1. Maksud dari mata kuliah “Dasar-dasar Analisis Sistem”. Definisi istilah "Analisis sistem, konsistensi". Tujuan analisis sistem (SA)

Ada perbedaan pandangan tentang isi konsep "analisis sistem" dan ruang lingkup penerapannya. Studi tentang berbagai definisi analisis sistem memungkinkan kita untuk membedakan empat interpretasi itu.

Interpretasi pertama menganggap analisis sistem sebagai salah satu metode khusus untuk memilih solusi terbaik untuk masalah yang muncul, mengidentifikasinya, misalnya, dengan analisis sesuai dengan kriteria efektivitas biaya.

Interpretasi analisis sistem seperti itu mencirikan upaya untuk menggeneralisasi metode analisis apa pun yang paling masuk akal (misalnya, militer atau ekonomi), untuk menentukan pola umum implementasinya.

Dalam interpretasi pertama, analisis sistem lebih merupakan "analisis sistem", karena penekanannya adalah pada objek studi (sistem), dan bukan pada pertimbangan sistematis (dengan mempertimbangkan semua faktor dan hubungan terpenting yang mempengaruhi solusi masalah, menggunakan logika tertentu untuk mencari solusi terbaik, dll.)

Dalam sejumlah karya yang mencakup masalah-masalah tertentu dari analisis sistem, kata "analisis" digunakan dengan kata sifat seperti kuantitatif, ekonomi, sumber daya, dan istilah "analisis sistem" lebih jarang digunakan.

Menurut interpretasi kedua, analisis sistem adalah metode kognisi tertentu (kebalikan dari sintesis).

Interpretasi ketiga menganggap analisis sistem sebagai analisis apa pun dari sistem apa pun (kadang-kadang ditambahkan bahwa analisis berdasarkan metodologi sistem) tanpa batasan tambahan pada ruang lingkup penerapannya dan metode yang digunakan.

Menurut interpretasi keempat, analisis sistem adalah bidang penelitian teoretis dan terapan yang sangat spesifik berdasarkan metodologi sistem dan dicirikan oleh prinsip, metode, dan ruang lingkup tertentu. Ini mencakup metode analisis dan metode sintesis, yang telah kami jelaskan secara singkat sebelumnya.

Jadi, analisis sistem adalah seperangkat metode ilmiah tertentu dan praktek memecahkan berbagai masalah yang timbul dalam segala bidang kegiatan masyarakat yang bertujuan, berdasarkan pendekatan yang sistematis dan menyajikan objek kajian dalam bentuk suatu sistem. Karakteristik analisis sistem adalah bahwa pencarian solusi terbaik masalah dimulai dengan definisi dan urutan tujuan sistem, selama berfungsinya masalah ini muncul. Pada saat yang sama, korespondensi dibuat antara tujuan-tujuan ini, kemungkinan cara untuk menyelesaikan masalah yang muncul, dan sumber daya yang diperlukan untuk ini.

Tujuan dari analisis sistem adalah untuk menguji secara lengkap dan komprehensif berbagai pilihan tindakan dalam hal perbandingan kuantitatif dan kualitatif dari sumber daya yang dikeluarkan dengan efek yang diperoleh.

Analisis sistem dimaksudkan untuk memecahkan masalah yang terutama terstruktur dengan lemah, yaitu masalah, komposisi elemen dan hubungan yang hanya ditetapkan sebagian, masalah yang muncul, sebagai aturan, dalam situasi yang ditandai dengan adanya faktor ketidakpastian dan mengandung elemen yang tidak dapat diformalkan yang tidak dapat diterjemahkan ke dalam bahasa matematika.

Analisis sistem membantu orang yang bertanggung jawab untuk membuat keputusan untuk menilai lebih ketat kemungkinan opsi tindakan dan memilih yang terbaik dari mereka, dengan mempertimbangkan faktor dan poin tambahan yang tidak dapat diformalkan yang mungkin tidak diketahui oleh spesialis yang menyiapkan keputusan.

2. Penyebab SA. Fitur SA yang sempurna

Analisis sistem berasal dari Amerika Serikat dan, di atas segalanya, di perut kompleks industri militer. Selain itu, di Amerika Serikat, analisis sistem telah dipelajari di banyak organisasi pemerintah. Itu dianggap sebagai pencapaian spin-off paling berharga di bidang pertahanan dan eksplorasi ruang angkasa. Di kedua majelis Kongres AS di tahun 60-an. dari abad terakhir, undang-undang diperkenalkan "tentang mobilisasi dan penggunaan kekuatan ilmiah dan teknis negara untuk penerapan analisis sistem dan rekayasa sistem untuk membuat penggunaan sumber daya manusia yang paling lengkap untuk memecahkan masalah nasional."

Analisis sistem juga telah digunakan oleh manajer dan insinyur di perusahaan industri besar. Tujuan penerapan metode analisis sistem dalam industri dan bidang komersial adalah untuk menemukan cara untuk memperoleh keuntungan yang tinggi.

Contoh penggunaan metode analisis sistem di Amerika Serikat adalah sistem perencanaan program yang dikenal dengan istilah "Planning-Programming-Budgeting" (PPB), atau disingkat "Program Finance".

Selain penggunaan sistem PPB di Amerika Serikat, seluruh baris peramalan dan perencanaan sistem berdasarkan metode analisis sistem. Secara khusus, sistem informasi POLA digunakan untuk memprediksi dan merencanakan R&D, sistem informasi otomatis FAME digunakan untuk mengelola proyek luar angkasa Apollo di semua tahap perkembangannya, sistem QUEST digunakan untuk mencapai hubungan kuantitatif antara tugas dan tujuan militer dan sarana ilmiah dan teknis yang diperlukan untuk penerapannya, untuk tujuan yang sama dalam industri, adalah sistem "SKOR".

Fitur metodologis utama dari sistem ini adalah prinsip pembagian berurutan dari setiap masalah menjadi beberapa tugas dari tingkat yang lebih rendah untuk membangun "pohon tujuan".

Sistem yang dipertimbangkan memungkinkan untuk menentukan persyaratan untuk memecahkan masalah ilmiah dan teknis dan kegunaan bersama dari pekerjaan, berkontribusi pada peningkatan kualitas keputusan yang dibuat dengan mengatasi pendekatan departemen yang sempit untuk adopsi mereka, meninggalkan keputusan intuitif dan kehendak, sebagai maupun dari pekerjaan yang tidak dapat diselesaikan tepat waktu.

Namun, praktik manajemen di Amerika Serikat dekade terakhir menunjukkan bahwa istilah "analisis sistem" tidak digunakan sesering dulu. Banyak pendekatan untuk pembenaran keputusan sulit yang terkait dengannya terus digunakan dan dikembangkan cukup intensif dengan nama baru - "analisis program", "analisis kebijakan", "analisis konsekuensi", dll. Pada saat yang sama, "kebaruan" dari jenis analisis ini terletak pada namanya. Dasar metodologis dan metodologis mereka terus menjadi analisis sistem, ideologi pendekatan sistematis.

Analisis sistem adalah pendekatan ilmiah dan komprehensif untuk pengambilan keputusan. Seluruh masalah dipelajari secara keseluruhan, tujuan pengembangan objek kontrol ditentukan dan cara yang berbeda implementasinya dengan mempertimbangkan konsekuensi yang mungkin terjadi. Pada saat yang sama, menjadi perlu untuk mengoordinasikan pekerjaan berbagai bagian dari objek kontrol, pemain individu, untuk mengarahkan mereka untuk mencapai tujuan bersama.

Tidak ada sains yang lahir dalam satu hari, tetapi muncul sebagai hasil kebetulan dari minat yang terus meningkat pada kelas masalah dan tingkat perkembangan tertentu. prinsip ilmiah, metode dan sarana yang memungkinkan untuk memecahkan masalah ini. Analisis sistem tidak terkecuali. Akar sejarahnya sedalam akar peradaban. Bahkan seorang pria primitif, yang memilih tempat untuk membangun tempat tinggal, secara tidak sadar berpikir secara sistematis. Tetapi sebagai disiplin ilmu, analisis sistem terbentuk selama Perang Dunia Kedua, pertama dalam kaitannya dengan tugas-tugas militer, dan setelah perang - dengan tugas-tugas berbagai bidang kegiatan sipil, di mana ia menjadi sarana yang efektif untuk memecahkan masalah. jarak yang lebar tugas-tugas praktis.

Pada saat inilah dasar-dasar umum analisis sistem sangat matang sehingga mereka mulai diformalkan dalam bentuk industri mandiri pengetahuan. Dapat dikatakan dengan alasan yang baik bahwa pengembangan metode analisis sistem telah memberikan kontribusi besar pada fakta bahwa manajemen di semua bidang aktivitas manusia telah meningkat dari tahap kerajinan atau seni murni, yang sebagian besar bergantung pada kemampuan. orang individu dan akumulasi pengalaman mereka, ke tahap sains.

