1 Системный анализ и принятие решений Лекция 6 Проблема и алгоритм ее решения. Коробов Александр Сергеевич

2 Проблема под проблемой понимается несоответствие между необходимым (желаемым) и фактическим положением дел проблему обычно отличают от технической задачи, которая представляет собой установку сделать, сконструировать, воспроизвести, построить какой-либо новый объект, вещь, материал, механизм, процесс и т.д. или изменить их состояние. правильно поставленная проблема это уже наполовину решенная проблема

3 Проблемный анализ Проблемный анализ позволяет правильно и четко сформулировать проблему, ради которой создается система. В ряде случаев приходят к отрицательному выводу, т.е. что проблемы не существует и система не нужна, что тоже оказывается небесполезным. В других случаях подобное исследование приводит к выводу, что проблема была первоначально сформулирована неверно, что она заключается в другом, а следовательно, и функции, и структура задуманной системы должны быть иными

4 Различие проблем по степени их структуризации По ясности, осознанности их постановки; Степени детализации и конкретизации представлений об их составляющих и взаимосвязях; Соотношению количественных и качественных факторов, отмечаемых в постановке проблемы. В соответствии с этим выделяют три класса проблем: 1.хорошо структуризованные, или количественно сформулированные; 2.слабо структуризованные, или смешанные, содержащие количественные и качественные оценки; 3.неструктуризованные, или качественные проблемы.

5 Роль СА в решении проблем Для решения проблем первого класса существует хорошо развитый математический аппарат исследования операций. Для решения проблем второго класса нужны системные методы. Для решения проблем третьего класса применяются эвристические методы. (В Древней Греции это система обучения путем наводящих вопросов.) Следовательно, системный анализ и применяется для того, чтобы сначала хотя бы слабо структуризованную проблему превратить в хорошо структуризованную, к решению которой можно приложить аппарат исследования операций и теорию оптимизации.

6 Предварительная постановка проблемы описание пути обнаружения проблемы; объяснение рассмотрения ее как проблемы; отделение ее от смежных проблем; описание применений результатов решения проблемы.

7 Вариант представления проблемы Любую проблему можно представить как неразрывное единство двух элементов: знания о незнании; предположения о возможности открытия либо неизвестного закона в непознанной сфере (в фундаментальных науках), либо принципиально нового способа практического применения ранее полученного знания о законах (в науках прикладного типа)

8 Постановка проблемы Грамотная постановка проблемы предполагает выполнение следующих групп действий: 1.формулирование проблемы; 2.построение проблемы; 3.оценка проблемы; 4.обоснование; 5.обозначение.

9 Формулирование проблемы выдвижения центрального вопроса проблемы фиксации того противоречия, которое легло в основу проблемы предположительного описания ожидаемого результата

10 Построение проблемы «расщепление» проблемы на подвопросы, без ответов на которые нельзя получить ответа на основной проблемный вопрос группирование и определение последовательности решения подвопросов, составляющих проблему ограничение поля изучения в соответствии с потребностями исследования и возможностями исследователя, ограничение известного от неизвестного в области, избранной для изучения выработки установки на возможность замены любого вопроса проблемы любым другим и поиск альтернатив для всех элементов проблемы

11 Оценка проблемы выявление всех условий, необходимых для решения проблемы, включая методы, средства, приемы и т.п. проверка наличных возможностей и предпосылок выяснение степени проблемности, т.е. соотношения известного и неизвестного в той информации, которую требуется использовать для решения проблемы нахождение среди уже решенных проблем аналогичных решаемой отнесение проблемы к определенному типу

12 Обоснование установление ценностных, содержательных и генетических связей данной проблемы с другими проблемами приведение доводов в пользу реальности проблемы, ее постановки и решения выдвижение сколь угодно большого числа возражений против проблемы объективный синтез результатов

13 Обозначение разъяснение понятий перевод проблемы на иной научный или обыденный языки словесная нюансировка малозаметный переход выражения проблемы и подбор понятий, наиболее точно фиксирующих смысл проблемы

14 Уровни постановки проблемы Изучение проблемы на материале разных наук показывает, что можно выделить три уровня ее постановки. Первый уровень часто встречающаяся ситуация состоит в том, что после определения центрального вопроса о дальнейшем развертывании проблемы мало заботятся. Это, так сказать, низшая интуитивная форма постановки проблемы. Второй уровень постановка проблемы в соответствии с описанными правилами, но без полного осознания их смысла и необходимости соблюдения. При этом следует подчеркнуть, что все операции не всегда оказываются реализованными у одного специалиста полностью. Но каждая из них так или иначе представлена в какой-нибудь из действительных проблем науки. Это и явилось с основанием для составления процедурного поиска. Третий уровень сознательное использование всех процедур и входящих в него операций

