МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И  НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НОВГОРОДСКИЙ  ФИЛИАЛ

ГОУ ВПО «САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЭКОНОМИКИ И ФИНАНСОВ»

Заочное отделение 
 
 
 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

по курсу: «Исследование систем управления и основы системного анализа» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                      Работу выполнил:

Студент гр.З.08.6МО

НФСПбГУЭФ

№ зач. НФ08087

                                                                                              Богданов Д.Н. 

Проверил:

Белименко Ю.И. 
 

  Великий Новгород

2010 г.

                                                                   Рецензия. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание.

1. Понятие системы и ее свойства.

2.Аналитические  методы исследований систем управления.

3.Типы связей  в системе управления.

4.Список  литературы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Понятие системы  и ее свойства. 

     Представление объекта в виде системы, как правило, связано с некоторыми трудностями  из-за наличия множества определений  системы и трудностью выбора единого  определения, целиком используемого  при построении реальной системы  управления.

     В настоящее время выделяют пять типов системных представлений: микроскопическое, функциональное, макроскопическое, иерархическое и процессуальное.

     Каждое  из указанных представлений системы  отражает определенную группу ее характеристик.

     Микроскопическое  представление системы основано на понимании ее как множества наблюдаемых и неделимых величин (элементов). В принципе абсолютно неделимых элементов нет, однако в каждом конкретном случае проектирования системы элемент принимается неделимым. Структура системы фиксирует расположение выбранных элементов и их связи.

     Под функциональным представлением системы  понимается совокупность действий (функций), которые необходимо выполнять для  реализации целей функционирования системы.

     Макроскопическое  представление характеризует систему  как единое целое, находящееся в «системном окружении» (среде). Это означает, что реальная система не может существовать вне системного окружения (среды), а окружающая среда представляет собой ту систему, в рамках которой выбраны интересующие нас объекты. Следовательно, система может быть представлена множеством внешних связей со средой.

     Иерархическое представление основано на понятии  «подсистема» и рассматривает всю  систему как совокупность подсистем, связанных иерархически.

     И, наконец, процессуальное представление характеризует состояние системы во времени.

     Следовательно, система управления как объект исследования обладает следующими признаками: состоит  из множества (по крайней мере двух) элементов, расположенных иерархически; элементы систем (подсистемы) взаимосвязаны посредством прямых и обратных связей; система — это единое и неразрывное целое, являющееся целостной системой для нижестоящих иерархических уровней, имеются фиксированные связи системы с внешней средой.

     Рассмотрим  основные понятия, характеризующие  строение и функционирование систем.

     Под элементом принято понимать простейшую неделимую часть системы. Ответ  на вопрос, что является такой частью, может быть неоднозначным и зависит  от цели рассмотрения объекта как  системы, от точки зрения на него или  от аспекта его изучения. Таким образом, элемент — это предел членения системы с точек зрения решения конкретной задачи и поставленной цели. Систему можно расчленить на элементы различными способами в зависимости от формулировки цели и ее уточнения в процессе исследования.

     Система может быть разделена на элементы не сразу, а последовательным расчленением на подсистемы, которые представляют собой компоненты более крупные, чем элементы, и в то же время  более детальные, чем система  в целом. Возможность деления  системы на подсистемы связана с вычленением совокупностей взаимосвязанных элементов, способных выполнять относительно независимые функции, подцели, направленные на достижение общей цели системы. Названием «подсистема» подчеркивается, что такая часть должна обладать свойствами системы (в частности, свойством целостности). Этим подсистема отличается от простой группы элементов, для которой не сформулирована подцель и не выполняются свойства целостности (для такой группы используется название «компоненты»). Например, подсистемы пассажирского транспорта крупного города.

     Структура (лат. structure — строение, расположение, порядок) отражает наиболее существенные взаимоотношения между элементами и их группами (компонентами, подсистемами), которые мало меняются при изменениях в системе и обеспечивают существование системы и ее основных свойств. Структура — это совокупность элементов и связей между ними. Структура может быть представлена графически, в виде теоретико-множественных описаний, матриц, графов и других языков моделирования структур.

     Структуру часто представляют в виде иерархии. Иерархия — это упорядоченность  компонентов по степени важности (многоступенчатость, служебная лестница). Между уровнями иерархической структуры  могут существовать взаимоотношения  строгого подчинения компонентов (узлов) нижележащего уровня одному из компонентов вышележащего уровня, т. е. отношения так называемого древовидного порядка. Такие иерархии называют сильными или иерархиями типа «дерева». Они имеют ряд особенностей, делающих их удобным средством представления систем управления. Однако могут быть связи и в пределах одного уровня иерархии. Один и тот же узел нижележащего уровня может быть одновременно подчинен нескольким узлам вышележащего уровня. Такие структуры называют иерархическими структурами со слабыми связями. Между уровнями иерархической структуры могут существовать и более сложные взаимоотношения, например, типа «страт», «слоев», «эшелонов» и др. Примеры иерархических структур: энергетические системы, государственный аппарат.