3. Muncul dan berkembangnya representasi sistem. Tanda-tanda konsistensi

Di zaman kita, kemajuan pengetahuan yang belum pernah terjadi sebelumnya sedang terjadi, yang, di satu sisi, telah mengarah pada penemuan dan akumulasi banyak fakta baru, informasi dari berbagai bidang kehidupan, dan dengan demikian menghadapkan umat manusia dengan kebutuhan untuk mensistematisasikannya, untuk menemukan yang umum dalam yang khusus, konstanta dalam perubahan. Di sisi lain, pertumbuhan pengetahuan menimbulkan kesulitan dalam perkembangannya, mengungkapkan ketidakefisienan sejumlah metode yang digunakan dalam sains dan praktik. Selain itu, penetrasi ke kedalaman Alam Semesta dan dunia sub-atomik, yang secara kualitatif berbeda dari dunia yang sepadan dengan konsep dan ide yang sudah ada, menyebabkan keraguan di benak para ilmuwan individu tentang fundamental universal hukum keberadaan dan perkembangan. dari materi. Akhirnya, proses kognisi itu sendiri, yang semakin memperoleh bentuk aktivitas transformasi, mempertajam pertanyaan tentang peran manusia sebagai subjek dalam perkembangan alam, esensi interaksi antara manusia dan alam, dan dalam hal ini, pengembangan pemahaman baru tentang hukum perkembangan alam dan tindakannya. Faktanya adalah bahwa aktivitas transformasi seseorang mengubah kondisi perkembangan sistem alami, dan dengan demikian berkontribusi pada munculnya undang-undang baru, tren gerakan. Dalam sejumlah studi di bidang metodologi, tempat khusus ditempati oleh pendekatan sistematis dan, secara umum, "gerakan sistemik". Gerakan sistemik itu sendiri dibedakan, dibagi menjadi berbagai arah Kata kunci: teori sistem umum, pendekatan sistem, analisis sistem, pemahaman filosofis tentang sifat sistem dunia. Ada sejumlah aspek dalam metodologi penelitian sistematis: ontologis (apakah dunia tempat kita hidup pada hakikatnya sistemik?); ontologis-epistemologis (apakah pengetahuan kita sistemik dan apakah sifat sistemiknya memadai untuk sifat sistemik dunia?); epistemologis (apakah proses kognisi sistemik dan apakah ada batasan untuk kognisi sistemik dunia?); praktis (apakah perubahan aktivitas manusia itu sistemik?)

Istilah sistem dipahami sebagai suatu objek yang secara simultan dianggap baik sebagai satu kesatuan yang utuh maupun sebagai kumpulan dari elemen-elemen heterogen yang saling berhubungan yang bekerja sebagai satu kesatuan untuk mencapai tujuan yang telah ditetapkan. Sistem berbeda secara signifikan satu sama lain baik dalam komposisi maupun dalam tujuan utama. Keseluruhan ini memperoleh beberapa properti yang tidak ada dari unsur-unsur secara terpisah.

Tanda-tanda konsistensi dijelaskan oleh tiga prinsip.

Tanda-tanda sistematis:

· Integritas eksternal - isolasi atau isolasi relatif dari sistem di dunia sekitarnya;

· Integritas internal - sifat-sifat sistem bergantung pada sifat-sifat elemennya dan hubungan di antara mereka. Pelanggaran terhadap hubungan ini dapat menyebabkan fakta bahwa sistem tidak akan dapat menjalankan fungsinya;

Hirarki - sistem dapat dibagi menjadi berbagai subsistem, di sisi lain, sistem itu sendiri juga merupakan subsistem dari subsistem lain yang lebih besar;

4. Representasi dan praktik sistem. Cara untuk meningkatkan produktivitas tenaga kerja

Mari kita coba tunjukkan bahwa konsistensi adalah sifat universal materi dan praktik manusia. Mari kita mulai dengan pertimbangan aktivitas praktis manusia, yaitu. pengaruhnya yang aktif dan terarah terhadap alam. Untuk melakukan ini, kami hanya merumuskan tanda-tanda sistemik yang paling jelas dan wajib: integritas dan strukturnya, keterkaitan elemen-elemen penyusunnya dan subordinasi organisasi seluruh sistem ke tujuan tertentu.

Nama lain untuk konstruksi aktivitas semacam itu adalah algoritme. Konsep algoritma muncul pertama kali dalam matematika dan berarti tugas dari urutan yang didefinisikan secara tepat dari operasi yang dipahami secara jelas pada angka atau objek matematika lainnya.

Hari ini menjadi jelas bahwa peran representasi sistemik dalam praktik terus meningkat, bahwa sifat praktik manusia yang sangat sistemik tumbuh.

Tesis terakhir dapat diilustrasikan dengan banyak contoh, ini adalah instruktif untuk melakukan ini pada contoh yang agak skematis dari masalah peningkatan produktivitas tenaga kerja.

Akademisi V. M. Glushkov menunjukkan bahwa kompleksitas R tugas manajemen yang diperlukan secara objektif tumbuh lebih cepat daripada m persegi orang yang terlibat dalam aktivitas manajemen: R >

5. Perbedaan antara kemungkinan pemecahan masalah produktivitas tenaga kerja dalam sistem yang kompleks dari tahap sebelumnya. Seperti yang disarankan oleh penggunaan kecerdasan manusia

Salah satu ciri terpenting dari produksi sosial adalah pertumbuhan efisiensinya yang terus-menerus, dan di atas segalanya, peningkatan produktivitas tenaga kerja. Memastikan pertumbuhan produktivitas tenaga kerja adalah proses yang sangat kompleks dan beragam, tetapi hasilnya dinyatakan, diwujudkan dalam pengembangan alat kerja dan metode organisasinya.

Akademisi V. M. Glushkov menunjukkan bahwa kompleksitas R tugas manajemen yang diperlukan secara objektif tumbuh lebih cepat daripada m persegi orang yang terlibat dalam kegiatan manajemen: R > b m?, di mana b = Const. Diketahui bahwa untuk manajemen yang sukses dari suatu industri di mana n orang dipekerjakan dan ada m objek yang dikelola, kompleksitas total tugas manajemen ditentukan oleh rasio R = c (n + m)? (biasanya c = 1). Kecenderungan objektif meningkatnya kompleksitas manajemen, yang terjadi di dunia modern, juga terjadi di Rusia (di mana n = 2731, m = 107). Ini mengarah pada peningkatan biaya tenaga kerja yang diperlukan, mis. R sumber daya untuk dikelola, dan kemungkinannya otak manusia pada menghafal dan pengolahan informasi terbatas. Rata-rata, jumlah memori manusia S = 10 16 bit, dan kinerja komputasi rata-rata V = 1/3 106 ops/s.

Akibatnya, ketika memecahkan masalah informasi yang kompleks hanya oleh badan administratif tingkat kota dan federal, kita mendapatkan R = 1 (2731 + 10000000)? = 10002731? = 100054627458000 operasi / tahun, dan untuk manajemen negara yang memuaskan dengan teknologi manual setidaknya diperlukan N = R/V = 3x100054627458000/1000000 = 3001636882 orang, mis. 300 juta. Ini lebih dari dua kali lipat populasi negara itu. Untuk menghilangkan kekurangan tenaga kerja manusia di pemerintahan negara tersebut, perlu untuk meningkatkan secara signifikan (dengan N/m = 300 kali) efisiensi setiap pegawai aparatur pemerintah negara tersebut. Ini tidak diperlukan karena otomatisasi informasi dan pekerjaan analitis dari badan pengatur negara dengan bantuan komputer.

Di sini sangat penting untuk memahami apa yang harus diotomatisasi, mis. sepenuhnya dipercayakan kepada mesin, hanya karya-karya itu yang dapat dipelajari secara rinci, dijelaskan secara rinci dan lengkap, di mana diketahui dengan tepat apa, dalam urutan apa dan bagaimana melakukannya dalam setiap kasus, dan dengan tepat semua kemungkinan kasus dan keadaan di mana ia dapat berubah menjadi mesin. Hanya di bawah kondisi seperti itu otomat yang sesuai dapat dibangun, dan hanya di bawah kondisi ini otomat dapat berhasil melakukan pekerjaan yang dimaksudkan.

Dengan demikian, otomatisasi adalah cara yang ampuh untuk meningkatkan produktivitas tenaga kerja.

Dengan demikian, solusi untuk masalah produktivitas tenaga kerja dalam sistem yang kompleks dicapai melalui otomatisasi. Peran kecerdasan manusia dalam hal ini adalah mengembangkan perangkat otomasi.

6. Proses kognisi dan konsistensi

Diketahui bahwa seseorang menguasai dunia dengan berbagai cara, pertama-tama, ia menguasainya secara sensual, yaitu. mempersepsikannya secara langsung melalui panca indera. Sifat pengetahuan semacam itu, yang terdiri dari ingatan dan ditentukan oleh keadaan emosional subjek, bagi kita bersifat holistik dan fraksional - mewakili keseluruhan gambar atau sebagian, menyoroti momen apa pun. Berdasarkan keadaan emosi seseorang mengembangkan gagasan tentang dunia di sekitarnya. Tetapi persepsi indrawi juga merupakan milik semua hewan, dan bukan hanya milik manusia. Kekhususan seseorang adalah tingkat kognisi yang lebih tinggi - kognisi rasional, yang memungkinkan untuk mendeteksi dan memperbaiki dalam memori hukum gerak materi.

Pengetahuan rasional bersifat sistemik. Ini terdiri dari operasi mental yang berurutan dan membentuk sistem mental yang kurang lebih memadai untuk sistem itu realitas objektif. Aktivitas manusia yang sistemik dan praktis, dan tingkat praktik sistematis meningkat seiring dengan pertumbuhan pengetahuan dan pengalaman. Sifat sistematis dari berbagai jenis refleksi dan transformasi realitas oleh manusia pada akhirnya merupakan manifestasi dari sifat sistemik universal materi dan sifat-sifatnya.

