Реферати українською » Наука и техника » Можливості системного аналізу стосовно науковому і технічного творчості


Реферат Можливості системного аналізу стосовно науковому і технічного творчості

Титов В.В.

Останніми десятиліттями діалектичний закону про загальної зв'язку явищ змусив серйозно узятися до вивчення закономірностей будівлі та розвитку великих систем. Системний аналіз, зародившись у надрах суспільних соціальних і біології, перейшов до "освоєння" технічних наук. Проте системи громадські й соціальні, біологічні і екологічні, технічні системи, інформаційні системи та системи наукових знань - це все-таки системи із різними характеристиками і і з різної термінологією. У результаті формулювання засад системного аналізу стосовно конкретним класам систем іноді сприймаються, мов занадто спільні смаки й навіть иносказательные; з іншого боку, занадто спеціальна термінологія конкретизує, але водночас і дуже звужує сферу застосування вироблених формулювань. Очевидно, все-таки єдино розумним шляхом представляється "переклад" засад системного аналізу з "загального" мови мовою конкретної області знань, до якої належить досліджуваний об'єкт. Саме цю процедуру і пропонується справжньої роботи.

Визначення системи: "Система - це упорядкований належним чином безліч елементів, взаємозалежних між собою - і їхнім виокремленням деяке цілісне єдність" [1]. Загальні поняття "система" і "елемент системи" можна конкретизувати до різних об'єктів дослідження, як показано, наприклад, в табл. 1.

Система характеризується складом елементів, структурою і виконує певну функцію.

Таблиця 1.

Система Елемент системи
Державну систему Адміністративний інститут
Екологічна система Співтовариство рослин, тварин
Технічний пристрій (функціонально значимий) елемент
Наука Знання про об'єкт дослідження
Общественно значуща функція Функція нижчого рангу (службова функція)
Нервова система Нервове волокно
Природна система Природно-ландшафтный об'єкт
Світогляд Принцип
Мораль Этическое правило
Інформаційна система Блок інформації
Спосіб, технологія Операція, процедура

Структура системи - це закономірні стійкі зв'язок між елементами системи, відбивають просторове і тимчасове розташування елементів і характеру їх взаємодії (чи причинно-наслідкові відносини). У цьому зауважимо, що зв'язку у системі бувають корисні, непотрібні і шкідливі.

Функція системи - це зовнішній прояв властивостей системи, певний спосіб взаємодії з довкіллям. У будь-який системи багато функцій; проте майже завжди серед цього безлічі можна назвати одну, найсуттєвішу цієї системи відносин. Ця функція називається головною корисною функцією (ГПФ) системи.

Два основних властивості систем:

- цілісність системи означає, що елементів, аналізований як системи, має характерними властивостями і поведінкою, причому властивості системи несводимы від суми властивостей її елементів;

- подільність системи відбиває те що, що кожен об'єкт можна що складається з елементів. Це означає, що кожен об'єкт можна як мінімум у трьох аспектах: чимось цілісне (систему), як частину більш загальній системи (надсистемы) як і сукупність дрібніших частин (елементів, підсистем).

Перший крок системного аналізу - уявлення об'єкта як системи. Наступний крок - системне дослідження об'єкта у трьох аспектах. У табл. 2 відбиті напрями системного дослідження та послідовність виконання її етапів.

Таблиця 2.

1 Будова надсистемы і його зовнішні зв'язку досліджуваної системи Предметный аналіз (структуризація) системи
2 Будова та внутрішні зв'язку системи
3 Аналіз зовнішнього функціонування системи Функціональний аналіз системи
4 Аналіз внутрішнього функціонування системи
5 Генетичний (ретроспективний) аналіз системи Історичний аналіз системи
6 Прогноз розвитку системи

Перші дві аспекти системного дослідження об'єкта істотно облегшуються, якщо врахувати такі закономірності побудови і функціонування систем:

1. Система мусить бути функціонально повної, тобто. перелік її елементів має включати у собі все мінімально необхідну й достатню до виконання ГПФ.

2. Система мусить бути проведеної за всі наявних у ній потокам: речовинним, силовим, енергетичним і сучасних інформаційних. Повна ланцюг, за якою відбувається потік у системі, складається з п'ятьох елементів, кожен із яких забезпечує своє завдання: 1) виникнення, 2) перетворення, 3) передачу, 4) отримання корисного результату 5) утилізацію (залишку чи відходів). Деякі з цих елементів можуть або повторюватися, або поєднуватися коїться з іншими, або відсутні.

