Логика и методология системного анализа

1.

Тема 3: «ЛОГИКА И МЕТОДОЛОГИЯ СИСТЕМНОГО
АНАЛИЗА»
ВОПРОСЫ
1. Логические основы системного анализа
2. Методология системного познания
2.1. Методы системного анализа.
2.2. Принципы системного анализа
2.3. Технологическая схема системного анализа
Литература
1. Спицнадель В. Н. Основы системного анализа: Учебное пособие –
Санкт-Петербург, «Издательский дом «Бизнес-пресса», 2000 – 208 с.
2. Антонов А.В. Системный анализ: Учебное пособие для вузов. – М.,
Высшая школа, 2004. – 454 с.
3. Анфилатов В.С., Емельянов А.А., Кукушкин А.А. Системный анализ
в управлении: Учебное пособие. – М., Финансы и статистика, 2002.
4. Сурмин Ю.П. Теория систем и системный анализ: Учебное пособие.
– Киев, МАУП, 2003. – 368 с.

2.

1. ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА
В сознании исследователей утверждается концепция, что получение
результата во многом определяется исходной позицией – принципиальным
подходом к постановке проблемы и определением общих путей научной
обоснованности начальных этапов исследования, определяемых
применяемыми методами. Это объясняется технической оснащенностью
современного познания, при которой решение точно поставленной
задачи обычно не создает больших трудностей.
Главными задачами методологии СА являются выработка средств
соотносительной оценки эффективности различных подходов к исследованию,
анализ логической структуры и условий применимости каждого из них.
Логика (греч. logos – речь, мысль, разум) - наука о законах, формах и
приемах правильного построения мысли, т.е. мышления на познание
объективного мира. Основные задачи логики – выявление условий
достижения истинных знаний, изучение внутренней структуры
мыслительного процесса, выработка логического аппарата и
правильного метода познания. Органически связанная с теорией
познания, логика представляет собой совокупность научных
дисциплин, главными из которых являются диалектическая и
формальная логика. Это разделение обусловлено наличием двух
аспектов мышления – содержательного и формального.

3.

По своему содержанию мышление есть отражение закономерностей
реальной действительности. Исходя из наиболее общих законов
развития природы, общества и мышления, логика формулирует
научный, диалектический метод, учитывающий объективную
диалектику предметного мира и отражение его в человеческом
сознании.
Мыслительный процесс имеет свою внутреннюю структуру, он
реализуется в таких сложившихся формах, как понятие, суждение,
умозаключение. Оперирование понятиями, суждениями и
получение нового, выводного знания в умозаключениях составляют
формально-логический аппарат мышления. Логические операции
с этими формами и лежащие в их основе формальные законы
связи между понятиями и суждениями изучает формальная логика
(Философская энциклопедия. М.: Сов. энциклопедия, 1964. Т. 3. С.
203–204). Логическая форма обусловлена наиболее общими, чаще
всего встречающимися свойствами, простейшими связями и
отношениями реального мира. Поэтому она выражает устойчивые
черты правильного мышления. Формальная логика рассматривает
основные формы мышления (понятия, суждения, умозаключения). .

4.

Важнейшей и первоначальной категорией логики является научная проблема.
В самом общем случае под проблемой понимается несоответствие
между необходимым (желаемым) и фактическим положением дел.
Правильная формулировка проблемы – залог повышения эффективности
производства. Проблемы различают по степени их структуризации, т.е.:
1) по ясности, осознанности их постановки;
2) степени детализации и конкретизации представлений об их составляющих и
взаимосвязях;
3) 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.
Для решения проблем первого класса существует развитый математический
аппарат исследования операций. Для решения проблем второго класса
необходимы системные методы, а третьего класса – эвристические методы.
Исходя из этого, системный анализ применяется для превращения
слабо структуризованной проблемы в хорошо структуризованную, к
решению которой можно применить аппарат исследования операций
и оптимизации.

5.

