Иерархические структуры
 |
| Мечта идиота |
Структурные представления могут являться средством исследования систем. Различные виды структур имеют специфические особенности и могут рассматриваться как самостоятельные понятия теории систем и системного анализа. Тем не менее имеется один фактор, оказывающий определяющее влияние на исследование иерархии объекта/процесса. А именно — принадлежность системы к открытым или закрытым.
 |
| Карл Людвиг фон Берталанфи [1901 - 1972] |
Понятие «открытая система» ввёл Л. фон Берталанфи. Основные отличительные черты открытых систем — способность обмениваться со средой массой, энергией и информацией. В отличие от них предполагается, что закрытые системы (разумеется, с точностью до принятой чувствительности модели) полностью лишены этой способности, то есть изолированы от среды. Возможны частные случаи, когда в модели системы отражается только обмен информацией со средой; тогда говорят об информационно-проницаемых или, соответственно, об информационно-непроницаемых системах.
У открытых систем есть некоторые интересные особенности. Одна из наиболее важных состоит в следующем: противоречие второму началу термодинамики который характеризует систему стремлением к неупорядоченности. Например, старение биологических систем. Однако (в отличие от закрытых систем) в открытых системах возможен «вывод энтропии», её снижение; то есть в них проявляется закономерность самоорганизации.
Теперь возвратимся к понятию структура. Обычно его связывают с графическим представлением, однако это не обязательно. Наибольшее распространение имеют древовидные иерархические структуры, с помощью которых представляют конструкции сложных технических изделий и комплексов, структуры классификаторов и словарей, целей и функций, производственные и организационные структуры.
В общем случае термин «иерархия» шире, он означает "соподчинённость, порядок подчинения низших по должности и чину лиц высшим" возникнув как наименование служебной лестницы священнослужителей. Затем концепция иерархии была распространена на любой согласованный по подчинённости порядок объектов. Поэтому в принципе для иерархических структур важно лишь выделение уровней соподчинённости, а взаимоотношения между уровнями и между компонентами в пределах уровня в принципе могут быть любыми.
Классическое понятие иерархии имеет множество недостатков в сложных, и особенно развивающихся системах. Ибо критерием адекватности модели при этом оказывается её управляемость. Разумно, несомненно. Только вот необходимость управлять в непредвиденных условиях способна вызвать тяжкие последствия. Поэтому неоднократно предпринимались попытки использования «расширенных» иерархических структур вместо изменений на понятийном уровне.
У открытых систем есть некоторые интересные особенности. Одна из наиболее важных состоит в следующем: противоречие второму началу термодинамики который характеризует систему стремлением к неупорядоченности. Например, старение биологических систем. Однако (в отличие от закрытых систем) в открытых системах возможен «вывод энтропии», её снижение; то есть в них проявляется закономерность самоорганизации.
Теперь возвратимся к понятию структура. Обычно его связывают с графическим представлением, однако это не обязательно. Наибольшее распространение имеют древовидные иерархические структуры, с помощью которых представляют конструкции сложных технических изделий и комплексов, структуры классификаторов и словарей, целей и функций, производственные и организационные структуры.
В общем случае термин «иерархия» шире, он означает "соподчинённость, порядок подчинения низших по должности и чину лиц высшим" возникнув как наименование служебной лестницы священнослужителей. Затем концепция иерархии была распространена на любой согласованный по подчинённости порядок объектов. Поэтому в принципе для иерархических структур важно лишь выделение уровней соподчинённости, а взаимоотношения между уровнями и между компонентами в пределах уровня в принципе могут быть любыми.
Классическое понятие иерархии имеет множество недостатков в сложных, и особенно развивающихся системах. Ибо критерием адекватности модели при этом оказывается её управляемость. Разумно, несомненно. Только вот необходимость управлять в непредвиденных условиях способна вызвать тяжкие последствия. Поэтому неоднократно предпринимались попытки использования «расширенных» иерархических структур вместо изменений на понятийном уровне.
 |
| Месарович Михайло [1928 - ] |
В теории систем М. Месаровича предложены особые классы иерархических структур типа страт, слоёв, эшелонов, отличающиеся различными принципами взаимоотношений элементов в пределах уровня и различным правом вмешательства вышестоящего уровня в организацию взаимоотношений между элементами нижележащего. Учитывая важность этих видов структур для решения проблем управления сложными многокомпонентными системами и их проектирования, подробнее остановимся на их характеристиках.
