Контрольная работа по "Системному анализу"

Уравновешивающая обратная связь направлена нf достижение цели. Все системы обладают механизмами  уравновешивающей обратной связи, которые  обеспечивают их стабильность, а потому у любой системы есть цель, даже если она заключается лишь в том, чтобы система осталось неизменной.

Уравновешивающая обратная связь направляет систему к цели, т.е. к такому состоянию, когда механизм уравновешивающей обратной связи выключается, а система оказывается сбалансированной.

Уравновешивающая обратная связь всегда направлена к уменьшению разницы между действительным и  желаемым состояниями системы. Пока эта разница сохраняется, уравновешивающая обратная связь будет сдвигать систему  в направлении желаемого состояния. Чем ближе к цели, тем меньше разница между этими состояниями  и тем меньше изменяется система.

Итак, необходим механизм измерения, иначе система не будет  знать о разнице между ее действительным и желаемым состояниями. Осуществляемые системой измерения должны быть достаточно точными, чтобы не возник риск запуска  никому не нужных механизмов обратной связи. Кроме того, точность измерений  должна быть адекватной задачам системы.

Упреждающая обратная связь. Чаще всего обратная связь дает цепочки причинно-следственных связей, в которых каждое очередное действие влияет на следующее. Например, чувство жажды заставляет нас пить, а напившись, мы избавляемся от жажды. Сказанное нами в общении формирует ответ собеседника, а сказанное им вызывает нашу реплику. В ответ на снижение температуры термостат включает бойлер, в результате чего температура повышается, и бойлер выключается. Причинно-следственные связи образуют замкнутый круг: то, что с одной точки зрения было причиной, с другой становится следствием. Во времени причина всегда предшествует следствию.

Упреждение – это интересный и несколько иной вариант обратной связи. Здесь все дело в нашей  способности предвосхищать будущее. Предвидение еще не произошедшего события становится причиной того, что в противном случае не произошло бы. Таким образом, будущее влияет на настоящее. Например, предвидя неизбежную неудачу, вы в большинстве случаев действительно терпите поражение. В конце концов, какой смысл выкладываться, если все заранее обречено на провал? С другой стороны, когда вы рассчитываете на успех, ваши энергия и оптимизм и делают его более вероятным. Ощущать себя успешным – лучший путь к успеху. А пораженческие настроения ведут к поражению.

Наши успехи, страхи и  представления о будущем помогают нам создавать его таким, каким  мы предвидим его. Так что лучший способ обеспечить себе утомительный и неудачный день – это заранее  «знать», что он таким будет. Ждите  худшего, думайте только о малоприятном и убеждайте себя, что будущее  вам известно. А раз вам заранее  известно, что день будет нудным, вы весь день будете чувствовать себя не в своей тарелке, браться за разные дела, стараясь побыстрее со всем разделаться и наконец оказаться  дома. Если при этом вы еще будете время от времени вспоминать другие дни, когда все у вас ладилось и было хорошо, можете быть уверены, что день окажется именно таким, как  вы и предвидели. А когда захотите, чтобы день получился хорошим, сделайте все наоборот: ждите его с нетерпением, думайте обо всем интересном, что  он вам принесет, и пусть в вашем  воображении он будет важным и  ярким. Полностью отдавайтесь любому делу. Вы будете приятно удивлены (или  разочарованы), но, как правило, мысли  о предстоящем «двигают» события  в ожидаемом направлении. Упреждение создает самосбывающееся пророчество.

Иногда упреждение ведет  к парадоксальным результатам. Самой  попытки избежать какого-либо события  оказывается достаточно для того, чтобы именно оно и случилось. Это все равно что пятиться в направлении ямы, стараясь в  нее не попасть.

Такой тип упреждающей  обратной связи – основа парадокса  «будь естественным». Чем больше вы стараетесь сделать нечто такое, что может произойти только само собой, тем меньше в вас естественности. Вы можете хоть узлом завязывать себя и других, добиваясь поведения, вся  ценность которого в непосредственности, спонтанности.

Иногда упреждающая обратная связь позволяет нарушить прогнозируемый ход дел. Предвидение будущих  событий может полинять на настоящее  таким образом, что случится прямо  противоположное прогнозу. Например, если сказать целеустремленному  спортсмену, что он проиграет, это  может оказать на него мобилизующее действие. Чем больше вы будете убеждать его, тем сильнее он будет настроен на победу. Пророча неудачу, вы можете подтолкнуть его к успеху.

