WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 16 |

«... история изучения света – это не только история физики. Это еще история развития важнейшей человеческой способности мыслить». [7. с. 202] Системный подход к философии позволяет «сгладить» самые краеугольные вопросы. В частности, «основной вопрос философии» – «что первично материя или идея», или «верен материализм или идеализм», в рамках системного подхода теряет свою исключительность. Более того, он перестает быть вопросом, на который вообще стоит искать ответ, разве что с позиций литературной полемики. Вместо этого по существу более уместно проанализировать суть противоречия противоположных подходов и поискать возможность их -синтеза или обобщения более высокого уровня.

Соотношение часть – целое Интуитивно кажущееся вполне ясным отношение между частью и целым, а именно, что часть всегда меньше целого, выполняется только для конечных множеств. Для бесконечных множеств отношение между частью и целым уже не вписывается в такую простую схему. Это можно проиллюстрировать теоремой Кантора - Бернштейна [8, стр. 36], [9, стр. 25] (или, по другой версии, Шредера - Бернштейна [10, стр.18]):

Теорема Кантора - Бернштейна. Пусть A и B - множества, каждое из которых эквивалентно некоторому подмножеству другого. Тогда множества A и B эквивалентны между собой.

Несколько поясним смысл теоремы. Речь идет о двух множествах A и B, каждое из которых содержит соответствующие подмножества: A A и B B.

1 Если A эквивалентно части B (подмножеству B ), а B эквивалентно части A (подмножеству A ), то A и B эквивалентны! AB BA Рис. 1.1. Иллюстрация к теореме Кантора-Бернштейна.

Другими словами, если A является частью B и одновременно B является частью A, то AB. Нетрудно заметить, что данная теорема для конечных множеств не имеет нетривиального смысла, так как исходное условие в нетривиальном случае собственных подмножеств для них не выполняется никогда: для конечных множеств либо A является собственной частью B либо B является собственной частью A, но никогда и то и другое одновременно.

В частном случае A = B теорема утверждает, что даже в нетривиальном случае, когда A\A, то есть, не все элементы множества A входят в подмножество A (A - собственное подмножество множества A) и одновременно 1 целое (множество A) эквивалентно своей части (подмножеству A ), это целое совпадает само с собой.

Странность этой теоремы становится совсем "очевидной", если проинтерпретировать ее, скажем, "на яблоках". Если яблоко A эквивалентно (для определенности) половине B яблока B и, одновременно (!), яблоко B эквивалентно половине A яблока A, то яблоки A и B - равны! Конечно, странность эта происходит из желания мыслить бесконечность как целостность и одновременно с этим предполагать возможным поэлементное сравнение множеств. Следствием этого является "необычность" трансфинитной кардинальной арифметики. Чтобы все-таки сохранить позиции здравого смысла относительно соотношения часть-целое, в математике вводятся понятия измеримого множества и меры множества, которые отражают этот аспект вне прямой связи с количеством элементов в множестве (см., например, [9, стр. 235]).

Поскольку теорема Кантора - Бернштейна выполняется только для бесконечных множеств, следовательно, в ней отражено их ключевое свойство и, в определенном смысле, ее можно использовать в качестве определения бесконечных множеств (см., например [10, стр. 386]), а также конечных, как таких множеств для которых "не существует взаимно-однозначного отображения f множества x на его собственное подмножество" (определение по Дедекинду, цит. по [11, стр. 18]).

Для нас важно отметить, что с точки зрения "логики конечных множеств" теорема Кантора-Бернштейна определяет парадоксальное свойство, которое никак нельзя (даже приблизительно) отобразить в какое-то похожее свойство конечных множеств.

1.1.3. Современные направления и школы системных исследований Тектология Богданова Александр Александрович Богданов (Малиновский) (1873 – 1928).

Тектология = всеобщая организационная наука – «общее учение о формах и законах организации всяких элементов природы, практики и мышления».

Основные отличительные моменты тектологии:

1. Изучает наиболее широкий класс систем (комплексов): открытые динамические системы с изменяющейся структурой (развивающиеся).

2. Постулирует системное свойство в максимально широкой форме: рассматриваются комплексы организованные, нейтральные и дезорганизованные.

3. Существенно опирается на относительность системных понятий: одно и то же множество элементов может входить в различные комплексы.

«Тектология с ее попыткой возвестись в звание универсальной организационной науки может рассматриваться как «послание в бутылке» от Богданова и наивысшее достижение его жизни как мыслителя.» [13] «Тектология представляет собой наиболее дерзкую из когда-либо делавшихся попыток систематизировать опыт человечества и разработать универсальный подход к решению теоретических и практических проблем на новой основе – это идея организации.» [13] Кибернетика Винера Норберт Винер (1894 – 1964).

