Содержание системного анализа

В настоящее время системный анализ претендует на то, чтобы для решения слабоструктурированных проблем исполнять роль каркаса, объединяющего все необходимые знания, методы, действия [56]]. Его суть в понятийном аппарате, в его идеях, подходе, установках.

Перечислим характерные для системного анализа принципы:

· принцип конечной цели (в основе рассмотрения конкретная лежит цель, которая имеет абсолютный приоритет);

· принцип измеримости (для сравнения вариантов их надо уметь измерять);

· принцип единства (любая система есть единство элементов);

· принцип связности (все элементы системы взаимосвязаны);

· принцип модульного построения;

· принцип иерархии (сложные системы, как правило, имеют иерархическую структуру);

· принцип функциональности (все элементы функционируют);

· принцип развития (система, как правило, развивается);

· принцип децентрализации;

· принцип неопределенности.

Коротко говоря, важнейшие принципы системного анализа сводятся к следующему: процесс принятия решений должен начинаться с выявления и чёткого формулирования конечных целей; необходимо рассматривать всю проблему как целое, как систему и выявлять все последствия и взаимосвязи каждого частного решения; необходимы выявление и анализ возможных альтернативных путей достижения цели системы; цели отдельных подсистем не должны вступать в конфликт с целями всей системы.

Суть многих из них была разъяснена выше. Раскрытие других будет проведено в ходе последующего изложения.

В арсенале системного анализа в качестве базовых находятся процедуры формирования и количественного сравнения альтернатив тех или иных решений. В свою очередь для каждой альтернативы должны быть выделены все связанные с ее реализацией компоненты. Эти компоненты должны сформировать некоторую целостность, функционирование которой приводит к поставленной цели. Эта целостность и есть система, которая и разрешает проблему.

Как сформировать такую систему? На этот ключевой вопрос необходимо найти ответ на первых этапах исследования.

Поскольку система достигает своей цели в ходе соответствующего целедостигающего пространственно-временного процесса, то критерием принадлежности объекта к выделяемой системе является его участие в этом процессе: если объект участвует в данном процессе, то он принадлежит выделяемой системе. Именно поэтому понятие целедостигающего пространственно-временного процесса является одним из основных понятий системного анализа. Более того, часто целесообразно в качестве объекта моделирования выбирать именно целедостигающий пространственно-временной процесс.

Как методология разрешения слабоструктурированных проблем системный анализ указывает принципиально необходимую последовательность взаимосвязанных операций, которая (в самых общих чертах) состоит из выявления проблемы, ее структуризации и обоснование путей к построению соответствующих моделей. Последнее базируется на исследовании системы, как того объекта, что разрешает проблему. Несомненно, что исследованию предшествует построение этой системы. В работе [33] рассматриваются три базовых этапа в этой совокупности процедур: декомпозиция, анализ и синтез.

На этапе декомпозиции, обеспечивающем общее представление системы, осуществляются:

1. Определение и декомпозиция общей цели исследования и основной функции системы как ограничение траектории в пространстве состояний системы или в области допустимых ситуаций. Наиболее часто декомпозиция проводится путем построения дерева целей и дерева функций.

2. Выделение системы из среды (разделение множества рассматриваемых объектов на входящих и не входящих в систему) по критерию участия каждого рассматриваемого элемента в целедостигающем процессе, приводящем к результату.

3. Описание воздействующих факторов.

4. Описание тенденций развития и связанных с ними разного рода неопределенностей.

5. Описание системы как «черного ящика».

6. Функциональная (по функциям), компонентная (по виду элементов) и структурная (по типам отношений между элементами) декомпозиции системы.

Примечание. Если при декомпозиции выясняется, что модель начинает описывать внутренний алгоритм функционирования элемента вместо закона его функционирования в виде «черного ящика», то в этом случае произошло изменение уровня абстракции. Это означает выход за пределы цели исследования системы и, следовательно, вызывает прекращение декомпозиции.

Наиболее часто применяемые стратегии декомпозиции таковы.

Функциональная декомпозиция. Декомпозиция базируется на анализе функций системы. При этом ставится вопрос, что делает система, независимо от того, как она работает. Основанием разбиения на функциональные подсистемы служит общность функций, выполняемых группами элементов.

Декомпозиция по жизненному циклу. Признак выделения подсистем — изменение закона функционирования подсистем на разных этапах цикла существования системы «от рождения до гибели». Рекомендуется применять эту стратегию, когда целью системы является оптимизация процессов и когда можно определить последовательные стадии преобразования входов в выходы.