Sistem kognisi dan transformasi dunia mengandaikan: pertimbangan objek aktivitas (teoretis dan praktis) sebagai suatu sistem, mis. sebagai seperangkat elemen yang berinteraksi, menentukan komposisi, struktur dan organisasi elemen dan bagian dari sistem, menemukan hubungan utama di antara mereka, mengidentifikasi hubungan eksternal sistem, menyoroti yang utama dari mereka, menentukan fungsi sistem dan perannya di antara sistem lain, menganalisis dialektika struktur dan fungsi sistem, menemukan atas dasar ini pola dan tren dalam pengembangan sistem.

Pengetahuan tentang dunia, dan "pengetahuan ilmiah" khususnya, tidak dapat dilakukan secara kacau, acak; ia memiliki sistem tertentu dan mematuhi hukum tertentu. Hukum kognisi ini ditentukan oleh hukum perkembangan dan fungsi dunia objektif.

7. Pengembangan tampilan sistem

Mempertimbangkan tahapan sejarah perkembangan tampilan sistem, penting untuk melacak kesatuan dan perjuangan dua pendekatan yang berlawanan dengan pengetahuan analitik dan sintetik. Pada tahap awal perkembangan manusia, pendekatan sintetis berlaku. F. Engels mencatat bahwa pengetahuan yang tidak terdiferensiasi berlaku di Yunani kuno: alam dianggap secara umum, secara keseluruhan. Hubungan universal fenomena alam tidak terbukti secara rinci: itu adalah hasil dari perenungan langsung.

Tahap selanjutnya dari cara berpikir metafisik dicirikan oleh dominasi analisis: Penguraian alam menjadi bagian-bagiannya yang terpisah, pembagian berbagai proses dan objek alam ke dalam kelas-kelas tertentu, studi tentang struktur internal tubuh organik menurut bentuk anatomisnya, semua ini adalah syarat utama bagi keberhasilan besar yang dicapai dalam bidang pengetahuan alam selama empat ratus tahun terakhir.

Tingkat kognisi sistematis yang baru dan lebih tinggi adalah cara berpikir dialektis. Perwakilan filsafat klasik Jerman memberikan kontribusi signifikan terhadap pengembangan dialektika: I. Kant, I. Fichte, F. Schelling. Kant paling akurat menyatakan penilaian tentang sistemikitas: Kesatuan yang dicapai oleh pikiran adalah kesatuan sistem

Pemahaman idealis tentang sistem menemukan puncaknya di Hegel. Dan hanya pembebasan dari idealisme yang mengarah pada pemahaman modern tentang sistemik. Banyak pemahaman filosofis tentang sistem yang dikembangkan oleh Marx dan Lenin.

Pertanyaan eksplisit pertama tentang pendekatan ilmiah untuk pengelolaan sistem yang kompleks, seperti masyarakat, diajukan oleh M.A. Amper. Ketika menyusun klasifikasi semua jenis ilmu (Experience in the Philosophy of Sciences, atau presentasi analitis dari klasifikasi semua pengetahuan manusia, bagian 1 tahun 1834, bagian 2 tahun 1843), ia memilih ilmu khusus pemerintahan dan disebut itu sibernetika. Pada saat yang sama, ia menekankan fitur sistemiknya: “Pemerintah terus-menerus harus memilih dari berbagai tindakan yang paling sesuai untuk mencapai tujuan, dan hanya melalui studi yang mendalam dan komparatif. berbagai elemen disampaikan kepadanya untuk pilihan ini (...) dapat menyusun aturan umum perilaku untuk dirinya sendiri.

Tahap perkembangan selanjutnya dikaitkan dengan nama A.A. Bogdanova (nama asli Malinovsky). Volume pertama bukunya Ilmu Organisasi Umum (tektologi) diterbitkan pada tahun 1911, dan pada tahun 1925 volume ketiga. Ide Bogdanov adalah bahwa semua objek dan proses memiliki tingkat organisasi tertentu. Tektologi harus mempelajari pola umum organisasi untuk semua tingkatan. Dia mencatat bahwa tingkat organisasi lebih tinggi, semakin banyak sifat keseluruhan berbeda dari jumlah sederhana sifat bagian-bagiannya.

Studi nyata tentang teori sistem dimulai di bawah pengaruh kebutuhan untuk membangun sistem teknis yang kompleks, terutama untuk tujuan militer. Dana yang cukup telah dialokasikan dan hasil yang signifikan telah diperoleh.

Tahap selanjutnya dalam pengembangan konsep sistemik dikaitkan dengan nama ahli biologi Austria L. Bertalanffy. Dia mencoba membuat teori umum sistem apa pun berdasarkan kesamaan struktural hukum berbagai disiplin ilmu.

Keadaan teori sistem saat ini dikaitkan dengan penelitian ilmuwan Belgia terkenal Ilya Romanovich Prigogine, pemenang Hadiah Nobel pada tahun 1977. Menjelajahi termodinamika sistem fisik non-kesetimbangan, dia menyadari bahwa keteraturan yang dia temukan berlaku untuk sistem apa pun. Hasil utamanya terkait dengan pengorganisasian diri sistem. PADA titik balik atau titik bifurkasi, pada dasarnya tidak mungkin untuk memprediksi apakah sistem akan menjadi lebih atau kurang terorganisir.

8. Model dan simulasi

Pemodelan adalah salah satu metode utama kognisi, merupakan bentuk refleksi realitas dan terdiri dari memperjelas atau mereproduksi sifat-sifat tertentu dari objek nyata, objek dan fenomena menggunakan objek lain, proses, fenomena, atau menggunakan deskripsi abstrak dalam bentuk gambar, rencana, peta, set persamaan, algoritma dan program.

Kemungkinan pemodelan, yaitu transfer hasil yang diperoleh selama konstruksi dan studi model, ke aslinya didasarkan pada kenyataan bahwa model dalam arti tertentu menampilkan (mereproduksi, memodelkan, menggambarkan, meniru) beberapa fitur objek yang menarik bagi peneliti.

Mengganti satu objek (proses atau fenomena) dengan yang lain, tetapi mempertahankan semua sifat esensial dari objek asli (proses atau fenomena), disebut pemodelan, dan objek pengganti itu sendiri disebut model dari objek asli.

Kelas model berikut dapat dibedakan.

model bahan

Fitur umum yang melekat pada model ini adalah bahwa mereka menyalin objek aslinya. Mereka biasanya dibuat dari bahan yang sama sekali berbeda, seringkali lebih murah daripada objek aslinya. Dimensi model juga dapat sangat berbeda dari objek aslinya dalam satu arah atau lainnya.

Model Informasi

Sebuah model yang mewakili suatu objek, proses atau fenomena dengan seperangkat parameter dan hubungan antara mereka disebut model informasi. Mengungkap hubungan antara parameter model informasi seringkali mungkin merupakan bagian tersulit dalam membangun model, yang terjadi setelah parameternya ditentukan. Model informasi dari objek yang sama, yang dirancang untuk tujuan yang berbeda, bisa sangat berbeda. Misalnya, model informasi seseorang dapat direpresentasikan dalam bentuk potret verbal, foto, informasi yang dimasukkan dalam kartu medis atau file kartu departemen personalia di tempat kerjanya. Kelas model informasi lebar Ini termasuk model verbal (verbal), database, diagram dan diagram, gambar dan gambar, model matematika, dll. Model informasi di mana parameter dan ketergantungan di antara mereka dinyatakan dalam bentuk matematika, disebut model matematika.

Misalnya, persamaan terkenal S=vt, di mana S adalah jarak dan v dan t adalah kecepatan dan waktu, masing-masing, adalah model gerak seragam yang dinyatakan dalam bentuk matematika. (Berikan contoh model matematika lainnya)

Pesatnya perkembangan teknologi komputer berkontribusi dan perkembangan yang cepat dan peningkatan sarana dan metode pemodelan informasi; memecahkan masalah berdasarkan model informasi (pemodelan komputer) adalah salah satu bidang aplikasi yang paling penting untuk komputer modern. Pokok bahasan simulasi komputer dapat berupa: aktivitas ekonomi perusahaan atau bank, perusahaan industri, informasi dan jaringan komputer, proses teknologi, objek atau proses nyata apa pun, misalnya, proses inflasi, dan secara umum - Sistem Kompleks apa pun.

Aman untuk mengatakan bahwa sebagian besar model yang digunakan seseorang untuk memecahkan tugas hidup, adalah sekumpulan elemen dan tautan di antara mereka. Model seperti itu biasanya disebut sistem, dan metode umum untuk membangun model sistem disebut pendekatan sistem. Landasan pendekatan sistematis diletakkan dalam karya-karyanya oleh L. von Bertalanffy. Dalam sistem, elemen-elemen yang membentuknya tidak dapat dianggap terpisah. Kontribusi total mereka terhadap berfungsinya sistem secara keseluruhan adalah karena interaksi elemen satu sama lain.

9. Pemodelan - komponen aktivitas yang bertujuan

Salah satu masalah yang hampir selalu ditemui dalam melakukan analisis sistem adalah masalah bereksperimen di dalam sistem atau pada sistem. Sangat jarang hal ini diperbolehkan oleh hukum moral atau hukum keamanan, tetapi sangat sering dikaitkan dengan biaya material dan (atau) kehilangan informasi yang signifikan.