     Понятие «связь» входит в любое определение системы наряду с понятием «элемент» и обеспечивает возникновение и сохранение структуры и целостных свойств системы. Это понятие характеризует одновременно и строение (статику), и функционирование (динамику) системы.

     Связь характеризуется направлением, силой  и характером (или видом). По первым двум признакам связи можно разделить  на направленные и ненаправленные, сильные и слабые, а по характеру  — на связи подчинения, генетические, равноправные (или безразличные), связи управления. Связи можно разделить также по месту приложения (внутренние и внешние), по направленности процессов в системе в целом или в отдельных ее подсистемах (прямые и обратные). Связи в конкретных системах могут быть одновременно охарактеризованы несколькими из названных признаков.

     Важную  роль в системах играет понятие «обратной  связи». Это понятие, легко иллюстрируемое на примерах технических устройств, не всегда можно применить в организационных  системах. Обратная связь является основой саморегулирования и развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования.

     Эффективность системы — способность к достижению поставленных целей за оговоренный  период времени при расходе определенного  количества ресурсов и возможном  наличии некоторых специфических ограничений.

     Эмерджентность  — несводимость свойств отдельных  элементов к свойствам системы  в целом. Только все вместе эти  элементы образуют некоторое системное  единство – сложную систему.

     Со  свойством эмерджентности тесно  связаны исследовательские процедуры агрегирования и декомпозиции.

     Агрегирование — это объединение нескольких параметров системы низшего уровня в параметры системы более  высокого уровня (параметры более  низкого уровня находят отражение  в агрегированных параметрах высшего  уровня).

     Декомпозиция  — это разделение целого на части. По причине сложности не всегда возможно исследовать и провести анализ системы  в целом. В этом случае прибегают  к декомпозиции и исследуют эти  части как самостоятельные объекты. В частности, выделяют подсистемы: субъект (управляющую систему) и объект управления.

     Выбор принципа декомпозиции является важным этапом исследования. Чаще всего декомпозицию производят путем выделения функций, контуров управления или агрегатов.

     Многофункциональность — это способность большой системы к реализации некоторого множества функций (для государства это обеспечение обороноспособности, развитие науки и культуры и т.д.) на заданной структуре. Многофункциональность проявляется в свойствах гибкости, адаптации, живучести.

     Гибкость — это свойство системы изменять цель и параметры функционирования в зависимости от условий функционирования (адаптация) или состояния подсистем (живучесть). Гибкость обеспечивается избыточностью элементов и управлением с обратной связью. Гибкое управление обеспечивает возможность изменения функций и структуры системы (реконфигурации) и(или) ее параметров.

     Адаптация — это способность изменения  целей и параметров функционирования при изменении условий функционирования.

     Живучесть — это способность изменять цели и параметры функционирования при отказе и(или) повреждении элементов системы.

     Надежность  системы — это свойство системы  реализовывать заданные функции  в течение определенного периода  времени с заданными параметрами  качества.

     Безопасность  системы — это способность не наносить недопустимые воздействия здоровью нации, персоналу, окружающей среде. Безопасность и опасность составляют полную группу событий. Долговременная (экологическая) безопасность — характеризуется тем, что недопустимые воздействия не возникают за время, сравнимое с периодом жизни человека. Безопасность чрезвычайных ситуаций обеспечивается возможностью избежать катастрофического поражающего воздействия на здоровье нации при наступлении природных или техногенных катастроф, конфликтах ветвей власти и т.п.

     Стойкость — это свойство системы выполнять  свои функции при выходе параметров внешних условий системы за определенные ограничения или допуски. В отношении  механических систем говорят о запасе прочности.

     Уязвимость  — способность получать повреждения при воздействии внешних и(или) внутренних поражающих факторов.

     Устойчивость  — способность возвращаться в  исходное состояние после некоторых  возмущающих воздействий, например, острых внешних, экономических или  социальных конфликтов.

     Необходимо  отметить, что часто не делают различий между понятиями «надежность», «безопасность», «стойкость», что на практике может приводить к тяжелым последствиям.

     В процессе исследований систем управления необходимо установить наличие всех перечисленных свойств. Отсутствие хотя бы одного из этих свойств может исключать систему из разряда сложных, вызывать повышенные риски деятельности, которые могут проявиться при изменении условий или состояний элементов системы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  2.Аналитические методы исследований систем управления.

        При проведении исследований СУ может использоваться исключительно широкий арсенал разнообразных методов. Соответственно все они могут быть различным образом классифицированы. Например, методы исследования могут быть подразделены на:

• теоретические;
• эмпирические;
• теоретико-эмпирические.

