авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 |
-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего

профессионального образования

Московский государственный областной

университет

А.В. Желтенков

доктор экономических наук, профессор

С.А. Рябиченко

кандидат экономических наук, доцент

ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Рекомендовано

Советом Учебно-методического объединения вузов России по образованию в области менеджмента в качестве учебного пособия специальности «Менеджмент организации»

Москва - 2011 1 УДК 658.012 "71" Желтенков А.В., Рябиченко С.А. Исследование систем управления: Учебное по собие – М.: 2011. – 175 с.

В учебном пособии рассмотрены концептуальные и методологические вопросы теории и практики исследования систем управления: философские ос новы теории познания, природа и сущность системного подхода к организации научных исследований, методология и аппарат общей теории систем, задачи и методы исследования систем управления, предпосылки и методологические ос новы научного прогнозирования, аналоговое моделирование и статистическое исследование систем управления.

Содержит материалы к практическим занятиям, вопросы для повторения, тесты по темам, глоссарий. Соответствует требованиям государственных обра зовательных стандартов по специальности «Менеджмент организации» – 080507.65.

Ответственный редактор заведующий кафедрой «Менеджмент», доктор экономических наук, профессор А.В. Желтенков Рецензенты д-р экон. наук, проф. Н.П. Масленникова (Государственный университет управления) д-р экон. наук, проф. В.И. Лапенков Московский авиационный институт (Государственный технический университет) © А.В. Желтенков, С.А. Рябиченко, ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ............................................................................................................. 1. ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ РОЛЬ В НАУЧНОЙ И ПРАКТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА...................................................................... Философские аспекты теории познания................................................... Субъект и объект познания........................................................................ Диалектика и ее методологические функции........................................... Основные принципы диалектического метода познания........................ Процесс познания и законы диалектики................................................... Приемы диалектического познания........................................................... Взаимосвязь диалектики и общенаучных и специальных методов и приемов познания................................................................ Приемы анализа и обоснования................................................................. Научное исследование................................................................................ Объект и предмет исследования................................................................ Идентификация объекта исследования..................................................... Практическая формула диалектического подхода к исследованию...................................................................................... Логический аппарат исследования систем управления........................... Научная и практическая эффективность исследования........................... Функциональная роль исследования в развитии систем управления............................................................................................. Резюме.......................................................................................................... Вопросы для повторения............................................................................ Тест по теме................................................................................................. 2. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ В ИССЛЕДОВАНИИ УПРАВЛЕНИЯ............... Природа и сущность системного подхода к организации научных исследований........................................................................... Ключевые понятия, методология и аппарат общей теории систем............................................................................. Основные задачи общей теории систем................................................... Классификация систем............................................................................... Понятие и классификация систем управления......................................... Диагностика и тестирование систем управления..................................... Процедура выбора метода исследования системы управления.............. Резюме.......................................................................................................... Вопросы для повторения............................................................................ Тест по теме................................................................................................. 3. НАУЧНОЕ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ................................................................ Предпосылки и методологические основы научного прогнозирования.................................................................................... Классификация методов прогнозирования............................................... Методы экстраполяции............................................................................... Методы экспертных оценок....................................................................... План и прогноз............................................................................................ Подготовка рациональных управленческих решений на основе экспертных оценок............................................................... Резюме.......................................................................................................... Вопросы для повторения............................................................................ Тест по теме................................................................................................. 4. АНАЛОГОВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ.............. Аналоговое моделирование и аналоговые модели................................... Математическое моделирование социально-экономических систем Классификация математических моделей................................................ Понятие гомеостазиса................................................................................. Основы теории активных систем............................................................... Идентификация систем управления.......................................................... Имитационное моделирование систем управления................................. Искусство имитационного моделирования.............................................. Блок-схема процесса имитационного моделирования............................. Резюме.......................................................................................................... Вопросы для повторения............................................................................ Тест по теме................................................................................................. 5. СТАТИСТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ........ Основы теории вероятностей и математической статистики................. Методы статистического анализа.............................................................. Регрессионный и корреляционный анализ............................................... Канонический анализ.................................................................................. Метод главных компонентов...................................................................... Факторный анализ....................................................................................... Дисперсионный анализ............................................................................... Ковариационный анализ............................................................................. Кластерный анализ...................................................................................... Дискриминантный анализ.......................................................................... Резюме.......................................................................................................... Вопросы для повторения............................................................................ Тест по теме................................................................................................. 6. ИССЛЕДОВАНИЕ УПРАВЛЕНИЯ ПОСРЕДСТВОМ СОЦИ АЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТИРОВАНИЯ ……. Основные положения …………………………………………………. Схема процесса социально-экономического экспериментирования.. Примеры социально-экономического экспериментирования ……… 7. ФОРМИРОВАНИЕ КОНЦЕПЦИИ И РАЗРАБОТКА ГИПОТЕЗ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ………………….…… Концепция исследования ……………………………………………… Гипотеза и ее роль в исследовании …………………………………… Требования к гипотезам ………………………………………………. Разработка гипотезы …………………………………………………... Вопросы для повторения ……………………………………………… Тест по теме ………………………………………………………........ 8. МАТЕРИАЛЫ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ...................................... Прикладной экономический анализ.......................................................... Моделирование жизненного цикла товара............................................... Изучение тенденций и особенностей развития товарных рынков.......... Классификация товарных рынков по динамике соотношения между предложением и спросом …....................................................... Примеры распределений случайных величин.......................................... ГЛОССАРИЙ......................................................................................................... БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК................................................................ ВВЕДЕНИЕ Изучение дисциплины "Исследование систем управления" предусмотрено государственным образовательным стандартом специальности «Менеджмент ор ганизации» – 080507.65 и является необходимым условием подготовки совре менных менеджеров.

В пособии рассматриваются концептуальные и методологические вопросы теории и практики исследования систем управления. Особое внимание уделяется философским аспектам теории познания. Показана связь диалектики и общена учных и специальных методов и приемов познания.

Основным источником познания, его движущей силой, основным потреби телем его результатов и основным критерием истины является практика. Спира леобразный характер диалектического движения к истине – от исходного чувст венно-конкретного знания к абстрактному и далее – к конкретному в мышлении, позволяет обогащать знания, достигать новых уровней конкретности и абстракт ности.

Одним из видов познавательной деятельности является научное исследо вание – процесс выработки новых научных знаний. Функциональная роль иссле дования в развитии систем управления заключается в получении новых научных знаний, на основе которых вырабатываются новые улучшающие работу этих систем управляющие воздействия, и в каждом конкретном случае зависит от предполагаемого и реального целевого использования результатов исследования.

В разделе "Системный анализ в исследовании управления" раскрывается природа и сущность системного подхода к организации научных исследований.

Излагаются основы общей теории систем. Приводится классификация систем.

Выделяется класс систем управления. Рассматривается процедура выбора мето дов исследования систем управления.

В разделе "Научное прогнозирование" излагаются методологические осно вы научного прогнозирования. Приводится классификация методов прогнозиро вания. Рассматриваются методы экстраполяции и экспертных оценок.

Раздел "Аналоговое моделирование систем управления" посвящен теории и практике исследования систем управления и прогнозирования их развития пу тем построения и изучения их аналоговых моделей. Приводится классификация математических моделей. Излагаются основы теории активных систем. Форму лируется задача идентификации систем управления. Рассматривается методоло гия имитационного моделирования систем.

В разделе "Статистическое исследование систем управления" рассматри ваются методы статистического анализа, наиболее часто применяемые для ис следования массовых случайных явлений (процессов) по результатам наблюде ний и экспериментов.

В разделе "Материалы к практическим занятиям" приводятся примеры применения методов исследования систем управления в менеджменте: рассмат риваются цели, задачи, этапы и процедуры прикладного экономического анали за, формулируется задача моделирования жизненного цикла товара, определяют ся цели и задачи изучения состояния, тенденций и особенностей развития товар ных рынков и др.

Пособие содержит вопросы для самопроверки, тесты по темам, глоссарий.

1. ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ РОЛЬ В НАУЧНОЙ И ПРАКТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА "Всякое знание, которое не взвешено на весах (разума), не является достоверным и, следователь но, не является истинным знанием" Авиценна (Абу Али Хусейн Ибн-Сина) Философские аспекты теории познания Российский "Большой энциклопедический словарь" определяет филосо фию как "форму общественного сознания, мировоззрение, систему идей, взгля дов на мир и на место в нем человека" [8].

Теория познания (гносеология 1), изучающая закономерности и возможно сти познания, отношения знания (ощущений, представлений, понятий) к объек тивной реальности, исследующая ступени и формы процесса познания, условия и критерии его достоверности и истинности, является одним из фундаменталь ных разделов философии.

Любая теория начинается с терминов и определений. В основе теории познания лежат раскрывающие ее суть понятия знание и познание:

знание – проверенный практикой результат познания действительности, верное ее отражение в мышлении человека;

познание – обусловленный развитием общественно-исторической практики процесс отражения и воспроизведения действительности в мышлении человека.

Сфера человеческой деятельности, направленной на выработку новых объ ективных знаний о природе, обществе, мышлении, называется наукой.

Субъект и объект познания Учение о научном методе познания 3 называется методологией 4. Теория познания, как методология всех наук, базируется на неразрывно связанных меж ду собой понятиях объекта и субъекта познания:

Гносеология - от греч. gnsis (знание) и logos (слово, понятие, учение, наука).

Теория - учение, система научных принципов, идей, обобщающих практический опыт и отражающих объективные закономерности развития природы, общества, мышления (от греч.

theria - наблюдение, исследование).

объект познания – объективная действительность как чувственно-предмет ная, материально-вещественная деятельность человека, персонифицирующая си лу познания, составляющая основу развития человеческого общества;

субъект познания – человек или сообщество людей, все человечество в це лом, творчески относящиеся к объекту познания.

Диалектика и ее методологические функции Диалектика – теория и метод познания явлений действительности в их развитии и самодвижении, наука о наиболее общих законах развития природы, общества и мышления [39]. Диалектика как теория познания раскрывает процесс познания, взаимодействие его основных элементов в процессе постижения исти ны.

Основные принципы диалектического метода позн ания Основным источником познания, его движущей силой, основным потреби телем его результатов и основным критерием истины является практика 6.

Субъект и объект познания существуют в неразрывном диалектическом единстве. Только диалектическое единство субъекта и объекта познания обес печивает достоверность (истинность) познания.

Спиралеобразный характер диалектического движения к истине – от ис ходного чувственно-конкретного знания к абстрактному и далее к конкретному в мышлении, позволяет обогащать знания, достигать новых уровней конкретно сти 7 и абстрактности 8.

Метод - способ познания (исследования) явлений природы и общественной жизни, сово купность приемов и операций практического и теоретического освоения действительности (от греч. mthodos - путь исследования, теория, учение). Совокупность методов практического осуществления чего-либо называется методикой.

В узком смысле под методологией понимается совокупность методов, применяемых в ка кой-нибудь конкретной науке.

От греч. dialektik - искусство вести спор.

Практика - деятельность людей, направленная на преобразование природы и общества (от греч. praktikos - деятельный, активный).

Говорят, что знание конкретно, если оно всесторонне охватывает объект познания как единое целое.

Абстракция - мысленное отвлечение от ряда несущественных свойств предметов и отно шений между ними с целью выделения основных свойств, раскрывающих их сущность (от лат. abstractio - отвлечение).

Диалектическое спиралеобразное развитие процесса познания предопреде ляет необходимость неоднократного последовательного и последовательно параллельного (итеративного) использования при постижении истины процедур анализа 9 и синтеза 10.

Анализ и синтез проявляются в познании в диалектическом единстве:

если в процессе анализа происходит расчленение (мысленное или реальное) объ екта познания на элементы, то основная задача синтеза заключается в системном объединении частей в целое – конкретное знание. Синтез – полностью эвристи ческая 11, творческая процедура. Формальных методов синтеза не существует.

Процесс познания и законы диалектики В процессе познания проявляются три основных закона диалектики:

закон единства и борьбы противоположностей (как объективный внут ренний "источник" всякого движения, развития);

закон перехода количественных изменений в качественные (накопление незаметных, постепенных количественных изменений в определенный для каж дого отдельного процесса момент с необходимостью приводит к существенным, коренным, качественным изменениям, к скачкообразному переходу от старого качества к новому);

закон отрицания отрицания (отрицание исходного момента развития и отрицание самого этого отрицания).

Приемы диалектического познания В зависимости от ситуации, в процессе познания с той или иной степенью эффективности могут в различных сочетаниях применяться следующие приемы диалектического познания:

Анализ - расчленение (мысленное или реальное) объекта познания на элементы (от греч.

anlysis - разложение).

Синтез - соединение (мысленное или реальное) отдельных элементов объекта познания в единое целое (систему) (от греч. snthesis - соединение, сочетание, составление).

Эвристика - метод исследования, основанный на неформальных, интуитивных соображе ниях (представляемых без обоснования с помощью доказательств), на общем опыте решения родственных задач (от греч. heursk - нахожу, открываю).

сравнение ;

анализ и синтез;

абстракция;

индукция ;

дедукция ;

эксперимент ;

моделирование.

Взаимосвязь диалектики и общенаучных и специальных методов и приемов познания Диалектические, общенаучные и специальные (применяемые в конкретных областях знаний) методы и приемы познания отличаются степенью общности (рис. 1.1):

Общенаучные Специальные методы и приемы методы и приемы Диалектика познания познания Рис. 1.1. Диалектика и общенаучные и специальные методы и приемы познания Только с позиций диалектики можно понять сложный, полный противоре чий путь становления объективной истины, связь на каждой ступени развития науки элементов абсолютного и относительного, устойчивого и изменчивого, переходы от одних форм обобщения к другим, более глубоким.

Приемы анализа и обоснования В конкретных областях знаний, наряду с диалектическими и общенауч ными методами и приемами познания, применяются свои приемы анализа и обоснования. Специфика прикладного экономического анализа, например, про Сравнение - рассмотрение одного объекта познания в соотношении с другим с целью ус тановления сходства или различия.

Индукция - логическое умозаключение от частных, единичных случаев к общему выводу, от отдельных фактов к обобщениям (от лат. inductio - наведение).

Дедукция - логическое умозаключение от общего к частному, от общих суждений к част ным или другим общим выводам (от лат. deductio - выведение).

Эксперимент - исследование объектов познания в контролируемых и управляемых усло виях.

Моделирование - исследование объектов познания путем построения и изучения их моде лей (при теоретическом исследовании - абстрактных, при экспериментальном - предметных).

является в использовании следующих специальных методов и приемов анализа и обоснования [3]:

использование абсолютных, относительных и средних величин;

сравнение;

группировка;

индексный метод;

метод цепных подстановок;

балансовый метод.

Научное исследование Одним из видов познавательной деятельности является научное исследо вание – процесс выработки новых научных знаний.

Научное исследование характеризуется:

полнотой, достоверностью, объективностью;

воспроизводимостью;

доказательностью;

точностью.

Под методом научного исследования понимается способ получения ин формации о характеристиках объекта исследования и возможном их изменении при изменении условий окружающей среды. Совокупность алгоритмов, специ альных правил и приемов получения информации об объекте исследования на зывается методикой исследования.

Практическое физическое, математическое или информационное действие по определению (измерению, расчету) значений характеристик объекта исследо вания, получению его типового представления (описания), оценке его эффектив ности и связанных с ним затрат, его безопасности (риска) и т.д., а также по под тверждению достоверности результатов предыдущих действий называется ис следовательским приемом.

