Кафедра прикладной информатики в управлении

Факультет прикладной информатики

Кафедра прикладной информатики в управлении

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Теория систем и системный анализ

Часть 1.

для студентов,

обучающихся на факультете прикладной информатики

по направлению 080800 (523300) Прикладная информатика

 

 

МОСКВА

2009 г.

УДК 002.5/54 + 004

ББК 10.422

  Т33

Составил: доцент кафедры Прикладная информатика в управление факультета Прикладной информатики МГПУ, к. т. н., Крупник В.Ш.

 

           ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение. Основные понятия. 5

Системность.. 5

Структура системности. Системный подход (СП).. 5

                            |. 5

Теория систем (ТС).. 6

Системность деятельности.. 6

Системный анализ (СА).. 7

Системность мышления.. 7

Системность процесса.. 7

Возникновение и развитие системных идей.. 7

Формирование системных теорий. Те, кто внес существенный вклад в развитие ТС.. 8

Тектология [4: с.14] 9

Общая теория систем (ОТС) [4: с.19] 12

Кибернетика [4: с.17] 14

Глава 1. Цели в системном анализе. 14

Схема проведения системного исследования.. 16

Неоднозначность понятия цель.. 18

Практическая задача целеобразования.. 20

Основные закономерности целеобразования.. 21

Зависимость цели от внешних и внутренних факторов. 21

Возможность (и необходимость) сведения задачи формулирования общей (глобальной) цели к задаче ее структуризации.. 23

Методики структуризации целей.. 26

Проявление в структуре целей закономерности целостности.. 26

Первая методика структуризации целей.. 28

Вторая методика структуризации целей.. 29

Третья методика структуризации целей.. 29

Четвертая методика структуризации целей.. 29

Пятая методика структуризации целей. Диаграмма Исикавы.. 30

Шестая методика - построение дерева через страты. 30

Седьмая методика - построение через слои.. 31

Восьмая методика (Черняк Ю.Я. - что хорошо для кошки – один кормит, другой ласкает, третий играет и т.д.). 31

Девятая – то, что не вошло в предыдущие:. 31

Двойственность элементов в дереве целей.. 32

ЗАДАНИЯ.. 34

Задание для самостоятельной работы №1.. 37

Глава 2. Формирование альтернатив. 42

Проблема формирования альтернатив.. 42

Организация коллективных экспертных оценок.. 42

Мозговой штурм.. 43

Синектика.. 45

Разработка сценариев.. 46

Морфологический анализ (МА) или метод Цвики.. 47

Деловые игры.. 49

Метод «635».. 49

Глава 3. Понятие системы. 50

Определение системы. Классификация систем. История понятия «Система».. 50

Варианты определения системы.. 50

Четыре основные свойства системы:. 51

Свойства системы, связанные с целями и функциями. 52

Свойства системы, связанные со структурой.. 52

Свойства системы, связанные с ресурсами и особенностями взаимодействия со средой:. 53

Другие свойства системы... 53

Система и среда.. 53

Классификация систем.. 54

Структура системы... 57

Состояние системы.. 58

Системы с обратной связью. 63

Закон необходимого разнообразия Эшби.. 66

Жизненный цикл.. 66

Рост и развитие. 66

Самостоятельная работа № 2.. 67

Глава 4. Модели и моделирование. 67

Понятие модели. История развития понятия модели. 67

Познавательные и прагматические модели.. 69

Типология моделей, основанная на структуризации. 70

Классификации методов моделирования систем.. 71

Методы формализованного описания систем (МФПС). 76

Самостоятельная работа № 3.. 83

Пример. Описание системы.. 83

Литература. 86

Приложение 1. Объекты для построения дерева целей [3: c. 41]. 87

Приложение 2. Описание и классификация систем. 91

 

Приблизительно 4 часа(без 3 оснований)

Введение. Основные понятия.

Системность.

Существуют два подхода, два крайних полюса к рассмотрению мира:
мир – хаос, мир - строго организованная система. Наиболее взвешенный взгляд занимает «серединное» положение: в мире преобладает организованность над хаотичными изменениями. Эту организованность, как противовес хаосу называют системностью.

