Основні поняття загальної теорії систем. Тема 2

1. Тема 2. Основні поняття загальної теорії систем

Смолінський В.Б. к.е.н ., доцент
Львівський національний університет природокористування

2. План лекції

1. Основні поняття, що характеризують будову та роботу
системи.
2. Системний підхід.
3. Основні принципи ТССА.
4. Стан та поведінка системи.
5. Характеристика ефективної системи.

3. 1. Основні поняття, що характеризують будову та роботу системи

4.

Більшість систем великі й складні, тому з метою ефективного управління їх доцільно
ділити на більш дрібні структурні частини. Цей процес поділу з урахуванням властивостей
компонентів і характеру зв'язків між ними безпосередньо пов'язаний із будовою системи.
Поняття "елемент системи" застосовується в системних дослідженнях для визначення
способу відділення частини від цілого. У цьому сенсі елемент виступає як своєрідна межа
можливого поділу системи на елементарні складові, які дозволяють найкращим способом
розібратися і зрозуміти закономірності функціонування кожної частини системи в цілісному
утворенні.
Елементом слід вважати відособлену частину системи, якій притаманні певні
властивості, призначення. Цілком логічним є розгляд кожної системи елементом іншої, значно
більшої системи.
Елементом системи є найпростіша її частина, яку не можна поділити. Граничну
здатність системи до поділу визначає характер конкретного завдання, на виконання якого
спрямована система. Елементом системи можна вважати об'єкт, відносно самостійний і
неподільний на конкретному рівні розгляду, що виконує певні функції й знаходиться у взаємодії
з іншими об'єктами, які складають систему.

5. Характеристика елементів системи

1. Елемент виступає структуротворчою частиною будь-якої системи (наприклад, підприємство є
складовою якоїсь галузі виробництва з одного боку і складається з цехів та служб з другого).
2. Елементу притаманні такі властивості, які будуть використовуватися системою або є
потенційними для функціонального використання. Кожна властивість елементу може бути
умовою для залучення елементу до системи.
3. Властивості елементів визначають їх місце у внутрішній організації системи. Елементи
розвиваються в рамках системи і підкоряються умовам її функціонування, змінюючись у
процесі розвитку системи або під впливом управлінського впливу.
4. Цілі системи визначають конкретну форму існування елементів як її (системи) частки. Тобто,
структурна автономність кожного елементу – одна з ознак елементу системи.
5. Елементи та підсистеми взаємопов'язані. Без взаємодії елементів не може до кінця
реалізуватись функція кожного елементу (економісти, фінансисти, бухгалтери). Свою
функцію, своє призначення елемент або підсистема може виконати лише за умови, що буде
взаємодіяти з елементами та підсистемами.
6. Взаємодія буде тим краща, чим упорядкованішими будуть взаємозв'язки елементів,
підсистем.

6.

Кожну систему можна подати як сукупність підсистем.
Підсистеми – це набір елементів, що виступає автономним об'єднанням всередині системи й
відзначається структурною цілісністю, наявністю підцілей функціонування й комунікативним
зв'язком з іншими підсистемами чи окремими елементами системи.
Можливість поділу системи на підсистеми пов'язана з виокремленням елементів, здатних
виконувати відносно незалежні функції й спрямованих на досягнення загальної мети
системи.
Основі вимоги до підсистем:
1) повинні впливати на досягнення кінцевих результатів;
2) мають формуватися за ознаками, які виявляють функціональний зв'язок між ними і системою
у цілому;
3) повинні бути пов'язані з діями всіх інших елементів системи та відображати взаємозв'язки,
встановлені для окремих елементів системи через її підсистеми з зовнішнім середовищем;
4) мають об'єднувати у собі менші підсистеми;
5) повинні прив'язуватися до всієї системи за допомогою встановлених відносин кожної частини
до тієї чи іншої характеристики, що має функціональний зв'язок з виконанням
загальносистемних завдань.
Виділення підсистем залежить від типу системи, мети та механізмів її дослідження (наприклад,
підсистема основного виробництва, підсистема збуту).

7.

Рис. Схема компонентів системи

8. У найбільш загальному вигляді можна виділити наступні основні підсистеми організації:

управлінська – забезпечує процес прийняття рішень, організацію цілеспрямованої,
узгодженої роботи усіх ланок або підрозділів організації для отримання
визначених результатів;
технологічна – Підсистема, яка забезпечує розподіл процесу виробництва на
окремі логічні стадії та процеси;
технічна – взаємопов'язаний, функціонально обумовлений комплекс обладнання
організації, який забезпечує прикладне виконання поставлених завдань;
виробнича – об'єднує технічні і технологічні підсистеми, а також трудовий і
сировинний потенціал, що у сукупності спрямовуються на вирішення
поставлених завдань.

9.

Система має об'єктивну потребу в структурі. Основна функція структури – забезпечити
внутрішню міцність, стійкість, високий ступінь сполученості всіх компонентів системи
підсистем, елементів, відношень, зв'язків та їх атрибутів.
Структура відображає взаємозв'язок і взаємовідносини між елементами системи,
установлюючи порядок її побудови.
Саме тому структуру системи прийнято описувати видами зв'язків і відносин між її елементами.
Відносини – це співвідношення, підпорядкованість однієї властивості елемента іншій, що
відзначається статикою будови самого елемента, тобто його структури.
Складність структури зумовлена кількістю й різноманіттям зв'язків між елементами системи.
Зв'язок – це функціональна характеристика елемента системи, що визначає перенесення
матеріальних, енергетичних або інформаційних компонентів від одного об'єкта до іншого.
Це прояв властивостей комунікації елемента з його оточенням.
Поняття "зв'язок" часто ототожнюють із динамічним станом елементів.
Поняття "зв'язок" описує ступінь обмеження вільного розвитку самого елемента. Всі елементи
будь-якої системи завжди вступають у взаємодію один з одним, втрачаючи при цьому деякі
з своїх властивостей. Наявність властивостей зв'язків у елемента (комунікації) забезпечує
його життєдіяльність.

10.

У кожній системі може існувати безліч зв'язків, визначити характер яких досить складно.
Тому доцільно вивчити класифікацію зв'язків.
Зв'язки діляться на внутрішні, коли таке перенесення компонентів відбувається між
елементами системи, і зовнішні, коли вихід однієї системи стає входом в іншу. Такий зв'язок
прийнято називати прямим зв'язком. Наприклад, постачання ресурсів організації.
Крім прямого зв'язку, існує ще й зворотний зв'язок. Прямий зв'язок забезпечує передачу
впливу, інформації з виходу одного елемента на вхід іншого, а зворотна – з виходу деякого
елемента на вхід того ж елементу.
У процесі взаємодії елементів у системі встановлюються певні алгоритми їх спільного
функціонування.

11.

Рекурсивний зв'язок
параметрами в системі.
установлює
причинно-наслідковий
зв'язок
між
різними
Синергетичний зв'язок визначає результат спільної дії взаємопов'язаних елементів як
загальний ефект.
Циклічний зв'язок – це складний зворотний зв'язок між елементами в системі, що
визначає її повний життєвий цикл. Зворотний зв'язок становить основу саморегуляції, розвитку
системи, пристосування системи до мінливих умов існування. У соціально-економічних
системах на принципі зворотного зв'язку грунтується функція коригування.
Зв'язки між елементами системи певним чином впливають на структуру.
Під позитивним зв'язком розуміють результат взаємодії елементів, у процесі якого не
відбувається руйнування внутрішньої структури самих елементів, а виникає імпульс для
подальшого розвитку елементів усієї системи.
Унаслідок негативного зв'язку відбувається руйнування як самого елемента, так і всієї
системи.
Гармонізованим зв'язкам вважають стійкий динамічний стан розвитку елементів
системи в результаті їх взаємодії.

12.

За походженням виділяють зв'язки, які утворюються внаслідок:
генетичного походження, коли один об'єкт служить основою для появи іншого;
перетворення, коли елементи однієї системи в процесі взаємодії з елементами іншої
набувають нових властивостей або в одній, або в обох системах;
взаємодії декількох елементів системи;
функціонування як результат нормальної життєдіяльності системи;
розвитку як результат процесу переходу системи з одного якісного стану в інший;
управління як окремий різновид функціональних зв'язків або зв'язків розвитку.
Кожний зв'язок має певні атрибути, тобто необхідні, постійні ознаки, властиві кожному
окремому елементу системи.

13. 2. Системний підхід

14.

У теорії та практиці створення інформаційних систем виділяють три підходи: локальний,
глобальний та системний.
Суть локального підходу полягає в тому, що інформаційні системи створюють послідовним
нарощуванням задач, які розв’язуються на ЕОМ.
При глобальному підході спочатку розробляють проект немовби повної, завершеної
системи, а потім її впроваджують. Як правило, цей підхід призводить до морального старіння
проекту ще до його впровадження, оскільки час його розробки може перевищувати період
оновлення технічних, програмних та інших засобів, використаних у ньому.
Системний підхід до створення інформаційної системи – це комплексне
вивчення економічного об’єкта як одного цілого з представленням частин його як
цілеспрямованих систем і вивчення цих систем та взаємовідносин між ними.
При системному підході економічний об’єкт розглядається як сукупність
взаємопов`язаних елементів однієї складної динамічної системи, яка перебуває в
стані постійних змін під впливом багатьох внутрішніх і зовнішніх факторів,
пов’язаних процесами перетворення вхідного набору ресурсів в інші вихідні
ресурси.

15. Системний підхід має такі принципи:

1)кінцевої мети – абсолютний пріоритет кінцевої (глобальної) мети
;
2) єдностi – розгляд системи як цілого, так i сукупностi частин (елементiв);
3)зв'язностi – розгляд будь якої частини разом з її зв'язками з оточенням;
4)модульної
побудови – корисно видiляти модулi
в системi та розглядати її як сукупнiсть
модулiв;
5)ієрархiї - корисно вводити iєрархiю частин (елементiв) i (чи) їх ранжування;
6)функцiональностi – спiльний розгляд структури i функцiй з прiоритетом функцiй над
структурою;
7)розвитку – врахування змiн системи, її здатність до розвитку, розширення, замiни частин,
нагромадження iнформацiї ;
8)децентралiзацiї - поєднання рiшень, якi приймаються, та керування централiзацiєю i
децентралiзацiєю;
9)невизначенiсть – врахування невизначеностей та випадковостей у системi.

16.

Характерними ознаками системного (комплексного) пiдходу є:
одночасне охоплення проектуванням великої кiлькостi задач ;
максимальна типiзацiя та стандартизація рiшень;
багато аспектне уявлення про структуру iнформацiйної системи як про систему ,що
складається з кiлькох класiв компонентів, та відносна автономна їх розробка;
ключова роль баз даних; локальне впровадження та збільшення функціональних задач.
Задачею системного пiдходу до створення iнформацiйної системи є розробка всiєї
сукупностi методологічних i соціально – наукових засобiв обстеження (опис, аналiз, синтез,
реалiзацiя ) систем рiзного типу.
У методологічному вiдношеннi системний пiдхiд базується на iдеях цiлiсностi,
цiлеспрямованостi, органiзованостi об’єктiв, що вивчаються, їх внутрiшнiй активностi та
динамiзмi. В розвитку системних розробок видiляють три напрямки : загальну теорiю систем,
математичну теорiю системи i складних систем.

17. 3. Основні принципи ТССА

18.

Перший принцип ТССА – це вимога розглядати сукупність елементів системи як
одне ціле або, більш жорстко, – заборона розглядати систему як просте
об’єднання елементів;
Другий принцип полягає у визнанні того, що властивості системи є не просто сумою
властивостей її елементів. Тобто, Вона характеризується особливими
властивостями, які можуть і не мати окремі її елементи.
Важливим атрибутом системи є її ефективність. Теоретично доведено, що завжди
існує функція цінності системи – у вигляді залежності її ефективності (це майже
завжди економічний показник) від умов побудови і функціонування. Крім того, ця
функція обмежена, а значить можна і потрібно шукати її максимум. Максимум
ефективності системи може вважатися третім основним принципом.

19.

Четвертий принцип забороняє розглядати систему окремо від навколишнього
середовища, тобто як автономну, відособлену. Це означає обов’язковість
врахування зовнішніх зв’язків або вимогу розглядати досліджувану систему як
частину (підсистему) деякої більш загальної системи.
З урахуванням четвертого принципу приходимо до п’ятого принципу – можливості (а
іноді і необхідності) декомпозиції системи на частини, підсистеми. Якщо останні
виявляються недостатньо простими для аналізу, то до них застосовується цей
самий принцип. Однак в процесі такої декомпозиції не можна порушувати
попередні принципи. Поки вони дотримаються, декомпозиція виправдана, тобто
дозволена в тому сенсі, що гарантує можливість застосування практичних
методів, прийомів, алгоритмів розв’язання задач системного аналізу.

20. 4. Стан та поведінка системи

21.

Стан системи – це зафіксовані значення характеристик системи, важливі для цілей
дослідження.
Стан характеризує миттєву фотографію, «зріз» системи, зупинку в її розвитку. Його
визначають або через вхідні дії і вихідні сигнали (результати), або через макропараметри,
макровластивості системи (тиск, швидкість, прискорення тощо).
Стан системи – сукупність станів її m елементів і зв'язків між ними.
Реальна система не може знаходитися в будь-якому стані. Завжди є відомі обмеження –
деякі внутрішні і зовнішні чинники (наприклад, людина не може жити 1000 років).
Можливі стани реальної системи утворюють в просторі станів системи деяку підобласть
(підпростір) – множину допустимих станів системи.
Зміна довільної з числа цих характеристик означатиме перехід системи до іншого стану.
Отже, отримаємо набір станів, який ще не є процесом.
Процес – це набір станів системи, що відповідає впорядкованій неперервній або
дискретній зміні деякого параметра, що визначає характеристики чи властивості системи. В
більшості випадків таким параметром є час.
Процес зміни станів системи в часі відображає її динаміку. Процеси в системі мають
різноманітне значення. Зокрема, процеси створення комп’ютеризованої інформаційної системи
вимагають реалізації різних підпроцесів, які забезпечують основну функцію розробника.

22.

Рівновагу визначають як здатність системи у відсутності зовнішніх збурюючих дій (або при
постійних діях) зберігати свій стан скільки завгодно довго.
Стійкість – здатність системи повертатися в стан рівноваги після того, як вона була з
цього стану виведена під впливом зовнішніх (а в системах з активними елементами –
внутрішніх) збурюючих дій.
Стан рівноваги, в яку система здатна повертатися, називають стійким станом рівноваги.
Повернення в цей стан може супроводжуватися коливаннями.
Розвиток – допомагає пояснити складні термодинамічні та інформаційні процеси в
природі і суспільстві. Дослідження процесу розвитку (еволюції), співвідношення розвитку і
стійкості, вивчення механізмів, лежачих в їх основі, – найбільш складні завдання теорії систем.

23.

Обмеження системи – те, що визначає умови її функціонування (реалізацію процесу).
Обмеження бувають внутрішніми і зовнішніми. Одним із зовнішніх обмежень є мета
функціонування системи. Прикладом внутрішніх обмежень можуть бути ресурси, що
забезпечують реалізацію довільного процесу.
Рух системи – це послідовна зміна її стану.
Вимушений рух системи – зміна її стану під впливом зовнішнього середовища. Прикладом
вимушеного руху може служити переміщення ресурсів за наказом (що поступив в систему
ззовні).
Власний рух – зміна стану системи без дії зовнішнього середовища (тільки під дією
внутрішніх причин). Власним рухом системи «чоловік» буде його життя як біологічного (а не
суспільного) індивіда, тобто живлення, сон, розмноження.

24.

Процеси системи – це сукупність послідовних змін стану системи для досягнення мети. До
них відносяться вхідний, вихідний і перехідний процеси системи.
Вхідний процес – множина вхідних дій, які змінюються з часом.
Вихідний процес – множина вихідних дій на навколишнє середовище, які змінюються з
часом.
Перехідний процес систем – множина перетворень початкового стану і вхідних дій у
вихідні величини, які змінюються з часом по певних правилах.

25.

Зворотний зв'язок (ЗЗ) – одне з фундаментальних понять теорії систем.
Зворотний зв'язок може бути:
– негативним – протидіючим тенденціям зміни вихідного параметра, тобто направленим на
збереження, стабілізацію необхідного значення параметра (наприклад, стабілізацію
кількості продукції, що випускається, тощо);
– позитивним – зберігаючим тенденції змін того або іншого вихідного параметра системи (що
використовується при моделюванні систем, які розвиваються).
Зворотний зв'язок є основою саморегуляції, розвитку систем, пристосування їх до умов
існування, що змінюються.
При розробці моделей функціонування складних саморегульованих систем, які
самоорганізуються, в них, як правило, одночасно присутні і негативні, і позитивні зворотні
зв'язки. На використанні цих понять базується, зокрема, імітаційне динамічне
моделювання.

26.

Інтегрованим процесом називається такий, в якому об'єкти підсистеми втрачають свій
незалежний характер.
У інтегрованих системах об'єкти можуть бути визначені тільки в контексті підсистеми або
системи, до якої вони належать.

27. 2.5. Характеристика ефективної системи

28. Приклад аудиту ефективності ІТ-системи компанії

Обстеження бізнес-процесів підприємства;
Обстеження ІТ-систем, які використовуються ;
Аналіз покриття бізнес-процесів компанії функціоналом ІТ-рішень;
Аналіз зіставності даних різних інформаційних систем компанії;
Підготовка аудиторського висновку;
Підготовка рекомендацій щодо створення та розвитку ІТ-інфраструктури.

29. Приклади “проблемних” місць ІТ-системи компанії

1. Співробітники різних відділів витрачають на пошук необхідних файлів / таблиць,
розподілених між різними пристроями, більше часу, ніж на аналіз інформації та
виконання поставленого завдання.
2. Коли кожен відділ працює сам по собі і здає звіти лише в кінці місяця, тому
керівнику компанії складно скласти цілісну картину того, як розвивається бізнес
в режимі реального часу.
3. Інформація про клієнта може одночасно міститися на декількох пристроях,
причому, як правило, вона не синхронізується і тому неясно, на якому з них
знаходяться старі дані (наприклад, адреса або телефон), а де нові. Як підсумок
- плутанина при роботі з клієнтами.
4. Узгодження будь-якого документа або рішення ускладнюється і займає більше
часу.

30.

5. Обробка будь-якого замовлення сповільнюється, і клієнт не може відстежити
статус покупки в режимі реального часу, тому що інформація оновлюється
різними відділами, а час її трансферу між підрозділами не завжди прогнозовано.
6. Складно організувати збір і фільтрацію необхідної інформації про клієнтів для
маркетингових цілей.
7. Оскільки бізнесу потрібно постійно адаптуватися до змін в законодавстві і на
ринку, компаніям важливо передбачити можливість в будь-який момент
додавати до існуючих додатків новий функціонал, який, як правило, вимагає
масштабування ресурсів.
8. Неможливість налаштувати одночасне централізоване резервне копіювання для
всіх систем може привести до втрати важливих даних.
9. Якщо не стежити за оновленнями в усіх системах та на всіх пристроях, можуть
виникнути проблеми з інформаційною безпекою.