- •Лекция 1 Введение. Основные понятия и определения Основные задачи теории информационных систем.
- •Краткая историческая справка.
- •Основные понятия теории систем
- •Выбор определения системы.
- •Лекция 2 Основные понятия и определения Основное содержание первой лекции
- •Понятие информации
- •Открытые и закрытые системы
- •Модель и цель системы
- •Информационные динамические системы
- •Классификация и основные свойства единиц информации
- •Системы управления
- •Реляционная модель данных
- •Управление
- •Технические, биологические и др. Системы
- •Детерминированные и стохастические системы
- •Открытые и закрытые системы
- •Хорошо и плохо организованные системы
- •Классификация систем по сложности
- •Модели сложных систем управления
- •Структурная сложность
- •Иерархия
- •Многообразие
- •Уровни взаимодействия
- •Динамическая сложность
- •Случайность в сравнении с детерминизмом и сложностью
- •Шкалы времени
- •Теоретическое решение
- •Модели сложных систем управления (по Вавилову а.А)
- •Лекция 4 Закономерности систем Целостность
- •Интегративность
- •Коммуникативность
- •Иерархичность
- •Эквифинальность
- •Историчность
- •Закон необходимого разнообразия
- •Закономерность осуществимости и потенциальной эффективности систем
- •Закономерность целеобразования
- •Системный подход и системный анализ
- •Лекция 5 Уровни представления информационных систем
- •Методы и модели описания систем
- •Качественные методы описания систем
- •Методы типа мозговой атаки.
- •Методы типа сценариев.
- •Методы экспертных оценок.
- •Методы типа «Дельфи».
- •Методы типа дерева целей.
- •Морфологические методы.
- •Методика системного анализа.
- •Количественные методы описания систем
- •Лекция 6 Кибернетический подход к описанию систем
- •Моделирование систем
- •Лекция 7 Алгоритмы на топологических моделях.
- •Задачи анализа топологии
- •Представление информации о топологии моделей
- •Переборные методы Поиск контуров и путей по матрице смежности
- •Модифицированный алгоритм поиска контуров и путей по матрице смежности
- •Поиск контуров и путей по матрице изоморфности
- •Сравнение алгоритмов топологического анализа
- •Декомпозиция модели на топологическом ранге неопределенности
- •Сортировка модели на топологическом ранге неопределенности
- •Нахождение сильных компонент графа
- •Заключение
- •Лекция 8 Теоретико-множественное описание систем
- •Предположения о характере функционирования систем
- •Система, как отношение на абстрактных множествах
- •Временные, алгебраические и функциональные системы
- •Временные системы в терминах «вход — выход»
- •Лекция 9 Формы представления модели
- •Нормальная форма Коши
- •Системы нелинейных дифференциальных уравнений различных порядков
- •Гиперграфы
- •Лекция 10 Динамическое описание систем
- •Детерминированная система без последствий
- •Детерминированные системы без последствия с входными сигналами двух классов
- •Учет специфики воздействий
- •Детерминированные системы с последствием
- •Стохастические системы
- •Лекция 11 Агрегатное описание систем
- •Лекция 12 Рецепция информации. Свойства бистабильных систем
- •Устойчивость информационных нелинейных систем. Классификация стационарных состояний
- •Обратимые и необратимые операции.
- •Лекция 13 Концепции общей теории информации Общее понятие Информации
- •Эволюция информации
- •1. Неживые формы
- •2. Простейшие формы жизни
- •3. Клеточная форма жизни
- •4. Многоклеточные формы жизни
- •5. Социальные образования
- •Свойства информации и законы ее преобразования
- •1. Прием информационных кодов
- •2. Интерпретация информации
- •3. Структура компонент данных имвс
- •4. Структура компонент шаблонов действий имвс
- •5. Реализация информации
- •7. Навигация данных в структуре имвс
- •Заключение
- •Лекция 14 Новая Сеть
- •Встречайте биоинформатику
- •Потребности применений
- •Лекция 15 Архитектуры и технологии разработки интероперабельных систем Введение
- •Компоненты архитектуры
- •Интеграция corba и www-технологий
- •Семантическая интероперабельность
- •Системный анализ
- •Определение требований
- •Оценка осуществимости
- •Оценка риска
- •Логическая модель
- •Метод прототипа
- •Выяснение проблем заказчика
- •Проектирование
- •Нисходящее проектирование
- •Принципы уровней абстракции:
- •Моделирование данных
- •Реализация
- •Повышение надежности системы
- •Тестирование
- •Принципы тестирования
- •Виды тестирования:
- •Отладка
- •Внедрение
- •Лекция 17 Что Business Intelligence предлагает бизнесу
- •Данные, информация и технологии
- •Лекция 18 Данные vs. Информация
- •Литература
Краткая историческая справка.