Декомпозиция по физическому процессу. Признак выделения подсистем — шаги выполнения алгоритма функционирования подсистемы, стадии смены состояний. Хотя эта стратегия полезна при описании существующих процессов, результатом ее часто может стать слишком последовательное описание системы, которое не будет в полной мере учитывать ограничения, диктуемые функциями друг другу. При этом может оказаться скрытой последовательность управления. Применять эту стратегию следует, только если целью модели является описание физического процесса как такового.

Декомпозиция по подсистемам (структурная декомпозиция). Признак выделения подсистем — сильная связь между элементами по одному из типов отношений (связей), существующих в системе (информационных, логических, иерархических, энергетических и т.п.).

На этапе анализа, обеспечивающем формирование детального представления системы, обычно осуществляются:

1. Функционально-структурный анализ существующей системы, позволяющий сформулировать требования к создаваемой системе. Он включает уточнение состава и законов функционирования элементов, алгоритмов функционирования и взаимовлияний подсистем, разделение управляемых и неуправляемых характеристик, задание пространства состояний, задание параметрического пространства, в котором задано поведение системы, анализ целостности системы, формулирование требований к создаваемой системе и др.

2. Морфологический анализ — анализ взаимосвязи компонентов.

3. Генетический анализ — анализ предыстории, причин развития ситуации, имеющихся тенденций, построение прогнозов.

4. Анализ аналогов.

5. Анализ эффективности (по результативности, ресурсоемкости, оперативности). Он включает выбор шкалы измерения, формирование показателей эффективности, обоснование и формирование критериев эффективности, непосредственно оценивание и анализ полученных оценок.

6. Формирование требований к создаваемой системе, включая выбор критериев оценки и ограничений.

На этапе синтеза системы, решающей проблему, осуществляются:

1. Разработка модели требуемой системы (выбор математического аппарата, моделирование, оценка модели по критериям адекватности, простоты, соответствия между точностью и сложностью, баланса погрешностей, многовариантности реализаций, блочности построения).

2. Синтез альтернативных структур системы, снимающей проблему.

3. Синтез параметров системы, снимающей проблему.

4. Оценивание вариантов синтезированной системы (обоснование схемы оценивания, реализация модели, проведение эксперимента по оценке, обработка результатов оценивания, анализ результатов, выбор наилучшего варианта).

Наиболее полно и логически обоснованно последовательность рабочих этапов процесса проведения системного анализа представлена в следующей таблице [57]