В любом научном исследовании можно выделить два взаимосвязанных уровня: эмпирический и теоретический. На эмпирическом уровне исследо ватели устанавливают и обобщают новые научные факты и на их основе форму лируют конкретные эмпирические закономерности, на теоретическом уровне – выдвигают и формулируют общие для данной предметной области теорети ческие закономерности, позволяющие не только объяснить ранее зафиксирован ные факты и выявленные эмпирические закономерности, но и предсказать бу дущие события.

Основными элементами научного исследования являются [15]:

обнаружение проблемы;

формулирование целей и задач исследования;

декомпозиция задач исследования;

изучение методов решения задач данного анализ имеющейся информации, типа;

формулирование исходных гипотез ;

анализ исходных гипотез;

планирование и подготовка наблюдений (экспериментов, измерений);

имитация условий;

проведение наблюдений (экспериментов, измерений);

анализ и обобщение данных наблюдений (экспериментов, измерений);

проверка исходных гипотез на основе полученных данных;

уточнение исходных гипотез в соответствии с полученными данными;

прогнозирование новых результатов;

определение направлений дальнейших исследований.

Эмпирический - основанный исключительно на опыте (от греч. empeiria - опыт).

Декомпозиция - метод, основанный на расчленении главной задачи на ряд взаимосвязан ных локальных подзадач, решаемых независимо друг от друга, и последующей координации полученных локальных результатов (от франц. dcomposition - расчленение).

Гипотеза - научное предположение о возможных свойствах, структуре, параметрах, эф фективности исследуемого объекта, выдвигаемое для объяснения какого-либо события или факта и требующее проверки на опыте и теоретического обоснования для того, чтобы стать достоверной научной теорией (от греч. hypthesis - предположение).

Объект и предмет исследования Объектами исследований в науке о системах – системологии, могут быть:

мир – совокупность системы и окружающей ее внешней среды;

внешняя среда – все то, что системой не является, но с чем система взаимо действует;

система – совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом и образующих определенную целостность, единство;

подсистема – совокупность элементов, объединенных единым процессом функционирования, реализующих при взаимодействии операцию, необходимую для достижения цели системы в целом;

операция – последовательность действий по достижению цели, стоящей пе ред системой;

отношения – в социально-экономических системах, например, под отно шениями понимаются устойчивые связи, взаимодействия, реакции, ожидания, возникающие в процессе деятельности индивидуумов, производственных кол лективов, социальных групп, этносов (в теории и на практике в социально-эко номических системах выделяют следующие виды отношений: политические, со циальные, экономические, производственные, личные, моральные, культурные).

В каждом конкретном случае в роли предмета исследования будет вы ступать совокупность знаний, умений, навыков, отобранных из соответствую щих отраслей науки, техники, экономики для непосредственного изучения (т.е.

та сторона объекта исследования, которая подвергается изучению).

Идентификация объекта исследования Построение оптимальной в некотором смысле математической модели объекта исследования по реализациям ее входных и выходных сигналов называ ется идентификацией объекта исследования.

От греч. systma - целое, составленное из частей, сочетание, объединение.

К основным задачам идентификации объекта исследования относят ся:

выбор класса используемых моделей и критериев соответствия модели и объекта исследования;

выбор метода идентификации и разработка соответствующего алгоритма.

Класс используемых моделей выбирают на основе теоретического и экс периментального анализа объекта исследования с использованием общих зако номерностей протекающих в нем процессов. С помощью экспериментального анализа производится количественная оценка объекта исследования и проверка соответствия ему выбранной теоретической модели.

В качестве критерия соответствия модели и объекта исследования можно использовать абсолютную погрешность 22, среднюю квадратичную по грешность 23, максимум правдоподобия 24 и другие известные методы оценки.

Методы идентификации объектов исследования делятся на два класса:

методы функциональной идентификации, использующие самые общие ги потезы об объекте исследования (например, предположение о его линейности, стационарности и др.);

методы параметрической идентификации, применяемые в тех случаях, когда параметры математических моделей объектов исследования известны и нужно лишь получить их количественную оценку.

Практическая формула диалектического подхода к исследованию В схематическом виде практическую формулу диалектического подхода к исследованию можно представить следующим образом (рис. 1.2):

Алгоритм - совокупность правил, определяющих эффективную процедуру решения лю бой задачи из некоторого заданного класса задач (от лат. Algorithmi - латинизированной фор мы имени узбекского математика IX в. Аль-Хорезми).

Абсолютная погрешность - погрешность, выраженная в единицах оцениваемой величи ны.

Средняя квадратичная погрешность - корень квадратный из дисперсии погрешности.

Качественная Причинно- Проверка Практика Впечатление Образ (количественная) следственные Гипотезы истинности оценка связи гипотез Рис. 1.2. Практическая формула диалектического подхода к исследованию Логический аппарат исследования систем управления Формальная логика предоставляет исследователям способы и схемы по строения правильных умозаключений (высказываний). С помощью набора базо вых логических конструкций любое умозаключение можно представить в виде логического выражения – упорядоченной последовательности логических дейст вий (операций) над совокупностью логических величин.

К числу базовых относятся следующие логические конструкции:

неверно, что X (отрицание X: ¬ X, X );

X и Y (конъюнкция: X & Y, X Y );

X или Y (дизъюнкция: X Y );

если X, то Y (импликация: X Y );

либо X, либо Y (исключающее "или", сумма по модулю 2: X Y, X + Y );

ни X, ни Y (одновременное отрицание, "стрелка Пирса": X Y );

неверно, что X и Y ("антиконъюнкция", "штрих Шеффера": X Y );

X тогда и только тогда, когда Y (эквивалентность: X Y, X ~ Y, X Y ).

Научная и практическая эффективность исследования Основным критерием научной и практической эффективности исследо вания является практика.

Научная эффективность исследования определяется новым научным знанием, полученным в результате исследования. В процессе внедрения резуль татов исследования в практику его научная эффективность превращается в практическую.

Максимум правдоподобия - метод нахождения статистической оценки неизвестного па раметра.

В целом исследование можно считать эффективным, если его цели были достигнуты в установленные сроки и при заданных ограничениях на используе мые ресурсы. В этом случае критерием эффективности исследования будет степень достижения целей исследования.

Функциональная роль исследования в развитии систем управления Функциональная роль исследования в развитии систем управления за ключается в получении новых знаний, на основе которых вырабатываются новые улучшающие работу этих систем управляющие воздействия, и в каждом кон кретном случае зависит от предполагаемого и реального целевого использования результатов исследования. Исследованию системы управления должен предше ствовать анализ функциональной роли этого исследования в развитии системы.

Так, в частности, процесс проектирования системы управления начинается с обоснования ее облика [28]. На этом этапе функциональная роль исследования в развитии системы заключается в формировании базового перечня требований к ней. Обоснование облика системы управления направлено на разрешение проти воречий между желаемым и возможным, между, с одной стороны, потребностя ми в инновациях и, с другой стороны, уровнем развития науки и техники и усло виями эксплуатации системы.

Резюме Теория познания (гносеология) – раздел философии, в котором изучаются закономерности и возможности познания, отношения знания (ощущений, пред ставлений, понятий) к объективной реальности, исследуются ступени и формы процесса познания, условия и критерии его достоверности и истинности.

Диалектика – теория и метод познания явлений действительности в их раз витии и самодвижении, наука о наиболее общих законах развития природы, об щества и мышления. Диалектика как теория познания раскрывает процесс по знания, взаимодействие его основных элементов в процессе постижения истины.

Основным источником познания, его движущей силой, основным потреби телем его результатов и основным критерием истины является практика.

Субъект и объект познания существуют в неразрывном диалектическом единстве. Только диалектическое единство субъекта и объекта познания обеспе чивает достоверность (истинность) познания.

Спиралеобразный характер диалектического движения к истине – от ис ходного чувственно-конкретного знания к абстрактному и далее к конкретному в мышлении, позволяет обогащать знания, достигать новых уровней конкретности и абстрактности. Спиралеобразное развитие процесса познания предопределяет необходимость неоднократного использования при постижении истины проце дур анализа и синтеза.