Таким образом, можно выделить четыре типа обратной связи:

1. Усиливающая обратная связь имеет место, когда информация об изменениях в системе попадает обратно в систему и усиливает начавшееся изменение. Иными словами, «результат» изменений усиливает их «причину» и, таким образом, усиливает само изменение. Система все быстрее отклоняется от исходного положения.
2. Усиливающее упреждение может создать ситуацию самоопровергающегося пророчества, когда предвидение или предсказание способствует уходу системы от предсказываемого состояния.
3. Уравновешивающая обратная связь имеет место, когда информация об изменениях в системе попадает обратно в систему и гасит изменение. Иными словами, «результат» изменений подавляет их «причину». Состояние системы стабильно – это и есть ее «цель».
4. Уравновешивающее упреждение имеет место, когда предвидение или предсказание изменения приводит систему в предсказанное состояние. Это – самосбывающееся пророчество.

 

Модель «чёрного ящика»

Модель системы типа «чёрный  ящик» отображает только связи системы  со средой, в виде перечня "входов" и "выходов". Трудность построения модели "черного ящика" состоит  в том, что надо решить, какие из многочисленных реальных связей включать, а какие не включать в состав модели. Кроме того, всегда существуют и  такие связи, которые нам неизвестны, но они-то и могут оказаться существенными.

Название "черный ящик" образно  подчеркивает полное отсутствие сведений о внутреннем содержании "ящика". В этой модели задаются, фиксируются, перечисляются только входные и  выходные связи системы со средой (даже "стенки ящика", то есть границы  между системой и средой, в этой модели обычно не описываются, а лишь подразумеваются, признаются существующими).

Примеры.

Автомобиль как чёрный ящик. Главная  функция – перемещать объект. Вход – скорость неподвижного человека или груза, выход – высокая  скорость.

Усилитель звука в концертном зале как чёрный ящик. Главная функция  – усиливать звук. Вход – тихий  звук голоса человека (через микрофон), выход – громкий звук (через  громкоговорители).

С точки зрения модели рыночной экономики  любая коммерческая фирма или  индивидуальный человек являются чёрным ящиком с одним входом и одним  выходом. Что является этим входом и  выходом?

 

 

Модель "черного  ящика" 
Первым наиболее простым и абстрактным уровнем описания системы является модель “черного ящика”. В этом случае предполагается, что выделенная система связана со средой через совокупность входов и выходов. Выходы модели описывают результаты деятельности системы, а входы - ресурсы и ограничения. При этом предполагается, что мы ничего не знаем и не хотим знать о внутреннем содержании системы. Модель в этом случае отражает два важных и существенных ее свойства: целостность и обособленность от среды [2, 3].

Такая модель, несмотря на ее внешнюю простоту и отсутствие сведений о внутренней структуре, оказывается  часто полезной и достаточной  для практического использования.

Например, для анализа  работоспособности телевизора необходимо проверить входы (шнур электропитания, антенну, ручки управления и настройки) и выходы (экран кинескопа и  выходные динамики). Системное описание какого-либо производственного процесса необходимо начинать с анализа его  информационных и материальных входов и выходов - планируемых и результирующих показателей деятельности, качества ресурсов и конечных продуктов и  т.д.

Следует отметить, что существует множество систем, внутреннее устройство которых невозможно либо нецелесообразно  описывать, и в этом случае модель “черного ящика” является единственным вариантом их исследования. Например, мы не знаем, как устроен организм человека, в то же время необходимо знать влияние, оказываемое на него лекарственными препаратами и т.д. Формализация модели “черного ящика” основывается на задании двух множеств входных и выходных переменных, и  никакие другие отношения между  множествами не фиксируются. Недопустимо  полагать, что построение модели “черного ящика” является тривиальной задачей, т.к. ответ на вопрос о содержании множеств не всегда однозначен.

Построение модели основывается на выборе из бесконечного множества  связей системы со средой их конечного  множества, адекватно отражающего  цели исследования. Очевидно, что такие  модели не надо сводить к моносистеме (т.е. системе с одним входом и  выходом), а для обоснования необходимого и достаточного количества параметров множеств входов и выходов широко использовать методы математической статистики, привлекать опытных экспертов [2, 3].

Модель “черного ящика” рассмотрим на примере хозяйствующей  организации (предприятия). На рис. 2.3 приведена  структура окружающей среды производственного  предприятия, а также основные связи  предприятия с окружающей средой [11].

Рис. 2.3. Отношения  предприятия с окружающей средой

Дадим некоторые пояснения. Для производственной деятельности необходимо привлечение капитала, будь то в форме акций или заемного капитала (1). Ликвидные средства позволяют  предприятию задействовать производственные факторы (2), т.е. сырье, материалы, оборудование, которые в процессе производства преобразуются в готовые изделия.

Сбыт продукции (3) предприятиям или личным хозяйствам дает предприятию  поступления (4), которые необходимы для погашения задолженности  на рынке закупок, оплаты труда и  т.д. (5). Проценты на заемный капитал  и образующиеся излишки выплачиваются  инвесторам (6), кроме того, государству  выплачиваются налоги и сборы (7). С другой стороны, государство может  предоставлять предприятию дотации (8).

