2. Системы, информация, управление, системный подход.

2.1. Под системой понимают любой объект, который рассматривается как единая, объединенная в интересах достижения поставленных целей совокупность различных элементов.

Системы значительно отличаются между собой как по составу, так и по главным целям. Приведем несколько систем, состоящих из различных элементов и направленных на реализацию разных целей.

Таблица 2.1.

№ п/п	Система	Элементы системы	Главная цель системы
1.	Фирма	Люди, оборудование, материалы, сырье, знания, транспорт.	Производство продуктов, изделий.
2.	Компьютер	Электронные модели, электромеханические механизмы, каналы связи.	Обработка информации.
3.	Телекоммуникационная система (ГВС)	Компьютеры, модели, кабели связи, сетевое программное обеспечение.	Передача информации на большие расстояния.
4.	Информационная система	Компьютеры, каналы связи, люди, информационное, математическое, программное обеспечение.	Регистрация, передача, обработка и использование организационно-экономической информации.

Понятие "система" широко распространено и имеет множество значений. Часто оно используется применительно к набору технических и программных средств. Системой может называться аппаратная часть компьютера, системой называется множество программ для решения конкретных прикладных задач.

2.2. Добавление к слову "система" слово информационная отражает цель ее функционирование. Информационные системы (ИС) обеспечивают регистрацию, сбор, хранение, поиск, обработку и передачу информации, необходимой в процессе принятия решений для управления объектами самых различных назначений из любых областей. ИС помогает анализировать проблемы и ситуации, создавать новые информационные продукты. Итак:

Информационная система – взаимосвязанная совокупность технических средств, математических методов, персонала, используемых для сбора, хранения, обработки, выдачи информации в интересах достижения поставленной цели.

Современные поколения информационной системы предполагает использование основного технического средства переработки информации – компьютера (персонального компьютера - ПК). В рамках ИС:

а) Производит анализ и программирование потоков разнообразной информации, перемещающихся в обществе. Потоки документов минимизируются и стандартизируются с целью их эффективной обработки на современных компьютерах. Оценивается влияние распространение информации на научно- технический процесс и общество.

б) Исследование способов представления и хранения информации, создание специальных языков для формального описания информации различной природы, разработка специальных приемов сжатия и кодирования информации. В рамках этого направления создаются базы и банки данных, большого объема, хранящих различную информацию в форме доступной для компьютеров.

в) Построение автоматизированных систем обработки информации и управления самого различного назначения: автоматизированных систем обработки экономико-организационной информации, обработка информации о прохождении технологических процессов, автоматизированных систем управления научными исследованиями, систем автоматизированного проектирования.

г) Создание информационно-поиковых систем, способных воспринимать запросы к информационным хранилищам, сформулированных на базе специализированных языков запросов.

2.3. Современные информационные автоматизированные системы на предприятиях мясо-молочной отрасли являются управляющими либо экономико-организационными процессами, либо технологическими процессами производства готовой продукции. Основными в этих системах являются понятия информации и управления. При этом система управления рассматривается как совокупность двух систем – объекта управления (управляемая система) и управляющей системы.

При этом под управлением понимается процесс целенаправленного воздействия на объект управления, который обеспечивает требуемое поведение или работу (см. рис.1)

Понятие информации более сложное. Под информацией понимают сведенье, знание, сигналы, сообщения, – в общем, все то, что используют для управления. Информация отличается от материи и энергии, хотя и тесно связана с ними. Любой сигнал, любое сообщение имеют определенное энергетическое и материальное воплощение. Оперирование с информацией влечет за собой множество проблем: поиск, кодирование, защита, передача, обработка, восприятие, хранение и др. Рассмотрим рис.1. Видно, что управляющая система воздействует на объект управления, подавая на него управляющие команды (сигналы), содержащие информацию (управляющие решения) о том, как должен вести себя объект управления. Важно заметить, что для того, чтобы выработать управляющие решения, обеспечивающие достижения поставленной перед объектом управления цели, управляющая система должна иметь информацию о состоянии внешней среды и о состоянии объекта управления. Именно, на основании переработки этой информации при помощи современных компьютеров и математических методов получают управляющие решения, воздействующие на управляемую систему. Каналы (или канал) передачи такой информации носят название каналов цепей обратной связи. Реальные системы управления отличаются большой сложностью и разнообразием. Они могут содержать несколько каналов управляющей информации и обратной связи (т.е. могут быть многоконтурными). Свойство этих каналов и способов кодирования и переработки информации в них также отличаются большим разнообразием. По-разному формируются и управляющие решения. Тем не менее, общая модель управления, приведенная на рисунке, сохраняется для всех систем. Такая общность позволяет успешно описывать функционирования различных систем едиными формальными средствами и использовать системы одной природы для моделирования и изучения других систем, формальные описания которых оказываются идентичными. Это объединяет большое значение моделирование как основного метода исследования систем. Выделение общих структурно-информационных свойств систем разной природы требует высоких профессиональных знаний в той области, которая соответствует содержательной природе исследуемых систем. В нашем случае речь пойдет о предприятиях мясо-молочной отрасли АПК страны. Следует отметить, что реализация работы информационных систем невозможна, если не учтена роль человека, для которого предназначается производимая информация и без которого невозможно ее получение, представление и использование. Например, если система (управляемый объект) представляет форму, предприятие, то под ней понимается общество людей, объединенных общими целями, использующими общие материальные и финансовые средства для производства материальных и информационных услуг. Компьютерная система является технической базой, инструментом такой системы.