Pengalaman semua aktivitas manusia mengajarkan bahwa dalam situasi seperti itu perlu untuk bereksperimen bukan pada objek, objek atau sistem yang menarik bagi kita, tetapi pada model mereka. Istilah ini tidak harus dipahami sebagai model fisik, yaitu salinan suatu objek dalam bentuk yang diperkecil atau diperbesar. Pemodelan fisik sangat jarang diterapkan dalam sistem yang entah bagaimana berhubungan dengan orang. Secara khusus, dalam sistem sosial (termasuk yang ekonomi) seseorang harus menggunakan pemodelan matematika.

Keadaan penting lainnya harus diperhitungkan dalam pemodelan matematika. Berjuang untuk yang sederhana model dasar dan ketidaktahuan yang dihasilkan dari sejumlah faktor dapat membuat model tidak memadai untuk objek nyata, berbicara kasar, membuatnya tidak benar. Sekali lagi, tanpa interaksi aktif dengan teknolog, ahli di bidang hukum fungsi sistem jenis ini, analisis sistem sangat diperlukan.

Dalam sistem ekonomi, seseorang harus menggunakan sebagian besar pemodelan matematika, meskipun dalam bentuk tertentu - tidak hanya menggunakan indikator kuantitatif, tetapi juga kualitatif, serta logis.

Dari yang terbukti baik dalam praktiknya, kita dapat menyebutkan model-model berikut: keseimbangan lintas sektoral; pertumbuhan; perencanaan ekonomi; prognostik; keseimbangan dan beberapa lainnya.

Menyelesaikan masalah pemodelan saat melakukan analisis sistem, masuk akal untuk mengajukan pertanyaan tentang korespondensi model yang digunakan dengan kenyataan.

Korespondensi atau kecukupan ini mungkin jelas atau bahkan diverifikasi secara eksperimental untuk elemen individual dari sistem. Tetapi bahkan untuk subsistem, dan terlebih lagi untuk sistem secara keseluruhan, ada kemungkinan kesalahan metodologis yang serius terkait dengan ketidakmungkinan objektif untuk menilai kecukupan model sistem besar pada tingkat logis.

Dengan kata lain, dalam sistem nyata sangat mungkin untuk merasionalisasi model elemen. Model-model ini hanya berusaha untuk membangun seminimal mungkin, sesederhana mungkin tanpa kehilangan esensi proses. Tetapi seseorang tidak lagi dapat secara logis memahami interaksi puluhan, ratusan elemen. Dan di sinilah konsekuensi terkenal dalam matematika dari teorema Gödel yang terkenal dapat "bekerja" - dalam sistem kompleks yang sepenuhnya terisolasi dari dunia luar, mungkin ada kebenaran, posisi, kesimpulan yang sepenuhnya "diizinkan" dari sudut pandang dari sistem itu sendiri, tetapi yang tidak memiliki arti di luar sistem ini.

Artinya, dimungkinkan untuk membangun model sistem nyata yang sempurna secara logis menggunakan model elemen dan menganalisis model tersebut. Kesimpulan dari analisis ini akan berlaku untuk setiap elemen, tetapi sistem bukanlah jumlah sederhana dari elemen, dan propertinya bukan hanya jumlah properti elemen.

Dari sini mengikuti kesimpulan - tanpa memperhitungkan lingkungan eksternal, kesimpulan tentang perilaku sistem, yang diperoleh berdasarkan pemodelan, dapat cukup dibenarkan jika dilihat dari dalam sistem. Namun situasi tersebut tidak menutup kemungkinan ketika kesimpulan tersebut tidak ada hubungannya dengan sistem – jika dilihat dari sisi dunia luar.

10. Cara mengimplementasikan model. Model bahan abstrak

Saat membuat model oleh seseorang, dua jenis sarana tersedia untuknya: sarana kesadaran itu sendiri dan sarana dunia material di sekitarnya; sesuai, model dibagi menjadi abstrak (ideal) dan material (nyata).

model abstrak.

Ini termasuk konstruksi bahasa, yaitu model bahasa. Bahasa alami adalah alat universal untuk membangun model abstrak apa pun. Universalitas dipastikan dengan kemungkinan memperkenalkan kata-kata baru ke dalam bahasa, serta kemungkinan membangun model bahasa yang lebih dan lebih berkembang secara hierarkis. Universalitas bahasa dicapai, antara lain, oleh kenyataan bahwa model bahasa bersifat ambigu, tepat, dan kabur. Ini sudah termanifestasi pada tataran kata (polisemi atau indefiniteness). Plus, multivarian menggabungkan kata menjadi frasa. Hal ini menimbulkan pendekatan - properti yang melekat pada model bahasa.

model bahan.

Untuk beberapa objek material menjadi model, pengganti beberapa asli, hubungan kesamaan harus dibangun di antara mereka. Ada berbagai cara untuk melakukan ini:

satu). Kesamaan langsung yang diperoleh sebagai hasil interaksi fisik dalam proses pembuatan model (foto, model skala pesawat, kapal, bangunan, boneka, templat, pola, dll.). Bahkan untuk kemiripan model secara langsung, terdapat masalah dalam mentransfer hasil simulasi ke aslinya (hasil uji hidrodinamik dari model kapal, di mana dimungkinkan untuk menskalakan kecepatan pergerakan, sesuai dengan karakteristik kapal. air (viskositas, densitas, gaya gravitasi - tidak diskalakan)). Ada teori kesamaan yang berkaitan dengan model kesamaan langsung.

2). Kesamaan tidak langsung terbentuk antara yang asli dan model bukan sebagai hasil interaksi fisik, tetapi ada secara objektif di alam, muncul dalam bentuk kebetulan atau kedekatan model abstrak mereka. Misalnya, analogi elektromekanis. Beberapa pola proses mekanik dan listrik dijelaskan oleh kontrol yang sama, perbedaannya hanya pada interpretasi fisik yang berbeda dari variabel yang termasuk dalam kontrol ini. Oleh karena itu, eksperimen dengan desain mekanik dapat diganti dengan eksperimen dengan rangkaian listrik yang lebih sederhana dan efisien. Hewan percobaan untuk dokter - analog tubuh manusia, autopilot - analog pilot, dll.

3) Kesamaan bersyarat. Kesamaan model dengan aslinya ditetapkan sebagai hasil kesepakatan. Contoh: kartu identitas adalah model pemiliknya, peta adalah model wilayah, uang adalah model nilai, sinyal adalah model pesan. Model kesamaan kondisional adalah cara perwujudan material model abstrak, suatu bentuk di mana model abstrak ini disimpan dan ditransmisikan dari satu orang ke orang lain, dengan tetap menjaga kemungkinan kembali ke bentuk abstrak. Hal ini dicapai dengan kesepakatan tentang keadaan objek nyata yang ditugaskan ke elemen tertentu dari model abstrak.

Konkretisasi dan pendalaman skema umum model kesamaan bersyarat terjadi dalam dua arah: - model kesamaan bersyarat dalam perangkat teknis, di mana mereka digunakan tanpa campur tangan manusia; sinyal - aturan untuk membangun dan cara menggunakan sinyal disebut kode, penyandian, penguraian kode - dipelajari oleh disiplin khusus; model kesamaan bersyarat yang dibuat oleh orang itu sendiri - sistem tanda. Cabang ilmu yang membahas hal ini disebut semiotika.

11. Menetapkan kesamaan model material

Kesamaan adalah hubungan tertentu antara nilai-nilai indikator sifat-sifat berbagai objek, diamati dan diukur oleh peneliti dalam proses kognisi. Kesamaan dipahami sebagai korespondensi satu-ke-satu (hubungan) antara sifat-sifat benda, di mana terdapat fungsi atau aturan untuk mereduksi nilai-nilai indikator sifat-sifat satu objek ini menjadi nilai-nilai indikator yang sama dari objek lain.

Deskripsi matematis (formal) dari objek semacam itu dapat direduksi menjadi bentuk yang identik.

Dengan kata lain, kesamaan adalah hubungan korespondensi satu-satu antara nilai-nilai indikator sifat homogen dari berbagai objek. Sifat homogen adalah sifat yang memiliki dimensi indikator yang sama.

Beberapa jenis kesamaan objek diketahui.

1. Tergantung pada kelengkapan akuntansi untuk parameter, ada:

Kesamaan absolut (teoretis), yang menyiratkan korespondensi proporsional dari nilai-nilai semua parameter objek ini, mis.

pj(t) / rj(t) = mj(t), di mana j=1,n;

kesamaan praktis - korespondensi satu-ke-satu fungsional tertentu dari parameter dan indikator dari subset properti tertentu yang penting untuk penelitian ini;

· kesamaan lengkap praktis - korespondensi indikator dan parameter properti yang dipilih dalam ruang dan waktu;

Kesamaan yang hampir tidak lengkap - korespondensi parameter dan properti indikator yang dipilih hanya dalam waktu, atau hanya dalam ruang;

kesamaan perkiraan praktis - korespondensi parameter dan indikator yang dipilih dengan asumsi dan perkiraan tertentu.

