Формальні та неформальні методи системного аналізу

Неформальні методи системного аналізу переважно концентруються вирішенні завдань організації аналітичної діяльності. Тут широко використовуються методики, які широко залучають знання, накопичені в галузі гуманітарних наук. Важливу роль тут грає, наприклад, когнітивна психологія. Тут розглядаються питання оптимального уявлення знань, організації інтелектуальної праці.

До неформальних методів відносять:

- методи мозкового штурму;

- методи модерування робочих сесій та ігротехніки;

- методи експертного аналізу;

- методи класифікації та структуризації проблемної галузі;

- методи компактного представлення даних (діаграми тощо);

- методи календарного планування та інші.

Формальні методи системного аналізу зовні виявляють протилежність неформальним; оперуючи суворою математичною символікою, вони мало схожі на неформальні методи, що знаходяться на протилежному полюсі системної теорії. Абстрактні математичні побудови забезпечують тут не допоміжні операції, а є виразом сутності процесів, забезпечуючи прогнозовану точність та високу об'єктивність результатів дослідження. Проте перехід від неформальних методів до формальних — є результатом еволюції знань про систему (так, і весь системний аналіз, власне, є інструментом поетапного накопичення та структурування знань, удосконалення кібернетичної моделі процесів та систем).

Формальні методи також називаються методами формалізованого уявлення систем і включають:

- імовірнісні та статистичні методи;

- теоретико-множинні та логічні методи;

- лінгвістичні та семіотичні методи;

- графічні та інші методи.

Перехід від однієї групи методів до іншої здійснюється завдяки застосуванню методик поетапного структурування знань, завдяки застосуванню яких знання про систему набувають дедалі суворішого вираження, а поведінка системи — більшу передбачуваність.

Композиція - це один із способів організації (формалізації) даних. Власне, системний аналіз — це також своєрідний засіб композиції, але тільки не в літературі, а в науково-дослідній, проектній та управлінській діяльності. Тут системний аналіз виступає у ролі потужного інструментарію структурування, формалізації проблемних ситуацій, що призводить до їхнього конструктивного спрощення. З цією метою синтезовано масу прикладних напрямів системного аналізу, орієнтованих рішення вузько спеціальних завдань. Проте за їх вирішенні ці галузеві напрями дотримуються загальних методологічних принципів системного аналізу, тобто оперують органічним поєднанням як логіко-евристичних неформальних процедур, і суворих математичних моделей різних класів.

Фактори, що впливають на вибір адекватного ступеня деталізації моделі ІАО ПЗ

Перерахуємо найбільш значущі фактори, що впливають на вибір адекватного ступеня деталізації моделі:

- призначення моделі та мету дослідження (аналітична, прогностична модель і т. д., дослідницька (наукова) модель, кібернетична (управлінська) модель);

- вибірковість дослідження (виразу засобами моделі підлягає система чи процес загалом чи його окремі аспекти);

- ступенем повноти знань про систему або процеси, що підлягають моделюванню;

- динамічні характеристики моделюваної системи/процесу;

- структура моделі, що моделюється;

- Умови спостереження(безперервне, шматково-безперервне, дискретне);

- характеристика середовища проживання та параметри обурювальних впливів;

- час, доступний для синтезу моделі/виробництва обчислень;

- динамічні та точнісні характеристики системи збору інформації (точність результатів не може бути вищою за точність вимірювань);

- динамічні та точнісні характеристики системи управління (найчастіше, немає сенсу аналізувати динамічні та статичні параметри системи або процесу, якщо відсутні засоби управління, що забезпечують необхідну швидкість та точність доведення керуючих впливів)

- Точнісні характеристики методів, що використовуються для обробки даних;

- характеристики платформи, використовуваної реалізації моделі (у разі застосування спеціальних технологічних засобів, наприклад — ЕОМ);

- Точнісні характеристики реалізації методів, з урахуванням обмежень технологічної платформи, використовуваної їх реалізації та інші.

Вербальні моделі в ІАО ПЗ

Синонімів для позначення цього типу моделей є безліч. Наведемо найпоширеніші з-поміж назв:

В ієрархії формальних моделей вербальні моделі займають почесне місце на основі цієї «піраміди». Таке становище справді почесне, оскільки вербальні моделі — це «альфа» та «омега» багатоетапного процесу моделювання — з етапу синтезу вербальної моделі починається процес поетапної формалізації і вербальна (у більшості випадків) модель формується на заключному етапі функціонування моделі. Це викликано цілком зрозумілими причинами — формалізм вербальної моделі легко сприймається широким класом споживачів, а синтез вербальної моделі (принаймні у першому наближенні) може бути здійснений і фахівцем, неякі мають спеціальні навички в галузі побудови формальних моделей. Завдяки тому, що мови природного спілкування не обмежені рамками вузької предметної області, вербальні моделі мають найвищу виразну здатність і часто використовуються як інструмент інтеграції формальних моделей та результатів їх застосування.