3. Система повинна мати хоча б мінімальної ступенем динамічності і керованості, які забезпечують її функціонування деякому діапазоні зміни зовнішніх умов.

4. Кількісні характеристики структурних елементів і зв'язків системи повинні перевершувати певний параметричний поріг. У цьому поріг може бути єдиним, а "перевершувати" який завжди означає "перевищувати". Сутність цього закону можна пояснити прикладом: сукупність молекул будь-якого речовини утворює кристал (систему) тільки тоді ми, коли відстань між молекулами та його швидкості становить цілком визначених величин.

Для історичного аналізу системи треба зазначити основних напрямів розвитку систем.

1. Підвищення ідеальності системи. У цьому під абсолютно ідеальної системою розуміють цю ситуацію, коли ГПФ системи виконується без самої системи. Отже, з розвитком системи (за незмінної ГПФ) її складу, кількість зв'язків та палестинці час реалізації ГПФ зменшуються.

2. Підвищення динамічності і керованості системи. Зміна зовнішніх (стосовно системі) умов викликає кількісне (котрий іноді якісне) зміна ГПФ, що, своєю чергою, вимагає розширення діапазону життєздатності (працездатності) системи. Це відбувається, зокрема, з допомогою: 1) переходу від статичних до динамічним параметрами елементів системи, 2) збільшення кількості внутрішніх зворотного зв'язку, 3) переходу від статичної до динамічної стійкості.

3. Узгодження просторових, тимчасових і причинно-наслідкових периодичностей (ритмів) як у зовнішнім, і внутрішніми зв'язкам системи.

4. Ускладнення ієрархічної структури системи як у напрямі надсистемы, і у напрямі диференціації підсистем.

5. Підвищення функціональної повноти (автономності) системи. З розвитком дедалі більша частину їх функцій перетворюється на ранг внутрішніх, число зовнішніх економічних зв'язків зменшується. Порядок цього переходу визначено: першими "автоматизируются" виконавчі функції, потім функцій управління і, нарешті, інформаційні функції.

Цілком ймовірно, що закономірності розвитку 1-5 іноді суперечать одна одній. Тож у суворому сенсі їх можна називати ні законами, ні закономірностями, лише тенденціями. Додаткова складність - у цьому, будь-яка система може водночас укладати кілька надсистем різних типів (див. табл.1) плюс кілька ГПФ, між собою не узгоджених. І, насамкінець, не можна забувати про фактор випадковості подій, що сприяє розвитку системи. Усе це призводить до того, що успішний розвиток системи йде стрибками, стадіями, з кожної у тому числі реалізується трохи більше однієї-двох тенденцій (з вище перерахованих п'яти).

Останнє із даних про системах - життєвий цикл. Будь-яка система народжується, розвивається і гине (приватним випадком загибелі системи є його перетворення на іншу систему з принципово інший внутрішньої організацією). У цьому слід зазначити одну важливу особливість: фази життєвого циклу системи у різних надсистемах можуть дуже різнитися, тому констатація "клінічної смерті" системи у будь-якій надсистеме не лише означає повне зникнення цією системою з деяких інших надсистем.

Науково-технічне творчість теоретично має забезпечувати розвиток відповідної галузі, а цього треба знати напрям "вектора розвитку" об'єкта, тобто. провести його системне дослідження. І якщо технічних систем основні тези системного аналізу сформульовані [2], то полі наукової діяльності поки цьому плані є цілиною. Якщо кожну конкретну науку у вигляді системи та провести послідовний аналіз такої системи, неважко виявити найімовірніші напрями еволюційного розвитку даної науку й зосередити зусилля саме у цих напрямах.

Спробуємо сформулювати основні ухвали і становища системного аналізу поняття "наука". Наука - це упорядкований за змістом безліч знання предметі дослідження, пов'язаних між собою - і їхнім виокремленням деяке єдність.

Структура науки - це закономірні стійкі зв'язок між відомостей про предметі науки, відбивають причинно-наслідкові відносини між тими даними.

