість архітектурних форм матерії незмірно бідніша, аніж різноманітність оточуючого нас середовища, а це дає змогу створити теорію структурних схем організації матеріального світу.
Лише активне використання зовнішнього середовища забезпечує збереженість системи. Здійснюючи позитивну селекцію, система за рахунок зовнішнього середовища збільшує кількість внутрішніх зв’язків, підвищує свою складність, підвищуючи разом з цим ефективність свого функціонування. Збільшення кількості внутрішніх зв’язків, спеціалізація окремих елементів структури, розподіл обов’язків між ними, їх кооперування – все це приводить до підвищення ефективності системи. Але одночасно, в загальному випадку зростає й нестійкість системи, слабшає її протидія до зовнішніх впливів, тому що порушення будь-якого зв’язку може послабити її потужність і за певних умов поставити в критичний стан. Тому зв’язки в системі повинні постійно переглядатися (29(.
Такий перегляд є необхідним ще й з наступних причин, - поряд з позитивною селекцією також зростають і внутрішні суперечності системи, окремі її частини з часом перетворюються в більш-менш автономні компоненти, продукують свої власні самостійні цілі; маючи певні можливості до їх реалізації, вони можуть діяти всупереч спільній меті. Отже, необхідно застосувати заходи, які б послабляли внутрішні суперечності. Негативна селекція видаляє всі вибухонебезпечні джерела, долаючи внутрішній антагонізм організації, підвищує її однорідність, порядок в ній, систематизацію, структурну стійкість. Але одночасно негативна селекція зменшує функціональну ефективність організації (12(.
Основна ідея тектології – признання необхідності підходу до будь-якого явища з погляду на його організованість (у інших авторів – системність). О.О. Богданов розглядає всі явища як безперервні процеси організації і дезорганізації, і рівень організації в системі тим вищий, чим сильніше властивості цілого відрізняються від простої суми його частин. Найважливішим в тектології є те, що основна увага звертається на закономірності розвитку організації системи, розгляду співвідношень між стійким та змінним, значення зворотних зв’язків, врахування власних цілей організації, значення відкритих систем. Богданов довів розгляд динамічних аспектів тектології до проблеми криз (тепер це є предметом теорії катастроф), тобто таких моментів в історії кожної системи, коли необхідна корінна, „вибухова” перебудова її структури. Чим складніша система, тим більше шансів у виникненні в процесі її розвитку кризової ситуації, що потребуватиме перебудови організації цієї системи. Тому необхідно навчитися аналізувати динамічний процес в системі та передбачати її розвиток. Він підкреслював роль моделювання і математики як потенційних методів рішення задач тектології.
Наступним щаблем системних уявлень були праці радянського фізіолога Петра Кузьмича Анохіна, котрий у 1932 р. створив теорію, яка стала основою нейрокібернетики.
Вклад П. К. Анохіна в розвиток системного аналізу
Анохін П.К.- учень І.П. Павлова. Однак, на відміну від І. П. Павлова, розумів підкріплення не як ефект дії безумовного подразника, а як афферентний сигнал від самої реакції, що свідчить про її адекватність або неадекватність (зворотна афферентація). Завдяки механізмові зіставлення зворотної афферентації з образом кінцевого результату дії (акцептором дії) формується можливість випереджального відображення дійсності, частковим випадком якого, Анохін вважав умовний рефлекс.
На цій основі ним була висунута теорія функціональних систем. В основі теорії лежить уявлення про функції як досягнення організмом пристосувального результату під час взаємодії з середовищем.
Його теорія отримала розвиток в біології, фізіології, філософії, в теорії прийняття рішень. Пріоритет ідей Анохіна П.К. пізніше признав Н. Вінер.
Вклад Н. Вінера в розвиток системного аналізу
Дійсно явне і масове засвоєння системних понять, суспільне усвідомлення системності світу, суспільства і людської діяльності почалося з 1948 р., коли американський математик Норберт Вінер опублікував свою книгу під назвою „Кібернетика”. Первісно він визначав кібернетику як „науку про управління і зв'язки в тваринах і машинах”. Таке визначення сформувалося у Вінера, завдяки його особливій зацікавленості до аналогічних процесів в живих організмах і машинах, однак воно невиправдано звужує сферу додатків кібернетики. Уже в наступній книзі „Кібернетика і суспільство” Н. Вінер аналізує з позицій кібернетики процеси, що відбуваються в суспільстві.