Этапы	Применяемые научные инструменты
I. Анализ проблемы
1. Обнаружение 2. Точная формулировка 3. Анализ логической структуры 4. Анализ развития (в прошлом и будущем) 5. Определение внешних связей (с другими проблемами) 6. Выявление принципиальной разрешимости	Методы: сценариев, диагностический, деревьев целей, экономического анализа
II. Формулирование общей цели и критерия системы
1. Определение целей, как требований надсистемы 2. Описание ограничений среды 3. Формулирование общей цели 4. Определение критериев 5. Декомпозиция целей и критериев по подсистемам 6. Композиция общего критерия из критериев подсистем	Методы: экспертных оценок («Дельфи»), деревьев целей, экономического анализа, морфологический, кибернетические модели, нормативные операционные модели (оптимизационные, имитационные, игровые)
III. Декомпозиция цели, выявление потребностей в ресурсах и процессах
1. Формулирование целей - верхнего ранга 2. Формулирование целей - текущих процессов 3. Формулирование целей - эффективности 4. Формулирование целей - развития 5. Формулирование внешних целей и ограничений 6. Выявление потребностей в ресурсах и процессах	Методы: деревьев целей, сетевые, описательные модели, моделирования
IV. Выявление ресурсов и процессов, декомпозиция целей
1. Оценка существующих технологии и мощностей 2. Оценка современного состояния ресурсов 3. Оценка реализуемых и запланированных проектов 4. Оценка возможностей взаимодействия с другими системами 5. Оценка социальных факторов 6. Композиция целей	Методы: экспертных оценок («Дельфи»), деревьев целей, экономического анализа.
V. Определение системы
1. Спецификация задачи 2. Определение позиции наблюдателя 3. Определение объекта 4. Выделение элементов (определение границ разбиения системы) 5. Определение подсистем 6. Определение среды	Методы: матричные, кибернетические модели.
VI. Анализ структуры системы
1. Определение уровней иерархии 2. Определение аспектов и языков 3. Определение процессов функций 4. Определение и спецификация процессов управления и каналов информации 5. Спецификация подсистем 6. Спецификация процессов, функций текущей деятельности (рутинных) и развития (целевых)	Методы: диагностические, матричные, сетевые, морфологические, кибернетические модели.
VII. Прогноз и анализ будущих условий
1. Анализ устойчивых тенденций развития системы 2. Прогноз развития и изменения среды 3. Предсказание появления новых факторов, оказывающих сильное влияние на развитие системы 4. Анализ ресурсов будущего 5. Комплексный анализ взаимодействия факторов будущего развития 6. Анализ возможных сдвигов целей и критериев	Методы: сценариев, экспертных оценок («Дельфи»), деревьев целей, сетевые, экономического анализа, статистический, описательные модели.
VIII. Оценка вариантов решений
1. Вычисление оценок по критерию 2. Оценка взаимозависимости целей 3. Оценка относительной важности целей 4. Оценка дефицитности и стоимости ресурсов 5. Оценка влияния внешних факторов 6. Вычисление комплексных расчетных оценок	Методы: экспертных оценок («Дельфи»), экономического анализа, морфологический метод.
IX. Отбор вариантов
1. Анализ целей на совместимость 2. Проверка целей на полноту 3. Отсечение избыточных целей 4. Планирование вариантов достижения отдельных целей 5. Оценка и сравнение вариантов 6. Совмещение комплекса взаимосвязанных вариантов	Методы: деревьев целей, матричные, экономического анализа, морфологический.
X. Диагноз существующей системы
1. Моделирование технологического и экономического процессов 2. Расчет потенциальной и фактической мощностей 3. Анализ потерь мощности 4. Выявление недостатков организации производства и управления 5. Выявление и анализ мероприятий по совершенствованию организации	Методы: диагностические, матричные, экономического анализа, кибернетические модели.
XI. Построение комплексной программы развития
1. Формулирование мероприятий, проектов и программ 2. Определение очередности целей и мероприятий по их достижению 3. Распределение сфер деятельности 4. Распределение сфер компетенции 5. Разработка комплексного плана мероприятий в рамках ограничений по ресурсам во времени 6. Распределение по ответственным организациям, руководителям и исполнителям	Методы: матричные, сетевые, экономического анализа, описательные модели, нормативные операционные модели.
XII. Проектирование организации для достижения целей
1. Назначение целей организации 2. Формулирование функций организации 3. Проектирование организационной структуры 4. Проектирование информационных механизмов 5. Проектирование режимов работы 6. Проектирование механизмов материального и морального стимулирования	Методы: диагностические, деревьев целей, матричные, сетевые методы, кибернетические модели.

Примечания. В конечном счете, цель формулирования проблемы состоит в том, чтобы установить сущность проблемы в известных терминах, а не в терминах, которые неизвестны. Не следует путать также цели и принуждающие связи. Принуждающие связи это условия, которые ограничивают и описывают то, как цель должна быть достигнута. Они ограничивают проблему и вводят ее в некоторые границы.

Критерии используют для измерения альтернатив: по их значениям выносится суждение об относительности выгоды варианта.

Проведем анализ наиболее важных этапов и процедур системного анализа исследуемой системы, опираясь на работу[58].

1. Определить границы исследуемой системы. Эти границы условны. Несмотря на кажущуюся объективность, они диктуются конкретной задачей исследования. Например, границы системы “корпорация” в одном случае могут быть определены списочным составом постоянного персонала, в другой задаче - постоянным персоналом плюс всеми акционерами компании, в третьем случае эти пределы расширяются за счет всех временно привлекаемых специалистов, экспертов, консультантов и т.д. Затем можно расширить эти границы за счет всех поставщиков компании, ее потребителей и любых иных субъектов каким-либо образом с ней связанных.