2. Menurut kecukupan sifat benda, dibedakan:

kesamaan fisik, yang menyiratkan kecukupan sifat fisik objek (kasus khusus kesamaan fisik adalah kesamaan mekanik, listrik dan kimia objek);

· kesamaan matematis, yang menyiratkan kecukupan deskripsi formal dari sifat-sifat objek (kasus khusus kesamaan matematis adalah kesamaan statistik, algoritmik, struktural dan grafis dari indikator sifat-sifat objek).

Masalah mengidentifikasi objek tersebut adalah pilihan kriteria kesamaan berdasarkan ilmiah dan pengembangan metode untuk menghitung kriteria ini.

12. Kondisi untuk implementasi properti model

Menurut logika analisis sistem, ketika serangkaian tugas implementasi proyek yang saling berhubungan didefinisikan dan dibangun (dapat dikatakan, dan itu akan sangat ketat - sistem tugas), tahap selanjutnya dari desain sistem dimulai - studi tentang kondisi untuk menerapkan model.

Secara alami, model sistem apa pun dapat diimplementasikan dalam praktik hanya dalam kondisi tertentu.

Mari kita gunakan sistem pendidikan sebagai contoh.

Secara alami, model sistem pendidikan apa pun dapat diterapkan dalam praktik hanya jika ada kondisi tertentu: personel, motivasi, materi dan teknis, ilmiah dan metodologis, keuangan, organisasi, hukum, informasi.

Untuk kredit para pembuat kebijakan, harus dicatat bahwa di tahun-tahun terakhir Lebih banyak perhatian diberikan pada masalah kondisi pelaksanaan reformasi pendidikan dan persamaannya, seperti persiapan teknologi untuk pelaksanaannya. proyek pendidikan: membuat buku teks yang diperlukan, pengembangan metodologi, melatih kembali guru, dll. Di masa lalu, sudah enam bulan setelah dikeluarkannya resolusi berikutnya, perlu untuk melaporkan kepada Komite Sentral CPSU bahwa sekolah, sekolah kejuruan, dll. “Beralih ke konten pendidikan baru”.

13. Model dan asli. Perbedaan. keterbatasan, penyederhanaan, kedekatan

Korespondensi antara model dan realitas dapat diungkapkan dengan prinsip-prinsip berikut:

1. Keterbatasan.

Objek nyata apa pun sebagai bagian dunia nyata tak terbatas dalam sifat dan hubungannya dengan objek lain. Namun, jika kita mengingat kemampuan kita untuk mengetahui, maka di sini kita dibatasi oleh sumber daya kita sendiri - jumlah sel saraf di otak, jumlah tindakan yang dapat kita lakukan per unit waktu, waktu selama kita dapat memecahkan beberapa masalah; keterbatasan sumber daya eksternal yang dapat kita libatkan dalam proses kegiatan kita, yaitu perlu untuk mengetahui dunia tanpa batas dengan cara yang terbatas. Semua model terbatas. Model abstrak awalnya terbatas - mereka segera diberkahi dengan jumlah properti yang tetap. Model nyata terbatas dalam arti bahwa bilangan tak terhingga dari propertinya, hanya beberapa properti dari objek asli yang menarik bagi kita yang dipilih dan digunakan. Modelnya mirip dengan aslinya dalam beberapa hal.

2. Kesederhanaan.

Keterbatasan model membuat penyederhanaan mereka tak terhindarkan, tetapi dalam praktik manusia, penyederhanaan ini dapat diterima, karena untuk tujuan apa pun, representasi realitas yang tidak lengkap dan disederhanakan sudah cukup. Untuk tujuan tertentu, penyederhanaan seperti itu juga diperlukan, karena memungkinkan Anda untuk mengidentifikasi efek utama dan properti dari aslinya ( abstraksi fisik- gas ideal, benda hitam mutlak, ...).

Penyederhanaan model yang dipaksakan - kebutuhan untuk beroperasi dengannya - penyederhanaan sumber daya.

Satu aspek lagi: dari dua model yang menggambarkan beberapa objek dengan akurasi yang sama, yang lebih sederhana lebih dekat dengan aslinya (ke sifat aslinya).

3. Pendekatan model.

Istilah ini dikaitkan dengan perbedaan kuantitatif antara model dan aslinya (perbedaan kualitatif dikaitkan dengan istilah keterbatasan dan penyederhanaan). Perbedaan kuantitatif ini selalu ada dan dengan sendirinya tidak besar atau kecil, ukurannya diperkenalkan dengan menghubungkan perbedaan ini dengan tujuan pemodelan (jam adalah model waktu).

4. Kecukupan.

Memadai adalah model dengan bantuan yang tujuan berhasil dicapai. Ini tidak setara dengan konsep kelengkapan, akurasi, kebenaran akurasi model. Model Ptolemy cukup memadai (dalam arti keakuratan deskripsi gerak planet-planet). Model yang memadai, tetapi salah (penyembuhan yang berhasil dengan bantuan mantra roh). Kadang-kadang dimungkinkan untuk memperkenalkan beberapa ukuran kecukupan. Kemudian kita dapat mempertimbangkan pertanyaan tentang identifikasi model (yaitu, menemukan yang paling memadai di kelas ini), tentang stabilitas model, tentang adaptasinya.

14. Kesamaan model dan aslinya. kecukupan model. Kebenaran model. Kombinasi benar dan salah

Konsep yang paling penting dalam pemodelan ekonomi dan matematika, seperti dalam pemodelan apapun, adalah konsep kecukupan model, yaitu korespondensi model dengan objek atau proses yang dimodelkan. Kecukupan model sampai batas tertentu merupakan konsep bersyarat, karena tidak mungkin ada korespondensi model yang lengkap dengan objek nyata, yang juga khas untuk pemodelan ekonomi dan matematika. Saat memodelkan, maksud kami bukan hanya kecukupan, tetapi kepatuhan terhadap sifat-sifat yang dianggap penting untuk penelitian. Memeriksa kecukupan model ekonomi dan matematika adalah masalah yang sangat serius, terutama karena diperumit oleh sulitnya mengukur nilai ekonomi. Namun, tanpa verifikasi tersebut, penerapan hasil simulasi di keputusan manajemen tidak hanya berguna sedikit, tetapi juga membawa bahaya yang signifikan.

Dengan mengingat secara tepat pertimbangan teoretis dan metode yang mendasari konstruksi model, dimungkinkan untuk mengajukan pertanyaan tentang seberapa benar model ini mencerminkan objek dan seberapa penuhnya mencerminkannya. (Dalam proses pemodelan, tahapan khusus dibedakan - tahap verifikasi model dan penilaian kecukupannya). Dalam hal ini, muncul gagasan tentang komparabilitas objek apa pun yang dibuat oleh manusia dengan objek alami yang serupa dan tentang kebenaran objek ini. Tapi ini masuk akal hanya jika objek tersebut dibuat dengan tujuan khusus untuk menggambarkan, menyalin, mereproduksi fitur tertentu dari objek alami.

Dengan demikian, kita dapat mengatakan bahwa kebenaran melekat pada model material: - karena hubungannya dengan pengetahuan tertentu; - karena ada (atau tidak adanya) isomorfisme strukturnya dengan struktur proses atau fenomena yang disimulasikan; karena hubungan model dengan objek yang dimodelkan, yang menjadikannya bagian dari proses kognitif dan memungkinkan penyelesaian tugas kognitif tertentu.

Dan dalam hal ini, model material secara epistemologis sekunder, bertindak sebagai elemen refleksi epistemologis.

15. Dinamika model. Proses pemodelan. Alasan ketidakmungkinan algoritme penuh dari proses pemodelan

Pada input dan output, kita memiliki ketergantungan parameter X dan Y pada waktu t. Tugasnya adalah mendefinisikan kotak hitam.

Mari kita asumsikan bahwa sinyal tunggal X(t) diterapkan pada input sistem, yang sebelumnya dalam kondisi awal nol. Jika sinyal eksponensial diamati pada output, maka ini adalah sistem orde pertama. Satu turunan cukup untuk menggambarkannya, dan satu integral akan hadir dalam solusi model. Karena satu integral "selalu menghasilkan" satu eksponen, dua integral menghasilkan dua eksponen. Untuk menentukan apakah kurva eksponensial, sebuah garis singgung ditarik pada setiap titik sampai berpotongan dengan garis keadaan tunak. Pada setiap titik, T harus konstan. Nilai T mencirikan inersia sistem (memori). Pada ukuran kecil T sistem lemah tergantung pada sejarah dan input langsung menyebabkan output berubah. Dengan nilai T yang besar, sistem secara perlahan merespon sinyal input, dan dengan T yang sangat besar, sistem tidak berubah.

Tautan urutan pertama memiliki dua parameter:

1) inersia - T

2) Keuntungan

Mari kita perkenalkan konsep fungsi alih sebagai model sistem dinamis. Menurut definisi, fungsi transfer adalah rasio output terhadap input

Fungsi transfer link orde pertama memiliki bentuk.

Kemudian, dengan menggunakan definisi fungsi transfer, kita memiliki, di mana "p" adalah ikon turunan ().

Selanjutnya kita mendapatkan:

Dalam bentuk beda, persamaan dapat ditulis sebagai (Yi+1 - Yi)*T+Yi*dt = k*Xi*dt. Atau mengekspresikan masa kini melalui masa lalu Yi+1 = A* Xi + B* Yi. Di sini A dan B adalah bobot. A menunjukkan bobot komponen X, yang menentukan pengaruh dunia luar pada sistem, B menunjukkan bobot Y, yang menentukan memori sistem, pengaruh sejarah pada perilakunya.