Страты
При отображении сложных систем основная проблема состоит в том, чтобы найти компромисс между простотой описания, позволяющей составить и сохранять целостное представление об исследуемом или проектируемом объекте, и детализацией описания, позволяющей отразить многочисленные особенности конкретного объекта. Один из путей решения этой проблемы — задание системы семейством моделей, каждая из которых описывает поведение системы с точки зрения соответствующего уровня абстрагирования. Для каждого уровня существуют характерные особенности, законы и принципы, с помощью которых описывают поведение системы на этом уровне. Такое представление называется стратифицированным, а уровни абстрагирования — стратами. |
| Стратифицированное представление семантики естественного языка |
Примером стратифицированного описания может также служить предложенное Ю.И. Черняком [Черняк Ю. И. Системный анализ в управлении экономикой. — М.: Экономика, 1975. — 191 с.] выделение уровней абстрагирования системы от философского или теоретико-познавательного описания её замысла до материального воплощения. Такое представление помогает понять, что одну и ту же систему на разных стадиях познания и проектирования можно и нужно описывать различными выразительными средствами, т.е. как бы на разных языках: философском или теоретико-познавательном — вербальное описание замысла, концепции; научно-исследовательском — в форме моделей разного рода, помогающих глубже понять и раскрыть замысел системы; проектном — техническое задание и технический проект, для разработки и представления которого могут понадобиться математические расчёты, принципиальные схемы; конструкторском — конструкторские чертежи, сопровождающая их документация; технологическом — технологические карты, стандарты и другая технологическая документация; (конструкторская и технологическая страты могут быть объединены); материальное воплощение, реализация системы — детали, блоки, собранное изделие или созданная система, принципы функционирования которой отражены в соответствующей нормативно-технической и нормативно-методической документации (инструкциях по эксплуатации, положениях и т.п.).
Начинать изучение системы можно с любой страты, в том числе со страты, находящейся в середине стратифицированного представления. В процессе исследования могут добавляться новые страты, изменяться подход к выделению страт. В каждой страте может использоваться своё описание, своя модель, но система сохраняется до тех пор, пока не изменяется представление в верхней страте — её концепция, замысел, который нужно не исказить при раскрытии в каждой последующей страте.
Использование страт при описании, анализе и решении педагогических задач более чем естественно. Описательно не привнесёт нового, но в структурном плане крайне выгодно при обучении самих учителей производя постепенное погружение в педагогику и сопутствующие необходимые области знаний. Поэтому нельзя сказать, что страты бесполезны. Более того, многие области знаний преподаваемые как в школе, так и в высших учебных заведениях выиграют от описания и преподавания в стратифицированном виде, определяя информационный скелет и постепенно наращивая на него покровы.
Возможность начать исследование с любого уровня позволяет осуществлять разработку курса начиная с «уровня детализации» наиболее знакомого педагогу или же параллельно в группе.
Начинать изучение системы можно с любой страты, в том числе со страты, находящейся в середине стратифицированного представления. В процессе исследования могут добавляться новые страты, изменяться подход к выделению страт. В каждой страте может использоваться своё описание, своя модель, но система сохраняется до тех пор, пока не изменяется представление в верхней страте — её концепция, замысел, который нужно не исказить при раскрытии в каждой последующей страте.
Использование страт при описании, анализе и решении педагогических задач более чем естественно. Описательно не привнесёт нового, но в структурном плане крайне выгодно при обучении самих учителей производя постепенное погружение в педагогику и сопутствующие необходимые области знаний. Поэтому нельзя сказать, что страты бесполезны. Более того, многие области знаний преподаваемые как в школе, так и в высших учебных заведениях выиграют от описания и преподавания в стратифицированном виде, определяя информационный скелет и постепенно наращивая на него покровы.
Возможность начать исследование с любого уровня позволяет осуществлять разработку курса начиная с «уровня детализации» наиболее знакомого педагогу или же параллельно в группе.
Слои
Второй вид многоуровневой структуризации предложен М. Месаровичем для организации процессов принятия решений. Для уменьшения неопределённости ситуации выделяются уровни сложности принимаемого решения — слои, т.е. определяется совокупность последовательно решаемых проблем.
 |
| Слои: подпроблемы, подзадачи |
При этом выделение проблем осуществляется таким образом, чтобы решение вышележащей инстанции определяло бы ограничения (допустимую степень упрощения) при моделировании на нижележащем уровне, т.е. снижало бы неопределённость нижележащей проблемы, но без утраты замысла решения общей проблемы.
Многослойные системы принятия решений полезно формировать для решения задач планирования и управления промышленными предприятиями, отраслями, народным хозяйством в целом. При постановке и решении таких проблем нельзя раз и навсегда определить цели, выбрать конкретные действия: экономические и технологические условия производства непрерывно изменяются. Все это можно отразить в многослойной модели принятия решений.