Модель состава  системы 
При рассмотрении любой системы прежде всего обнаруживается, что ее целостность и обособленность выступают как внешние свойства. Вместе с тем внутренняя структура системы также является многообразной, неоднородной и состоит из множества функциональных элементов. Декомпозиция внутренней структуры “черного ящика” на более мелкие составляющие (подсистемы, отдельные элементы) позволяет строить модели состава систем [3] (табл. 2.1).

Например, если в качестве системы рассматривать производственное подразделение, то в качестве подсистемы выступают производственные участки, а в качестве отдельных элементов - оборудование, сырье, рабочие. Система  телевидения состоит из следующих  подсистем: аппаратура передачи, каналы связи, аппаратура приема.

Построение модели состава  в силу многообразия природы и  форм элементов – сложный процесс, что объясняется тремя факторами [2]:

1. неоднозначностью понятия “элементарного элемента”;
2. многоцелевым характером объекта, объективно требующим выделения под каждую цель соответствующего ей состава;
3. условностью (субъективностью) процедуры деления целого на части (системы на подсистемы, элементы).

Таблица 2.1

Примеры различных типов  иерархий

Система	Подсистемы	Элементы
Семья, как материальная система	Члены семьи	Муж, жена, предки, потомки, др. родственники
	Имущество семьи	Общее жилье и хозяйство Личное имущество членов семьи
Система целей семьи	Материальное благополучие	Увеличение доходов Оптимизация расходов
	Духовные цели	Удовлетворение духовных потребностей каждого члена семьи Общесемейные традиции
Понятие “семья”	Многодетная семья	Муж, жена, более 3 детей
	Неполная семья	Муж или жена, дети
Система принятия семейных решений	Согласованное решение по вопросу 1	Мнения по вопросу отдельных  членов семьи или коалиции
	Согласованное решение по вопросу 2	Мнения по вопросу отдельных  членов семьи или коалиции

Последовательная декомпозиция системы на подсистемы приводит к  формированию иерархической древовидной структуры. Многоуровневые иерархии различных систем, имея одинаковую древесную форму, могут существенно отличаться по содержанию. В таблице 2.1 приведены примеры декомпозиционных моделей для 4-х систем: “семья как материальная система”, “система целей семьи”, “семья как понятие”, “система принятия семейных решений”. Отношения между подсистемами дерева для первой из перечисленных систем имеют смысл “целое–часть”, для второй – “цель–средство”, для третьей – “общее–частное”, для четвертой – “координация-решение”.

В [12] было введено 3 типа иерархических  систем: “страты”, “слои” и “эшелоны”.

Страты. Этот вид иерархии позволяет описывать систему на разных уровнях абстрагирования, т.е. детальности описания. На каждой страте имеется свой собственный набор терминов, концепций и принципов. Например, в стратифицированном описании хозяйственной организации на верхнем уровне предприятие в целом характеризуется в основном обобщенными экономическими показателями. На среднем уровне подсистемы сбыта, материально-технического снабжения и т.д. характеризуются в основном стоимостными показателями. Подсистемы нижнего уровня описываются, как правило, натуральными показателями, такими, как объем и ассортимент складских запасов, загрузка оборудования, рабочее время персонала и т.д.

Понимание системы возрастает при последовательном переходе от одной  страты к другой: чем ниже мы спускаемся по иерархии, тем более детальным  становится раскрытие системы, чем  выше мы поднимаемся, тем яснее становится смысл и значение всей системы [12].

Слои. Этот вид иерархии позволяет описать сложную проблему принятия решений в виде совокупности последовательно расположенных более простых подпроблем, решение которых позволяет решить и исходную проблему. “Решение любой проблемы из этой последовательности определяет и фиксирует какие-то параметры в следующей проблеме, так что последняя становится полностью определенной и можно приступить к ее решению” [12].

Примером многослойной системы  может служить иерархия системы  целей семьи, приведенная в табл. 2.1. Так подцели “Увеличение доходов” и “Оптимизация расходов” уточняют более расплывчатую цель “Материальное  благополучие”. Подцели нижнего  уровня могут рассматриваться как  элементарные, если очевиден способ их решения. В противном случае они  уточняются. Так, цель “Увеличение  доходов” может быть продекомпозирована на подцели “Добиться повышения  в должности” и “Найти дополнительный заработок” и т.д.

Эшелоны. Этот вид иерархии, так, как он был первоначально определен в [12], относится не к моделям состава, а к моделям структуры. Это понятие иерархии относится к многоуровневым и многоцелевым системам принятия решений. В таких системах принимающие решение элементы располагаются иерархически в том смысле, что некоторые из них управляются другими решающими элементами. При этом элементы верхнего уровня хотя и обуславливают целенаправленную деятельность элементов нижних уровней, но не полностью управляют ею. Принимающим решения элементам предоставлена некоторая свобода в выборе их собственных решений. Наиболее характерный пример систем такого рода – формальные организации людей.