Лекции

Системный подход

Система – греч. «составленное».

Системность – подход к рассмотрению объекта как некоторого сложного целого.

Методология – подход к описанию.

Причины внедрения системного подхода в практику общества – в результате резкого роста науки в послевоенный период, НТР:

• резкое усложнение структур систем,

• отставание уровня развития человека от уровня развития систем.

Примеры сложных систем: атомный проект, ракетный проект, автомобиль.

Идея – у первых античных философов (Фалес, Демокрит).

1-й вариант общей теории систем – Берталанфи.

Структурный подход  функциональный подход  комплексный подход  системный подход.

• структурный подход: структура, внутренняя взаимосвязь компонентов;

• функциональный подход: функции, выполняемые объектом;

• комплексный подход: учет всех аспектов, особенностей и факторов;

• системный подход: связи, элементы, функции и проблемы рассматриваются в виде единого целого, объект-система – элемент метасистемы.

Технология и культура

Технологический путь развития – путь жизни в противоречии со средой, создание искусственной среды для сохранения стабильности. Базовая модель – мастерская + творец.

Культура – возделывание окружающей среды. Образование + отбор (селекция). Базовая модель – театр. Символы культуры – пастушок Давид с лирой.

Буржуазная революция – переход от театральной модели к промышленной.

Системный подход – технологический подход к видению мира.

Технологический человек – другой биологический вид человека.

Компьютер – инструмент, работающий по принципу логики. Тот, кто работает с компьютером, мыслит логически.

Кроме того, что человек меняется сам, меняется и все человеческое общество.

Современное общество построено по государственному принципу.

Усложнение социальных систем: рост технологии  усложнение мозга человека, усложнение социальных систем.

Сложная система: количество связей больше количества элементов.

Глобализация – процесс создания сверхбольших систем.

Методология системного анализа

Системный подход – структурный подход к видению проблемы. Основа – целесообразность.

Структура основана на специализации частей и на взаимодействии частей для выполнения целей.

Этапы сознательной деятельности, которая является основой системного подхода:

• зачем: осознание социальных ценностей и личностных потребностей, мотивы, надо/не надо, хочу/не хочу;

• что: конкретизация образа цели, образ желаемого будущего, проект – модель желаемого будущего;

• как: как реализовать намеченную цель, планирование, программирование и т.д.

чем: инструменты, оборудование, энергия

из чего: материалы, сырье, источники

кто: исполнители, организация, специализация, координация, управление, оценка качества

где: место, организация пространства

когда: временное планирование, диспетчеризация, очереди работ

Системность и познавательная деятельность человека

Системный подход используется для представления сложного.

Направления познавательной деятельности:

• анализ,

• синтез.

Анализ – выявление структуры.

Синтез – построение структуры по цели, создание новых моделей на основе изученных.

Основная задача анализа – противопоставление среды и системы.

Среда – метасистема, более высокая система по сравнению с данной.

Выделение объекта и метасистемы относительно понятий цель-средство.

Моделирование

Задачи системного мышления:

• противопоставление среды и системы,

• построение знаковой модели.

Модель:

• modus – сравнение, образец;

• объект, который является образцом объяснения поведения другого объекта;

• объект-заместитель.

Цель моделирования: понимание (например, для прогнозирования поведения).

Модель формируется в процессе взаимодействия человека с системой (или при обучении).

Модель – знаковая структура.

Знак – объект, сопоставляемый другому объекту и представляющий информацию о нем.

Информация – представление об окружающей действительности в форме знаковой структуры.

Кодирование – «кодир», кодекс, книга.

Понимание возможно, если есть соотнесенность знаковой структуры с реальностью.

Типы знаковых систем:

• общественные (знак – человек): театр, балет;

• скульптуры, муляжи, макеты;

• графические: изображения, чертежи, схема, карты, символы, иероглифы;

• логические (описанные с помощью слов);

• цифровые: двоичное кодирование.

В целях проектирования ЧМИ используются модели:

• графические

слова – вспомогательная роль, в технике в основном графические модели,

рисунки, чертежи, схемы, …

CASE-технологии, …

• логические

описание в виде набора слов, более абстрактный уровень, больше работы мозга

1950 – в языке все, 1970 – в языке 10-30% (исследования по распознаванию речи)

польза языка: в условиях однозначного опыта двух людей, необходима социальная

подстройка

Типы моделей:

• познавательные (модель подгоняется под реальность, цель – познание);

• прагматические – средство реализации прагматических целей (цель – производство).

Соответствие модели и реальности

Все модели конечны. Понятия, с помощью которых человек исследует окружающий мир абстрактные (вакуум, электрический ток, однородность, непрерывность). Модели «работают» в рамках каких-то условий.

Полнота модели: всегда возникает вопрос, что включать, а что нет. Любая модель – огрубление, выделяется только самые необходимые признаки.

Адекватность модели: насколько модель соответствует реальности; чем сложнее модель, тем более полно она соответствует реальности.

Чтобы понять модель необходимо понять ее динамику.

Любая модель – компромисс между полнотой и сложностью.

Методология системного моделирования

Системный подход – целесообразный подход.

Этапы:

1. Формализация цели (зачем?).

1. Уточнение цели

от желания до четкого образа будущего

цель – абстрактная модель желаемого будущего

система – средство для достижения цели

1. Формализация модели

модель черного ящика, модель спецификации системы

отделение системы от среды

1. Построение модели структуры системы

уточнение структуры модели (черного ящика)

черный ящик  прозрачный ящик

1. Проверка адекватности модели

Проектирование программных систем

Любая система решает определенные социальные задачи.