При этом к теоретическим методам исследования можно отнести следующие:

• метод формализации, основанный на изучении содержания и структуры СУ в знаковой форме с помощью искусственных языков и символов, что может обеспечить краткость и однозначность результата исследования. Этот метод взаимосвязан с другими методами (моделирования, абстрагирования, идеализацией и т.п.);
• метод аксиоматизации, основанный на получении результатов исследования на базе логических аксиом;
• метод идеализации, предполагающий изучение элемента или компонента системы, наделенного некими гипотетическими идеальными свойствами. Это позволяет упростить исследования и получить результаты на основе математических вычислений с любой наперед заданной точностью;
• метод восхождения от абстрактного к конкретному, основанный на получении результатов исследования на базе перехода от логического изучения абстрактно расчлененного исследуемого объекта к целостному конкретному его познанию.

К эмпирическим методам можно отнести:

• метод наблюдения, базирующийся на фиксации и регистрации параметров и показателей свойств изучаемого объекта исследования;
• метод измерения, позволяющий дать определенными единицами измерения численную оценку исследуемого свойства объекта;
• метод сравнения, позволяющий определить различия или общность исследуемого объекта с аналогом (эталоном, образцом и т.п. - в зависимости от цели исследования);
• метод эксперимента, основанный на исследовании изучаемого объекта в искусственно созданных для него условиях. Условия могут натурные или моделированные. Данный метод предполагает, как правило, использование ряда других методов исследования, в том числе методов наблюдения. измерения и сравнения.

Теоретико-эмпирические методы исследования могут включать:

• метод абстрагирования, основанный на мысленном отвлечении от несущественных свойств исследуемого объекта и изучение в дальнейшем наиболее важных его сторон на модели (замещающей реальный объект исследования);
• метод анализа и синтеза, основанный на использовании при исследовании различных способов расчленения изучаемого объекта на элементы, отношения (анализ) и соединения в единое целое отдельных его элементов (синтез). Например, применительно к исследованию процессов в СУ анализ позволяет подразделить его на операции, выявить в нем связи и отношения, а синтез дает возможность соединить все операции, связи и отношения и составить технологическую схему;
• метод индукции и дедукции, основанный на получении результатов исследования на базе процесса познания от частного к общему (индукция) и от общего к частному (дедукция);
• метод моделирования, использующий при исследовании объекта его модели, отражающие структуру, связи, отношения и т.п. Результаты исследования моделей интерпретируются на реальный объект.

Другими примерами классификации методов может служить группировка их по стадиям и этапам исследования, по принадлежности к областям науки и научным направлениям, по целям исследования, по видам анализа и т.п.

Среди видов анализа следует отметить прогностический, диагностический, детальный и глобальный, при проведении которых используется определенная совокупность конкретных методов.

Прогностический анализ осуществляется при четкой постановке целей развития системы управления. Это определяет необходимость выявления  тенденций и разработки прогноза развития исследуемого объекта, что требует формирования его концептуальной (идеальной, желаемой) модели. Такая модель обычно описывается с помощью системы взаимоувязанных параметров и показателей.

Результатами  исследования СУ должно быть не только обоснованные направления развития системы на перспективный период, но и должны быть определены причинно-следственные связи, приоритеты и мероприятия по совершенствованию систем для конкретных условий функционирования. Это может быть достигнуто проведением диагностического анализа - диагностики СУ. Здесь диагностику следует понимать как комплекс взаимосвязанных исследовательских работ аналитического характера, позволяющих установить влияние одних факторов на другие и их связи, с целью определения недостатков в СУ и их последующей ликвидации.

Диагностический анализ служит основой для выполнения детального (тематического) анализа. Он направлен на поиск количественно  определенных резервов в СУ. Детализация  может осуществляться, например, методом декомпозиции систем на подсистемы, субподсистемы и элементы. При этом чем более детальным окажется такое расчленение на простые части, тем глубже можно будет изучить исследуемые явления и получить более эффективные результаты.

При исследовании СУ немаловажное значение может играть также проведение глобального анализа, охватывающего различные иерархические уровни управления и соответственно различного уровни системы. При проведении такого анализа изучению подвергаются взаимосвязи и взаимодействие различных систем организаций, осуществляющих единый производственный процесс.

Независимо  от классификации исследований СУ, выполняемых в них видов анализа  и всех других исследовательских  работ, заслуживают упоминания (кроме  указанных ранее) те конкретные методы, которые нередко используются в практике.