2. Определить все надсистемы, в которые входит исследуемая система в качестве части. Строго говоря, каждая система принадлежит бесконечному числу надсистем, однако, исходя из условных требований конкретной задачи, необходимо ограничиться лишь кругом наиболее значимых надсистем. Так, если мы выясняем воздействие на предприятие экономической среды, именно она и будет той надсистемой, в которой следует рассматривать функции предприятия. Однако системный подход помогает понять, что, например, экологические задачи, часто являются упрощением и искажением реальности: попытка их решения неизбежно приводит к осознанию связанных с ними экономических, психологических и прочих проблем. Поэтому, исходя из взаимосвязанности всех сфер жизни современного общества, любой объект, в частности, предприятие (организацию, фирму), следует изучать в качестве составной части иных систем - экономических, политических, государственных, региональных, социальных, экологических, международных. Каждая из этих надсистем имеет немало компонентов, входящих одновременно и в другие системы, например, экономическую надсистему образуют те организации, с которым данное предприятие непосредственно связано: поставщики, потребители, конкуренты, партнеры, банки и т.д. Эти же компоненты входят одновременно и в другие надсистемы - социокультурную, экологическую и т.п. А если еще учесть, что каждая из этих систем и их компонентов имеет свои специфические цели, противоречащие друг другу, то становится ясной необходимость сознательного изучения среды, окружающей предприятие. Поэтому целесообразно определить основные черты и направления развития всех надсистем, которым принадлежит данная система, в частности, сформулировать их цели и противоречия между ними. В противном случае, вся совокупность многочисленных влияний, оказываемых надсистемами на предприятие, будет казаться хаотичной и непредсказуемой, исключая возможность разумного управления им.

3. Определить роль исследуемой системы в каждой надсистеме, рассматривая эту роль как средство достижения целей надсистемы. Следует рассмотреть при этом два аспекта:

· идеализированную, ожидаемую роль системы с точки зрения надсистемы, т.е. те функции, которые следовало бы выполнять, чтобы реализовать цели надсистемы;

· реальную роль системы в достижении целей надсистемы.

Примером подобного двустороннего подхода может быть, например, оценка потребностей покупателей в конкретном виде товаров, их качестве и количестве, а с другой стороны - оценка параметров товаров, реально выпускаемых конкретным предприятием. Определение ожидаемой роли предприятия в потребительской среде и его реальной роли, а также их сравнение, позволяют понять многие причины успеха или неудачи компании, особенности его работы, предвидеть реальные черты ее будущего развития.

4. Выявить состав системы, т.е. определить части, из которых она состоит. Нередко исследовательская задача требует не только расчленения системы на составные части, но и расчленения компонентов, из которых состоят сами части. В принципе процесс такого членения, проникновения вглубь системы может быть бесконечным; он ограничен лишь потребностями конкретной задачи. Так, в зависимости от решаемой задачи, рассматривая состав такой системы как предприятие, можно ограничиться, например перечнем цехов и отделов, а можно, при необходимости расчленить их на бригады, участки, отдельных работников, элементы деятельности каждого из них и т.д.

5. Определить структуру системы, представляющую собой совокупность связей между его компонентами. Структура, в конце концов, это внутренняя форма системы, образно говоря ее “строение”. Ее нельзя, как это нередко делают, сводить лишь к составу системы, набору компонентов.

Следует подчеркнуть многоаспектность структуры любой сложной системы и целесообразность введения в рассмотрение соответствующих «подструктур». Например, на предприятии существует организационная структура, т.е. совокупность так называемых отношений субординации и координации, иначе говоря, отношений подчиненности и согласованности. На предприятии есть и информационная структура, выражающаяся в определенных формальных и неформальных потоках информации. Существуют также потоки материалов, сырья, деталей, готовых изделий, реализуемые в своих структурах. Особо следует подчеркнуть экономическую структуру на предприятии, представляющую собой совокупность отношений собственности. Вместе с тем важна и роль межчеловеческие отношения - симпатии и антипатии между работниками, составляющие морально-психологическую структуру. Можно выделить и специфические отношения между различными группами работающих, часть из которых, носит политический характер, например, между членами профсоюзов, партий, общественных движений. В различных организациях спектр структур различен, а, посему, для каждой требуется, вообще говоря, индивидуальный подход.

6. Определить функции компонентов системы, т.е. целенаправленные действия компонентов, их “вклад” в реализацию функционирования системы в целом. Эта процедура имеет особую значимость, поскольку в реальных процессах каждый компонент обладает не только полезными свойствами, обеспечивающими достижение целей системы в целом, но и негативными, «мешающими» чертами. Поэтому необходимо при исследовании и создании систем вычленять полезные, целесообразные действия компонентов (т.е. их функции) среди множества иных действий. Для этого следует отделить провозглашаемые или предписанные функции компонентов от реально выполняемых.

