Тема 3. Процедури системного аналізу
3.1. Аналіз і синтез у системних дослідженнях
3.2. Моделі систем як основи декомпозиції
3.3. Алгоритмізація процесу декомпозиції
3.4. Агрегування, емерджентність, внутрішня цілісність систем
3.5. Види агрегування
3.1. Аналіз і синтез у системних дослідженнях
Єдність аналізу та синтезу в людській свідомості дає змогу зрозуміти навколишній світ. Це стосується всіх галузей знань і, зокрема, системного аналізу. Далі розглянемо технічні аспекти аналітичного та синтетичного методів дослідження систем. Буде акцентовано увагу на тому, як виконуються операції поділу цілого на частини й об'єднання частин у ціле та чому вони виконуються саме так. Інакше кажучи, ми обговоримо, у якій мірі нині можна алгоритмізувати аналіз і синтез.
Багато філософів і натуралістів зауважували, що роль синтезу не зводиться тільки до "складання деталей", отриманих у процесі аналізу. Серед фахівців із системного аналізу особливо наполегливо наголошував на цьому Р. Акофф. Він зазначає, що дуже важлива цілісність системи; вона порушується під час аналізу, бо після розчленування системи втрачаються істотні властивості не тільки самої системи, а і її частин, відділених від неї. Тому результат аналізу – лише розкриття структури, знання про те, як система працює, але не розуміння того, чому й навіщо вона не робить. Р. Акофф відзначає: "Синтетичне мислення вимагає пояснити поведінку системи. Воно істотно відрізняється від аналізу. На першому кроці аналізу річ, яку потрібно пояснити, розділяють на частини; у синтетичному мисленні її слід розглядати як частину більшого цілого. На другому кроці аналізу пояснюють вміст частини; у синтетичному мисленні пояснюють ціле, що утримує нашу річ. На останньому кроці аналізу знання про частини агрегують у знання про ціле; у синтетичному мисленні розуміння утримувального цілого дезагрегують для пояснення частин. Це роблять за допомогою розкриття їх ролей або функцій у цілому. Синтетичне мислення відкриває не структуру, а функцію; воно відкриває, чому система працює так, а не те, як вона робить це".
Отже, не тільки аналітичний метод неможливий без синтезу (на цьому етапі частини агрегують у структуру), але й синтетичний метод неможливий без аналізу (потрібна дезагрегація цілого для пояснення функцій частин). Аналіз і синтез доповнюють, але не заміняють один одного. Системне мислення поєднує обидва зазначені методи.
По-перше, аналітичний метод дає найвищі результати, якщо ціле можна розділити на незалежні одна від одної частини, бо в цьому разі окремий їх розгляд дає змогу скласти правильне уявлення про їх внесок у загальний ефект. Однак ситуація, коли система являє собою "суму" своїх частин, – не правило, а найрідкісніший виняток. Правило ж полягає в тому, що внесок частини в загальносистемний ефект залежить від внесків інших частин. Тому, наприклад, якщо змусити кожну частину функціонувати щонайкраще, то в цілому ефект не обов'язково буде найвищим. Відібравши найкращі у світі карбюратор, двигун, фари, колеса тощо, ми не тільки не одержимо найкращого автомобіля, але взагалі не зможемо зібрати машину, тому що деталі машин різних марок не підійдуть одна до одної. Отже, аналізуючи "неадитивні" системи, варто розглядати не окремі частини, а їх взаємодію. Це істотно складніше завдання. Наприклад, керування "неадитивною" системою виявиться ефективнішим, якщо керувати не діями її окремих частин, а взаємодіями між ними.
По-друге, ідеал, кінцева мета аналітичного методу – виявлення причинно-наслідкових відношень між розглянутими явищами. Щось уважають пізнаним, цілком зрозумілим тоді, коли відома його причина (сукупність умов, необхідних і достатніх для реалізації наслідку). Однак це далеко не завжди досяжно. Навіть у разі причинно-наслідкового опису (тобто коли умови, що входять у причину, дійсно перелічувані), потрібно вилучити все інше. Для причинно-наслідкового відношення не існує поняття навколишнього середовища, тому що для наслідку не потрібно нічого, крім причини. Наприклад, закон вільного падіння тіл правдивий, якщо немає ніяких інших сил, крім сили тяжіння. Однак коли ми маємо справу зі складними системами, виключити "непотрібні", "нецікаві" взаємодії буває неможливо не тільки практично, але й абстрактно (якщо потрібно зберегти адекватність моделі). Є два способи описати таку ситуацію. Один полягає у відображенні "безпричинної" компоненти поводження системи, або "об'єктивної випадковості", або "суб'єктивної невизначеності" (що виникає через незнання), або їх поєднання. Другий випливає з синтетичного, експансіоністського методу й полягає у визнанні того, що відношення "причина – наслідок" – не єдино можливий і прийнятний опис (пояснення) взаємодії. Адекватнішою моделлю взаємодії виявляється відношення "продуцент – продукт", яке характеризується тим, що продуцент – необхідна, але не достатня умова виникнення продукту. Отже, для одержання продукту потрібні й інші умови, що й утворюють навколишнє середовище. Причинне, вільне від середовища пояснення – граничний випадок продуцентного, ідеал, до якого можна наближатися, але досягти якого можна й потрібно не завжди.
Хоч би як то не було, і в аналітичному, й у синтетичному підході настає момент, коли потрібно розкласти ціле на частини чи об'єднати частини в ціле. Ці операції називають відповідно декомпозицією й агрегуванням. Далі розглянемо технічні аспекти їх виконання.