Если исключить парочку стран с тотальными диктатурами и несколько сотен дорогих частных школ в разных странах которые строго регламентируют абсолютно всё, то во всех системы образования фактически существуют в системе слоёв, различаясь лишь «шириной» ограничений для нижележащих уровней. Учитывая, что требования к содержанию предметов в педагогике меняются крайне медленно и требуют лишь добавления отдельных блоков к уже существующим, разработка подробной послойной модели в педагогике избыточна.
Многослойные системы принятия решений полезно формировать для решения задач планирования и управления промышленными предприятиями, отраслями, народным хозяйством в целом. При постановке и решении таких проблем нельзя раз и навсегда определить цели, выбрать конкретные действия: экономические и технологические условия производства непрерывно изменяются. Все это можно отразить в многослойной модели принятия решений.
Если исключить парочку стран с тотальными диктатурами и несколько сотен дорогих частных школ в разных странах которые строго регламентируют абсолютно всё, то во всех системы образования фактически существуют в системе слоёв, различаясь лишь «шириной» ограничений для нижележащих уровней. Учитывая, что требования к содержанию предметов в педагогике меняются крайне медленно и требуют лишь добавления отдельных блоков к уже существующим, разработка подробной послойной модели в педагогике избыточна.
Эшелоны
У М. Месаровича понятие многоэшелонной иерархической структуры даётся следующим образом: система представляется в виде относительно независимых, взаимодействующих между собой подсистем; при этом некоторые (или все) подсистемы имеют права принятия решений, а иерархическое расположение подсистем (многоэшелонная структура) определяется тем, что некоторые из них находятся под влиянием или управляются вышестоящими. Уровень такой иерархии называют эшелоном.
 |
| Эшелонирование управляющей системы |
Основной отличительной особенностью многоэшелонной структуры является предоставление подсистемам всех уровней определённой свободы в выборе их собственных решений; причём эти решения могут (но не обязательно) отличаться от тех, которые бы выбрал вышестоящий уровень. Предоставление свободы действий в принятии решений компонентам всех эшелонов иерархической структуры повышает эффективность её функционирования. Подсистемам предоставляется определённая свобода и в выборе целей. Поэтому много эшелонные структуры называют также многоцелевыми.
В таких системах могут быть использованы разные способы принятия решений. Естественно, что при предоставлении подсистемам прав самостоятельности они могут формировать противоречащие друг другу («конфликтные») цели и решения, что затрудняет управление, но является в то же время одним из условий повышения эффективности функционирования системы. Разрешение конфликтов достигается путём вмешательства вышестоящего эшелона. При этом управляющие воздействия, поступающие для разрешения этих противоречий со стороны вышестоящих уровней иерархии, могут быть разной силы.
Для того чтобы обратить на это внимание, М. Месарович разделяет понятия собственно «управления» и «координации» и последнее может иметь разную силу воздействия (вмешательства) и осуществляется в различной форме. В связи с этим теорию многоуровневых систем иногда называют теорией координации.
В таких системах могут быть использованы разные способы принятия решений. Естественно, что при предоставлении подсистемам прав самостоятельности они могут формировать противоречащие друг другу («конфликтные») цели и решения, что затрудняет управление, но является в то же время одним из условий повышения эффективности функционирования системы. Разрешение конфликтов достигается путём вмешательства вышестоящего эшелона. При этом управляющие воздействия, поступающие для разрешения этих противоречий со стороны вышестоящих уровней иерархии, могут быть разной силы.
Для того чтобы обратить на это внимание, М. Месарович разделяет понятия собственно «управления» и «координации» и последнее может иметь разную силу воздействия (вмешательства) и осуществляется в различной форме. В связи с этим теорию многоуровневых систем иногда называют теорией координации.
В этой теории рекомендуется, чтобы в процессе принятия решений подсистемы не всегда стремились бы отстаивать свои интересы, доводя дело до конфликтных ситуаций, а вступали бы в коалиции.
В зависимости от принятых принципов (конфликты или коалиции), силы и формы вмешательства вышестоящих эшелонов в дела нижележащих, процесс принятия решения может происходить по-разному, по-разному может быть организована система управления принятием решений. Следовательно, многоэшелонные, многоцелевые иерархические структуры часто называют организационной иерархией.
В зависимости от принятых принципов (конфликты или коалиции), силы и формы вмешательства вышестоящих эшелонов в дела нижележащих, процесс принятия решения может происходить по-разному, по-разному может быть организована система управления принятием решений. Следовательно, многоэшелонные, многоцелевые иерархические структуры часто называют организационной иерархией.
Комментарии
Отправить комментарий