Khususnya, jika B=0, maka Yi+1 = A* Xi dan kita berhadapan dengan sistem tanpa inersia yang secara instan merespons sinyal input Y=k*X dan meningkatkannya k kali. Jika B=0,5, maka mudah untuk mendapatkannya dengan sinyal input konstan X, Yi+1 = A* Xi +0.5* Yi = A* Xi +0.5(A* Xi-1 + B* Yi-1) = ... = *(1+0.5+0.52+...+0.5n)*Хi-n+0.5n+1*Yi-n = 2*A*Xi-n = k*Xi-n kita mendapatkan a eksponen yang membusuk. Y cenderung ke nilai sinyal input X dikalikan dengan gain k.

Jika kita lebih memperkuat pengaruh masa lalu B=1, maka sistem akan mulai mengintegrasikan dirinya sendiri (output diumpankan ke input sistem)

Yi+1 = A* Xi + Yi menambahkan sinyal input sepanjang waktu, yang sesuai dengan pertumbuhan tak terbatas eksponensial dari sinyal output. Dalam hal makna, ini sesuai dengan umpan balik positif. Ketika B=-1, kami memiliki model Yi+1 = A* Xi - Yi dalam hal umpan balik negatif yang sesuai. Ketika mendefinisikan model, diperlukan untuk menemukan koefisien yang tidak diketahui k dan T.

Mari kita pertimbangkan tautan orde kedua.

Tautan urutan kedua memiliki tiga parameter.

Karakteristik: keluar mulus dari nol, titik belok dan kemajuan tak terbatas ke kondisi mapan.

Model adalah bahan atau objek yang direpresentasikan secara mental yang menggantikan objek asli dalam proses mempelajari dan mempertahankan ciri khasnya yang signifikan untuk penelitian ini. Proses membangun model disebut pemodelan.

Proses pemodelan terdiri dari tiga tahap - formalisasi (transisi dari objek nyata ke model), pemodelan (penelitian dan transformasi model), interpretasi (penerjemahan hasil pemodelan ke dalam ranah realitas).

16. Model model. Definisi pertama dari model. Definisi Model Kedua

Model - objek atau deskripsi objek, sistem untuk mengganti (dalam kondisi tertentu, proposal, hipotesis) dari satu sistem (yaitu, asli) dari sistem lain untuk mempelajari yang asli atau mereproduksi propertinya. Model adalah hasil pemetaan dari satu struktur ke struktur lainnya.

Model, jika kita mengabaikan area, area penerapannya, ada tiga jenis: kognitif, pragmatis, dan instrumental.

Model kognitif adalah bentuk organisasi dan presentasi pengetahuan, sarana untuk menggabungkan pengetahuan baru dan lama. Model kognitif biasanya disesuaikan dengan kenyataan dan merupakan model teoritis.

Model pragmatis adalah sarana untuk mengatur tindakan praktis, representasi kerja dari tujuan sistem untuk pengelolaannya. Realitas di dalamnya disesuaikan dengan beberapa model pragmatis. Ini adalah, sebagai suatu peraturan, model yang diterapkan.

Model instrumental adalah sarana untuk mengkonstruksi, meneliti dan/atau menggunakan model pragmatis dan/atau kognitif.

Kognitif mencerminkan yang ada, dan pragmatis - meskipun tidak ada, tetapi diinginkan dan, mungkin, hubungan dan koneksi yang layak.

Menurut tingkat, "kedalaman" pemodelan, model empiris - berdasarkan fakta empiris, dependensi, teoritis - berdasarkan deskripsi matematis dan campuran, semi-empiris - menggunakan dependensi empiris dan deskripsi matematis.

Model matematika M yang menggambarkan sistem S (x1,x2,...,xn; R) memiliki bentuk: M=(z1,z2,...,zm; Q), di mana ziIZ, i=1,2, .. .,n, Q, R - himpunan relasi atas X - himpunan masukan, sinyal keluaran dan status sistem dan Z - himpunan deskripsi, representasi elemen dan himpunan bagian dari X, masing-masing.

Persyaratan dasar untuk model: visualisasi konstruksi; visibilitas properti dan hubungan utamanya; ketersediaannya untuk penelitian atau reproduksi; kemudahan penelitian, reproduksi; menyimpan informasi yang terkandung dalam aslinya (dengan keakuratan hipotesis yang dipertimbangkan saat membangun model) dan memperoleh informasi baru.

Masalah pemodelan terdiri dari tiga tugas: membangun model (tugas ini kurang formal dan konstruktif, dalam arti bahwa tidak ada algoritma untuk membangun model); mempelajari model (tugas ini lebih dapat diformalkan, ada metode untuk mempelajari berbagai kelas model); penggunaan model (tugas konstruktif dan konkrit).

Model M disebut statis jika tidak ada parameter waktu t di antara xi. Model statis pada setiap saat waktu hanya memberikan "foto" dari sistem, bagiannya.

Model dikatakan dinamis jika terdapat parameter waktu di antara xi, yaitu ini menampilkan sistem (proses dalam sistem) tepat waktu.

Sebuah model diskrit jika menggambarkan perilaku sistem hanya pada waktu diskrit.

Suatu model dikatakan kontinu jika menggambarkan perilaku sistem untuk semua titik waktu dari interval waktu tertentu.

Model adalah simulasi jika dimaksudkan untuk menguji atau mempelajari, memainkan kemungkinan cara pengembangan dan perilaku objek dengan memvariasikan beberapa atau semua parameter xi dari model M.

Model bersifat deterministik jika setiap set parameter input sesuai dengan set parameter output yang terdefinisi dengan baik dan ditentukan secara unik; jika tidak, modelnya non-deterministik, stokastik (probabilistik).

Kita dapat berbicara tentang berbagai mode penggunaan model - tentang mode simulasi, tentang mode stokastik, dll.

Model meliputi: objek O, subjek (opsional) A, tugas Z, sumber daya B, lingkungan pemodelan C: M=.

Sifat-sifat model apapun adalah sebagai berikut:

finiteness: model mencerminkan yang asli hanya dalam jumlah terbatas dari hubungannya dan, di samping itu, sumber daya pemodelan terbatas; kesederhanaan: model hanya menampilkan aspek-aspek penting dari objek; aproksimasi: realitas ditampilkan secara kasar atau kira-kira oleh model; kecukupan: model berhasil menggambarkan sistem yang dimodelkan; konten informasi: model harus berisi informasi yang cukup tentang sistem - dalam kerangka hipotesis yang diadopsi dalam pembangunan model.

Siklus hidup sistem yang disimulasikan:

· Pengumpulan informasi tentang objek, hipotesis, analisis pra-model;

· Merancang struktur dan komposisi model (submodel);

· Konstruksi spesifikasi model, pengembangan dan debugging submodel individu, perakitan model secara keseluruhan, identifikasi (jika perlu) parameter model;

· Studi model - pilihan metode studi dan pengembangan algoritma (program) pemodelan;

· Penelitian kecukupan, stabilitas, sensitivitas model;

· Evaluasi alat pemodelan (sumber daya yang dikeluarkan);

· Interpretasi, analisis hasil pemodelan dan penetapan beberapa hubungan sebab-akibat dalam sistem yang diteliti;

· Pembuatan laporan dan keputusan proyek (nasional - ekonomi);

· Klarifikasi, modifikasi model, jika perlu, dan kembalikan ke sistem yang dipelajari dengan pengetahuan baru yang diperoleh melalui simulasi.

17. Pluralitas model sistem. Definisi konsep "masalah", "tujuan", "sistem"

Salah satu prinsip dasar pemodelan sistem yang kompleks adalah prinsip beberapa model, yang di satu sisi terdiri dari kemungkinan menampilkan banyak sistem dan proses yang berbeda menggunakan model yang sama dan, di sisi lain, kemungkinan merepresentasikan sistem yang sama dengan himpunan berbagai model tergantung pada tujuan studi. Penggunaan prinsip ini memungkinkan untuk meninggalkan pendekatan, ketika setiap sistem yang diteliti mengembangkan modelnya sendiri, dan mengusulkan pendekatan baru, di mana model matematika abstrak dari berbagai tingkatan (terutama dasar dan lokal) dikembangkan, digunakan untuk mempelajari sistem berbagai kelas. Dalam hal ini, tugas pemodelan direduksi menjadi parameter model yang kompeten dan interpretasi hasil yang diperoleh.

Tujuannya adalah kombinasi kompleks dari berbagai kepentingan yang saling bertentangan. Tujuannya adalah faktor pembentuk sistem, pengintegrasian yang menyatukan objek individu dan proses menjadi suatu integritas, ke dalam suatu sistem. Asosiasi ini terjadi atas dasar bahwa objek yang berbeda tidak selalu dapat berfungsi sebagai sarana yang cukup untuk mencapai tujuan manusia. Dan dalam bentuk gabungan, mereka memperoleh kualitas baru, sistemik, integral, yang cukup untuk mencapai tujuan.

Sistem adalah sarana untuk mencapai tujuan.

Definisi pertama dari sistem dilengkapi dengan yang kedua, yang mencirikan struktur internalnya.