Историю развития ИС и целей их использования на различных периодах времени можно представить в виде таблицы 2.2.

Таблица 2.2.

Период времени	Концепции использования информации	Вид информационных систем	Цель использования
1950-1960	Бумажный поток расчетного документа	ИС обработки расчетных документов на электромеханических бухгалтерских машинах	Повышение скорости обработки информации, упрощение процедур обработки счетов
1960-1970	Основная помощь в подготовке отчетов	Управленческие ИС обработки производственной информации	Ускорение процесса подготовки отчетности
1970-1980	Управление и контроль за производством и реализацией продукции	Система поддержки принятия управленческих решений, система для высшего и среднего звеньев управления	Выборка наиболее рациональных управленческих решений
1980-2000	Стратегический ресурс, обеспечивающий конкурентное преимущество	Стратегические информационные системы, автоматизированные офисы современных фирм	Выживание и процветание фирмы за счет новейших информационных технологий

Первые ИС появились в 50-х годах ХХ века. Они были предназначены для обработки счетов и расчета заработной платы. Они реализовывались на электромеханических бухгалтерских машинах, что сокращало затраты времени на подготовку этих документов. 60-е годы изменили отношение к ИС. Информация, полученная у них, стала применяться для подготовки периодической отчетности по многим параметрам. Организации стали использовать ЭВМ широкого назначения, способные обслужить множество функций (по функциональным назначениям работы предприятия), а не только обрабатывать счета и делать расчет зарплаты. В 70-х  80-х годах ИС начинает широко использоваться для автоматизированного управления и контроля производства, и сбыта продукции, они ускоряют процесс принятия рациональных управленческих решений. В конце 80-х годов и по настоящее время использования ИС становится стратегическим источником достоверной и своевременной информации и используется на всех уровнях организации любого профиля. ИС этого периода, представляя во время достоверную информацию, помогают организациям достичь успехов в своей деятельности, создавать новые продукты, товары, услуги, находить новые рынки сбыта, обеспечивать себе надежных партнеров, организовывать выпуск высококачественной продукции…

Естественно, что сложность таких ИС возрастает, поэтому для их создания в настоящее время применяют теоретические основы, опирающиеся на самые последние научно-технические достижения и новейшие информационные технологии. Мощным инструментом при создание, вводе в действие и эксплуатации современных ИС является системный подход.

4. Что такое системотехника и системный подход?

1. Системотехника включает в себя всеобъемлющее рассмотрение различных методов достижения требуемого результата. Результат рассматривается, как интегрированное целое, которое может включать ряд вспомогательных частей и функций.

2. Выбор нужного решения из серии решений многовариантной задачи, в которой характеристика составляющих решений оценивается в терминах их вклада в оптимальный взвешенный результат всего целого, являются величайшей частью системотехники.

3. Важнейшей особенностью системотехники является системный подход. Системный подход означает, что каждая система является интегрированным целым даже тогда, когда она состоит из отдельных разобщенных функциональных подсистем. Каждая система имеет ряд целевых показателей, и баланс между ними может измениться от системы к системе в широких приделах. Методы системного подхода направленные на отыскание оптимума целевых функций системы по отдельным показателям, взятыми с соответствующими весами, и достижение максимальной эффективности системы в целом.

Говоря о существе предмета системотехники (как метода разработки и развития сложных систем), нужно обратить внимание на некоторые главные ее заповеди, концепции. Эти концепции являются основными при проведении анализа объектов, явлений, процессов с системных позиций, см. таблицу 2.3.

Таблица 2.3.

1). Идея изменения.

Изменения всегда имеют место, необходимо знать их природу, т.е. их следует изучать. Изучив, насколько прошлое подобно или отлично от настоящего, можно определить средний темп изменений, полезный при оценки будущего:

настоящее = (темп изменений в прошлом) dt.