Функція науки - це зовнішній прояв висновків науки, певний спосіб взаємодії з іншими галузями людської діяльності.

ГПФ науки - збільшення ступеня усвідомленості людської діяльності.

Цілісність науки означає, що приватних відомостей, аналізований як науки, дозволяє робити висновків і визначити напрями нових досліджень, які було практично неможливо сформулювати виходячи з кожного з приватних відомостей у окремішності.

Делимость науки означає, що будь-яку науку можна що з низки розділів, тобто. кожної конкретної науки можна знайти загальну науку, куди вона входить у ролі розділу, і кожну конкретну науку можна розділити сталася на кілька розділів чи наукових напрямів (щоправда, який завжди вони доростають до статусу науки).

Закономірності будівлі та функціонування науки:

1. Наука мусить бути функціонально повної, тобто. комплект приватних знань має включати усе необхідне і достатню щоб одержати якісно нових висновків.

2. Усі наукові матеріали організувати в логічно послідовні ланцюга. Повна логічна ланцюг складається з п'ятьох операцій: 1) отримання приватних даних про предметі дослідження, 2) перетворення цих відомостей до потрібному виду, 3) об'єднання відомостей, отриманих із джерел, 4) формування узагальнень і висновків, 5) виявлення невикористаної чи суперечливою інформацією і організація їх у форму вихідних відомостей наступного етапу досліджень.

3. Наука повинна мати хоча б мінімальної ступенем спільності, тобто. висновки його повинні залишатися справедливими у певній діапазоні зміни вихідних даних чи об'єкта дослідження.

4. Комплекс знання предметі дослідження набуває статусу науки лише після перевищення деякого мінімального інформаційного обсягу цього технологічного комплексу.

Тенденції розвитку науки:

1. З розвитком науки доказу її висновків спрощуються формою, скорочуються обсягом і грунтуються на меншої кількості вихідний матеріал.

2. Принаймні проникнення сутність предмета дослідження висновки науки стають гнучкішими, одночасно відбувається і деталізація цих висновків залежно від конкретної різновиду предмета дослідження. Це відбувається, зокрема, з допомогою: 1) переходу від жорстких до гнучким, вірогіднісним формулюванням, 2) збільшення кількості умов і параметрів, які враховують приватні особливості конкретних об'єктів.

3. Періодичність етапів накопичення даних, і узагальнення даної науці узгоджується у часі з аналогічної періодичністю в суміжних науках. У різних розділах даної науки періодичності також узгоджені.

4. Иерархическая структура науки зі збільшенням сумарного обсягу знань постійно ускладнюється.

5. З розвитком кожна конкретна наука дедалі більше відокремлюється, формуючи свій власний методичний апарат, і дедалі менше користуючись "послугами" інших наук. Порядок підвищення автономності визначено: спочатку з'являються власні методики отримання вихідних знань, потім методики обробітку грунту і перетворення даних, і, нарешті, іноді доходить до логіки формування висновків. Життєвий цикл науки починається , зазвичай, з монографії, у якій зводиться воєдино безліч розрізнених даних про предметі дослідження, робляться перші основні висновки та визначається місце "новонародженої" науку й її генетичні зв'язки з іншими галузями знань. Розвиток науки управляється тенденціями 1-5. Життєвий цикл завершується перетворенням ієрархічної структури, тобто. або поділом даної науки дещо інших, дрібніших самостійних напрямів, або об'єднанням, злиттям з іншого наукою з урахуванням спільності деяких ключових принципів.

Поняття "наука" досить загально, тому й отримані раніше формулювання положень системного аналізу залишаються досить загальними. Наступний крок - системний аналіз конкретного напрями у науці чи техніку - надається читачеві для самостійної роботи. Одна-дві дитини таких досвіду переконливо показують, наскільки чіткіше і упорядоченнее стає розуміння стану справ аналізованої області після "примірки" до неї положень системного аналізу.

Список літератури

1. Садовський В.М. Методологічні проблеми дослідження об'єктів, що становлять системи. - Соціологія у СРСР. - М.: Наука, т.1, 1965, с.164.

2. Шеломок Ю.Н. Методичні матеріали до навчальної програмі "Наукова організація творчої діяльність у техніки і науці", частина 4. Основи комплексного методу. - Горький, 1983.

Схожі реферати:

Навігація