Definisi umum dari suatu sistem dirumuskan sebagai berikut: "Sebuah sistem adalah seperangkat elemen berinteraksi terisolasi dari lingkungan untuk tujuan tertentu."

Masalah adalah situasi yang dicirikan oleh perbedaan antara keluaran yang diperlukan (diinginkan) dan keluaran yang ada. Keluar diperlukan jika ketidakhadirannya menimbulkan ancaman bagi keberadaan atau pengembangan sistem. Output yang ada disediakan oleh sistem yang ada. Output yang diinginkan disediakan oleh sistem yang diinginkan. Permasalahannya adalah perbedaan antara sistem yang ada dengan sistem yang diinginkan. Masalahnya mungkin untuk mencegah penurunan hasil, atau mungkin untuk meningkatkan hasil. Kondisi masalah mewakili sistem yang ada (yang "diketahui"). Persyaratan mewakili sistem yang diinginkan.

18. Kotak hitam. Model, properti, kesulitan dalam membangun model. Syarat kegunaan model kotak hitam

Membangun model kotak hitam bisa tugas yang menantang karena banyaknya input dan output dari sistem (ini disebabkan oleh fakta bahwa setiap sistem nyata berinteraksi dengan lingkungan dalam jumlah yang tidak terbatas cara). Saat membangun model, sejumlah terbatas harus dipilih dari mereka. Kriteria pemilihan adalah tujuan model, pentingnya hubungan tertentu dalam kaitannya dengan tujuan ini. Di sini, tentu saja, kesalahan mungkin terjadi, hanya saja tidak termasuk dalam model komunikasi (yang masih berfungsi) bisa menjadi penting. Ini sangat penting dalam menentukan tujuan, yaitu. keluaran sistem. Sistem nyata berinteraksi dengan semua objek lingkungan, jadi penting untuk memperhitungkan semua yang paling signifikan. Akibatnya, tujuan utama disertai dengan penetapan tujuan tambahan.

Contoh: mobil tidak hanya harus mengangkut sejumlah penumpang atau memiliki kapasitas beban yang diperlukan, tetapi juga tidak menimbulkan kebisingan yang berlebihan saat dikendarai, memiliki emisi yang tidak melebihi norma, konsumsi bahan bakar yang dapat diterima, ... Hanya memenuhi satu tujuan tidak cukup, tidak memenuhi tujuan tambahan dapat dilakukan bahkan pencapaian yang berbahaya tujuan utama.

Model kotak hitam terkadang merupakan satu-satunya yang dapat diterapkan dalam studi sistem.

Contoh: studi tentang jiwa manusia atau efek obat pada tubuh, kami bertindak hanya pada input dan menarik kesimpulan berdasarkan pengamatan output dalam sinyal waktu bagi pengguna, karena setiap arloji menunjukkan status sensornya, lalu pembacaannya secara bertahap berbeda. Jalan keluarnya adalah menyinkronkan semua jam sesuai dengan pembacaan standar waktu tertentu (sinyal "waktu yang tepat" di radio). Haruskah standar dimasukkan ke dalam arloji sebagai suatu sistem, atau haruskah setiap arloji dianggap sebagai subsistem dalam sistem penunjuk waktu umum?

19. Model properti sistem. Elemen, subsistem, alasan untuk membangun model yang berbeda oleh para ahli yang berbeda

Sistem adalah seperangkat elemen yang saling berhubungan, terisolasi dari lingkungan dan berinteraksi dengannya secara keseluruhan.

Properti yang muncul dari kombinasi bagian-bagian adalah fitur utama, esensi, esensi fenomena. Konsep fenomena adalah, pertama-tama, gagasan tentang esensi fenomena, fitur utama fenomena, properti yang dihasilkan dalam sistem tertentu.

Misalnya, TV dan mobil berbeda: kecil dan besar, bagus dan tidak terlalu bagus, dirakit sesuai dengan skema yang berbeda dari bagian yang berbeda. Tetapi mereka semua memiliki beberapa ciri khas: TV adalah fenomena yang menerima sinyal TV dan mereproduksi gambar TV, dan mobil adalah "kereta yang menggerakkan dirinya sendiri".

Untuk menyusun konsep fenomena berarti: untuk menunjukkan keberadaan fenomena - untuk memilih sebuah fenomena, untuk membedakannya; tunjukkan perangkat fenomena tersebut; untuk membuktikan hubungan fenomena ini dengan yang lain, yaitu menentukan tempat fenomena ini dalam hierarki fenomena.

Hirarki, fenomena bersarang muncul dari fakta bahwa dalam fenomena - supersistem, sifat-sifat fenomena - subsistem, yang dihasilkan oleh integritasnya, terlibat. Setiap properti dari suatu fenomena dihasilkan pada tingkat hierarki fenomena tertentu, oleh karena itu, ketika mempelajari fenomena, perlu dibedakan antara properti yang diwarisi dari bagian-bagian penyusunnya dan properti yang dihasilkan oleh integritas fenomena tersebut.

Karena setiap properti, setiap entitas dihasilkan pada tingkat hierarki fenomenanya sendiri, tidak masuk akal untuk mencari properti di tingkat yang lebih rendah - mereka belum ada di sana. Juga tidak ada gunanya mempelajari sifat-sifat pada tingkat yang lebih tinggi - di sana sifat-sifat dapat diserap dan dimasukkan ke dalam sistem-fenomena lain.

Selain urutan linier dan hierarkis, ada jenis lain darinya. Namun, terlepas dari ini, untuk menguasai properti apa pun dari suatu fenomena, perlu untuk memahami struktur tingkat hierarki di mana sifat-sifat yang menarik dari fenomena dihasilkan. Inilah inti dari pendekatan sistematis terhadap analisis fenomena.

Kompleksitas fenomena yang muncul pada setiap tingkat hierarki terbatas. Setiap fenomena yang dihasilkan pada tingkat hierarki ini didasarkan pada kombinasi beberapa dari 7 prinsip. Ini adalah prinsip-prinsip metodologi pengetahuan.

Karakteristik kuantitatif dari sifat fungsional disebut PARAMETER fungsional.

Misalnya, bagian-bagian konstituen dari fenomena tersebut bekerja satu sama lain di sepanjang sirkuit koneksi: di dalam mobil, sistem bahan bakar memasok campuran yang mudah terbakar ke mesin, dan mesin menciptakan gaya putar pada poros.

Mesin adalah subsistem kendaraan yang menghasilkan tenaga penggerak. Himpunan bagian-bagian mesin adalah pembawa fenomena yang menghasilkan gaya rotasi, dan interaksi antara bagian-bagian itu adalah rangkaian sambungan bagian-bagian mesin.

Karena fenomena tidak bergantung pada pembawanya, dimungkinkan untuk mengganti semua bagian di mesin, dan di dalam mobil satu mesin dapat diganti dengan yang lain, yang juga menghasilkan gaya putar pada poros.

Jadi, struktur internal dari fenomena, arsitektur sistem adalah kombinasi dari sifat-sifat fungsional dari bagian-bagian penyusunnya dan struktur koneksi di antara mereka.

20. Model struktur sistem. Syarat penggunaan, definisi "struktur sistem", "hubungan", "properti". Hubungan antara konsep "hubungan" dan "properti". Definisi kedua dari sistem

Model dan komposisi kotak hitam tidak cukup dalam banyak kasus. Hal ini diperlukan untuk mengetahui hubungan antara elemen dan subsistem, atau hubungan. Himpunan hubungan yang perlu atau cukup antara elemen untuk mencapai tujuan disebut struktur sistem. Di antara objek nyata yang termasuk dalam sistem, ada sejumlah besar (mungkin tak terbatas) koneksi. Ketika mendefinisikan model struktur, hanya sejumlah hubungan terbatas yang dianggap signifikan dalam kaitannya dengan tujuan yang sedang dipertimbangkan.

Contoh: ketika menghitung mekanisme, gaya tarik-menarik bagian satu sama lain tidak diperhitungkan, tetapi berat bagian harus diperhitungkan.

Ketika berbicara tentang komunikasi, relasi, maka setidaknya ada dua objek yang berpartisipasi di dalamnya. Properti adalah atribut tertentu dari satu objek. Tetapi properti itu terungkap dalam proses interaksi suatu objek dengan objek lain, yaitu. saat menjalin hubungan.

Contoh: bola berwarna merah, tetapi ini terdeteksi dengan adanya sumber putih dan penerima penganalisis cahaya. Properti adalah hubungan terlipat. Hipotesis: Pernyataan ini benar untuk semua sifat.

Definisi kedua dari sistem: "Sistem adalah seperangkat elemen yang saling terkait, terisolasi dari lingkungan dan berinteraksi dengannya secara keseluruhan."

21. Diagram blok dari sistem "kotak putih". menghitung

Definisi kedua dari sistem: "Sistem adalah seperangkat elemen yang saling terkait, terisolasi dari lingkungan dan berinteraksi dengannya secara keseluruhan." Definisi ini mencakup model, komposisi, dan struktur kotak hitam. Ini disebut diagram struktural sistem (kotak putih).

Contoh: diagram blok arloji.