Представление системы в самом общем виде:

Оболочка – средство защиты от среды (например, одежда, дом, транспорт).

Задача проектирования – создание средств для решения задач человека, построение виртуальной среды, которая дает возможность решать определенные социальные задачи.

Любая внешняя среда агрессивна – негативно воздействует на человека. Выживают наиболее приспособленные. Примеры естественной агрессивности: яркие цвета, скрежещие звуки, диссонансы.

Весь опыт жизни переносится в виртуальную среду. Необходимо обеспечить стабильность существования человека в среде.

Дружественный интерфейс – среда, в которой сильно уменьшен уровень агрессивности.

Задача человека в среде – уцелеть. Базовый мотив человека в среде – власть, желание владеть, обладать, власть над окружающей средой.

Способ существования в среде: разумная интеллектуальная деятельность.

• разумность – умение выживать в среде

• интеллектуальность – умение общаться, понимание знаковой системы (интел – между, лект – общение)

• интеллектуальная деятельность – деятельность по изменению среды, может идти в разрез целям выживания (м.б. неразумной)

Основные задачи человека в среде:

• адаптация к среде с целью повышения эффективности своей деятельности;

• эффективная деятельность.

Адаптация

Адаптация – изменение структуры человека. В первую очередь меняется мозг.

Попадание в новую среду требует значительных психических и физических усилий. Для этого требуется время и энергетические затраты.

Издержки плохой адаптации – болезнь, преждевременная смерть.

Время адаптации: 3 дня, 9 дней, 40 дней, ½ года, 1 год и т.д.

Снижение издержек адаптации:

• использование предыдущего опыта (аналогия) – приближение к знакомым моделям;

метафора – перенос опыта (meta – через, phora – нести; перенос)

При проектировании необходимо предложить ясную аналогию с той средой, к которой привык пользователь.

• обучение – социальная адаптация с помощью других людей, имеющих опыт в среде; социальное программирование мозга; цель – формирование моделей и навыков в среде; наиболее эффективный способ; найти того, кто поможет разобраться;

Образование – то, что остается после того, как все забыто. Образование формирует мировоззрение и идеологию. Способы формирования: постоянное подкрепление повторением. Лучшее повторение – воспроизведение.

Методы обучения:

1. человек: средство – подражание; научить можно только тому, что знаешь сам;

2. знаковая система (букварь, книга);

3. личный опыт: лаборатория – лучший способ обучения.

Понимание – воспроизведение на практике.

Обучение в программных системах:

адаптация поведения к среде на основе личного опыта

хорошая программная система – по принципу обучающей среды, подключение личного опыта и использование знаковых систем; требует проработки знаковой системы среды

модель учебника: гипертекст, содержание, введение, разделы, указатели имен и понятий

• разведка: цель – исследование среды, построение модели среды, сбор информации о среде (карта среды, модель среды)

Сбор информации:

1. сбор фактов (то, что сделано)

факты путают с мнением; прежде, чем собирать факты, у человека в голове д.б. какая-нибудь абстрактная модель (например, гипотеза)

источники информации (фактов): личный опыт, чужой опыт, знаковые источники

1. отброс ненужной информации (шум) или оценка важности (релевантности);

2. оценка достоверности информации;

3. сжатие информации: «слить воду», восприятие лучше, сжатость для анализа;

4. хранение информации: классификация по категориям;

5. анализ данных.

Сбор информации в программной среде:

• личный опыт: признаки состояния среды программы, узнаваемые зрительные объекты, подписи и всплывающие подписи к объектам, контекстная помощь, визуальный контроль;

• текстовые источники: помощь, гипертекст, поиск информации, персонифицированные советчики, учебники.

Структура справки:

• назначение и общие модели деятельности (объект-действие)

• структура среды

• способы взаимодействия со средой

• основные технологические цепочки

• ключевые понятия системы

• структура объекта и действия с ним

• контекстная справка

• личный опыт человека, чтение книг.

Эффективность

Эффективность – умение с минимальными затратами достичь поставленную цель; результативность.

Категории пользователей с т.зр. эффективности:

• профессионал: постоянно использует систему для решения задач, важна эффективность;

• любитель: иногда использует систему, необходима быстрая адаптация, важна результативность.

Разработка ЧМИ

Разработка ЧМИ – разработка модели среды, используемой для решения социальных задач. Этапы:

1. зачем: для кого разрабатывается система (потенциальный круг пользователей);

2. выявление социальных задач этой категории (что им нужно, зачем, как система будет использоваться);

3. выявление социальных моделей (метафор), привычных пользователю;

Определение традиционной социальной функции и выбор одной из стандартных социальных моделей ее реализации; набор моделей достаточно ограничен, удачный выбор метафоры обеспечивает быстрый перенос навыков.

Привязка к традиционной модели обеспечивает: перенос опыта, понятность системы, легкость освоения, психологический комфорт, для разработчика – возможность использования социального опыта для определения необходимых технологий работы и параметров объектов проектируемой среды.

1. конкретизация цели: определение понятийного базиса для описания структуры цели;

2. определение общих технологических цепочек, позволяющих добиться цели (метод – нисходящее проектирование), решение задач на самом общем уровне;

3. разработка концептуальной структуры программной системы (объектно-функциональная модель.

Структура объектов. Структура действий: набор функций для реализации определенных базовых действий с объектами и определение технологических цепочек.

Основная модель – человек в среде.