Материал: Методы и технологии генерации системного знания

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

–––––––——————————–––––––

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»

————————————————————

Т. Л. КАЧАНОВА Б. Ф. ФОМИН

МЕТОДЫ И ТЕХНОЛОГИИ ГЕНЕРАЦИИ СИСТЕМНОГО ЗНАНИЯ

Рекомендовано Учебно-методическим объединением вузов Российской Федерации по образованию в области радиотехники, электроники, биомедицинской техники и автоматизации в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению подготовки магистров "Управление в технических системах"

Санкт-Петербург Издательство СПбГЭТУ «ЛЭТИ»

2012

ПРЕДИСЛОВИЕ

Предлагаемое издание посвящено вопросам производства научного системного знания о природных, общественных и техносферных системах. В качестве исходных представлений таких систем при производстве знания используются их эмпирические описания. В эмпирическом описании система дана в актуальных состояниях. Полное представительное эмпирическое описание системы является единственным источником объективной информации об ее естественных масштабах и реальной сложности.

Научное знание о системах не может быть получено из эмпирических описаний чисто логическим путем. Для производства знания на основе эмпирических данных нужна научная теория. Такой теорией является физика открытых систем. Научное понимание и рациональное объяснение сущности систем, заданных эмпирическими описаниями, основаны на применении методов и технологий физики открытых систем.

В пособии изложена системологическая концепция физики систем. Согласно этой концепции, система является объектом фундаментального исследования, цель которого – познание, понимание и объяснение сложности системы. В рамках данной концепции система имеет конструктивное определение, а физика систем выступает в качестве новой посткибернетической парадигмы системологии. В пособие включен обзор методологических оснований, метатехнологии, конструктивной теории и информационной технологии физики систем.

Главное внимание в пособии уделено информационной технологии физики систем. Эта технология автоматически производит достоверное знание об открытых природных, общественных и техносферных системах. При генерации знания она использует научные методы физики систем и представления систем в виде их эмпирических описаний. Знание экспертов при этом не требуется.

Технология физики систем имеет четыре компонента – дескриптивный, конструктивный, проективный компоненты и аналитическое ядро. Основой технологии является ее аналитическое ядро. В нем реализуются ключевые стадии производства знания – онтологическое моделирование (познание системы), коммуникативное моделирование (понимание системы), моделирование состояний (объяснение системы). Дескриптивный компонент технологии обеспечивает представление исследуемой прикладной проблемы как систем-

3

ного проекта и трансформацию этого проекта в исходное интерпретированное нормативное представление системы как объекта исследования. Конструктивный компонент преобразует системное знание, сгенерированное аналитическим ядром, в ресурсы решений прикладных проблем. Проективный компонент технологии использует ресурсы решений для создания эффективного предметного интерфейса, наработки схем решения прикладных задач, построения сервис-ориентированных решателей этих задач.

Задачи аналитического ядра реализуются технологиями системных реконструкций, системной экспертизы, системного дизайна. Назначению, содержанию и возможностям этих технологий в пособии уделено большое внимание.

Задачи конструктивного компонента решают технологии оформления закономерностей и предметной экспертизы. В пособии приведены только описания их назначения. Работу этих технологий раскрывают примеры конкретных системных проектов. Технология оформления закономерностей проиллюстрирована системным проектом из области природных систем. Речь идет об автоматическом производстве ресурсов решения актуальной задачи системной биологии – исследовании экспрессии генов по геномным данным. Технологию предметной экспертизы иллюстрирует системный проект из области производственных систем. В этом проекте ресурсы решений созданы в целях обеспечения качества продуктов и технологий в металлургии. Полный цикл производства системного знания и ресурсов решений демонстрирует пример системного проекта из области общественных систем. В этом примере рассмотрена цепь генераций информационного, интеллектуального, когнитивного и технологического ресурсов решений проблем социальной напряженности в округах и регионах РФ.

Данное пособие служит введением в физику открытых систем и в новые технологии автоматической генерации достоверного системного знания на основе эмпирических описаний сложных систем.

Авторы благодарны своим коллегам за их внимание и поддержку при подготовке данного издания. Разделы 6.2 и 8 пособия написаны в соавторстве с В. О. Агеевым, раздел 7.2 – в соавторстве с О. Б. Фоминым.

Авторы

4