Принципиально важным является гармоническое, непротиворечивое сочетание функций разных компонентов. Именно непротиворечивость, согласованность функций отличает гармоническую систему от хаотического набора предметов и процессов. При этом сами функции должны быть качественно разными, что позволит им, дополняя друг друга обеспечивать реализацию достаточно широкого спектра действий, который и представляет собой роль системы в целом. Вместе с тем, в любой реальной системе функции компонентов согласованы не полностью, между ними есть противоречия, которые нередко снижают эффективность роли системы в целом. Поэтому познание функций компонентов должно осуществляться не по отдельности, а в единстве, во взаимодействии, в выявлении противоречий между ними, степени их согласованности. Эта задача особенно актуальна для подразделений, цехов крупных предприятий и фирм, чьи функции часто во многом “не состыкованы”, недостаточно четко подчинены общему замыслу.

7. Выявить причины, объединяющие отдельные части в систему, в целостность. Они носят название интегрирующих факторов. В целом интегрирующим фактором, создающим системы, является человеческая деятельность. В ходе деятельности человек осознает свои интересы, определяет цели, осуществляет практические действия, формируя системы средств для достижения целей. Исходным, первичным интегрирующим фактором является цель.

Определение реальной цели, послужившей причиной создания той или иной системы, является непростой задачей, поскольку цель - всегда, в любой сфере деятельности - представляет собой сложное сочетание различных противоречивых интересов. Например, максимизация прибыли не является единственной целью современной фирмы, это лишь один из ее интересов. Другой не менее важный интерес - стабильность получения прибыли. Третий существенный интерес - устойчивая репутация предприятия. И подобных интересов много, и лишь в их пересечении, в своеобразной комбинации заключается истинная цель. Всестороннее познание ее позволяет судить о степени устойчивости системы, о ее непротиворечивости, целостности, предвидеть характер ее дальнейшего развития.

8. Определить все возможные связи, коммуникации системы с внешней средой. Для действительно глубокого, всестороннего изучения системы недостаточно выявить ее связи со всеми надсистемами, которым она принадлежит. Необходимо еще познать такие системы во внешней среде, которым принадлежат компоненты исследуемой системы. Так, следует определить все системы, к которым принадлежат работники предприятия - профсоюзы, политические партии, семьи, системы социокультурных ценностей и этических норм, этнические группы и т.д. Необходимо также хорошо знать связи структурных подразделений и работников предприятия с системами интересов и целей потребителей, конкурентов, поставщиков, зарубежных партнеров и пр. Нужно также видеть связь между используемыми на предприятии технологиями и “пространством” научно-технического процесса и т.п. Осознание органического, хотя и противоречивого единства всех систем, окружающих предприятие позволяет понимать причины его целостности, предотвращать процессы, ведущие к дезинтеграции.

9. Рассмотреть исследуемую систему в динамике, в развитии. Это означает: сформулировать историю системы, источник ее возникновения, периоды становления, тенденции и перспективы развития, переходы к качественно новым состояниям.

Необходимость динамического подхода к исследованию систем легко проиллюстрировать сравнением двух предприятий, у которых в какой-то момент времени совпали значения одного из параметров, например, объем продаж. Из этого совпадения совсем не вытекает, что предприятия занимают на рынке одинаковое положение: одно из них может набирать силу, двигаться к расцвету, а другое, наоборот, переживать спад. Поэтому судить о любой системе, в частности, о предприятии нельзя лишь по “моментальной фотографии”, по одному значению какого-либо параметра; необходимо исследовать изменения параметров, рассмотрев их в динамике.

Для глубокого понимания любой системы нельзя ограничиваться рассмотрением коротких промежутков времени ее существования и развития. Целесообразно по возможности исследовать всю ее историю, выявить причины, побудившие создать эту систему, определить иные системы, из которых она вырастала и строилась. Также важно изучать не только историю системы или динамику ее нынешнего состояния, но и попытаться, используя специальные приемы, увидеть развитие системы в будущем, т.е. прогнозировать ее будущие состояния, проблемы, возможности.

Примечание. Конечно же, перечисленные здесь процедуры системного анализа не в полной мере исчерпывают арсенал приемов исследования систем. Тем более что эти процедуры носят скорее формальный, нежели содержательный характер. Ведь только при исследовании конкретной системы возникают специальные приемы, формируется особая методология, которая позволяет знания, полученные при исследовании данной системы наилучшим образом использовать в дальнейшем познании. Иначе говоря, сам конкретный объект в ходе его исследования “помогает” сформулировать метод дальнейшего изучения этого объекта.