Кибернетика = управление и связь в животном и машине.

Термин "кибернетика" (дословно – "кормчий") задолго до Винера использовал Андре-Мари Ампер (1775 – 1836) для обозначения "науки о текущем управлении государством" в своей "естественной классификации человеческих знаний" (см. более подробно об этом в [14]).

Основные отличительные моменты кибернетики [15, 16]:

1. Признание общности законов управления в живой и неживой природе на информационном уровне их представления.

2. Ключевой механизм автоматического управления – принцип обратной связи (положительной и отрицательной).

3. Использование математических моделей, в частности теории случайных процессов, для получения линейных и нелинейных методов предсказания поведения реальных систем.

Одна из ключевых целей кибернетики: попытка создать модель мышления (искусственный интеллект, роботы) на основе самообучающихся и саморазвивающихся автоматов.

Общая теория систем Берталанфи Людвиг фон Берталанфи (1901 – 1972), австрийский биолог.

Общая теория систем (ОТС) (1930) – это логико-математическая область, задачей которой является формулирование и вывод таких общих принципов, которые применимы ко всем «системам».

Организатор «Общества общесистемных исследований» («Римский клуб») – 1954 г.

Цели этого общества:

1. Изучение изоморфности (подобия) концепций, законов и моделей в различных областях и оказание помощи в перенесении их из общей области в другую.

2. Поощрение разработки адекватных теоретических моделей в областях, их не имеющих.

3. Минимизация дублирования теоретических усилий в разных областях.

4. Содействие единству науки за счет совершенствования общения между специалистами.

Синергетика Пригожина Илья Романович Пригожин (р. 1917), бельгийский физик, лауреат Нобелевской премии 1977 г.

Синергетика = системодинамика – теория нелинейных неравновесных систем.

Основные моменты синергетики [17, 18, 19, 20]:

1. Акцент на открытые динамические системы.

2. Источником развития (эволюции) неравновесных систем является случайность (хаос) и нелинейность.

3. Эволюция неравновесных систем необратима.

4. Скачки эволюции происходят в особых точках – «точках бифуркации» на фазовой траектории системы.

1.2. Системные вопросы проектирования и эксплуатации АСНИ 1.2.1. Жизненный цикл АСНИ Несмотря на то, что мы совершенно четко отличаем живые системы от неживых, можно заметить, что при рассмотрении технических систем в контексте существования их в рамках человеческой деятельности без большой натяжки и вполне корректно можно говорить о их "рождении", "жизни", "смерти" и т.п. Именно в этом смысле говорят о "жизненном цикле" технических систем [21]. Более строго под жизненным циклом технической системы понимается структура процесса ее разработки, производства и эксплуатации, охватывающего время от возникновения идеи создания системы до снятия ее с эксплуатации. Для простых технических изделий жизненный цикл состоит из последовательной цепочки таких фаз как: создание, эксплуатация, старение и смерть (Рис. 1.2).

Создание Эксплуатация Уничтожение...

Рис. 1.2 Линейный жизненный цикл простой технической системы.

Для сложных систем структура их жизненного цикла также усложняется по сравнению с простыми системами. Причин для этого несколько.

Во-первых, сложные системы, как правило, являются и дорогими – как в разработке, так и в эксплуатации. Полная разработка и окончательное изготовление таких систем может потребовать больших затрат на протяжении длительного времени. Поэтому из экономических соображений целесообразно начинать эксплуатацию как можно раньше с тем, чтобы как можно раньше начать получать запланированный эффект, хотя, быть может, и не в полном объеме. Таким образом, первая причина - чисто экономическая. Во-вторых, для сложных систем многие требования технического задания будут неизбежно размытыми и не вполне определенными. Именно пробная эксплуатация обычно выявляет причины для корректировок технического задания и внесения необходимых изменений в саму систему. Следовательно, вторая причина – принципиальная невозможность строго однозначно и исчерпывающим образом сформулировать все требования к будущей системе. Перечень таких причин можно было бы продолжить, но уже ясно, что для сложных систем процесс их создания по большому счету не может окончательно закончиться никогда. Поэтому их жизненный цикл имеет характерную особенность – расщепленность, которая проявляется в том, что несмотря на то, что начинается фаза эксплуатации, параллельно (т.е. одновременно по времени) идет фаза развития системы, включающая в себя продолжение разработки и модификацию (Рис. 1.3). В аналогии с живыми системами эта особенность хорошо просматривается, например, как непрекращающееся развитие организмов после их рождения вплоть до самой смерти, правда с разной степенью интенсивности в различном возрасте.