будущее = настоящее + (темп изменений в будущем) dt.

Как правило, темп изменений в прошлом недостаточно для оценки будущего. Нужны дополнительные усилия. Важно определить эти усилия. Т.е. подготовка для будущего всегда должна начинаться в настоящем, т.е. сегодня. При этом с позиций системного подхода необходимо четко представлять следующее:

• системы проектируются и разрабатываются одними людьми, а эксплуатируются другими;

• необходима сегодня подготовка, обучение, тренировка персонала, который будет эксплуатировать систему завтра;

• изменения в нашей жизни имеют место постоянно, система должна быть предрасположена к совершенствованию и развитию.

2). Альтернативные пути достижения сопоставимых результатов.

Разные разработчики при решении конкретной задачи идут разными путями. Заповедью системотехники является необходимость рассмотрения всех возможных альтернативных вариантов. Избранным должно оказаться то решение, которое наиболее адекватно (полно) удовлетворяет предъявленным к функционированию системы требованиям. При этом выбранный путь необходимо обосновать, а наибольшую эффективность полученного решения нужно доказать количественно. Важно правильно выбрать систему координат и времени, в которых строится система (фазовая плоскость, фазовое пространство). Важно при построение системы определить взаимоотношения с ней человека. Какая доля работы ложится на персонал, какая выполняется автоматически. Каковы методы и приемы эксплуатации системы.

Нужно ориентироваться при построение системы на использование стандартного оборудования, его нужно уметь найти и приобрести, т.к. изготовление нестандартного оборудования влечет к потерям времени и большим денежным затратам.

3). О показателях эффективности системы.

Рассмотрим несколько основных факторов, которые обычно заказчик системы принимает во внимание, анализируя эффективность ее функционирования. Речь идет о сложной структуре технических средств АСОИУ. Опыт показал следующее.

Работоспособность – свойство системы, определяющие желаемый уровень ее функционирования: производительности, скорости, точности и т.д. целесообразно установить количественные пределы параметров работоспособности (max, min).

Стоимость – затраты, необходимые для достижения желаемого результата. Дается количественная оценка:

• затратам на приобретения и мощности оборудования;

• эксплуатационным затратам;

• затратам на обучение персонала;

• затраты за счет потерь из-за сбоев работы оборудования.

Надежность – это вероятность, с которой система (подсистема) функционирует предписанным образом в условиях внешней среды. Отклонения от требуемого уровня надежности может быть частичным (сбой элементов системы не приводит к ее полному отказу, частично снижается качество ее работы), полным, когда работа системы полностью срывается.

Реализуемость – время, необходимое для разработки и внедрения системы. Это время должно быть меньше или соответствовать заданному заказчиком сроку введения разрабатываемой системы в действие. Чем быстрее будет введена система в действие, тем скорее приносимый его доход окупит затраченное на нее средства. Решение проблемы отыскания компромисса, при котором каждый из перечисленных показателей эффективности будет удовлетворен, а эффективность системы в целом максимальной может быть получено с помощью следующих методов:

• полного баланса;

• стохастической оптимизации;

• динамического программирования.

4). Внешняя среда. Решения, принимаемые при создание системы (от первых шагов разработки до внедрения) обусловлены внешней средой, окружающей систему. Физическое окружение: энергетические источники, сигналы (аналоговые, дискретные, без помех, с шумами); температура; влажность; вибрации; удары; возмущения. Уровень развития: на возможности создания системы влияет достигнутый уровень науки и техники в данной предметной области. Это – среда развития знаний, использование (или игнорирование) достижений современной науки. Временной параметр среды характеризует временной период развертывания работ по созданию и внедрению системы. Идеи и предложения, выдвинутые на первых шагах разработки системы, могут оказаться неприемлемым на последних этапах. Время развивает и совершенствует правильно функционирующую систему.

5). Вычислительная техника, эксперимент. Компьютеры сделали возможным анализ и понимание явлений в больших системах. Сегодня широко используются автоматизированные системы управления научными исследованиями (АСУНИ), системы автоматизированного проектирования (САПР). Однако результаты, полученные с использованием ЭВМ, зависят от профессионального уровня и мастерства исследования, методов, используемых им при постановки и решении проблем. Важна высокая адекватность математической модели исследуемой ситуации. Модель должна быть математическим эквивалентом изучаемого реального явления. Возможность подстановки в модель разных параметров среды, адекватных действительным условиям, отображающим все аспекты возможных ситуаций, необходима для понимания и изучения работы системы (в условиях предполагаемых тактик и стратегий поведения системы). Особое место в этом процессе моделирования занимает математическая статистика, информационное моделирование вероятностных процессов и систем.