Важно знать, что изложенная здесь последовательность процедур системного анализа не является обязательной и закономерной. Обязательным является скорее сам перечень процедур, чем их последовательность. За исключением нескольких первых процедур перечня, в ходе реализации которых осуществляется синтез системы, остальные приходится выполнять исходя из логики, "диктуемой” содержанием конкретной системы.

Единственное правило, в верности которого легко убедиться на собственном опыте, заключается в целесообразности многократного возвращения в ходе исследования к каждой из описанных процедур. Только это является залогом глубокого и всестороннего изучения любой системы.

Особо отметим еще раз следующее. Для разрешения слабоструктурированной, а часто и неструктурированной проблемы необходим некий логический механизм, построенный на достаточно формальном представлении рассматриваемого объекта, т.е. модель. Поскольку при разрешении проблем с позиций системного подхода к исследуемым объектам (процессам) подходят как к системам, то объект моделирования – некоторая система. Построение же адекватной модели требует описания не только всех элементов системы и их взаимосвязей, но и того, как связаны поставленные цели со сложившейся ситуацией и имеющимися для достижения этих целей средствами. Отсюда и вытекает большинство описанных процедур системного анализа.

Любая созданная человеком система (искусственная система) - это интегральное, объединенное средство, предназначающееся для реализации целей человека в определенной сфере его деятельности. Среди них особое место занимают организационные системы - системы, в которых в качестве активного компонента входит определенная социальная общность (группы людей). Организационные системы повсеместно окружают нас, начиная с семьи и производственного коллектива до государства в целом. Важнейший компонент любой организационной системы – субъект, принимающий решения. В этой связи отметим некоторые особенности системного анализа организационных систем[59]

1. Следует рассматривать организацию не как структуру подчинения, а как процесс решения проблемы.

2. Задача высшего руководства не выработка решений, а конструирование процесса выработки решений и наблюдение за его действием. Отсюда далеко не тривиальный вывод: способность руководителя среднего звена хорошо выполнять свои обязанности - еще не повод выдвигать его в высшее руководство.

3. Методы хорошо себя показавшие в исследовательской и конструкторской работе упрощают анализ организационных систем, но не могут безоглядно переноситься на них.

Решение - не только волевой акт выбора из множества альтернатив. Это еще и концентрированное выражение того, что и как делать в интересах разрешения рассмотренной проблемы. В этой связи приведем наиболее важные требования к полученному решению:

· Решение должно определять действие, это не только «контрольные цифры», но и алгоритм достижения цели;

· Решение должно быть выражено в терминах проблемы и получено из проблемы (должно быть видно, что решение является результатом проведения анализа именно сформулированной вначале проблемы);

· Проблема и решение рассматриваются как различные состояния одной и той же системы;

· Решение по своему размеру должно быть пропорционально проблеме и не иметь большую, чем она сложность, быть необходимым и достаточным, иметь минимум избыточности и не содержать противоречий;

· Каждое частное решение должно быть согласовано с полным решением;

· Для решений (частных и полных) должно быть произведена проверка жизненности, а также предпочтительности (по эффективности, времени, стоимости и т.п.).

Качество полученного решения можно оценивать по-разному. Однако главные причины, порождающие недостатки в решении проблемы, таковы:

· неадекватность применяемого инструмента;

· недостаток точности;

· появление новых проблем, необходимо требующих разрешения до решения данной проблемы;

· неспособность исследователя иметь дело с подобными конкретными проблемами.

В качестве пример рассмотрим ситуацию, порождаемую переходом на новые образовательные стандарты по направлению подготовки 010500 « Математическое обеспечение и администрирование информационных систем», являющейся преемницей основной образовательной программы по специальности 010503 с аналогичным названием «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем». Сравнение этих государственных стандартов с позиций содержания курсов и требования к выпускникам позволяет сделать следующие выводы.

1. Естественнонаучный цикл практически совпадает как по набору учебных дисциплин и по отводимому учебному времени. Более того, в него введен ряд математических дисциплин (как новых, так и из тех, что ранее относились к блоку дисциплин специальности). Список дисциплин специальности и, соответственно, содержание учебного материала практически сохранены. Однако количество часов на профильные дисциплины в целом сокращено практически на 1500 часов.

2. Математик-программист должен уметь решать задачи связанные с созданием и применением средств математического обеспечения информационных систем, разработкой программного обеспечения и способов администрирования информационных систем (и их сетей), разработкой программного обеспечения средств вычислительной техники и автоматизированных систем.