Фактично, первинна вербальна модель є словесний портрет системи та проблемної ситуації, тобто є документ, аналогічний проекту технічного (інформаційно-пошукового тощо.) завдання, розроблюваного певної організацією-замовником. Зауважимо: процес синтезу первинної вербальної моделі може здійснюватися за участю сторонніх (запрошених) фахівців. До цього кроку доводиться вдаватися у тих випадках, коли організація не має в своєму розпорядженні інформації, достатньої для прийняття рішення або виявлення сутності протиріч. Замовник не завжди може усвідомити суть проблем (наприклад, проблем в галузі управління), з якими він стикається. Перебуваючи всередині системи, замовник часто перебуває у стані інформаційної ізоляції, не має змоги спостерігати зміни, що відбулися в середовищі. Для такого типу замовника (якщо говорити про виробництво) сенс виробничого процесу полягає в тому, щоб “. на зрізі фланця патрубка. забезпечувалося. не гірше . " і так далі…

За поданням замовника «зріз фланця» його організації — це одночасно і межа системи. У таких випадках усе, що він може повідомити експерту, — це скоріше виявлені у функціонуванні його системи симптоми проблемної ситуації, але аж ніяк не причини. На експерта покладається відповідальність за організацію процесу збору, узагальнення інформації, встановлення походження проблем та формулювання первинної моделі системи та проблемноїситуації. Тут експерту активно доводиться використовувати методи когнітивної психології, ігротехніки тощо.

Часто на етапі синтезу вербальної моделі застосовуються методи активізації інтелектуальної діяльності фахівців, методи отримання експертних знань, покликані виявити неусвідомлені алгоритмічні схеми функціонування окремих співробітників та організації в цілому. Тут можуть проводитись у тому числі й ділові ігри, в ході яких сторонній фахівець намагається виявити алгоритми функціонування системи, скласти схему інформаційних процесів, інформаційних контурів управління.

Однак, сказане раніше — це слова про те, як, але не про те, що. Власне ми вторглися в технологію синтезу вербальної моделі, а сутність моделі залишили осторонь. Щоб зрозуміти сутність вербального моделювання, розберемося, навіщо створюються вербальні моделі. Отже, вербальні моделі створюються для:

отримання на матеріальному носії вербального опису:

відносин між елементами;

функцій системи та її компонентів;

динамічні параметри системи;

сукупності цілей та завдань діяльності;

різноманітних обмежень (у тому числі – за ресурсами);

характеристик середовища функціонування та обурювальних впливів;

формування масиву вихідних даних, що використовуються на етапі структурування та формалізації знань про систему;

виявлення специфіки тезаурусу, що застосовується в даній предметній галузі (для зовнішнього експерта), та впорядкування системи понять, що підлягають виразу формальними засобами;

виявлення неповноти системи знань та організації процесу їх поповнення як за рахунок внутрішніх ресурсів системи, так і із залученням зовнішніх інформаційних ресурсів;

встановлення характеруневизначеності, з якими доведеться зіткнутися на етапі синтезу формальної моделі;

пошуку базових закономірностей та аналогій у суміжних галузях, які можуть бути використані надалі.

Таким чином, вербальна модель створюється для скорочення невизначеності, компенсації неповноти знань та формування гіпотези або набору гіпотез. Але перше і головне завдання вербального моделювання - створення вербального опису на матеріальному носії.

Вербальна модель - це не обов'язково виключно текстовий документ - вона може містити навіть кількісні характеристики, елементи структуризації (наприклад, таблиці, схеми і графіки).

У результаті подальшої формалізації вербальна модель піддається процедурі структурування. На цьому етапі встановлюються групи взаємозалежних елементів системи та з необхідним ступенем деталізації (для вирішення поставленої задачі) описуються відносини між ними, здійснюється атрибуція елементів системи та даних про них (встановлюється структура описів, формулюються вимоги до точності тощо), а також проводиться групування даних.

Важливим етапом вербального моделювання є етап приведення (стандартизації) термінології та скорочення надмірності описів. Результатом виконання цієї процедури є вербальна модель, побудована в єдиному стандартизованому тезаурус, подальше використання якої спрощує вирішення завдань автоматизації процесів аналізу та перекладу моделі на наступний рівень формального уявлення.

При вирішенні завдання синтезу баз даних та систем інформаційного забезпечення ділових процесів, даних, отриманих на цьому етапі, найчастіше виявляється достатньо для синтезу макета інформаційної системи.

Надзвичайно важливо, щоб у ходіструктуризації вербальної моделі було виявлено причинно-наслідкові відносини, відносини ресурсоспоживання, хоча приблизно були оцінені інерційні характеристики окремих елементів і системи загалом, тип домінуючих відносин і потенційні джерела конфліктів у системі. Подібні відомості мають високу цінність при проведенні процедур реорганізації ділових процесів, а також на етапі прийняття рішення.

Після завершення етапу вербального моделювання системи/процесу, за умови, що логічна компонента моделі була успішно виділена (не вилучена, а саме виділена, маркована чи акцентована), стає можливим перехід на наступний рівень — рівень логіко-лінгвістичного моделювання.

---