15 Практическая польза процедуры постановки проблемы Следуя правилам, мы вынуждены размышлять о проблеме в таких ракурсах, о которых чаще всего речь не идет при интуитивной постановке. В результате обогащается понимание проблемы, выявляются новые подходы к ней, возникают новые точки зрения на средства и условия ее решения. В ряде случаев происходит отказ от исследования, если обнаруживается, что проблема, поставленная исследователем, не является таковой в действительности, или если разрыв между возможностями решить проблему и заданными в ней целями слишком велик. За счет соблюдения требований постановки проблемы обеспечивается качественное планирование научного исследования. Ведь выполнение правил означает, что вся предплановая подготовительная работа проделана. При наличии такого плана обеспечивается эффективная организация труда исследователей. В случае реализации действий психологическая готовность специалиста к познавательной деятельности оказывается намного выше как за счет четкой целенаправленности, так и за счет уверенности, возникающей на базе ясного понимания сути проблемы, возможностей, которые в ней заложены, и трудностей, которые при этом предстоит преодолеть. Как известно, уверенность в большей мере есть следствие знания. Знание проблемы в этом отношении не исключение. В целом существенно улучшается «качество» проблемы и значительно ускоряется переход от замысла к решению.

16 Способы обращения с проблемой не решать проблему, игнорировать ее; решать частично, сделать что-нибудь с достаточно хорошим результатом; решать проблему полностью и получить наилучший результат; устранить, растворить проблему, переделать либо саму ТС, либо ее окружение.

17 Задача Поставленная цель, которую стремятся достигнуть. В постановке задачи известно целевое состояние, у проблемы известно состояние от которого стремятся уйти При постановке задачи удобно пользоваться SMART критериями Постановка задачи определяет конкретные действия, результаты которых можно соотнести с поставленной целью

18 Переход от проблемы к задаче В ходе постановки проблемы рождается множество альтернатив Через механизм выбора происходит сужение множества альтернатив (в лучшем случае до одной) Для одной альтернативы ставится задача (множество задач) По окончании решения задачи происходит проверка степени решения проблемы

19 Пространство решения проблемы Проблемное состояние Целевое состояние Пространство неизвестного Пространство известного Альтернативы

20 Предпосылки выбора Выбор является способом достижения цели Для осуществления выбора необходимо: –Сформулировать цель –Определить множество альтернатив –Определить критерии выбора и метод выбора

21 Последовательность решения проблемы Цель: Решение проблемы Постановка проблемы: Множество альтернатив Подготовка выбора: Определение критериев и метода выбора Выбор: Сужение множества альтернатив Формулирование постановки задачи Выбор и решение задачи Проверка: решена ли проблема?

22 Алгоритм исследований при постановке задачи Выбор расши- ренной задачи Опи- сание цели Опи- сание системы Опи- сание среды Опи- сание операций Выбор мно- жества альтер- натив Выбор показа- телей и крите- риев предпо- чтения Деком- позиция задачи Опр. объектов модели- рования Подго- товка исходных данных Поста- новка реша- емой задачи

23 Описание алгоритма исследований при постановке задачи Описание цели – описание модели цели системы в виде функциональных требований (Заказчик во многих случаях готов предварительно сформулировать проблему, но не готов поставить задачу) Описание системы – построение структурной модели системы, перечень основных функций системы Описание среды – характеристики среды, условия работы в среде, варианты взаимодействия со средой Описание операций – система-процесс, в виде логической модели операций по достижению цели

24 Описание алгоритма исследований при постановке задачи (2) Выбор состава множества альтернатив – среди них будут выбираться предпочтительные альтернативы Выбор показателей и критерия предпочтения – является основой для выбора предпочтительной альтернативы Определение объектов моделирования – сужение задачи путем исключения из исследования компонентов и параметров системы и среды слабо влияющих на решение задачи

25 Описание алгоритма исследований при постановке задачи (3) Декомпозиция задачи – разделения задачи на составные части, для систематизации решения всей задачи (это метод решения) Подготовка исходных данных – планирование решения задачи Формулирование постановки задачи – включает цель решения задачи, альтернативы с ограничениями, критерии предпочтения