Процесс разрешения проблемы начинается с предварительной
ее постановки:
описание пути обнаружения проблемы;
объяснение рассмотрения ее как проблемы;
отделение ее от смежных проблем;
описание применений результатов решения проблемы.
Любая задача включает решение ряда вопросов:
установить границы исследуемой области;
сформулировать условия, которые характеризуют необходимое
или желаемое положение дел в этой области;
определить фактическое положение дел в анализируемой области
и на этой основе выявить недостатки, т.е. несоответствие между
необходимым (желаемым) и фактическим положением дел;
оценить последствия, к которым приводят выявленные недостатки,
если их не устранить, или иначе – оценить актуальность
выявленных проблем;
построить такое решение для чего необходимо проанализировать
причины, порождающие выявленные недостатки, определить
средства устранения этих причин и, наконец, установить пути
реализации выбранных средств.

6.

Под проблемой понимают вопрос, ответ на который не содержится в
накопленных обществом знаниях. Она представляет целую систему,
состоящую из центрального вопроса и некоторого количества других
вспомогательных вопросов, получение ответов на которые необходимо для
ответа на основной вопрос. Признаком, по которому отличается вопрос от
проблемы, является различный характер предположения, содержащегося в
вопросе. Если заключенное в вопросе знание о незнании превращается в
результате научного поиска в знание о том, что неизвестное явление
подчиняется уже известному, изучаемому закону, вопрос не оценивается как
проблема. Если же он сочетается с предположением (или содержит в себе
предположение) о возможности открытия нового закона (соответствует
предположение о возможности открытия принципиально нового способа
применения ранее полученного знания законов), тогда имеем постановку
проблемы. Проблема возникает в условиях проблемной ситуации, когда
осознается противоречие между знанием о потребностях в ходе
деятельности и незнанием средств, путей, способов удовлетворения
этих потребностей.
Практика является основой возникновения проблемной ситуации. В процессе
практического взаимодействия человека и объектов его деятельности
формулируется противоречие между качественно быстро изменяющимися и
количественно быстро растущими потребностями общества и теми
средствами, которыми оно располагает для их удовлетворения.

7.

Постановка проблемы предполагает выполнение:
1) формулирование проблемы, состоящее в выдвижении центрального вопроса,
фиксации противоречия - основы проблемы и предположительное описание
ожидаемого результата;
2) построение проблемы, представленное операциями стратификации
(«расщепление» проблемы на подвопросы, без ответов на которые нельзя
получить ответа на основной вопрос), группирование и определение
последовательности решения подвопросов, ограничение области изучения в
соответствии с потребностями и возможностями исследователя, выработки
установки на замену любого вопроса проблемы другим и поиск альтернатив
для элементов проблемы;
3) оценка проблемы, характеризующаяся выявлением всех условий для ее
решения, включая методы, средства, приемы и т.п., проверка возможностей и
предпосылок, выяснение степени проблемности, т.е. соотношения известного
и неизвестного в информации, которую требуется использовать для решения
проблемы, нахождение среди решенных проблем аналогичных решаемой;
4) обоснование, представляющее собой последовательную реализацию
процедур установление связей данной проблемы с другими проблемами,
приведение доводов в пользу реальности данной проблемы, ее постановки и
решения, синтез результатов, полученных на предыдущих стадиях;
5) обозначение, состоящее из разъяснения понятий, перевод проблемы на
иной научной или обыденный языки, выражения проблемы и подбор понятий,
фиксирующих смысл проблемы.

8.

Важнейшей категория логики является гипотеза как форма
развития научного мышления и знания. Пути формирования гипотез:
- формулирование проблемности, противоречивости существующей
теории – это носит характер гипотезы;
- формулирование нового идеального объекта теории;
- предположение о существовании каких-то предметов или их свойств,
которые могут стать объектом практической деятельности.
Основной категория логики является теория, включающая:
1) определение теории как системы знаний, пронизанной общими подходами;
2) состав и структура оформленной дедуктивной теории;
3) характеристика основных положений теории, требования к постулатам и
всей теории; 4) пути проверки теории;
5) границы применимости теории;
6) условия возникновения теорий;
7) отличия дедуктивных теорий от описательных.
Совокупность этих положений дает целостное представление о теории
как форме знаний и средстве познания. Исходя из этого, теория –
совокупность знаний, образующих систему на основе
некоторых общих положений или это система знаний,
пронизанная общими положениями. В качестве общих положений
могут вступать качественные и количественные закономерности.