В процессе познания проявляются три основных закона диалектики:

закон единства и борьбы противоположностей;

закон перехода количественных изменений в качественные;

закон отрицания отрицания.

В зависимости от ситуации в процессе познания с той или иной степенью эффективности могут в различных сочетаниях применяться следующие приемы диалектического познания:

сравнение;

анализ и синтез;

абстракция;

индукция;

дедукция;

эксперимент;

моделирование.

Диалектические, общенаучные и специальные (применяемые в конкретных областях знаний) методы и приемы познания отличаются степенью общности.

Только с позиций диалектики можно понять сложный, полный противоречий путь становления объективной истины, связь на каждой ступени развития науки элементов абсолютного и относительного, устойчивого и изменчивого, переходы от одних форм обобщения к другим, более глубоким.

Одним из видов познавательной деятельности является научное исследо вание – процесс выработки научных знаний. Научное исследование характеризу ется полнотой, достоверностью, объективностью, воспроизводимостью, доказа тельностью, точностью.

Основными элементами научного исследования являются:

обнаружение проблемы;

формулирование целей и задач исследования;

декомпозиция задач исследования;

анализ имеющейся информации, изучение методов решения задач данного типа;

формулирование гипотез;

анализ гипотез;

планирование и подготовка наблюдений (экспериментов, измерений);

имитация реальных условий;

проведение наблюдений (экспериментов, измерений);

анализ и обобщение данных наблюдений (экспериментов, измерений);

проверка гипотез на основе полученных результатов;

уточнение гипотез в соответствии с полученными результатами;

прогнозирование новых результатов;

определение направлений дальнейших исследований.

Объектами исследований в науке о системах – системологии, могут быть мир, внешняя среда, система, подсистема, операция, отношения. В каждом кон кретном случае в роли предмета исследования будет выступать та сторона объ екта исследования, которая подвергается изучению.

Построение оптимальной в некотором смысле математической модели объекта исследования по реализациям ее входных и выходных сигналов называ ется идентификацией объекта исследования.

Практическую формулу диалектического подхода к исследованию можно представить следующим образом:

Качественная Причинно- Проверка Практика Впечатление Образ (количественная) следственные Гипотезы истинности оценка связи гипотез С помощью набора базовых логических конструкций любое умозаключе ние можно представить в виде логического выражения – упорядоченной после довательности логических действий (операций) над совокупностью логических величин.

Основным критерием научной и практической эффективности исследова ния является практика. Научная эффективность исследования определяется но вым научным знанием, полученным в результате исследования. В процессе вне дрения результатов исследования в практику его научная эффективность пре вращается в практическую.

В целом исследование можно считать эффективным, если его цели были достигнуты в установленные сроки и при заданных ограничениях на используе мые ресурсы.

Функциональная роль исследования в развитии системы управления за ключается в получении новых знаний, на основе которых вырабатываются но вые, улучшающие работу системы управляющие воздействия.

Вопросы для повторения 1. Что такое теория познания (гносеология)?

2. Определите понятия субъект и объект познания.

3. Что такое метод познания?

4. Что такое методология?

5. Что такое диалектика?

6. Что является источником познания?

7. Что является движущей силой познания?

8. Что является основным потребителем результатов познания?

9. Что является основным критерием истины?

10. Какой характер имеет диалектическое движение к истине?

11. Что такое конкретность и абстрактность?

12. Что такое анализ и синтез?

13. Сформулируйте три основных закона диалектики.

14. Перечислите приемы диалектического познания.

15. В какой взаимосвязи находятся диалектические, общенаучные и специаль ные методы и приемы познания?

16. Что такое научное исследование и чем оно характеризуется?

17. Перечислите основные элементы научного исследования.

18. Что такое декомпозиция?

19. Что такое системология?

20. Определите понятие система.

21. Что может быть объектом исследований в системологии?

22. Что такое предмет исследования?

23. Что такое идентификация объекта исследования?

24. Какие основные задачи необходимо решить в процессе идентификации объекта исследования?

25. В каких случаях применяются методы функциональной и параметрической идентификации?

26. Изобразите в схематическом виде практическую формулу диалектического подхода к исследованию.

27. Перечислите базовые логические конструкции.

28. Что является основным критерием научной и практической эффективности исследования?

29. Какое исследование можно считать эффективным?

30. В чем заключается функциональная роль исследования в развитии систем управления?

Тест по теме 1. Дедукция как прием диалектического познания представляет собой:

1) рассмотрение одного объекта познания в соотношении с другим с целью ус тановления сходства или различия;

2) логическое умозаключение от частных, единичных случаев к общему выво ду, от отдельных фактов к обобщениям;

3) логическое умозаключение от общего к частному, от общих суждений к ча стным или другим общим выводам.

2. Индукция как прием диалектического познания представляет собой:

1) рассмотрение одного объекта познания в соотношении с другим с целью ус тановления сходства или различия;

2) логическое умозаключение от частных, единичных случаев к общему выво ду, от отдельных фактов к обобщениям;

3) логическое умозаключение от общего к частному, от общих суждений к ча стным или другим общим выводам.

3. Моделирование как прием диалектического познания представляет собой:

1) исследование объектов познания в реальных условиях;

2) исследование объектов познания в контролируемых и управляемых усло виях;

3) исследование объектов познания путем построения и изучения их моделей.

4. Эксперимент как прием диалектического познания представляет собой:

1) исследование объектов познания в реальных условиях;

2) исследование объектов познания в контролируемых и управляемых усло виях;

3) исследование объектов познания путем построения и изучения их моделей.

5. Под методом научного исследования понимается 1) способ получения информации о характеристиках объекта исследования и возможном их изменении при изменении условий окружающей среды;

2) совокупность алгоритмов, специальных правил и приемов получения ин формации об объекте исследования;

3) практическое физическое, математическое или информационное действие по определению значений характеристик объекта исследования.

6. Методикой научного исследования называется 1) способ получения информации о характеристиках объекта исследования и возможном их изменении при изменении условий окружающей среды;

2) совокупность алгоритмов, специальных правил и приемов получения ин формации об объекте исследования;

3) практическое физическое, математическое или информационное действие по определению значений характеристик объекта исследования.

7. Что является основным критерием научной и практической эффективности исследования?

1) Степень научной новизны полученных результатов.

2) Экономическая эффективность предлагаемых решений.

3) Практика.

2. СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ В ИССЛЕДОВАНИИ УПРАВЛЕНИЯ "Математика была открыта первой из всех частей философии, ибо от начала рода человеческого она была открыта первой, еще до потопа и после не го – сыновьям Адама и Ноя с его сыновьями" Роджер Бэкон Природа и сущность системного подхода к организации научных исследований Системный подход – направление методологии научного познания и со циальной практики, в основе которого лежит изучение объектов познания с по зиций системного анализа.

Системный анализ 25 – совокупность методологических средств, исполь зуемых для комплексного исследования трудно наблюдаемых и трудно пони маемых свойств и отношений в объектах с помощью представления этих объек тов в виде целенаправленных систем и изучения свойств этих систем и взаимо отношений между целями систем (определенными конечными состояниями) и средствами их реализации.

Общая теория систем – научное направление, связанное с разработкой совокупности философских, методологических, конкретно-научных и приклад ных проблем анализа и синтеза систем произвольной природы любой сложности.

Возникновение общей теории систем обычно связывают с именем из вестного австрийского биолога Людвига фон Берталанфи (1901-1972), пытавше гося найти то общее, что присуще сложным организациям материи как биологи ческой, так и общественной природы. В его понимании система есть "комплекс элементов, находящихся во взаимодействии". Он первым показал, что все живые существа являются открытыми системами и не могут существовать без обмена веществом и энергией с окружающей средой.

Используемый за рубежом термин system analysis изначально в большей степени относил ся не к системному анализу как к "синтетической дисциплине, включающей в себя не только конкретные приемы представления информации, но и фундаментальные разделы теории" (Н. Н. Моисеев [30]), а к анализу систем как к совокупности методов и приемов исследования и проектирования конкретных систем.