Теория систем (ТС).

Теория систем объясняет происхождение, устройство, функционирование и развитие систем различной природы. ТС накапливает формы описания и знания о системах. Используется для объяснения функционирования систем различной природы. Использование СП реализует объясняющие и систематизирующие функции ТС.

Вопросы:

1. Какое из слов: «объясняет» или «накапливает» несет в этом тексте более важную смысловую нагрузку?

Системность деятельности

Системная практическая деятельность человека проявляется в ее целенаправленности и в выполнении частных действий в определенной последовательности - алгоритмичности. Всякая деятельность может быть более или менее системной, протекать более или менее стихийно или сознательно.

Вопросы:

1. Может ли цель достигаться хаотическими действиями?

2. Может ли последовательность действий не иметь цели?

Системный анализ (СА).

СА - последовательное применение СП к рассмотрению явлений действительности.

Системность мышления

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

Вопросы:

1. Что уже приобрело Ваше мышление? Помогли ли первые 2 лекции.

Системность процесса

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

О терминах замечание

Целеобразование и целеполагание – процессы построения целей внутри и из-вне системы соответственно. Но здесь следует обратить внимание на то, что процесс СА – это всегда процесс внешний относительно объекта исследования кем бы он не проводилось. Поэтому здесь различать термины «целеобразование» и «целеполагание» мы не будем.

Далее процесс построения целей будем называть «целеобразование».

Практическая задача целеобразования

Практической задачей этого направления является разработка принципов создания и внедрения подсистем целеобразования в системах управления, обеспечивающих систематическую работу по формулированию и исследованию целей (основных направлений развития) предприятий и организаций, оценке их значимости и корректировке целей и направлений развития системы, т.е. реализация комплекса работ целевой стадии планирования.

Основные закономерности целеобразования

1. Зависимость представления о цели и формулировки цели от стадии познания объекта (процесса) и от времени.

2. Зависимость цели от внешних и внутренних факторов.

Пример.

Повышение производительности труда на предприятии

1. С позиции главного инженера

2. С позиции главного бухгалтера

3. С позиции старшего повара столовой

Построить деревья и сопоставить результаты.

Задача формулирования обобщающей цели в сложных системах  должна сводиться к задаче структуризации или декомпозиции цели. И формироваться коллективно.

Все «дерево целей» есть не что иное, как единая, но детализи­рованная цель рассматриваемой системы. Требуемые для реализации целей ресурсы можно рассматривать лишь относительно нижних звеньев дерева целей. В этом случае необходима измеримость целей нижнего уровня.

 

В зависимости от вида проблемной ситуации возможны два вида целей [1: с. 14]. Это показано на приведенной ниже схеме:

Рис 6. Различение целей «проектирование» и «управление».

Здесь следует обратить внимание на то, что:

в случае цели «проектирование» будет строиться дерево функций.

 

Возможно, дополнительно к дереву целей, возможно вместо дерева целей. Объект создается, следовательно, функция объекта должна быть определена. Основная функция объекта (она же – миссия, если это организация) определяется целями более высокого уровня (- надсистема).

Пример.

Для предприятия неправильно ставить основной целью – прибыль. Это предприятие временное – обязательно быстро закончит свое существование. Правильно – миссия предприятия – пример: «обеспечения продуктами питания населения микрорайона» и т.д. Эта функция определяется целями какой-то административной организации, организующей жизнь микрорайона т.е. внешней для предприятия (рассматривается ниже в проблематике).

Рекомендации при создании структуры целей.

При изучении методик построения дерева целей следует обратить внимание на то, что:

1. Фактически во всех методиках при переходе от любого уровня к следующему нижележащему уровню происходит переход от удаленного к более близкому (возможно в пространстве, возможно во времени).

2. При переходе на нижележащие уровни идет конкретизация понятий, описывающих цель. От «улучшить» или «повысить» на верхних уровнях к «к концу месяца» или «на 20%». Другая форма конкретизации: «направление», «программа», «задание», «задача». Желательна измеримость целей нижнего уровня.