9.

Общими положениями теории выступают качественные и количественные
закономерности. Самым высоким уровнем является дедуктивная теория, в
которой различают две части: основания и следствия.
Основания теории включают:
группу понятий;
основные положения;
эмпирический базис – научные факты, входящие в теорию опосредованно.
Основные положения дедуктивной теории (постулаты) – это
высказывания, которые не выводятся из других знаний, а являются
обобщением опыта и проверяются опытами. Форма основных
положений может быть разной; они могут быть выражены в форме принципов;
модельных гипотез и математических гипотез. Постулаты теории не должны
ни противоречить друг другу, ни вытекать один из другого. Любая теория
верна в определенной области, т.е. имеет границы применимости, которые
очерчиваются с появлением новой. В описательных теориях (например,
эволюционная теория Дарвина) закон формулируются не в начале теории, а
по мере развертывания материала. Эти законы и вся теория формулируются
в основном в словах обыденного языка с привлечением по мере
необходимости специальной терминологии из той или иной области знаний.
Под научной теорией понимается особая форма организации знаний,
включающая три элемента: научные понятия, основные положения и
следствия.

10.

2. МЕТОДОЛОГИЯ СИСТЕМНОГО ПОЗНАНИЯ
Под методологией системного анализа понимается совокупность
системных принципов, понятий и методов, направленных на решение проблем.
Метод представляет общий подход к решению проблемы системного
анализа объекта с учетом его целостности, способа достижения цели,
определенным образом упорядоченную деятельность.
Метод – это путь познания, опирающийся на некоторую совокупность ранее
полученных общих знаний (принципов). Для него характерно: а) для
методического подхода к объекту необходимо предварительное познание; б)
любой методический подход, опираясь на некоторые общие знания. Поскольку
метод связан с предварительными знаниями, то методология делится на:
учение об исходных основах (принципах) познания и учение о способах и
приемах исследования объекта, опирающихся на эти основы.
Методология изучает методы научного исследования, к которым
относятся: а) исходные основы и принципы исследования; б) приемы и способы
эмпирического и теоретического исследования, опирающиеся на эти
принципы. Методология изучает исходные принципы познания, методы
подготовки и проведения наблюдения и эксперимента, пути формирования и
развития общих научных понятий и т.д. для выявления объективных
особенностей явлений и законов природы и общества. Ее решение предполагает
систематизацию знаний – это объединение объектов или знаний о них путем
установления существенных связей между ними, порядка между частями
целого на основе определенных закономерностей, принципов или правил.

11.

2.1. Методы системного анализа
Оценка объектов осуществляется по различным обобщенным показателям.
Понятие полезный не раскрывает совокупность всех существенных свойств
объекта - его заменят словами "предпочтительность", "результат", "эффект".
Слово «целесообразный» – соответствующий поставленной цели. Но, целей
у объекта может быть много; не все цели могут быть сформулированы при
исследовании; даже сформулированная цель может быть необоснованной и
не требует своего достижения на данном отрезке времени.
Слово «рациональный» – разумный, целесообразный, обоснованный. Но
разум, точнее абстрактное мышление не является единственным источником
знания. Известно, что рационализм недооценивает роль чувственного
познания и полагает, что исследователь способен познать мир интуитивно,
вне всякого опыта. Поэтому рациональный критерий приведет к искажению
процесса познания к отрыву мысли от действительности и поэтому недопустимо.
Оптимальность (оптимум) – употребляется в значениях: наилучший
вариант из возможных состояний объекта – его определяют, решая задачи
на поиск оптимального значения; наилучшее направление изменений
(поведения) объекта; цель развития, когда говорят о «достижении оптимума».
Термин «оптимальность» означает характеристику качества принимаемых
решений, характеристику состояния объекта или его поведения и т.п.
Вся разработка проблем исследования результатов деятельности любого
объекта сконцентрирована вокруг эффективности его применения, поэтому
категория эффективность используется в качестве основополагающей.

12.

2.2. Принципы системного анализа
Принцип – это обобщенные опытные данные, закон явлений, найденный из
наблюдений, их истинность связана только с фактом. Из принципов логико математическими рассуждениями получают к конкретным объектам
следствия, охватывающие всю область построения и составляющие теорию.
Теории такого рода прочны: они построены из опыта и рассуждения.
По своей структуре методы и принципы имеют общие черты и различия.
Метод – это возможные альтернативные способы познания объекта.
Принцип – это постоянно и последовательно применяемый метод.
Принцип всеобщей связи и развития - основополагающий принцип
диалектики, который подвергается дальнейшему развитию и конкретизации в
применении к конкретным объектам с использованием логики СА,
упорядочения процедуры принятия решений.
Основной принцип СА – принцип оптимальности. В ходе исследований
важно выбрать решения на основе методов анализ и синтеза.
Принцип эмерджентности - выражает свойство системы: чем больше
система и чем больше различие в размерах между частью и целым, тем
выше вероятность того, что свойства целого могут сильно отличаться от
свойств частей. Он подчеркивает возможность несовпадения локальных
оптимумов целей отдельных частей с глобальным оптимумом цели системы.
Он указывает на необходимость в целях достижения правильных
результатов принимать решения не только на основе данных анализа, но и
синтеза.

13.

Принцип системности – предполагает подход к комплексному объекту,
представленному совокупностью взаимосвязанных частных элементов
(функций). Он предполагает исследование объекта как единого целого и как
части более крупной системы, в которой анализируемый объект находится с в
определенных отношениях. Т.е. он охватывает все стороны объекта и предмета
в пространстве и во времени.
Принцип иерархии – тип структурных отношений в системах, характеризуемых
упорядоченностью, организованностью взаимодействий между отдельными
уровнями по вертикали. Необходимость иерархического построения сложных
систем обусловлена тем, что управление в них связано с переработкой и
использованием больших объемов информации, причем на нижележащих
уровнях используется более детальная и конкретная информация,
охватывающая лишь отдельные аспекты функционирования системы, а на
более высокие уровни поступает обобщенная информация, характеризующая
условия функционирования всей системы, и принимаются решения
относительно системы в целом.
Принцип интеграции – направлен на изучение интегративных свойств и
закономерностей, появляющихся в результате совмещения элементов до
целого, совмещения функций во времени и в пространстве.
Принцип формализации – нацелен на получение количественных и
комплексных характеристик.

14.

Основные принципы, тесно связанные с практикой при принятии решений.
1. Процесс принятия решений начинается с выявления достижимости
конечных целей. Для этого необходима упорядоченная процедура
определения целей – выяснение их приоритетов и иерархии,
соподчиненности, взаимной связи и т.д.
2. К каждой задаче необходимо подходить как к сложной системе, т.е.
выявляя все взаимосвязи и последствия того или иного решения – как по
вертикали (по времени), так и по горизонтали (с точки зрения влияния на
другие области), т.е. изменения в одном ее элементе вызывают цепную
реакцию изменений в других.
3. При подготовке решения необходимо обязательное выявление
возможных альтернатив, т.е. разных путей к целям, разных методов
решения каждой задачи, анализ достоинств и недостатков каждого из
них, с тем чтобы можно выбрать оптимальный.
4. Управление должно быть подчинено цели, которая реализуется на его
основе, т.е. структура организации приспосабливается к цели, а не
наоборот.
Каждый из принципов при осуществлении может дать определенный
эффект. Но эффект возрастает, если они применяются в комплексе.
Тогда эти идеи превращаются в определенную систему принятия
решений, позволяющую эффективно решать разнообразные задачи.

15.

