Предмет и методы теории систем © Н.М. Светлов, 2006-2011 1/131/13 Лекция 1. Предмет и методы теории систем Содержание лекции: 1. Предпосылки возникновения. - презентация

1 Предмет и методы теории систем © Н.М. Светлов, /131/13 Лекция 1. Предмет и методы теории систем Содержание лекции: 1. Предпосылки возникновения теории систем Предпосылки возникновения теории систем Предпосылки возникновения теории систем 2. Определение понятия «система» Определение понятия «система» Определение понятия «система» 3. Структура теории систем Структура теории систем Структура теории систем 4. Методы теории систем Методы теории систем Методы теории систем 5. Связь теории систем с другими науками Связь теории систем с другими науками Связь теории систем с другими науками

2 Литература 1. Волкова В.Н., Денисов А.А. Теория систем и системный анализ. М.: Юрайт, Спицнадель В.Н. Основы системного анализа: Учеб. пособие. М.: Бизнес-пресса, Предмет и методы теории систем © Н.М. Светлов, /132/13

3 1. Предпосылки возникновения теории систем Создана алгебра логики (XIX в.) В различных науках обнаружились общие подходы и схожие теории (начало XX в.) Разработана теория информации (начало XX в.) Учёных заинтересовали причины этого явленияУчёных заинтересовали причины этого явления Возникла потребность в переносе знаний из одной науки в другуюВозникла потребность в переносе знаний из одной науки в другую Предмет и методы теории систем © Н.М. Светлов, /133/13

4 1. Предпосылки возникновения теории систем Н. Винер: кибернетикаН. Винер: кибернетика С. Бир: экономическая кибернетикаС. Бир: экономическая кибернетика И. Пригожин: диссипативные системыИ. Пригожин: диссипативные системы Развитие теории систем Б. Рассел: понятие структурыБ. Рассел: понятие структуры Б. Рассел, А. Уайтхед, К. Гёдель: формальные (знаковые) системыБ. Рассел, А. Уайтхед, К. Гёдель: формальные (знаковые) системы Л. Берталанфи: общая теория системЛ. Берталанфи: общая теория систем Становление теории систем (XX в.) Демокрит: тела из атомов vs слова из буквДемокрит: тела из атомов vs слова из букв Аристотель: целое больше суммы частейАристотель: целое больше суммы частей Понятие системы возникло в древней Греции Предмет и методы теории систем © Н.М. Светлов, /134/13

5 2. Определение понятия «система» Предмет теории систем - системы произвольной природы Общепринятого определения системы нет и (по всей видимости) не может существовать Имеющиеся определения отличаются степенью общности и границами применимости Понятие системы происходит от древнегреческого корня, обозначающего сочетание, организм, организацию, союз; подразумевало порядок, присущий именуемому явлению Предмет и методы теории систем © Н.М. Светлов, /135/13

6 2. Определение понятия «система» Вербальные определения Берталанфи: комплекс элементов, находящихся во взаимодействии Холл, Фейджин: множество объектов вместе с отношениями между объектами и между их атрибутами Наиболее распространённое: совокупность взаимосвязанных и целесообразно взаимодействующих элементов Предмет и методы теории систем © Н.М. Светлов, /136/13

7 2. Определение понятия «система» Формальные определения: Формальные определения: {X, Q}, где X - множество переменных, Q - множество отношений между переменными {X, Q}, где X - множество переменных, Q - множество отношений между переменными {T, x, u, y, Г, η, φ}, где: {T, x, u, y, Г, η, φ}, где: Т - множество моментов времени Т - множество моментов времени x - вектор переменных состояния, причём x(t 2 ) = φ(x(t 1 ), u(t 1 ), t 2 ), где {t 1, t 2 } T x - вектор переменных состояния, причём x(t 2 ) = φ(x(t 1 ), u(t 1 ), t 2 ), где {t 1, t 2 } T u - вектор входных переменных u - вектор входных переменных y - вектор выходных переменных, причём y(t 2 ) = η(x(t 1 ), u(t 1 ), t 2 ); y - вектор выходных переменных, причём y(t 2 ) = η(x(t 1 ), u(t 1 ), t 2 ); Г - множество допустимых выходных векторов Г - множество допустимых выходных векторов Предмет и методы теории систем © Н.М. Светлов, /137/13

8 3. Структура теории систем по Л. фон Берталанфи Теоретическая часть кибернетикакибернетика теория информациитеория информации теория игртеория игр исследование операцийисследование операций топология, включая теорию графовтопология, включая теорию графов факторный анализфакторный анализ ОТС в узком смыслеОТС в узком смысле вывод понятий взаимодействия, централизации, целенаправленности и др. из определения системывывод понятий взаимодействия, централизации, целенаправленности и др. из определения системы Прикладная часть системотехникасистемотехника прикладное исследование операцийприкладное исследование операций инженерная психологияинженерная психология Предмет и методы теории систем © Н.М. Светлов, /138/13

9 3. Структура теории систем фактически: Теория формальных систем Мат. логика Теория чисел Общая теория систем Теория ИИ Теория языков Прикладной системный анализ Прикладной синтез систем Математи- ческое моде- лирование Категории «система», «вход», «выход», «связь», «структура», «целое», «элемент» и др. Предмет и методы теории систем © Н.М. Светлов, /139/13

10 4. Методы теории систем Системный анализ Системный анализ Цель – выяснение структуры системы Цель – выяснение структуры системы Опирается на: Опирается на: абстрактно-логические методы: абстрактно-логические методы: индукция, дедукция, анализ, метод чёрного ящика, метод аналогийиндукция, дедукция, анализ, метод чёрного ящика, метод аналогий математические методы: математические методы: корреляционный, дисперсионный, регрессионный, факторный анализкорреляционный, дисперсионный, регрессионный, факторный анализ компьютерную имитацию компьютерную имитацию часто с использованием методов исследования операцийчасто с использованием методов исследования операций Предмет и методы теории систем © Н.М. Светлов, / 13

11 4. Методы теории систем Математическое моделирование Математическое моделирование Цель – создание объекта, подобного исследуемой системе, для: Цель – создание объекта, подобного исследуемой системе, для: проверки полноты знаний об объекте проверки полноты знаний об объекте получения нового знания об объекте с помощью модели получения нового знания об объекте с помощью модели предсказания поведения объекта предсказания поведения объекта управления объектом управления объектом Предмет и методы теории систем © Н.М. Светлов, / 13

12 4. Методы теории систем Синтез систем Синтез систем Состоит в создании систем с заданными свойствами на основе знаний об изученных системах Состоит в создании систем с заданными свойствами на основе знаний об изученных системах Опирается на: Опирается на: расчётно-конструктивный метод расчётно-конструктивный метод исследование операций; исследование операций; вариационное исчисление; вариационное исчисление; оптимальное управление; оптимальное управление; теорию решения изобретательских задач теорию решения изобретательских задач Предмет и методы теории систем © Н.М. Светлов, / 13

13 5. Связь теории систем с другими науками Общая теория систем Философия Математика категории, формы представления знаний Мат. методы Теория формаль ных систем экономика инженерные науки биология физика информатика и т.д. Методы исследования Знания, подлежащие обобщению 18/ 18 Предмет и методы теории систем © Н.М. Светлов, / 13