З кібернетикою Вінера пов'язані такі визначення, як типізація моделей систем, виявлення особливого значення зворотних зв'язків в системі, акцент принципу оптимальності в управлінні і синтезі систем, усвідомлення інформації як загальної властивості матерії і можливості її чисельного опису, розвиток методології моделювання взагалі і, в особливості ідеї математичного експерименту за допомогою ЕОМ.
Паралельно, і як би незалежно, від кібернетики прокладався ще один підхід до науки про системи - загальна теорія систем (ЗТС). Ідея побудови теорії, котру можна було б застосувати до систем будь-якої природи, була висунута австрійським біологом Л. Берталанфі, який в 1951 р. опублікував свою фундаментальну працю, котра називалася „Загальна теорія систем”.
Таким чином, філософи і математики, геологи і медики помітивши однакові закони розвитку різноманітних об’єктів, запропонували загальне поняття – складна система.
Складна система – це структурно організований об’єкт, в якому виділяються стани, переходи, структури і взаємодії частин.
Системний підхід дає можливість аналізувати багато складних об’єктів з позицій єдиної загальної методології.
Історія розвитку системного аналізу як науки
До початку ХХ століття європейська і світова цивілізації підійшли з тугим вузлом проблем, котрі усвідомлювалися лише небагатьма мислителями, оскільки захоплення технічним прогресом певним чином загіпнотизувало людей. Фактично мова йшла про механістичну картину Всесвіту і механіцизм як метод. Відповідно до цього, Всесвіт розглядався як гігантський механізм, а окремі об'єкти і процеси, як деталі цього механізму. З іншого боку, на початку ХХ століття наука „дозріла” для нових узагальнень і розробки нових методів. Вона потребувала нового системного бачення світу і системного методу пізнання. В науковому мисленні зародилась новаторська ідея еволюції, котра вимагала нової науки про складні системи.
Проблеми почалися, коли термодинаміка поставила під сумнів механістичну картини Всесвіту, з її знаменитим другим законом – законом розсіювання енергії, доводячи, що якби Всесвіт був гігантською машиною, то він неминуче повинний був би зупинитися, оскільки запас корисної енергії рано чи пізно був би вичерпаний. Згідно цього закону, який вперше сформулював французький фізик Карно (Nicolas Léonard Sadi Carnot) в рамках технології теплових двигунів, у фізичних процесах існує тенденція руху від порядку до безладдя.
Будь-яка ізольована, або закрита система буде спонтанно розвиватись у напрямку постійного наростаючого безладдя. Для того, щоб виразити цей напрямок еволюції фізичних систем у точній математичній формі, фізики запровадили нову величину, назвавши її ентропією.
Ентропія – функція стану термодинамічної системи, яка в спостережуваних явищах і процесах характеризує знецінювання (розсіювання) енергії, зумовлене перетворенням усіх видів її теплову і рівномірним розподілом тепла між тілами (вирівнюванням їхніх температур.
Згідно другого закону, деяка частина механічної енергії завжди розсіюється у вигляді тепла і не може бути повністю відновлена. Таким чином, вся машина Всесвіту постійно уповільнює хід і, в врешті-решт, колись повинна повністю зупинитись. Ця лиховісна картина космічної еволюції, одержала назву „теплової смерті Всесвіту”. Оскільки ентропія закритої фізичної системи постійно зростає, а еволюція супроводжується збільшенням безладдя, то саме ентропію принципово можна вважати мірою безладдя.
Таким чином, разом з поняттям ентропії та формулюванням другого закону, термодинаміка запровадила в науковий вжиток ідею необоротних процесів – поняття „стріли часу”.
При цьому, треба відзначити, що класична термодинаміка досліджувала лише закриті системи, тобто такі системи, які не обмінювались речовиною із зовнішнім середовищем і мали оборотний характер.
Іншою великою проблемою в механіцизмі був розгляд об'єкту як простої „суми” його частин, що неминуче обмежувало дослідження рівнем підсистем, а цього явно недостатньо для пізнання об'єкту. Крім того, „механізми”, „машини”, як складові частини об'єкта, є замкнутими, закритими системами, що знаходяться у стійкому, рівноважному стані, а подібні системи складають лише невелику частину Всесвіту. Більшість систем є відкритими, наприклад, біологічні і соціальні, і рідко знаходяться в стійкому, рівноважному стані, тому будь-які спроби дослідити їх в межах механістичного світогляду приречені на провал. Бо, ні для кого не було секретом, що живий Всесвіт розвивався і розвивається від безладдя до порядку, до станів, котрі характеризуються зростаючою складністю.