Развитие научного знания и его приложений к практической деятельности в XVIII - XIX в.в. привело к все возрастающей дифференциации научных и прикладных направлений. Возникло много специальных дисциплин, которые часто используют сходные формальные методы, но настолько преломляют их с учетом потребностей конкретных приложений, что специалисты, работающие в разных прикладных областях (так называемые "узкие специалисты"), перестают понимать друг друга. В то же время в конце XIX века стало резко увеличиваться число комплексных проектов и проблем, в первую очередь для управления экономикой, требующих участия специалистов различных областей знаний.
Роль интеграции наук, организации взаимосвязей и взаимодействия между различными научными направлениями во все времена выполняла философия - наука наук, которая одновременно являлась и источником возникновения ряда научных направлений.
В частности, И.Ньютон сделал открытия своих основных законов в рамках натурфилософии, как тогда называлась физика, являвшаяся частью философского знания.
Так, и в 30-е годы 20-го столетия философия явилась источником возникновения обобщающего направления, названного теорией систем. Основоположником этого направления считается биолог Л. фон Берталанфи.
Отметим, что важный вклад в становление системных представлений внес в начале XIX века (еще до Л. фон Берталанфи) А.А.Богданов. Однако в силу исторических причин предложенная им всеобщая организационная наука тектология не нашла распространения и практического применения.
Важную роль в развитие этого направления В.Н.Садовского, Э.Г.Юдина, И.В.Блауберга, С.П.Никаиорова.
В нашей стране вначале теорию систем активно развивали философы, ими были разработаны концептуальные основы, терминологический аппарат, исследованы закономерности функционирования и развития сложных систем, поставлены другие проблемы, связанные с философскими и общенаучными основами системных исследований.
Однако философская терминология не всегда легко применяется в практической деятельности. Поэтому потребности практики почти одновременно со становлением теории систем привели к возникновению направления, названного исследованием операций.
Это направление возникло в связи с задачами военного характера. Несмотря на довольно широкое распространение в других прикладных областях, благодаря развитому математическому аппарату, базирующемуся на методах оптимизации, математического программирования и математическое статистики, исходная терминология направления часто трудно интерпретируется в практических условиях проектирования сложных технических комплексов, в экономических задачах, при решении проблем организации производства и управления предприятиями, объединениями, научно-исследовательскими организациями, объектами непромышленной сферы и т. п.
В 60-е годы при постановке и исследовании сложных проблем проектирования и управления довольно широкое распространение получил термин системотехника.
Применительно к задачам управления в определенный период более широкое распространение получил термин кибернетика, введенный М.А.Ампером (от "kiber" - кормчий, рулевой, управляющий чем-то), принятый для названия новой "науки об управлении в живых организмах и машинах" Н.Винером [1.12].
В нашей стране вначале кибернетика не признавалась наукой, а затем этот термин использовался в период становления работ по автоматизации управления как обобщающий для названия всех системных направлений. Однако в связи с неоднозначной трактовкой термина этот термин в настоящее время используется в более узком смысле как одно из направлений теории систем, занимающееся процессами управления техническими объектами. А для обобщения дисциплин, связанных с исследованием и проектированием сложных систем, используется термин системные исследования, иногда используется термин системный подход.