В соответствии с вводимыми федеральными образовательными стандартами (в отличие от предыдущих) выпускник-бакалавр должен обладать целым рядом профессиональных компетенций. Основные из них следующие:

· умение понять поставленную задачу, самостоятельно построить алгоритм решения и провести его анализ;· способность передавать результат проведенных физико-математических и прикладных исследований в виде конкретных рекомендаций, выраженных в терминах предметной области изучавшегося явления; · умение извлекать полезную научно-техническую информацию из электронных библиотек, реферативных журналов, сети Интернет;· понимание того, что фундаментальное математическое знание является основой компьютерных наук;· знание математических основ информатики как науки, ее современных проблем и связей с другими научными дисциплинами;· знание основных методов и средств автоматизации проектирования, производства, испытаний и оценки качества программного обеспечения;· навыки разработки моделирующих алгоритмов и реализации их на базе языков и пакетов прикладных программ моделирования;· знание основных концептуальных положений функционального, логического, объектно-ориентированного и визуального направлений программирования, методов, способов и средств разработки программ в рамках этих направлений;· знание методов проектирования и производства программного продукта, принципы построения, структуры и приемы работы с инструментальными средствами, поддерживающими создание программного обеспечения программного обеспечения;· навыки использования метода системного моделирования при исследовании и проектировании программных систем; · навыки использования основных моделей информационных технологий и способов их применения для решения задач в предметных областях.Формирование компетенций вообще и приведенных компетенций в частности обусловливает необходимость существенного усиления практического компонента обучения, в том числе и в процессе самостоятельного освоения программно-технических комплексов, а также решения профессиональных задач в реальных ситуациях. Следовательно, усиление требований к развитию компетенций требует не сокращения, а существенного увеличения времени отводимого на учебный процесс. 3. Переход к критериальной значимости уровня компетенций выпускника входит в противоречие и с существующей структурой формирования учебного плана. Как правило, в процессе изучения отдельной учебной дисциплины одновременно развивается несколько компетенций. Это обстоятельство требуется значительно большей, чем в настоящее время, интеграции методической работы на междисциплинарном уровне и координации организации учебного процесса в целом в интересах всей совокупности компетенций, определенных образовательным стандартом.4. В реально сложившейся практике на самостоятельную работу в основном возлагается закрепление пройденного материала, решения на его основе частных примеров и задач. При компетентностном же подходе к организации учебного процесса в процессе самостоятельной работе студент должен проявлять больше самостоятельности при поиске возможностей в решении поставленных задач, причем уметь решать не только задачи на закрепление пройденного материала, но и так называемые задачи поиска, а также комплексные задачи, требующие применения широкого спектра знаний, задачи с варьируемыми в широком диапазоне условиями и т.п.

5. В новом образовательном стандарте компетенции только сформулированы и не определен уровень их освоения. В этой связи вузы должны самостоятельно разработать механизмы оценки выполнения требований ФГОС.