Отже наприкінці ХІХ століття, виникли і існували два протилежних погляди на еволюційні зміни Всесвіту. З одного боку, еволюційний розвиток живого Всесвіту котрий розгортається в сторону зростання порядку і складності, а з іншого, спрацьованого двигуна, гаснучого світу з неухильно наростаючим безладдям. Хто ж правий, Дарвін чи Карно?
Вклад Л. фон Берталанфі в розвиток системного аналізу
Багатьма дослідниками системного аналізу прийнято вважати родоначальником загальної теорії систем, крупного біолога Людвіга фон Берталанфі. Проте фактично перші концепції системного характеру відносяться на початок XX сторіччя. Першу відому автору книгу „Вчення про аналогії” опублікував серб Михайло Петрович вже в 1906 р. французькою мовою, а у 1921 р. з'явилася книга „Загальні механізми різнорідних явищ”, де вже більш чітко сформульовані системні принципи.
Основним мотивом, котрий привів Людвіга фон Берталанфі до думки про необхідність системного підходу, був опір зростаючій спеціалізації, коли за деталями не видно ціле. Спроба використання механіцизму та класичної термодинаміки до живих організмів (початок ХХ ст.) показала, що при розгляді органічних процесів та явищ, використання фізико-хімічних принципів має велике значення, тому що в організмі є системи, що перебувають в рівновазі (яка характеризується мінімумом вільної енергії і максимумом ентропії), однак сам організм не може розглядатися як закрита система, бо він таким не є. Тому Л. Берталанфі запропонував загальну теорію систем (ЗТС), котра граничить з сучасною фізикою, хімією і біологією.
Л. Берталанфі почав свою кар’єру як біолог у Відні в 20-х роках ХХ століття. Незабаром він приєднався до групи вчених і філософів, відомих у світі, як „Віденське Коло”. Починаючи зі своїх перших робіт, Л. Берталанфі проводить ідею нерозривності природно-наукового (біологічного) і філософського (методологічного) досліджень.
Берталанфі намагався зміцнити свою загальну теорію відкритих систем на стійких біологічних основах. Він оспорював домінуюче положення фізики у сфері сучасної науки і підкреслював принципову різницю між фізичними і біологічними системами, оскільки організм представляє собою відкриту систему, яка залишається постійно урівноваженою, незважаючи на безперервну зміну речовини і енергії у так званому стані рухомої рівноваги.
Людвігу фон Берталанфі не вдалось вирішити цю проблему, але він зробив перший крок, визнавши, що живі організми є системами, котрі не можуть бути описані у рамках класичної термодинаміки. Він назвав такі системи відкритими, оскільки, для того, щоб підтримувати своє життя, їм доводиться підживлювати себе через безперестанний потік речовини і енергії із зовнішнього середовища. На відміну від закритих систем, які знаходяться в стані теплового балансу, відкриті системи далекі від досконалості і підтримують себе в „непохитному стані”, який характеризується безперестанним потоком і змінами.
Берталанфі вдало визначив суть непохитного стану як процес метаболізму, тобто перетворення речовин і енергії, що привело його до постулату саморегуляції, як ще однієї ключової властивості відкритих систем.
У 1940-50 рр. ХХ ст. Л. Берталанфі узагальнив ідеї, що містились в теорії відкритих систем, і запропонував програму побудови загальної теорії систем (ЗТС), і висунув програму побудови, яка є загальною теорією організацій (ЗТО). Проблеми організації, цілісності, спрямованості, телеології, саморегуляції, динамічної взаємодії були досить актуальними для фізики, хімії, фізичної хімії і технології, а не тільки для біології, де подібні проблеми зустрічались усюди. Але такі поняття були далекі класичній фізиці. Якщо до цього часу уніфікацію наук бачили зазвичай, у зведенні всіх наук до фізики, то з точки зору Л. Берталанфі, єдина концепція світу, може бути, скоріше всього, заснована на ізоморфізмі законів у різних областях. Як наслідок, він приходить до концепції синтезу наук, яка в протилежність редукціонізму (тобто зведенню всіх наук до фізики) називає перспективізмом.