Abstraksi dari sisi konten diagram struktural mengarah ke diagram di mana hanya keberadaan elemen dan hubungan di antara mereka yang ditunjukkan. Dalam matematika, objek seperti itu disebut grafik. (grafik - diagram, grafik, grafik). Grafik membedakan antara simpul (mereka sesuai dengan elemen) dan tepi (mereka sesuai dengan koneksi). Jika koneksi tidak simetris, maka mereka dilambangkan dengan tepi dengan panah (busur) dan grafik disebut berarah, jika tidak - tidak berarah. Anda dapat mencerminkan perbedaan antara elemen dan hubungan dengan menetapkan karakteristik numerik ke tepi (grafik bobot tepi - berbobot) atau mengungkapkan simpul dan tepi (grafik berwarna). Ada dua jenis dinamika sistem:

- berfungsi - proses yang terjadi dalam sistem yang secara konsisten menerapkan tujuan tetap (jam, transportasi umum, bioskop, TV, ...);

- pengembangan - mengubah sistem ketika tujuannya berubah. Struktur sistem yang ada harus diubah (dan terkadang komposisinya) untuk mencapai tujuan baru.

Model dinamis juga dapat dibangun sebagai kotak hitam, model komposisi (daftar langkah dalam urutan kegiatan), atau diagram blok(misalnya, dalam bentuk diagram jaringan ketika menggambarkan beberapa proses produksi). Formalisasi konsep sistem dinamis dilakukan dengan mempertimbangkan korespondensi antara himpunan nilai yang mungkin dari input X, output Y dan himpunan titik waktu T yang terurut.

T->X; T->Y; Tet, Tex, x=x(t), y=y(t).

Model kotak hitam adalah kumpulan dari dua proses (x(t)), (y(t)). Bahkan jika kita mengasumsikan bahwa y(t)=F(x(t)), maka dalam model kotak hitam transformasi F tidak diketahui.

22. Model dinamis dari sistem. Berfungsi dan berkembang

Model objek mewakili struktur statis dari sistem yang dirancang (subsistem). Namun, pengetahuan tentang struktur statis tidak cukup untuk memahami dan mengevaluasi operasi subsistem.

Hal ini diperlukan untuk memiliki sarana untuk menggambarkan perubahan yang terjadi dengan objek dan hubungan mereka selama operasi subsistem. Salah satu alat tersebut adalah model subsistem dinamis. Itu dibangun setelah model objek dari subsistem dibangun dan disetujui sebelumnya dan di-debug. Model dinamis subsistem terdiri dari diagram keadaan objek dan subsistemnya.

Model dinamis digunakan untuk mengevaluasi fenomena dalam pembangunan.

Model dinamis sistem terdiri dari diagram keadaan objek dan subsistemnya.

Keadaan objek saat ini dicirikan oleh serangkaian nilai atribut dan tautannya saat ini. Selama pengoperasian sistem, objek penyusunnya berinteraksi satu sama lain, akibatnya statusnya berubah. Unit pengaruh adalah peristiwa: setiap peristiwa mengarah pada perubahan keadaan satu atau lebih objek dalam sistem, atau terjadinya peristiwa baru. Operasi sistem dicirikan oleh urutan peristiwa yang terjadi di dalamnya.

Berfungsinya (dan pengembangan) sistem dimungkinkan jika sistem memiliki:

1. "Elemen" - subsistem;

2. "Struktur kontrol" tunggal - faktor tulang punggung;

3. Kemungkinan pertukaran dengan lingkungan (di dalam sistem dan di dalamnya) materi, energi, informasi.

Berfungsinya sistem yang terbentuk terjadi pada dua tingkat:

1. Manajemen menggunakan fiksi;

2. Sebuah elemen (subsistem direpresentasikan sebagai "keseluruhan") adalah hantu dan menggunakan "data".

Yang diberikan adalah sesuatu yang ada tanpa bantuan kita sebagai fakta.

Fakta (dari lat. factum - selesai, selesai) - 1) peristiwa; aktual - aktual.

2) selesai, tercapai; realitas di hadapan kita, yang diakui benar-benar ada.

Jadi, dengan mengalami Fakta-Peristiwa, Elemen berubah.

Struktur kontrol menerima sinyal bahwa elemen telah berubah.

Jadi kita memiliki:

elemennya adalah

Sinyal perubahan Fakta-Peristiwa

Struktur kendalinya adalah

Sinyal menerima sinyal menentukan karakteristik sinyal menentukan signifikansi sinyal Konsep

Faktanya, di sini kita melihat transisi

Konsep Sinyal Fakta-Peristiwa

Lewat sini

Struktur kontrol adalah satu realitas (Konsep), dan Elemen (subsistem disajikan sebagai "keseluruhan") realitas lain (Fakta-Peristiwa).

Tetapi Transisi antara realitas hanya dilakukan oleh SINYAL (dari bahasa Latin signum - tanda), tanda yang membawa pesan (informasi) tentang beberapa peristiwa, keadaan objek pengamatan, atau mengirimkan perintah kontrol, peringatan, dll. .

Jadi, sistem fungsionalnya adalah:

- Elemen sinyal masuk Peristiwa-Fakta sinyal keluar- Struktur kontrol sinyal masuk Konsep sinyal keluar

Tetapi karena "Elemen", pada gilirannya, juga "Sistem", gambaran sistem Fungsional lebih rumit:

Struktur kontrol menghasilkan Sinyal keluar berdasarkan Konsep, dan Elemen (subsistem) menghasilkan Sinyal keluar berdasarkan Fakta-Peristiwa.

Oleh karena itu, agar sistem dapat berfungsi dengan baik, perlu

- Sinyal yang mencerminkan Fakta-Peristiwa dengan benar;

- Mekanisme pembentukan Konsep yang benar.

23. Transformasi model formal menjadi model yang bermakna. Rekomendasi untuk mencapai kelengkapan model

Dengan semua variasi sistem nyata yang tak terbayangkan, pada dasarnya berbagai jenis Ada sangat sedikit model sistem: model tipe "kotak hitam", model komposisi, model hubungan, serta kombinasi yang masuk akal dan, di atas segalanya, kombinasi ketiga model, yaitu. struktur sistem. Ini berlaku baik untuk model statis yang menampilkan keadaan sistem yang tetap dan untuk model dinamis yang menampilkan sifat proses sementara yang terjadi dengan sistem. Kita dapat mengatakan bahwa struktur ("kotak putih") diperoleh sebagai hasil dari "penjumlahan" model, komposisi, dan hubungan "kotak hitam". Semua jenis model ini formal, mengacu pada sistem apa pun dan, oleh karena itu, tidak terkait dengan sistem tertentu. Untuk mendapatkan model dari sistem yang diberikan, perlu untuk memberikan model formal konten tertentu, yaitu. memutuskan aspek mana dari sistem nyata yang akan dimasukkan sebagai elemen model dari tipe yang dipilih, dan mana yang tidak, dengan menganggapnya tidak signifikan. Proses ini biasanya tidak dapat diformalkan, karena tanda-tanda materialitas atau ketidakpentingan dalam kasus yang sangat jarang dapat diformalkan (kasus seperti itu termasuk, misalnya, kemungkinan mengambil frekuensi kemunculan elemen tertentu dalam berbagai kesamaan, yaitu diklasifikasikan sama , sistem sebagai tanda materialitas). Sama-sama lemah diformalkan adalah tanda-tanda elementaritas dan tanda-tanda demarkasi antara subsistem.

Untuk alasan ini, proses membangun model yang bermakna adalah proses kreatif. Namun demikian, intuisi seorang ahli yang mengembangkan model konten sangat terbantu oleh model formal dan rekomendasi untuk mengisinya dengan konten tertentu. Model formal adalah "jendela" di mana pakar melihat sistem nyata, membangun model yang bermakna.

Dalam proses membangun model sistem yang bermakna, kebutuhan untuk menggunakan dialektika ditelusuri dengan jelas. Dalam proses ini, tugas utama adalah membuat model yang lengkap. Rekomendasi umum untuk mencapai kesempurnaan mengikuti dari ketentuan utama dialektika:

- perlu untuk berusaha mempertimbangkan semua faktor signifikan yang mempengaruhi fenomena yang sedang dipertimbangkan; karena materialitas seperti itu tidak selalu jelas, lebih baik memasukkan elemen yang tidak signifikan ke dalam model daripada tidak memasukkan elemen yang esensial;

- salah satu tanda kelengkapan model yang diperlukan adalah adanya elemen yang kontradiktif di dalamnya; perhatian khusus harus diberikan pada poin ini: misalnya, ketika membuat daftar keluaran, perlu untuk memasukkan dalam daftar tidak hanya keluaran target yang diinginkan (komunikasi, produk, dll.), tetapi juga yang tidak diinginkan (limbah, penolakan, dll.) ;

Betapapun luasnya pengetahuan kita tentang fenomena ini, kenyataan lebih kaya daripada model - selalu ada faktor yang tidak diketahui di dalamnya; agar tidak melupakan kemungkinan sesuatu yang signifikan, tetapi masih belum diketahui, disarankan untuk memasukkan "cadangan", elemen yang tidak ditentukan secara implisit dalam model (seperti "segalanya", "sesuatu yang lain") dan merujuk ke elemen-elemen ini pada berbagai tahap analisis sistem , seolah-olah mengajukan pertanyaan: bukankah sudah waktunya untuk menambahkan elemen eksplisit lain ke model? Rekomendasi ini, tentu saja, tidak menghilangkan semua kemungkinan: gudang seni pemodelan mencakup banyak metode berbasis ilmiah dan heuristik empiris.