Згуровський М.З., Панкратова Н.Д. Основи системного аналізу

К.: Видавнича група ВНV, 2007. — 546 с.

У підручнику викладено основи системного аналізу як прикладної наукової методології, призначеної для дослідження складних, міждисциплінарних проблем різної природи. З позиції системного підходу подано базові визначення, методологічні і теоретичні основи формалізації й вирішення міждисциплінарних задач, які стосуються різних предметних галузей. Запропоновано методи формалізації системних задач, приведення їх до форми вирішення в реальних умовах, що характеризуються наявністю великої кількості суперечливих цілей, різних видів невизначеностей і ризиків. Крім того, у підручнику наведено обчислювальні алгоритми і процедури вирішення практичних задач міждисциплінарного характеру для застосувань, що відносяться до науково-технічної та соціально-економічної сфер діяльності людини.
Для студентів, аспірантів і науковців, котрі спеціалізуються в області теорії і використання системного аналізу, прийняття рішень, стратегічного планування, проектування, виробництва й експлуатації складних взаємозалежних систем різного призначення, що функціонують в умовах невизначеностей, множин конфліктуючих цілей і ризиків.

Інформаційний аналіз системних задач

Усебічно вивчають інформацію різні дисципліни, зокрема інформатика, теорія інформації, теорія радіолокації, теорія розпізнавання тощо. Уведено показники оцінювання кількості інформації. Так, широко відомі підходи і показники Шеннона, Колмогорова, Кульбака. Запропоновано також інші показники і критерії оцінки властивостей інформації. Головна особливість цих підходів полягає в тому, що вони оцінюють переважно кількісні характеристики інформації і значно рідше – показники якості інформації, такі, як повнота, достовірність тощо.

Аналіз кількісних та якісних характеристик інформації

Під час формалізації і розв’язання реальних задач системного аналізу важливе значення мають якісні характеристики використовуваної інформації. Обґрунтованість, достовірність та ефективність розв’язання прикладних системних задач безпосередньо залежать не тільки від кількісних, але й від якісних характеристик інформації. Звідси випливають принципово нові вимоги до оцінювання вихідної інформації і до процедури інформаційного аналізу.

Основні цілі й задачі інформаційного аналізу

Сформулюємо основні цілі й задачі інформаційного аналізу як одного з важливих інструментів формалізації та розв’язання системних задач. Цілі зводяться до забезпечення необхідного і технологічно можливого рівня інформаційного забезпечення достовірності та обґрунтованості розв’язання прикладних системних задач. Задачі інформаційного аналізу полягають у створені метрологічного і математичного інструментарію для досягнення поставлених цілей.

Досягнення поставлених цілей і розв’язання задач багато в чому залежить від взаємозв’язків і взаємо залежностей різних факторів та умов, фізичних припущень і технологічних обмежень, накладених на функціонування досліджуваного об’єкта. Ці особливості суттєво ускладнюють реальні системні задачі, перетворюючи кожну з них на унікальну. До таких задач насамперед слід віднести задачі технологічного передбачення, інноваційної діяльності, оцінювання ризиків і управління безпекою складних технологічних систем. Тому методологічний і математичний інструментарій інформаційного аналізу доцільно формувати з урахуванням особливостей певного класу системних задач, що буде реалізовано у наступних методичних вказівках.

Мета цієї роботи – формування єдиного підходу до системно узгодженого з погляду ОПР аналізу кількісних і якісних характеристик інформації, оцінювання Іїного впливу на достовірність, повноту і своєчасність розв’язання системних задач.

Формування поняття «інформація»

Методична складність формування такого важливого розділу знань, як інформаційний аналіз, зумовлена, з одного боку, наявністю багатьох трактувань поняття «інформація», а з іншого – відсутністю загальноприйнятого означення.

Відомі означення інформації відображають лише окремі сторони цього поняття, багатогранного за своїми властивостями і сферами застосування. Наведемо тільки два означення. «Інформація – відомості, передані усним, письмовим або іншим способом за допомогою умовних знаків, сигналів». «Інформація – сукупність знань про фактичні дані й залежності між ними. Є одним із видів ресурсів, які використовує людина в трудовій діяльності та побуті». Перше означення дано через поняття «відомості», «зміст». Однак ці поняття характеризуються неоднозначністю трактування у практичних застосуваннях і тому не дають змоги одержувати обґрунтовані оцінки кількості інформації. У другому означенні залишаються без відповіді важливі запитання: як слід розуміти і застосовувати настільки неоднозначний термін “фактичні дані” і чому поняття обмежене тільки “знаннями про фактичні дані”? Відомо, що на практиці під час формування і прийняття рішень використовують широкий спектр знань, зокрема знання, отримані на основі інтуїції та передбачення.

Є означення, що виділяють інформацію як фундаментальне поняття через її специфічну роль і забезпечення її подібності до інших фундаментальних понять, наприклад, матерії та енергії. Так, зокрема, у своїй основній роботі з кібернетики Н.Вінер зазначає: “Інформація – це інформація, а не матерія і не енергія”. Суть цього трактування він розкриває таким означенням: “Інформація – це позначення змісту, який ми черпаємо із зовнішнього світу у процесі нашого пристосування до нього і приведення у відповідність до нього нашого мислення”.

Причини і суть такого становища досить повно охарактеризував Флехтнер: “Поняття інформації – не тільки центральне поняття теорії інформації, але також і одне з фундаментальних понять кібернетики. Водночас це найважче поняття для кожного, хто хоче вникнути в суть проблем кібернетики. Уже побіжний огляд літератури свідчить про те, що є не лише зовсім різні означення, але й стисле формулювання цього поняття, що дає теорія інформації, вкладає у нього значення, зовсім відмінне від того, яке ми звикли пов’язувати з цим поняттям”.

Щодо терміну “інформація” слід уточнити, що в теорії інформації подано математично обґрунтоване визначення кількості інформації, але дотепер немає однозначного визначення самої інформації. Вважаємо за потрібне ввести таке визначення поняття “інформація”.

Інформація – це упорядкована послідовність змістовно взаємно узгоджених і структурно взаємопов’язаних слів, малюнків, діаграм, таблиць і/або інших засобів письмового, усного, наочного, технічного відображення станів, дій, розміщень та інших властивостей і/або процесів досліджуваного об’єкта будь-якої природи.

Деякі відомості з теорії інформації

Коротко проаналізуємо сучасні відомості з теорії інформації та визначимо їх практичні можливості для формування математичного апарату інформаційного аналізу й умов функціонування складних систем.

Початком формування теорії інформації прийнято вважати праці К.Шеннона, хоча вони були зорієнтовані на дослідження систем зв’язку як певної сфери діяльності. Такий підхід зумовлений тим, що в них уперше було запропоновано означення кількості інформації. 

(Для ознайомлення з повним текстом статті необхідно залогінитись)