До недоліків теорії систем Л. Берталанфі, відноситься неповне визначення поняття „система”, відсутність особливостей систем, що самі розвиваються, теоретичного дослідження зв’язку, а також умов, при яких система модифікує свої форми. Але основним методологічним недоліком його теорії є ствердження автора про те, що вона виконує роль філософії сучасної науки, формуючи узагальнені філософські принципи і методи наукового дослідження.
Берталанфі так і не побачив свою концепцію реалізованою, і, можливо, загальна наука про цілісність, як він її собі представляв, ніколи не буде сформульована. Однак, вже чотири десятиріччя після його смерті (1972 р.) розвивається системна концепція життя, розуму і свідомості, котра виходить за рамки звичайних дисциплін і дійсно обіцяє об’єднати різні, раніш ізольовані області досліджень.
3.2. Вклад М. Месаровича в розвиток системного аналізу
У 1959 році, в Кейсівському технологічному інституті (Клівленд, шт. Огайо, США) був створений центр системних досліджень, відомий по сформованій там загальній теорії систем, названій по імені його керівника – по М. Месаровичу.
Теорія систем по М. Месаровичу веде по випробуваному математичному шляху створення теорій і апаратів, що забезпечують моделювання об'єктів, складність яких визначається кількістю складових частин і видом їх математичного опису.
Порівняння ЗТС Л. фон Берталанфі з ЗТС М. Месаровича
Отже, фактично існують два підходи, дві загальні теорії систем (ЗТС) - по М. Месаровичу і по фон Берталанфі. Перша з них з самого початку орієнтована на створення теоретичного фундаменту „окремих теорій” і розвивається в сторону систем з характеристиками інтелектуальності за рахунок розгляду кібернетики як збірного напрямку, моделюючого живе в машині. Друга є програмою досліджень незамкнутих систем, спрямованою на пошук методів доказу існування визначених рис живого в системах, починаючи з певного рівня їх системної складності.
Згідно М. Месаровичу, ЗТС повинна бути настільки загальною, щоб могла охопити більшість вже існуючих теорій, котрі стосуються у тому, або іншому розрізі теорії систем. Як окремі випадки із ЗТС повинні виводитися, наприклад, теорія динамічних систем, теорія кінцевих автоматів, теорія алгоритмів і т. ін. При цьому наукові підстави ЗТС повинні бути настільки фундаментальні, щоб її висновки мали практичну цінність при вивченні конкретних систем, що зустрічаються в житті.
Термін „загальна” тут означає, що ЗТС має дедуктивний характер і об'єднує інші теорії – ті, які вивчають системи в цілому, і ті, які розглядають поводження систем (теорію управління, адаптації, самоорганізації і т. ін.). Використовувані в ЗТС рівні абстрактного опису систем використовуються як роз'яснення терміну „система”.
Для цього пропонується використання найбільш абстрактних областей математики: теорії множин, загальної топології, абстрактної алгебри і т. ін. Термін „теорія” по М.Месаровичу визначається в дусі робіт по математичній логіці і основам математики, в яких для його уведення попередньо дається поняття про клас елементарних висловлень. Тоді „теорія” визначається як підклас (Т ( Р ) висловлень, які вважаються істинними.
Відзначимо, що для ЗТС вважається можливим встановити істинність висловлення або експериментально, або на підставі якогось набору аксіом. Але, незважаючи навіть на таке припущення, її прикладний варіант поки не створений, та й навряд чи можливо буде створений, бо ЗТС по М. Месаровичу – сугубо теоретичний апарат для створення теорій.
Згідно робіт фон Берталанфі, ЗТС представляється як теорія опису будь-яких систем, де на першому місці стоїть ієрархічна класифікація систем і далі, кожний рівень ієрархії аналізується з використанням того апарату, тієї ступені абстракції, які припустимі на даному рівні системної складності для досягнення конкретної мети поточного дослідження.
Треба визнати, що конкретно такого формулювання у фон Берталанфі немає, це узагальнене розуміння висунутих ним і його послідовниками положень.
Можна припустити, що перетинання ЗТС по фон Берталанфі і по М. Месаровичу на рівні включених в них теорій (які перший розглядав в їх „ще не цілком сформованому” інформаційному значенні, а другий – в чисто математичному), об'єднаних потім „всеїдною” кібернетикою, внесло в ряди дослідників плутанину і нерозуміння істотно різних концепцій цих варіантів ЗТС.