2.3. Технологическая схема системного анализа
Началом исследований является установление логической
последовательности этапов СА. Основным средством
методологии СА является выделение этапов исследования
любых систем, к которым относятся:
1) обнаружение и оценка актуальности проблемы, анализ
ограничений, формулировка одной или ряда целей;
2) обоснование критериев качества и эффективности на основе
которого сопоставляют некоторым способом цели и затраты;
3) средства реализации проблемы, с помощью которых может
быть достигнута цель, поиск возможностей и выбор
альтернативы;
4) математическая и логическая модели, каждая из которых
есть система связей между целями, альтернативными
средствами их достижения, окружающей средой и ресурсами;
5) анализ и выбор предпочтительного решения;
6) реализация результатов решения.

16.

Основные этапы системного анализа.
1. Выделение проблемы - необходимый этап системного исследования.
2. Для построения системы необходимо разложить проблему на комплекс
задач, которые образуют иерархию. Позиция исследователя определяет
критерий решения проблемы.
3. Выделение в системе подсистем и реализуемых в них процессов.
4. Формирование критерия эффективности системы исходя из знания
специфики технологии исследования объекта.
5. В больших и сложных системах их цель отдалена от средств их достижения,
поэтому выбор решения требует увязки цели со средствами ее реализации на
основе декомпозиции целей. Это является центральным в СП и основывается
на методе дерева целей, который является его главным достижением.
6. СА имеет дело с перспективой развития на основе прогнозирования любой
информация о будущем – ситуациях, ресурсах, открытиях и изобретениях.
7. Целый ряд факторов не рассчитывается количественно. Способ их учета –
получение субъективных оценок экспертов. Поскольку СА имеет дело с
неструктуризованными или слабо структуризованными, т.е. лишенными
количественных оценок, то получение оценок и их обработка представляют
необходимый этап решения СА большинства проблем.
8. Несоответствие потребностей и средств удовлетворения составляют закон
развития. Поскольку понятия цели и средств их достижения неотделимы, то
центральным моментом принятия решений в СА является усечение целей –
отсечение тех целей, которые признаны малозначащими или не имеющими
средств для их достижения, и выбор конкретных.

17.

Вклад методологии СА – подход не от метода, а от задачи; требование
системного использования методов для решения различных частей и этапов
проблемы. К числу инструментальных достижений относятся следующие методы.
Сценарий – преимущественно качественное описание вариантов развития
объекта при различных условиях; в развернутой форме показывает варианты
развития событий для их дальнейшего анализа и выбора наиболее реальных.
Метод сценариев – средство первичного упорядочения проблемы, получения
и сбора информации о ее взаимосвязях, возможных и направлениях развития.
Составляется план сценария, где намечаются вопросы, разделы формируются
разными группами исследователей развертыванием вероятного хода событий
во времени. Область применения - анализ проблемы, прогноз и анализ условий.
Метод «Дельфи» предполагает предварительное ознакомление экспертов с
ситуацией с помощью какой-либо модели.
Дерево целей - связной граф, вершины которого интерпретируются как цели, а
ребра или дуги – как связи между ними. Представление целей начинается с
верхнего уровня, дальше они последовательно разукрупняются. Основным
правилом разукрупнения целей является полнота: каждая цель верхнего уровня
должна быть представлена в виде подцелей следующего уровня
исчерпывающим образом, т.е. так, чтобы объединение понятий подцелей
полностью определяло понятие исходной цели.
Матричные формы представления и анализа информации – форма
представления информации, раскрытия внутренних связей между элементами
для выяснения и анализа ненаблюдаемых частей структуры объекта.

18.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Понятия научной проблемы, противоречия и постановка
задачи ее разрешения.
2. Гипотеза – то важнейшая форма развития научного
мышления и знания.
3. Основные составляющие теории как основной
составляющей категории логики.
4. Общее понятие о методологии системного анализа.
5. Методы системного анализа.
6. Принципы системного анализа.
7. Технологическая схема системного анализа.
8. Раскрыть метод сценариев и матричных форм для
системного анализа объектов.
9. Раскрыть метод экспертных оценок («Дельфи») для
системного анализа объектов.
10. Раскрыть применение дерева целей для решения
анализа слабоструктурированных систем.