3. В каждом узле дерева деление на веточки идет по принципу направленности на разные субъекты или объекты либо на разные свойства или функции субъектов или объектов.

4. В каждом узле элементы нижележащего уровня являются средством выполнения корневого элемента. Число уровней иерархии и число компонентов в каждом узле должно (в силу гипотезы Миллера или числа Колмогорова) не превышать К = 7 ± 2.

5. Процесс развертывания обобщенной цели в иерархической структуре в принципе может быть бесконечным, однако на практике ситуация иная: во-первых, в силу гипотезы Миллера число уровней иерархии следует ограничить 5-9.

Область применения методики

Методика применялись в различных областях - научные исследования, проектирование и создание систем различной сложности в научно-исследовательских организациях и на предприятиях, расширение рынков сбыта военно-космической продукции и т.д.

Глубина прогнозирования в системе ПАТТЕРН составляла 10... 15 лет, что соответствовало жизненному циклу становления и старения техники.

ЗАДАНИЯ.   

Построение дерева целей

Повторение: «Дерево целей представляет собой упорядоченную иерархию целей, характеризующую их соподчиненность и внутренние взаимо­связи. Процесс конкретизации целей от высших уровней к низшим на­поминает процесс разрастания дерева (только растет оно сверху вниз). Структура целей изображается в виде ветвящегося рисунка, называе­мого «деревом целей».

Принципиальная схема «дерева целей» выглядит следующим образом.

0-й уровень

 

 

1-й уровень

 

2-й уровень

 

3-й уровень

Рис. 11. «Разрастание» дерева целей.

При построении дерева целей необходимо обеспечить конкретность формулировок;

Пример: Перед руководителем торгового предприятия одежды ООО «Весна +» стоит проблема увеличения прибыли от реализации товаров. 

Увеличить прибыль ООО «Весна +»

Расширить ассортимент

Внедрить методы стимулирования рынка

Провести рекламную компанию

Провести опрос и анкетирование покупателей

Внедрить в производство новый товар

Провести конкурсы и лотереи

Организовать проведение распродаж и скидок

Оказание дополнительных услуг(швейные услуги)

Установить постеры в витринах

Сделать телевизионную рекламу

Осуществить рекламный показ мод

 

 

 Разработать дерево целей. Задания

Вариант 1.

Перед менеджером по работе с персоналом стоит задача: Как в краткосрочной перспективе поднять заработную плату персоналу. Составить дерево целей из 3-х уровней.

Вариант 2.

Руководитель компьютерной фирмы поставил задачу перед отделом маркетинга: Стимулировать сбыт продукции в краткосрочной перспективе. Из 4-5 уровней составить дерево целей.

Вариант 3.

Необходимо повысить конкурентоспособность туристской фирмы на рынке. Составить дерево целей из 3-4 уровней.

Вариант 4.

Перед генеральным директором ателье по пошиву верхней одежды стоит задача: Как отремонтировать производственное здание при ограниченных средствах. Помогите составить дерево целей не менее 4- уровней.

Вариант 5.

Студент хочет открыть малое предприятие по туризму. Составить дерево целей из 6 - 7 уровней.

Вариант 6.

Составить дерево целей из 6 -7 уровней для участия в модельном бизнесе.

Вариант 7.

Перед менеджером по рекламе туристской фирмы стоит задача: Как эффективно провести рекламную кампанию. Составить дерево целей не менее 4-х уровней.

Вариант 8.

Менеджеру по работе с персоналом необходимо провести аттестацию сотрудников. Составить дерево целей из 3 уровней.

Вариант 9.

Руководителю в рамках уже существующего предприятия оптовой торговли необходимо привлечь еще покупателей. Помогите ему составить дерево целей из 4 уровней.

Вариант 10.

На факультет прикладной информатики необходимо привлечь абитуриентов.

Задание для самостоятельной работы №1.