В кінцевому підсумку загальними зусиллями різних груп вчених були сформовані два трактування для ЗТС. Перша з них іменується „ЗТС в широкому значенні” і охоплює собою всі необхідні і можливі дисципліни, що мають відношення до аналізу у синтезу систем. Друге трактування „ЗТС у вузькому розумінні” у певній мірі узагальнює різні підходи до ЗТС. Вона отримала назву „абстрактної теорії систем” (АТС).
АТС по М.Месаровичу орієнтує на абстрагування для моделювання систем з характеристиками інтелектуальності на рівні апарата кібернетики, як відомо, спрямованого на забезпечення моделювання живого в машині, на використання „підходящого” рівня абстракції.
АТС по фон Берталанфі орієнтує нас не на „підходящий” для даного дослідження рівень абстракції, а на використання для представлення і вивчення системи мови, яка забезпечує її максимальну спостережуваність. І хоча фон Берталанфі у свій час міг включити в математичний апарат теорії тільки методи кібернетики, ніщо не заважає сьогодні розширити їх рядом доповнень і угод, необхідних для створення і вивчення різного роду систем.
Виникнення методології системного аналізу
З середини XX століття, у зв’язку з появою складних і великих технічних систем, виникла необхідність спеціального теоретичного обґрунтування методологічного характеру. Різко зросли комплексність і складність проблем, деякі з них стали глобальними (наприклад, зв'язок за допомогою супутників). Посилилася залежність між окремими аспектами, які раніш здавалися поодинокими. Актуальність рішення проблем значно зросла. Витрати на реалізацію того або іншого рішення, стали досягати багатьох десятків, сотень мільйонів і навіть мільярдів доларів, а риск невдачі ставав все відчутніше. Потрібно було враховувати все більшу кількість взаємозалежних обставин, а часу на прийняття рішення залишалось все менше. Особливо це стосувалося розробок нової військової техніки. Потрібні були методи, які б дозволили аналізувати складні проблеми як ціле, забезпечували розгляд багатьох альтернатив, кожна з яких описувалася великим числом змінних, забезпечували повноту кожної альтернативи, допомагали вносити вимірність, давали можливість відображати об'єктивні і суб'єктивні невизначеності.
Отримана в результаті розвитку і узагальнення широка і універсальна методологія рішення проблем, була названа „системним аналізом”. Розробка і широке застосування системного аналізу (СА) - заслуга знаменитої фірми „RAND corporation”, котра була створена у 1947 р. Фахівці цієї потужної корпорації виконали ряд фундаментальних досліджень і розробок по СА, орієнтованих на рішення слабо структурованих (змішаних) проблем Міністерства оборони США. У 1948 р. Міністерством оборони, зокрема Військово-повітряними силами (ВПС), була створена група оцінки систем озброєння, а двома роками пізніше - відділ аналізу вартості озброєння. Створення надзвукового бомбардувальника В-58, яке почалося у 1952 р., стало першою системною розробкою.
У 1953 році в США було засноване міжнародне Товариство досліджень з загальної теорії систем (Society for General Research). Завдяки діяльності цього товариства, а також діяльності ряду наукових шкіл, що з’явилися на теренах ряду держав, системна методологія впроваджувалась не тільки в наукову, а й в практичну сферу діяльності. Так, в США спочатку виникли групи дослідження операцій у військовій справі, а через певний час, і в цивільних галузях. Найбільш потужні групи спеціалістів-системотехніків працювали в корпораціях „RAND corporation”, „Systems Development Corporation” та інших.
Впровадження системного аналізу в проектування сучасної техніки вимагало випуску методичної літератури. Одна з перших книг по розвязанню проблем вийшла у 1955 р. – „Мистецтво вирішення проблем” Е. Хаднета. Перша книга по системному аналізу (СА) вийшла у 1956 р. Її опублікувала „RAND corporation” (автори А. Кан і С. Манн). Через рік (1957) з'явилася „Системотехніка” Г. Гуда і Р. Макола, де була викладена загальна методика проектування складних технічних систем. Методологія СА була детально розроблена і представлена у книзі Ч. Хітча і Р. Маккіна „Воєнна економіка в
10.11.2013 23:11-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора