Існують природні і штучні системи. Система, що складається з інших систем, вважається складною. Це, наприклад, яблуко або завод з виробництва тракторів, бджолиний вулик і написання комп’ютерної програми. Системою може бути процес, об’єкт, явище. Інформація є засобом опису систем.
Розпізнати потрібні дані та оцінити їх достовірність – система знань і умінь. Розуміти та оцінювати якість інтелекту спеціаліста, ефективність його знань і умінь.
В залежності від кута зору і досягає мети можна отримати широкий спектр рішень. Яблуко і Ньютон – цікава новела, але тільки образно пов’язана із законами тяжіння. Планети літають спокійно і без видимих витрат енергії, але керувати системою сил тяжіння людей поки не навчився. Єдине, що науці під силу, – подолання (а не застосування) сил тяжіння шляхом використання величезних енергетичних ресурсів.
Прості та складні системи
Амеба – найпростіший організм. Але повірити шкільних підручників важко. Можна сказати: “Булижник на дорозі – зовсім не система”. Але під мікроскопом амеба швидко змінює думку навіть школяра. Життя амеби насичена подіями. Кругляк може виявитися зброєю в руках воїна або молотком для розколювання горіхів.
Сучасна наука стверджує: амебі і бруківці легко виявити хімічні речовини, молекули, атоми, літаючі по орбітах електрони та елементарні частинки.
Якщо вірити астрономам, то Земля-не єдина планета у Всесвіті і подібні їй існують у величезній системі галактик.
Всі системи прості на одному рівні. Всі системи складні, як тільки дослідник опускається на рівень нижче або піднімається рівнем вище.
Кожна з них – це точка в просторі і часі. Незалежно від того, яка вона: штучна або природна.
Статика і динаміка
Будівля заводу або станина верстата нерухомі. Гора менш рухома, ніж океан біля її підніжжя. Це завжди складні динамічні системи. Будівля заводу забезпечує необхідний функціонал для нормальної роботи трудового колективу, верстатів, устаткування, зберігання матеріалів та готової продукції. Станина гарантує нормальну роботу механізмів верстата. Гора бере участь у формуванні клімату, «керує» рухом вітру, дає їжу та дах живим організмам.
В залежності від точки зору і задачі у всякій системі можна відокремити статику від динаміки. Це важлива процедура: моделі складних систем – процес систематизації даних. Правильне визначення джерел інформації про систему, оцінка їх достовірності та визначення дійсного сенсу – вкрай важливо для побудови моделі, на основі якої буде формуватися рішення.
Розглянемо приклад. При побудові системи управління підприємством будівля, верстати та обладнання – статика. Але ця статика вимагає динамічного обслуговування. Згідно технічної документації система управління підприємством повинна мати підсистему обслуговування. Поряд з цим буде розроблена система обліку та контролю для бухгалтерії, планово-економічна система. Потрібно буде визначити спектр цілей і завдань підприємства: стратегію, концепцію розвитку.
Структура системи
Мета і структура складних систем – головне завдання при моделюванні. Теорій систем існує безліч. Можна навести десятки визначень цілей, характеристик, методів аналізу, і в кожному буде сенс.
Авторитетних спеціалістів з теорії систем достатньо, щоб ефективно вирішувати задачі моделювання, але недостатньо, щоб запропонувати концептуально завершену теорію систем, їх структури та методів визначення (розробки) об’єктивних і достовірних моделей.
Як правило, фахівці маніпулюють змістом, який вкладають в терміни: мета, функціональність, структура, простір станів, цілісність, унікальність. Використовуються графічні або блокові нотації для наочного побудови моделей. Головним є текстовий опис.
Важливо зрозуміти, що така складна система в кожному конкретному випадку. Процес розуміння – це динаміка мислення спеціаліста (колективу). Не можна фіксувати мета або структуру системи як щось непорушне. Розуміння виконуваної роботи – це динаміка. Все, що зрозуміле, застигає в статиці, але ніколи не завадить переглянути досягнуте розуміння, скорегувати проміжні результати.
Характерною складовою структури є спектр даних, їх цілісність, кількісне і якісне опис, внутрішні та зовнішні методи складних систем, якими вони маніпулюють:
- для розпізнавання вхідної інформації;
- аналізу та узагальнень власних + зовнішніх даних;
- формування рішень.
Хорошим прикладом структури системи є програмування. Кінець минулого століття ознаменувався переходом від концепції класичного програмування до об’єктно-орієнтованого.
Об’єкти та системи об’єктів
Програмування – це складна система розумових процесів. Програмування – це вимога високої кваліфікації, яке дозволяє моделювати на свідомому рівні. Програміст вирішує реальну задачу. У нього немає часу для аналізу програмного коду на рівні процесора. Програміст працює з алгоритмом розв’язання задачі – це рівень побудови моделі.
Класичне програмування – це алгоритм, послідовно вирішує завдання. В об’єктно-орієнтованому програмуванні є тільки об’єкти, що мають методи для взаємодії один з одним і зовнішнім світом. Кожен об’єкт може мати дані складної структури, власного синтаксису і семантики.
Вирішуючи завдання за допомогою об’єктно-орієнтованого програмування, програміст мислить об’єктами, і складна система в його свідомості представляється сукупністю більш простих. Будь-яка система складається з одного або декількох об’єктів. Кожен об’єкт володіє своїми даними і методами.
Результат роботи «об’єктно-орієнтованого» програміста – система об’єктів і ніякого послідовного алгоритму. Система об’єктів сама функціонує як об’єкт. Складові її об’єкти виконують тільки своє призначення. Ніякої алгоритм ззовні не вказує складній системі, що робити. Тим більше складових її об’єктів – як себе вести.
Точка та система точок
Займаючись вирішенням практичних завдань, спеціаліст будує моделі. З досвідом приходить вміння бачити складні системи як точки в просторі-часу. Ці точки наповнені унікальним і конкретним функціоналом. Системи «приймають» вхідну інформацію і дають очікуваний результат.
Кожна точка включає в себе систему точок, які також слід інтерпретувати як системи. Зворотна процедура, коли розв’язувана задача представлена системою підзадач, а отже, нав’язує фахівця щодо систематизований комплект розділених функцій, обов’язково призведе до нестиковок в рішенні.
Тільки один початок є в будь-якій системі, тільки його можна розписати на підзадачі, які потребують вирішення. Аналізуючи системи, всі фахівці вживають терміни:
- унікальність;
- системність;
- самостійність;
- взаємозв’язок «внутрішніх функціональностей»;
- цілісність системи.
Перше і останнє найбільш важливо застосовувати на будь-якому етапі роботи з моделювання. Будь-яка складна система – це цілісна унікальна композиція підсистем. Які саме підсистеми входять в систему – неважливо. Головне, що на кожному рівні є цілісність і унікальність функціональності. Тільки орієнтуючись на цілісність і унікальність системи, а також кожної її підсистеми, можна побудувати об’єктивну модель задачі (системи).
Знання та вміння
Розхожа фраза “незамінних немає” безнадійно застаріла. Навіть просту роботу можна виконати розумно, витративши менше сил, зекономивши час і гроші.
Моделювання і розв’язання інтелектуальних завдань – безумовна вимога високої кваліфікації. Від фахівця залежить як моделювання реальної системи, так і рішення задачі. Різні фахівці виконають свою роботу по-своєму. Результати можуть відрізнятися тільки в тому разі, якщо виконано моделювання необ’єктивно, а процес вирішення завдання виконано неточно.
Серйозна теоретична підготовка, практичний досвід і вміння системно мислити визначають результат розв’язку кожної задачі. При об’єктивному підході кожна з них дає точний результат незалежно від того, який фахівець виконав роботу.