Построить свой профессиональный образ, используя методики структуризации дерева целей. Исходная посылка: МГПУ – место вашегопрофессионального развития на время обучения. Как это использовать и как этим управлять? Форма результата – дерево целей.

Срок 1 –е марта.

Задание для самостоятельной работы №2.

Построить дерево целей для объектов из таблицы«ПРИМЕРЫ ОБЪЕКТОВ». Фамилии исполнителей записаны в таблице. Необходимо для каждого объекта рассмотреть либо цель «улучшение объекта», либо цель  «создание объекта». Для цели «создание» получится дерево функций. Построить не меньше трех уровней. Стремиться к измеримости нижнего уровня. В отчете должны быть описания или рисунки деревьев. Охарактеризовать приемы и методы, использованные при построении каждого дерева.

Работа выполняется вместе с заданием  3.

 

Таблица 2. ПРИМЕРЫ ОБЪЕКТОВ.

Объект	Фамилия исполнителя
1. Автомобиль	Абрамов
2. Ателье	Абрамов
3. АТС
4. Аэропорт	Апряткина
5. Аэрофлот
6. Бензоколонка	Апряткина
7. Библиотека	Баранов
8. Больница	Боровский
9. Мотоцикл	Баранов
10. Вентилятор	Боровский
11. Вернисаж	Васильвва
12. ВУЗ	Власов
13. Газета	Кузнецов
14. Город
15. Городской транспорт	Воронин
16. Гостиница	Гололобова
17. Грузовик	Васильева
18. ГЭС	Кузнецов
19. Деканат	Гусихина
20. Дерево	Воронин
21. Детский сад	Илларионов
22. Доклад	Власов
23. Завод	Куприянова
24. Замǒк	Гололобова
25. Звонок	Гусихина
26. Зоопарк	Ледовских
27. Каталог	Илларионов
28. Качели	Куприянова
29. Кинотеатр	Ледовских
30. Книга	Панина
31. Концерт	Макаров
32. Компьютер	Макаров
33. Кооператив	Моргунов
34. Кофемолка	Моргунов
35. Кухня	Орлова
36. Лекция	Панина
37. Люстра	Пантелеева
38. Магазин	Пантелеева
39. Магнитофон
40. Мэрия
41. Метро	Орлова
42. Микрофон	Панферов
43. Министерство	Панферов
44. Мозг	Петропавлов
45. Музей	Петропавлов
46. Мясорубка	Попова
47. Общежитие
48. Общество	Попова
49. Общество потребителей
50. Огнетушитель	Пирогов
51. Оранжерея	Поликарпов
52. Оркестр	Пирогов
53. ОТК
54. Отрасль
55. Очки	Решетников
56. Парикмахерская	Поликарпов
57. Пианино	Семенов
58. Планирование
59. Профсоюз	Решетников
60. Птицеферма	Семенов
61. Промышленность
62. Регион
63. Ректорат	Силонов
64. Республика
65. Робот	Смирнова
66. Рынок	Смирнова
67. Самолет	Силонов
68. Санаторий	Туманов
69. Сбербанк	Солодов
70. Светофор	Солодов
71. Склад
72. Собрание
73. Спутник
74. Стадион
75. Столовая	Устюгова
76. Стройка	Щетников
77. Суд	Федин
78. Счеты
79. Такси
80. Телевизор	Федин
81. Типография	Франтов
82. Трактор	Устюгова
83. Транспорт
84. Трамвай	Туманов
85.Тюрьма	Федорова
86. Телефон	Щетников
87. Утюг	Федорова
88. Учебник	Франтов
89. Факультет	Хохлов
90. Фотоателье
91. Фотоаппарат	Хохлов
92. Химчистка
93. Хозрасчет
94. Хор	Шабарин
95. Цех
96. Циркуль	Шабарин
97. Часы	Шестаков
98. Чемпионат
99. Швейная машина
100. Школа	Шестаков
101. Шляпа
102. Шлепанцы
103. Экономика

 

Факультет прикладной информатики

Кафедра прикладной информатики в управлении

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