Лекции для студентов

Лекции по системному анализу в чрезвычайных ситуациях. Часть 2

Лекция 7. Процедуры системного анализа. Структурный анализ и декомпозиция.

1. Этапы анализа и синтеза

2. Понятие о структурном анализе

3. Методы декомпозиции

4. Требования, предъявляемые к декомпозиции

5. Алгоритм декомпозиции

6. Программно-целевой подход к решению системных задач

1. Этапы анализа и синтеза

Ранее говорилось о том, что анализ и синтез присущи человеческому мышлению. Их единство позволяет познавать мир. Вспомним, что суть анализа состоит в разделении целого на части, в представлении сложного в виде совокупности более простых компонент.

Примеры аналитического метода в науке:

математика (разложение функций в ряды, дифференциальное и интегральное исчисление, разбиение неоднородных областей на однородные с последующим «сшиванием» решений;

физика (фильтры, анализаторы спектров, исследование атомов и элементарных частиц). (Например, изучение частотной характеристики шума, т.е. спектра).

Синтез, т.е. обратный процесс объединения частей в целое необходим для познания целого, сложного. Для изучения и проектирования сложных систем часто бывает недостаточно интуитивных системных представлений. Анализ и синтез систем является предметом изучения СА, который рассматривает технические аспекты аналитического и синтетического методов исследования систем, а именно:

как выполняются операции разделения целого на части;

почему именно так.

(Аналитический метод в явной форме был сформулирован представителями рационализма. Р. Декарт в 17 в. писал: «Расчлените каждую изучаемую вами задачу на столько частей (…), сколько потребуется, чтобы их было легко решить.)

Однако роль синтеза не сводится только к «сборке деталей», полученных при анализе. Целостность системы нарушается при анализе, при расчленении системы утрачиваются не только существенные свойства самой системы «разобранный автомобиль не поедет, расчлененный организм не способен жить»), но исчезают и существенные свойства ее частей, оказавшихся отдельными от нее («оторванный руль не рулит, отделенный глаз не видит»). Таким образом, результатом анализа является лишь вскрытие структуры, знание о том, как система работает, но не понимание того, почему и зачем она это делает. Другими словами, синтетическое мышление требует объяснить поведение системы. Синтетическое мышление открывает не структуру, а функцию; оно открывает, почему система работает так, а не то, как она делает это.

Сочетание анализа и синтеза можно представить в виде следующей таблицы.

Этап	Анализ	Синтез
1	Вещь, подлежащая объяснению, расчлененная на части	Часть рассматривается как часть большего целого
2	Объясняются содержимые части	Объясняется целое
3	Знание о частях агрегируется (соединяется) в знание о целом — (1)	Понимание содержащего целого расчленяется (дезагрегирование, декомпозиция) для объяснения частей

И при аналитическом, и при синтетическом подходе наступает момент, когда необходимо разложить целое на части либо объединить части в целое.

Значение аналитического метода не только и не столько в том, что целое расчленяется на части (анализ, декомпозиция), а в том, что будучи соединены надлежащим образом, эти части вновь образуют единое целое (синтез, агрегирование).

Момент агрегирования частей в целое является конечным этапом анализа, поскольку лишь после этого мы можем объяснить целое через его части — в виде структуры целого.

При решении сложных системных проблем важную роль играет метод структурного анализа.