К таким  методам относятся:

• самообследование;
• интервьюирование, беседа;
• активное наблюдение, моментное наблюдение, фотография рабочего дня;
• анкетирование;
• изучение документации и информационных материалов;
• фукнкционально-стоимостной анализ;
• декомпозиция;
• последовательная подстановка;
• сравнение;
• динамический;
• структуризация целей;
• экспертный;
• социологический;
• органолептический;
• нормативный;
• параметрический;
• главных компонент;
• балансовый;
• корреляционный;
• матричный;
• аналитически-расчетный;
• аналогий;
• сетевой;
• блочный;
• творческих совещаний;
• морфологический анализ;
• дифференциальный, комплексный и смешанный;
• индексный;
• графический и номографический.

  3.Типы связей в системе управления. 

        Непременным элементом любой системы управления является связь. Связь можно определить как важный для целей управления, взаимодействия канал обмена между субъектами веществом, энергией, информацией. Единичным актом связи выступает воздействие.

Связи могут быть прямыми, обратными, вертикальными, горизонтальными и т. д. 

Прямые  связи могут быть вертикальными (связи подчиненности, субординации) и горизонтальными. В зависимости  от времени воздействия они могут  быть постоянными (служебная субординация), временными или эпизодическими (например, в случае принятия главой государства, каких-либо чрезвычайных мер в кризисной ситуации). В хорошо отлаженном управленческом механизме прямое воздействие может быть мягким («управлением дирижера»), или вовсе незаметным и, как правило, именно оно дает наилучшие результаты. В кризисных ситуациях оно может доходить до силовых форм. 

Вертикальные  связи означают следование одних  органов предписаниям других: местного управления и самоуправления – региональным органам управления, а региональных – правительству страны. Это – связи соподчинения. Централизация государственного управления всегда базируется на вертикальных связях. 

Вертикальные  связи бывают восходящими и нисходящими, осуществляются между руководителем и коллективом, между руководителями различного уровня. Наличие прямых вертикальных связей не противоречит автономности объекта управления. 

Горизонтальные  связи характеризуются взаимодействием  управленческих органов как относительно самостоятельных и равноправных по своим полномочиям в рамках установленных законом предметов ведения. Они осуществляются внутри подразделения, между подразделениями, между руководителями, между сотрудниками. Это связи координации, взаимодействия и сотрудничества, направлены на реализацию целей государственного управления и могут включать элемент подчинения. В Республике Беларусь отношения между многими министерствами носят координационный характер, однако, например, Министерство образования может давать обязательные распоряжения Министерству здравоохранения, Министерству сельского хозяйства и продовольствия и другим органам по вопросам, касающимся подведомственных им образовательным учреждениям. 

Вертикальные  связи имеют тенденцию к доминированию  над горизонтальными, поскольку  государственной власти присуще свойство централизации и концентрации. Такая тенденция встречает противодействие со стороны территориальных органов управления. Системные взаимосвязи субъектов управления динамичны: они реализуются и воспроизводятся в виде живых противоречий, регулируемых и разрешаемых в рамках конституционных норм. 

Прямое  управляющее воздействие предполагает изменение поведения объекта  в нужном для субъекта направлении. Однако отметим, что не всегда объект реагирует таким образом: он может  не только не подчиниться, но и активно противодействовать решениям и действиям субъекта. Такая ситуация требует изменения характера прямых связей: субъект, если его действия не противоречат конституции, вправе воспользоваться легитимным принуждением. 

Устойчивость  система государственного управления приобретает в том случае, если прямые связи дополняются обратными. В зависимости от места возникновения и реализации можно выделить два типа обратных связей: объектные и субъектные. Объектные обратные связи отражают реакцию восприятия управляющего воздействия со стороны управляемой системы: выражение согласия, несогласия, поддержки, противодействия. Эта информация в открытой системе государственного управления поступает к субъекту в лице государственных органов или должностных лиц, в соответствующие аналитические центры, которые производят ее отбор, делают анализ, обобщения, соответствующие выводы для принятия новых управленческих решений, что находит новый отклик в управляемой системе. Таким образом, прямые и обратные связи носят циклический характер. 

Объектные обратные связи по способам выражения  могут быть активными (например, забастовка, митинг протеста и т.д.) и пассивными (текущая информация). 

Субъектные  обратные связи позволяют понять и оценить информацию о реакции  и действиях нижестоящего уровня управления на решения и действия вышестоящего уровня. К субъектным обратным связям относятся: контроль, анализ и оценка выполнения функциональных обязанностей должностных лиц. Особую роль они играют в связи с разделением государственной власти на законодательную, исполнительную и судебную, а также в странах с децентрализованным управлением. Необходимо иметь в виду, что абсолютная автономия подсистем, противопоставление интересов и полномочий структур государственного аппарата друг другу могут привести к обрыву обратных связей, разбалансированности действий структурных элементов управляющей системы, к дублированию их функций. Субъектные и объектные обратные связи тесно переплетены.