Согласно Л. Берталанфи системное познание и преобразование мира пред полагает:

рассмотрение объекта деятельности (теоретической или практической) как системы, т.е. как отграниченного множества взаимодействующих элементов;

определение состава, структуры и организации элементов и частей сис темы, обнаружение ведущих взаимодействий между ними;

выявление внешних связей системы, выделение из них главных;

определение функции системы и ее роли среди других систем;

анализ диалектики структуры и функции системы;

обнаружение закономерностей и тенденций развития системы.

Отдавая дань уважения Л. Берталанфи, нельзя не отметить и российских исследователей, идеи которых легли в основу учения о системах. В начале ХХ века в России возникла теория организации – тектология. В 1913-1925 годах в Москве был опубликован цикл работ А. А. Богданова (1873-1928) под общим на званием "Всеобщая организационная наука (тектология)". Некоторые базовые положения тектологии (системный подход к изучению организаций, моделиро вание, обратная связь и др.) получили развитие в кибернетике и общей теории систем.

Ключевые понятия, методология и аппарат общей теории систем По мнению известного американского ученого М. Месаровича [25], общая теория систем должна быть настолько общей, чтобы охватывать другие уже су ществующие теории, касающиеся систем, должна иметь строго научный харак тер и ее научное основание должно быть достаточно фундаментальным, чтобы ее выводы можно было использовать при изучении различных конкретных сис тем.

Общая теория систем построена на аналогии (изоморфизме) процессов, протекающих в системах различного типа. Изоморфизм 27 есть математическое уточнение понятия аналогии 28.

В теории систем широко используется функциональная и структурная аналогия:

при функциональной аналогии при структурной аналогии на на основании сходства результи- основании сходства структур де рующих функций делаются выво- лаются выводы о сходстве ре ды о сходстве структур зультирующих функций Самым важным видом аналогии является аналогия количественная, ко торая может быть как прямой, когда переменные и параметры объекта исследо вания выражаются непосредственно через переменные и параметры его физиче ской модели, так и косвенной – основанной на сходстве математического описа ния модели и объекта.

Изоморфизм строго очерчивает совокупность свойств, по отношению к которым два множества тождественны, т.е. выводы, полученные относительно одного из них, справедливы и для другого. Любую систему S, изоморфную сис теме S, можно рассматривать как модель системы S и сводить изучение самых разнообразных свойств системы S к изучению свойств модели S. Доказанный для систем различной природы изоморфизм дает возможность переносить зна ния из одной предметной области в другую.

В 1954 году по инициативе Л. Берталанфи было учреждено "Общество ис следований в области общей теории систем" – Society for General Systems Re search – первая научная организация такого профиля. В задачи общества входило исследование изоморфизма понятий, законов и моделей в различных областях науки для того, чтобы переносить их из одной области в другую;

построение адекватных теоретических моделей для тех областей науки, в которых их нет;

создание условий, способствующих сокращению дублирования теоретических Структура системы - взаиморасположение и связь элементов системы.

Изоморфизм - наличие взаимооднозначного отображения двух совокупностей, сохра няющего их структурные свойства (от греч. isos - равный, одинаковый, подобный и morphe форма).

Аналогия - нетождественное сходство (подобие) свойств, соотношений, качественных или количественных признаков у различных объектов (от греч. analogia - пропорция, соразмер ность).

исследований в различных областях знаний;

содействие выявлению единства науки путем установления связей между специалистами различных научных на правлений.

В основе всех видов и направлений системного анализа лежит поиск и формулировка системообразующих факторов. Все системообразующие факторы делятся на внешние и внутренние. К внешним системообразующим факторам относятся факторы окружающей среды, способствующие возникнове нию и развитию системы, к внутренним – факторы, порождаемые отдельными элементами, группами элементов или всей совокупностью элементов системы.

Важнейшими внешними системообразующими факторами являются пространство и время 29.

Среди внутренних системообразующих факторов можно выделить сле дующие:

общность природного качества элементов;

взаимодополнение (взаимное дополнение отличающихся тем или иным ка чеством элементов);

индукция (присущее всем системам живой и неживой природы свойство "достраивать" себя до завершенности, регенерировать утраченные и создавать новые части и органы) 30;

жесткие связи (постоянные стабилизирующие факторы, обеспечивающие единство системы);

связи обмена;

функциональные связи (возникающие в процессе специфического взаимо действия элементов системы).

Основные задачи общей теории систем Общая теория систем ориентирована на решение следующих основных за дач:

С другой стороны, время также является и универсальным системоразрушающим фак тором.

В системах, достигших зрелости, индукция становится стабилизирующим фактором.

изучение систем в условиях неопределенности (когда информации о системе и ее функционировании недостаточно для построения ее строгой математиче ской модели);

изучение крупномасштабных и сложных систем (используя для этого более абстрактные и менее структуризованные, учитывающие лишь ключевые факто ры, описания);

построение моделей исследуемых систем в терминах общей теории систем (построение модели общей теории систем как необходимый промежуточный этап между построением принципиальной схемы исследуемой системы и ее ма тематической модели);

упрощение междисциплинарного обмена научной информацией (создание "языка междисциплинарного обмена" – основы для формализации любых сис темных понятий [25]);

унификация и построение единого научного фундамента для более узких разделов системологии (многие важные вопросы, относящиеся к различным раз делам науки о системах, могут быть успешно решены на уровне общей теории систем).

Классификация систем В самом общем случае любую систему можно представить в следующем виде (рис 2.1):

Система определяется заданием системных объектов (входа, процесса, выхода, цели, обратной связи 31 и ограничений), их свойств и связей между ними.

Описание законов функционирования системы задается тремя семейст вами функций:

функциями, определяющими изменение состояний всех элементов системы;

функциями, задающими их выходные сигналы;

функциями, описывающими изменения в структуре системы.

Обратная связь - воздействие реакции (результатов функционирования - выходных сиг налов) системы на процесс, происходящий в системе.

Внешняя среда Вход Выход Процесс в системе Обратная связь Рис. 2.1. Общее представление системы Помимо описания законов функционирования системы, в полное описание системы входит также описание ее начального состояния – начальной структуры системы и начальных состояний всех ее элементов.

По внутреннему строению все системы делятся на системы с постоянной и переменной структурой.

Совокупность элементов, объединенных структурно и функционально та ким образом, чтобы обеспечить при заданных условиях достижение некоторой цели (множества целей) при ограниченных ресурсах и времени, называется це леустремленной системой.

Система, все функции которой являются однозначными, называется де терминированной. Система, часть функций которой – случайные функции, на зывается стохастической (вероятностной).

Степень зависимости от внешней среды характеризуется делением всех систем на открытые, закрытые и изолированные. Открытые системы име ют входные и выходные каналы, по которым они могут обмениваться энергией и веществом с внешней средой. Системы, обменивающиеся с внешней средой только энергией, называются закрытыми. И если система не обменивается с внешней средой ни веществом, ни энергией, ее называют изолированной (вход ных и выходных каналов изолированные системы не имеют).


Системы, описания которых не сводятся к описанию одного элемента и к описанию и указанию общего числа однотипных элементов, называются слож ными системами. Сложность системы определяется ее размерностью (коли чеством параметров, характеризующих состояния всех элементов системы) и сложностью ее структуры (числом связей между элементами системы и их разнообразием). В процессе исследования сложные системы расчленяют на функциональные подсистемы, определяют их внутренние функциональные свя зи, входы, выходы и состояния и задают общую структуру исходной системы в виде связей, объединяющих все ее подсистемы в единое целое.

Система, все или некоторые функции которой зависят от времени, называ ется временнй.

Когда все сигналы и состояния всех элементов временнй системы зада ются непрерывными параметрами, система называется непрерывной.

Если все сигналы и состояния всех элементов временнй системы дис кретны, система называется дискретной. Дискретная система определяется множеством состояний S и множеством допустимых процессов функционирова ния F. Каждый процесс p F функционирования дискретной системы представ ляет собой конечную или бесконечную последовательность состояний системы, которую она может проходить, функционируя в дискретном времени ( p(t) – со стояние системы в момент времени t ).