Эксплуатация...

Создание Развитие...

Рис. 1.3. Расщепленный жизненный цикл сложной системы.

Какие выводы для разработчиков сложных систем можно сделать из рассмотрения особенностей их жизненного цикла. Их много, но остановимся лишь на важнейших.

1. Неизбежность предстоящих модификаций (даже если их суть заранее не известна) следует закладывать в проект на самой ранней стадии. Но как это сделать Можно ли заложить возможность неизвестных изменений в будущем Ответ положительный и он состоит в том, что базовая структура ("скелет") будущей системы должен задумываться таким, чтобы внесение изменений в выполняемы функции в будущем не потребовало коренной перестройки этого "скелета", а осуществлялось бы добавлением или удалением небольших локальных частей (подсистем) без коренной перестройки остова "скелета" и взаимодействия остальных частей между собой. Это называется принципом устойчивости основной структуры. Как его реализовать для каждого конкретного типа систем собственно и определяется спецификой этого типа систем. Но основа его состоит в правильном разбиении всей системы на подсистемы по функциональному признаку, что делает подсистемы во многом автономными и существенно минимизирует связи между ними. Для АСНИ, как впрочем и для всех других автоматизированных систем, эта задача облегчается тем, что эти системы строятся на базе программноаппаратных комплексов ("железо"+программное обеспечение), которые при грамотном проектировании могут обладать весьма высокой способностью к модернизации и развитию за счет относительно легких переделок в основном в их программном обеспечении. В хорошо организованных сложных системах идет процесс их плавного развития (роста), а не "ломки и перестройки", как это может иметь место в плохо организованных системах.

2. Составляя техническое задание на будущую систему следует отмечать требования, которые с наибольшей вероятностью могут потребовать в дальнейшем пересмотра, а также указывать прогнозы по сути возможных модификаций. Это позволит разработчикам правильно заложить в проекте возможные "точки роста".

Эксплуатация Ядро (n+1)-я...

подсистема (n+2)-я подсистема Создание Создание Создание Создание ядра системы (n+1)-й (n+2)-й (n+3)-й...

из n подсистем подсистемы подсистемы подсистемы Развитие...

Рис. 1.4. Фрагмент жизненного цикла сложных систем с поэтапным созданием и вводом в эксплуатацию.

3. Имея в виду экономический аспект, но не только, полезно организовать процесс проектирования по методу "расширения ядра". При таком подходе вначале создается минимальное действующее ядро будущей системы, которое сразу же включается в фазу эксплуатации (Рис. 1.4). Это ядро выполняет "урезанный" набор функций, но начинает быстро приносить полезный эффект (в виде экономической, либо в виде любой другой "натуральной отдачи"), хоть может быть и не большой, но реальный. Кроме того, опыт практического использования "ядра" позволяет обоснованно снять неопределенность с некоторых требований технического задания, быстро учесть это путем корректировок уже действующего ядра и уточнений при разработке частей системы, вводимых в эксплуатацию в будущем.

1.2.2. Функции АСНИ как следствие общей стратегии эксперимента Объектом автоматизации для АСНИ является научный эксперимент, как процесс направленный на исследование некоторого реального объекта. Цель такого эксперимента – узнать что-то новое об объекте, то есть получение нового знания. Новое знание обычно мыслится в виде некоторой модели. Поэтому, более точно цель состоит в получении, а чаще в уточнении, модели объекта. Чтобы аргументировано ответить на вопрос: "Какие функции должна выполнять АСНИ" – рассмотрим эксперимент с точки зрения информационных процессов, которые при этом происходят.

Эксперимент и модель Итак, мы пришли к заключению, что функции АСНИ должны определяться экспериментом по определению модели объекта. Однако в отношении между экспериментом и моделью, для нахождения которой проводится эксперимент, не все так просто.

«В изначальном смысле отношение между экспериментом и моделью такое же, как и между курицей и яйцом: они находятся в одном цикле, и нельзя определить, что было "в самом начале"» [22, стр. 167].

С одной стороны, эксперимент позволяет проверить и уточнить модель, то есть эксперимент - источник информации для модели. Именно на основании этой экспериментальной информации строится или уточняется модель.

С другой стороны, модель диктует, какой именно эксперимент следует проводить. То есть модель - источник информации для организации эксперимента.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 16 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

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.