Наиболее конструктивным из направлений системных исследований в настоящее время считается системный анализ, который появился в связи с задачами военного управления в 1948 г
Этот термин используется в публикациях неоднозначно. В одних работах системный анализ определяется как "приложение системных концепций к функциям управления, связанным с планированием". В других - термин «системный анализ» употребляется как синоним термина "анализ систем".
Развитие общества характеризуется понятием "информационных барьеров". Первый информационный барьер был достигнут в тот период, когда экономические связи полностью замыкались в рамках ограниченных коллективов (род, семья, племя) и сложность управления этим коллективом стала превосходить способности одного человека. Это произошло многие тысячелетия тому назад, и вызвало соответствующие изменения в технологии управления, которые состояла в изобретении двух механизмов управления экономикой: первый механизм - создание иерархических систем управления (при котором руководитель заводит себе помощников, а те. в свою очередь, распределяют функции между своими подчиненными); второй механизм - введение правил взаимоотношения между людьми и социальными коллективами: предприятиями, регионами, государствами и т. д. (эти функции первоначально выполняла религия, а в последующем - законодательная система). Одним из наиболее действенных способов реализации этого механизма являются экономические регуляторы, основанные на введении рыночных товарно-денежных отношений.
Второй информационный барьер связан с ограниченной способностью к переработке информации у всего населения страны - сложность задач управления экономикой растет быстрее числа занятых в ней людей.
Теоретические исследования о тенденциях роста численности управленческого персонала подтверждались и статистикой. Например, в США в начале нынешнего столетия на одного конторского работника приходилось 40 рабочих: в 1940 г. - 10; в 1958 г. - 6; а в 1965 - всего лишь 1 рабочий. Отечественная статистика аналогично констатировала рост численности управленческого персонала до 40 и более процентов от общей численности работников предприятия.
Иными словами, возникла ситуация, когда как бы каждым рабочим командует управленческий работник. На самом деле ситуация гораздо сложнее: система организационного управления занимается не только непосредственно организацией производства, но и его технической подготовкой, материальным, финансовым, кадровым и т. п. обеспечением, развитием предприятия и т. д. По мере укрупнения предприятий, более частого обновления номенклатуры выпускаемой ими продукции и технологий растет потребность в обслуживающих видах деятельности, а соответственно и численность управленческого персонала, что и приводит к такому парадоксальному результату.
Аналогичная ситуация наблюдалась и с ростом численности управленческого персонала регионов, страны. При этом возник как бы особый класс управленческих работников - номенклатура, а эффективность управления повысить не удавалось.
Для решения проблемы началась разработка автоматизированных систем управления - АСУ, но в дальнейшем стало ясно, что необходимы более радикальные изменения в управлении страной, учет закономерностей функционирования и развития сложных систем с активными элементами.
К числу задач, решаемых теорией систем, относятся: определение общей структуры системы; организация взаимодействия между подсистемами и элементами; учет влияния внешней среды; выбор оптимальной структуры системы; выбор оптимальных алгоритмов функционирования системы.
Проектирование больших систем обычно делят на две стадии: макропроектированне (внешнее проектирование), в процессе которого решаются функционально-структурные вопросы системы в целом, и микропроектирование (внутреннее проектирование), связанное с разработкой элементов системы как физических единиц оборудования и с получением технических решений поосновным элементам (их конструкции и параметры, режимы эксплуатации). В соответствии с таким делением процесса проектирования больших систем в теории систем рассматриваются методы, связанные с макропроектированием сложных систем.
Макропроектирование включает в себя три основных раздела:
определение целей создания системы и круга решаемых ею задач;
описание действующих на систему факторов, подлежащих обязательному учету при разработке системы;
выбор показателя или группы показателей эффективности системы.
Теория систем как наука развивается в двух направлениях. Первое направление - феноменологический подход (иногда называемый причинно-следственным или терминальным). Это направление связано с описанием любой системы как некоторого преобразования входных воздействий (стимулов) в выходные величины (реакции). Второе - разработка теории сложных целенаправленных систем. В этом направлении описание системы производится с позиций достижения ее некоторой цели или выполнения некоторой функции.