Системы, часть параметров которых непрерывны, а часть – дискретны, на зываются непрерывно-дискретными.

Базовой теорией для изучения непрерывных систем является теория обык новенных дифференциальных уравнений, для изучения дискретных систем – теория автоматов и теория алгоритмов.

Времення система, значения выходной величины которой в любой мо мент времени зависят исключительно от текущего значения входного воздейст вия и состояния, с которого началась ее эволюция, называется статической (бе зынерционной). При постоянном входном воздействии на статическую систему ее выход также будет постоянным.

Времення система, значения выходной величины которой зависят не только от текущего значения входного воздействия, но и от его "предыстории", называется инерционной.

Если, начиная с любого заданного момента времени, эволюция временнй системы в будущем оказывается одинаковой с точностью до сдвига на соответ ствующий промежуток времени, систему называют стационарной.

Времення система, реакция (значение выходной величины) которой однозначно определяется значением входного сигнала, называется функцио нальной. Любую функциональную систему можно представить в следующем виде (рис. 2.2):

x(t) y(t) A Рис. 2.2. Общий вид функциональной системы Способ преобразования входного сигнала x(t) в реакцию y(t) определяется оператором системы А:

y(t) = A{x(t)}.

Комментарии к терминологии:

функция – переменная величина, числовое значение которой определяется заданием числового значения другой переменной величины – аргумента;

функционал – функция, которая ставит в соответствие каждой функции из некоторого класса функций число (обобщение понятия "функция");

оператор – правило (совокупность математических и логических действий), согласно которому каждому элементу x множества X ставится в соответствие элемент y множества Y (частный случай: функционал – оператор, значениями которого являются действительные числа).

Оператор A называется линейным, если при любых числах n, c1,..., cn и при любых функциях x1( t ), x 2 ( t ),..., xn( t ) n n A ck xk(t) ck A xk(t).

k 1 k Иначе говоря, линейным называется такой оператор, результат действия которого на любую линейную комбинацию функций xk(t) k 1, n является линейной комбинацией результатов его действия на каждую из этих функций в отдельности с теми же коэффициентами.

Таблица 2.1. Примеры линейных операторов линейные линейные однородные операторы неоднородные операторы оператор дифферен- dx ( t ) dx ( t ) y( t ) y( t ) (t ) dt dt цирования оператор интегриро- t t y( t ) x( ) d y( t ) x( ) d (t ) вания 0 y( t ) ( t ) x( t ) y( t ) ( t ) x( t ) ( t ) оператор умножения на некоторую функцию (t ) оператор интегриро- t t y( t ) ( ) x ( ) d y( t ) ( ) x( ) d (t ) вания с заданной весо- 0 (t ) вой функцией Основанный на использовании данного обстоятельства принцип суперпо зиции позволяет выразить реакцию линейной системы (системы с линейным оператором) на любое возмущение через ее реакцию на его составляющие – эле ментарные возмущения. Благодаря принципу суперпозиции любую линейную систему можно полностью охарактеризовать ее реакцией на некие стандартные типы возмущений.

Понятие и классификация систем управления Воздействие, вызывающее изменение состояния целеустремленной систе мы, ведущее к достижению ее цели, называется управлением.

Система управления – совокупность объекта и субъекта управления, действие которой направлено на поддержание или улучшение работы объекта управления.

Объект управления – система, в которой происходят процессы, подлежа щие управлению.

Субъект (орган) управления – система, осуществляющая сбор, накопле ние, обработку и передачу информации и формирование управляющих сигналов.

Технология управления – совокупность методов и процессов, необходи мых для достижения цели управления.

Для системы управления характерно единство субъекта и объекта управ ления – ее управляющей и управляемой частей, которое обеспечивается наличи ем между ними прямых и обратных связей, образующих в своей совокупности контур управления (рис. 2.3):

1 2 n 1 u y x 2 u Субъект Объект y x управления управления n un yn xn Рис. 2.3. Общая схема системы управления Под влиянием управляющего воздействия ( u ( u1,..., un ) ), вырабаты ваемого субъектом управления, в объекте управления происходят изменения, ре зультаты которых отражаются на численных значениях его измеряемых пара метров. Среди всего множества параметров, по значениям которых можно су дить о состоянии объекта управления, выделяют входные ( x i ) и выходные ( y i ), управляемые и неуправляемые ("возмущения" – i ).

Управляющее воздействие u ( u1,..., un ) является функцией величины ( 1,..., n ), равной разности между задающим воздействием (входным сиг налом) x ( x1,..., xn ) и реакцией системы y ( y1,..., yn ).

Период времени T У от момента получения новой информации, имеющей отношение к объекту управления, до исполнения управленческого решения на зывается циклом операции управления:

TУ t ПО t ПР t ИР, где t ПО – время, уходящее на первичную обработку и обобщение поступившей информации;

t ПР – длительность процесса принятия решения;

t ИР – время, уходящее на передачу и исполнение решения.

Продолжительность цикла операции управления определяет минимально необходимый период упреждения в управлении.

По принципу управления различают системы замкнутые и разомкнутые:

система управления замкнутая – система с отрицательной обратной связью (в системах с отрицательной обратной связью реализуется принцип управления по отклонению – устранение или уменьшение отклонения регули руемой величины от заданного значения путем измерения этого отклонения и использования его для выработки управляющего воздействия, возвращающего систему в первоначальное состояние);

система управления разомкнутая – система без обратной связи (в сис темах без обратной связи используется принцип управления по возмущению – устранение или уменьшение вызванного возмущением отклонения регулируемой величины от требуемого значения путем измерения этого возмущения, его функционального преобразования и выработки соответствующего управляюще го воздействия).

Система управления, состояние которой определяется функциями не скольких переменных, зависящими не только от времени, но и от пространст венных координат, называется системой управления с распределенными пара метрами.

Системы управления, на каждое внешнее воздействие откликающиеся вполне определенным образом, называются рефлексивными (рефлексными, рефлекторными). Для нерефлексивных систем характерна неоднозначность, многовариантность реакции на одно и то же воздействие.

В теории игр под рефлексивным управлением понимается процесс пере дачи оснований для принятия решений одной из сторон другой [37]. При этом происходит отражение игроками в их мышлении рассуждений друг друга. Из-за возможности применения противной стороной различных уловок (распростра нение дезинформации, блеф и т.д.) любые оптимальные, но слишком жесткие программы действий оказываются, как правило, не такими выигрышными, как программы, основанные на методах не оптимальных, но более гибких. Наиболее характерно рефлексивное управление для социальных систем.

Система управления, закон изменения состояния которой описывается системой обыкновенных дифференциальных уравнений:

x 1 f 1 ( x1,..., xn, u1,..., uk, t ),..............

x f ( x,..., x, u,..., u, t ), n n n k 1 (в векторном виде x f ( x, u, t ) ), называется динамической системой 32.

Динамическая система, описываемая линейным оператором ( x A x B u, где A и B – матрицы размерности n n и n k ), называется линейной динами ческой системой.

Динамическая система с постоянными параметрами, свободная от влияния внешних воздействий, называется автономной. Закон изменения состояния ав тономной системы описывается системой уравнений вида x f ( x ( t ) ). Про цесс в автономной системе полностью определен, если заданы его начальные условия – динамическое состояние системы в начальный момент времени t 0.

Диагностика и тестирование систем управления Важную роль в развитии систем управления играют диагностика и тес тирование.

Уравнениями в частных производных описываются системы с распределенными парамет рами.

В самом общем случае под диагностикой понимается деятельность по вы явлению, оценке и локализации проблем, процесс постановки диагноза.


Диагноз 33 – определение существа, особенностей и источника проблемы.

Проблема – критическое рассогласование между желаемыми (заданными) и наблюдаемыми значениями параметров объекта исследования.

Диагностика системы управления – установление и изучение признаков, характеризующих состояние и функционирование системы управления, анализ величин и соотношений параметров системы и внешней среды и их изменений, обнаружение и локализация дефектов в системе, выявление неиспользуемых возможностей, предсказание и предотвращение возможных нарушений в функ ционировании и состоянии системы в будущем.

Тестирование – исследование систем управления с помощью тестов.

Тест 34 – пробное воздействие на систему с целью определения ее состоя ния и изучения протекающих в ней процессов.

В маркетинге, например, под тестированием понимается изучение отдель ных аспектов потребительского поведения – первых и повторных покупок ново го товара, частоты его приобретения, привыкания к нему и т.п. [35]. По данным опросов потребителей и специалистов (интервьюирования, анкетирования и др.) рассчитываются показатели нарастания числа покупок (темпы признания то вара), выявляются и отслеживаются изменения в соотношении долей покупате лей, признавших и не признавших товар (уровень диффузии целевого рынка), и т.д.

В рекламном бизнесе посредством тестирования изучают степень воздей ствия рекламы на потребителей, ее убедительность и информативность. В этой сфере под диагностикой понимают оценку качества рекламы ее потребителя ми.

Различают два вида тестов:

От греч. diagnsis - распознавание.

От англ. test - испытание, исследование.

функциональные тесты, предназначенные для проверки правильности функционирования систем (отсутствия критического рассогласования между желаемыми (заданными) и наблюдаемыми значениями их контролируемых па раметров);

диагностические тесты, предназначенные для обнаружения и локализа ции дефектов в системах.

При подготовке к тестированию необходимо помнить, что тестовая про верка позволяет обнаружить только те дефекты, которые приводят к ошибкам, влияющим на правильность выполнения соответствующих тестов.

Процедура выбора метода исследования системы управления В самом общем случае процедура выбора метода исследования системы управления заключается в следующем:

формулируется проблема;

формулируются цели и задачи исследования;

формализуются требования к результатам исследования;

оценивается полнота и качество имеющейся у исследователей информации о системе управления и ее внешней среде;

изучается возможность получения дополнительной информации о системе и ее внешней среде в процессе исследования;

определяется класс применимых в данной ситуации (возможных) методов исследования;

формулируются критерии выбора оптимального метода исследования из числа возможных;

вычисляются значения критериев оптимальности для каждого из возможных методов исследования;

из всех возможных методов исследования выбирается оптимальный.

Резюме Системный подход – направление методологии научного познания и соци альной практики, в основе которого лежит изучение объектов познания с пози ций системного анализа.

Системный анализ – совокупность методологических средств, используе мых для комплексного исследования трудно наблюдаемых и трудно понимаемых свойств и отношений в объектах с помощью представления этих объектов в виде целенаправленных систем и изучения свойств этих систем и взаимоотношений между целями систем и средствами их реализации.

Общая теория систем – научное направление, связанное с разработкой со вокупности философских, методологических, конкретно-научных и прикладных проблем анализа и синтеза систем произвольной природы любой сложности.

Общая теория систем построена на аналогии (изоморфизме) процессов, протекающих в системах различного типа. Любую систему S, изоморфную сис теме S, можно рассматривать как модель системы S и сводить изучение самых разнообразных свойств системы S к изучению свойств модели S. Доказанный для систем различной природы изоморфизм дает возможность переносить зна ния из одной предметной области в другую.

В основе всех видов и направлений системного анализа лежит поиск и формулировка системообразующих факторов.

Общая теория систем ориентирована на решение следующих основных за дач:

изучение систем в условиях неопределенности;

изучение крупномасштабных и сложных систем;

построение моделей исследуемых систем в терминах общей теории систем;

упрощение междисциплинарного обмена научной информацией;

унификация и построение единого научного фундамента для более узких разделов системологии.

Система определяется заданием системных объектов (входа, процесса, вы хода, цели, обратной связи и ограничений), их свойств и связей между ними.

Описание законов функционирования системы задается тремя семейства ми функций:

функциями, определяющими изменение состояний всех элементов системы;

функциями, задающими их выходные сигналы;

функциями, описывающими изменения в структуре системы.

Помимо описания законов функционирования системы, в полное описание системы входит также описание ее начального состояния – начальной структуры системы и начальных состояний всех ее элементов.

Совокупность элементов, объединенных структурно и функционально та ким образом, чтобы обеспечить при заданных условиях достижение некоторой цели при ограниченных ресурсах и времени, называется целеустремленной сис темой.

Система, все функции которой являются однозначными, называется де терминированной. Система, часть функций которой – случайные функции, назы вается стохастической.

Степень зависимости от внешней среды характеризуется делением всех систем на открытые, закрытые и изолированные.

Системы, описания которых не сводятся к описанию одного элемента и к описанию и указанию общего числа однотипных элементов, называются слож ными системами.

Система, все или некоторые функции которой зависят от времени, называ ется временнй.

Если все сигналы и состояния всех элементов временнй системы задают ся непрерывными параметрами, система называется непрерывной, а если дис кретными – дискретной. Системы, часть параметров которых непрерывны, а часть – дискретны, называются непрерывно-дискретными.

Времення система, значения выходной величины которой в любой мо мент времени зависят исключительно от текущего значения входного воздейст вия и состояния, с которого началась ее эволюция, называется статической.

Времення система, значения выходной величины которой зависят не только от текущего значения входного воздействия, но и от его "предыстории", называется инерционной.

Если, начиная с любого заданного момента времени, эволюция временнй системы в будущем оказывается одинаковой с точностью до сдвига на соответ ствующий промежуток времени, систему называют стационарной.

Времення система, реакция которой однозначно определяется значени ем входного сигнала, называется функциональной. Способ преобразования входного сигнала в реакцию определяется оператором системы.

Системы с линейными операторами называют линейными системами. Бла годаря принципу суперпозиции, любую линейную систему можно полностью охарактеризовать ее реакцией на некие стандартные типы возмущений.

Воздействие, вызывающее изменение состояния целеустремленной систе мы, ведущее к достижению ее цели, называется управлением.

Система управления – совокупность объекта и субъекта управления, дей ствие которой направлено на поддержание или улучшение работы объекта управления.

Объект управления – система, в которой происходят процессы, подлежа щие управлению.

Субъект (орган) управления – система, осуществляющая сбор, накопление, обработку и передачу информации и формирование управляющих сигналов.

Воздействие результатов функционирования системы на процесс, проис ходящий в системе, называется обратной связью.

Система управления замкнутая – система с отрицательной обратной свя зью (управление по отклонению).

Система управления разомкнутая – система без обратной связи (управле ние по возмущению).

Системы управления, на каждое внешнее воздействие откликающиеся вполне определенным образом, называются рефлексивными (рефлексными).

Под рефлексивным управлением понимается процесс передачи оснований для принятия решений одной из сторон другой.

Система управления, закон изменения состояния которой описывается системой обыкновенных дифференциальных уравнений, называется динамиче ской.

Динамическая система, описываемая линейным оператором, называется линейной динамической системой.

Динамическая система с постоянными параметрами, свободная от влияния внешних воздействий, называется автономной.

Важную роль в развитии систем управления играют диагностика и тести рование.

Под диагностикой системы управления понимается установление и изуче ние признаков, характеризующих ее состояние и функционирование, анализ ве личин и соотношений параметров системы и внешней среды и их изменений, обнаружение и локализация дефектов в системе, выявление неиспользуемых возможностей, предсказание и предотвращение возможных нарушений в функ ционировании и состоянии системы в будущем.

Тестирование – исследование систем управления с помощью тестов.

Тест – пробное воздействие на систему с целью определения ее состояния и изучения протекающих в ней процессов.

Различают два вида тестов:

функциональные тесты, предназначенные для проверки правильности функ ционирования систем;

диагностические тесты, предназначенные для обнаружения и локализации дефектов в системах.

При подготовке к тестированию необходимо помнить, что тестовая про верка позволяет обнаружить только те дефекты, которые приводят к ошибкам, влияющим на правильность выполнения соответствующих тестов.

В самом общем случае процедура выбора метода исследования системы управления заключается в следующем:

формулируется проблема;

формулируются цели и задачи исследования;

формализуются требования к результатам исследования;

оценивается полнота и качество имеющейся у исследователей информации о системе управления и ее внешней среде;

изучается возможность получения дополнительной информации о системе и ее внешней среде в процессе исследования;

определяется класс применимых в данной ситуации методов исследования;

формулируются критерии выбора оптимального метода исследования из числа возможных;

вычисляются значения критериев оптимальности для каждого из возможных методов исследования;

из всех возможных методов исследования выбирается оптимальный.

Вопросы для повторения 1. Что такое система?

2. Что такое системный подход?

3. Что такое системный анализ?

4. Что изучает общая теория систем?

5. Кто стоял у истоков системологии?

6. Что такое аналогия?

7. В чем суть функциональной аналогии?

8. В чем суть структурной аналогии?

9. Что такое изоморфизм?

10. Какую роль играет изоморфизм в общей теории систем?

11. Что относится к внутренним и внешним системообразующим факторам?

12. Перечислите основные задачи общей теории систем.

13. Что входит в описание системы?

14. Какими семействами функций задается описание законов функционирова ния системы?

15. Чем характеризуется начальное состояние системы?

16. Какие системы называются целеустремленными?

17. Какие системы называются детерминированными?

18. Какие системы называются стохастическими?

19. Какие системы называются открытыми, закрытыми, изолированными?

20. Какие системы называются сложными?

21. Какие системы называются временными?

22. Какие системы называются непрерывными?

23. Какие системы называются дискретными?

24. Какие системы называются непрерывно-дискретными?

25. Какие системы называются статическими?

26. Какие системы называются инерционными?

27. Какие системы называются стационарными?

28. Какие системы называются функциональными?

29. Что такое оператор системы?

30. Приведите примеры линейных операторов.

31. В чем суть принципа суперпозиции?

32. Что такое управление?

33. Что такое система управления?

34. Что такое объект управления?

35. Что такое орган управления?

36. Как выглядит общая схема системы управления?

37. Что такое обратная связь?

38. Что такое цикл операции управления?

39. Как определяется минимально необходимый период упреждения в управ лении?

40. Какие системы управления называются замкнутыми?

41. Какие системы управления называются разомкнутыми?

42. Что такое система управления с распределенными параметрами?

43. Какие системы управления называются рефлексивными (рефлексными)?

44. Какие системы управления называются динамическими?

45. Что такое линейная динамическая система?

46. Что такое автономная система?

47. Что такое диагностика?

48. Что такое тестирование?

49. Какую роль играют диагностика и тестирование в развитии систем управ ления?

50. В чем заключается процедура выбора метода исследования системы управления?

Тест по теме 1. Системный подход – 1) направление методологии научного познания и социальной практики, в ос нове которого лежит изучение объектов познания с позиций системного анализа;

2) совокупность методологических средств, используемых для комплексного исследования трудно наблюдаемых и трудно понимаемых свойств и отно шений в объектах с помощью представления этих объектов в виде целена правленных систем и изучения свойств этих систем и взаимоотношений между целями систем (определенными конечными состояниями) и средст вами их реализации;

3) научное направление, связанное с разработкой совокупности философских, методологических, конкретно-научных и прикладных проблем анализа и синтеза систем произвольной природы любой сложности.

2. Системный анализ – 1) направление методологии научного познания и социальной практики, в ос нове которого лежит изучение объектов познания с позиций системного анализа;

2) совокупность методологических средств, используемых для комплексного исследования трудно наблюдаемых и трудно понимаемых свойств и отно шений в объектах с помощью представления этих объектов в виде целена правленных систем и изучения свойств этих систем и взаимоотношений между целями систем (определенными конечными состояниями) и средст вами их реализации;

3) научное направление, связанное с разработкой совокупности философских, методологических, конкретно-научных и прикладных проблем анализа и синтеза систем произвольной природы любой сложности.

3. Общая теория систем – 1) направление методологии научного познания и социальной практики, в ос нове которого лежит изучение объектов познания с позиций системного анализа;

2) совокупность методологических средств, используемых для комплексного исследования трудно наблюдаемых и трудно понимаемых свойств и отно шений в объектах с помощью представления этих объектов в виде целена правленных систем и изучения свойств этих систем и взаимоотношений между целями систем (определенными конечными состояниями) и средст вами их реализации;

3) научное направление, связанное с разработкой совокупности философских, методологических, конкретно-научных и прикладных проблем анализа и синтеза систем произвольной природы любой сложности.

4. Аналогия – 1) наличие взаимооднозначного отображения двух совокупностей, сохраняю щего их структурные свойства;

2) нетождественное сходство (подобие) свойств, соотношений, качественных или количественных признаков у различных объектов;

3) общность природного качества элементов.

5. При функциональной аналогии 1) на основании сходства результирующих функций делаются выводы о совокупности свойств, по отношению к которым две системы тождествен ны;

2) на основании сходства результирующих функций делаются выводы о сход стве структур;

3) на основании сходства структур делаются выводы о сходстве результирую щих функций.

6. При структурной аналогии 1) на основании сходства структур делаются выводы о совокупности свойств, по отношению к которым две системы тождественны;

2) на основании сходства структур делаются выводы о сходстве результирую щих функций.

3) на основании сходства результирующих функций делаются выводы о сход стве структур;

7. Изоморфизм – 1) свойство системы удерживать свои характеристики в допустимых для ее существования пределах;

2) нетождественное сходство (подобие) свойств, соотношений, качественных или количественных признаков у различных объектов;

3) наличие взаимооднозначного отображения двух совокупностей, сохраняю щего их структурные свойства.

8. Система, все функции которой являются однозначными, называется:

1) статической;

2) стохастической;

3) детерминированной.

9. Стохастической называется система, 1) все функции которой являются однозначными;

2) часть функций которой – случайные функции;

3) все функции которой – случайные функции.

10. Закрытые системы 1) могут обмениваться с внешней средой только веществом;

2) могут обмениваться с внешней средой только энергией;

3) не обмениваются с внешней средой ни веществом, ни энергией.

11. Изолированные системы 1) могут обмениваться с внешней средой только веществом;

2) могут обмениваться с внешней средой только энергией;

3) не обмениваются с внешней средой ни веществом, ни энергией.

12. Временнй называется система, 1) все функции, состав и структура которой зависят от времени;

2) все функции которой зависят от времени;

3) все или некоторые функции которой зависят от времени.

13. Непрерывной называется временная система, 1) один или несколько параметров которой непрерывны;

2) все сигналы которой задаются непрерывными параметрами;

3) все сигналы и состояния всех элементов которой задаются непрерывными параметрами.

14. Дискретной называется временная система, 1) один или несколько параметров которой дискретны;

2) состояния всех элементов которой задаются дискретными параметрами;

3) все сигналы и состояния всех элементов которой дискретны.

15. Времення система, значения выходной величины которой в любой момент времени зависят исключительно от текущего значения входного воздействия и состояния, с которого началась ее эволюция, называется:

1) динамической;

2) статической;

3) стационарной.

16. Времення система, значения выходной величины которой зависят не только от текущего значения входного воздействия, но и от его "предыстории", назы вается:

1) динамической;

2) статической;

3) инерционной.

17. Времення система, эволюция которой в будущем, начиная с любого задан ного момента времени, оказывается одинаковой с точностью до сдвига на со ответствующий промежуток времени, называется:

1) статической;

2) стационарной;

3) инерционной.

18. Времення система, реакция которой однозначно определяется значением входного сигнала, называется:

1) инерционной;

2) динамической;

3) функциональной.

19. К какому классу систем применим принцип суперпозиции?

1) К открытым системам.

2) К статическим системам.

3) К линейным системам.

20. Система управления – 1) система, в которой происходят процессы, подлежащие управлению;



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.