Эти противоречия обусловливают возникновение проблемы формирования варианта решения на переход к новой организации учебного процесса в соответствии с образовательными стандартами (так называемыми стандартами «третьего поколения»).Вполне очевидно, что данная проблема не может быть отнесена к хорошо структурированным проблемам, поскольку имеется множество моментов качественного характера, ответы на которые можно (если можно) получить только от экспертов (смотри, например, п.5). Нижеследующее изложение есть результат работы экспертов в процессе реализации основных этапов системного анализа для разрешения слабоструктурированной сформулированной проблемы. Следует понимать, что бакалавр получивший подготовку по направлению «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем» и математик-программист с позиции их подготовки ориентированы на несколько различную деятельность. Так математик-программист имеет объектами своей деятельности математические модели, программы и программные системы, методы их проектирования и реализации, а также способы сопровождения, эксплуатации и администрирования. Поэтому его подготовка включает тщательное изучение всего жизненного цикла информационных систем с упором не базовые знания соответствующих наук. Для бакалавра же по направлению «Математическое обеспечение и администрирование информационных систем» образовательный стандарт определяет лишь уровень конкретных компетенций, представляющих собой модели поведения, необходимые для того, чтобы эффективно делать определенную работу. Тем самым объект их возможной деятельности не имеет четко оговоренных границ, они весьма условны. По существу бакалавр-выпускник по направлению 010500, обладающих достаточно высоким уровнем освоения компетенций приведенных в образовательном стандарте, может исполнять широкий спектр работ в области разработки и эксплуатации компьютерных систем, причем последние имеют явный приоритет. Для развития же большинства профессиональных компетенций студенты должны иметь результативную (не формальную) практику непосредственной работы с реально функционирующими информационными системами. Причем эта практика не должна ограничиваться, например, освоением компетенций собственно администратора конкретной информационной системы. Важным компонентом их образования является понимание сущности построения информационных систем и способность оценить все стороны тех или иных разработок в этой сфере. Тем самым студент вуза, как обладатель перечисленных в ФГОС профессиональных компетенций, обязан в известной мере освоить более широкий спектр профессиональной деятельности, чем уровень профессионального пользователя, в том числе в области разработки и проектирования такого рода объектов. Заметим, что набор указанных в образовательном стандарте компетенций как раз и ориентирует подготовку с приоритетами в приобретение навыков системного моделирования при исследовании и проектировании программных систем, а также способов их применения для решения задач в различных смежных предметных областях. Тем самым, вузам определены требования к результатам их деятельности с предоставлением широкого спектра свобод в выборе технологий процесса обучения. К сожалению, способы измерения уровня соответствия такого рода требованиям в ФГОС не указаны.В этих условиях становится ясным, что разрешение рассматриваемой проблемы возможно лишь в условиях существования достаточно сложной системы. Поэтому перед вузами стоит цель: разработать эффективную систему подготовки выпускников, владеющих указанным набором образовательных стандартов компетенций, т.е. готовых для исполнения по данному направлению широкого спектра конкретных видов деятельности.Эту цель (глобальную цель) целесообразно декомпозировать на следующие две цели (цели первого уровня): реализация образовательных процессов развития определенных компетенций заданного уровня и обеспечение освоения необходимой совокупности знаний (см. Рис.2.6.). Рис. 2.6. Граф Цели – Задачи разрешения проблемы организации нового учебного процесса. Сформулируем задачи, обеспечивающие достижение этих целей.

Поскольку достижение заданного уровня определенных компетенций у выпускников направления 010500 является критериальным требованием образовательного стандарта, весь образовательный процесс должен быть построен вокруг развития у студентов именно этих компетенций. Он должен включать все необходимые компоненты процесса развития компетенций на протяжении всего срока обучения, добиться их необходимого согласования по содержанию, срокам и ресурсам. Этого можно добиться, разработав подсистему развития профессиональных компетенций. Здесь следует подчеркнуть необходимость решения весьма не простой задачи - разработки механизмов измерения уровня компетенций.

Не случайно, что данное направление подготовки включает серьезный знаниевый компонент по фундаментальным и прикладным аспектам нескольких наук, основные из которых фундаментальная математика, математическое моделировании и информатика. Эти и другие знания необходимые для подготовки бакалавров по направлению 010500 столь объемы и сложны, а также требуют достаточно высокого уровня общей эрудиции, что необходима разработка структуры формирования определенной системы освоения необходимых знаний, что и обусловливает вторую задачу первого уровня. Одной из главных проблем современной высшей школы является, вообще говоря, низкая мотивация студентов получить действительно качественное высшее образование. В этой связи крайне актуальна третья задача данного уровня декомпозиции глобальной цели: построить подсистему стимулирования качественной учебы студентов, решение которой в значительной мере позволит достичь обеих поставленных целей. Решение сформулированных задач обеспечивается достижением ряда целей второго уровня (далее на рис.2.6. указаны лишь соответствующие цели нижестоящих уровней графа Цели-Задачи). Известно, что основная часть вузов, обеспечивающая подготовку по специальности 010503 - Математическое обеспечение и администрирование информационных систем не имеет в качестве учебных работоспособных полномасштабных информационных систем. В этой связи большинство студентов может встречаться с элементами практики своей будущей профессиональной деятельности лишь в период производственной практики, которая весьма кратковременна и не обеспечивает развития заданного уровня соответствующих компетенций (отметим, что аудиторные и самостоятельные занятия при следовании существующим планам и программам этим новым задачам не соответствуют). Именно поэтому переход к подготовке бакалавров рассматриваемого направления требует обеспечения учебного процесса необходимым составом тренажеров и учебных информационных систем, причем доступных студентам в удобной форме и в течение достаточного времени. Для успешного функционирования подсистемы развития профессиональных компетенций вуз должен располагать качественным учебно-методическим и организационным обеспечением процессов развития профессиональных компетенций, а также соответствующим образом подготовленным профессорско-преподавательским составом и обслуживающим персоналом.

Развитие заданного набора компетенций требует весьма широкого спектра знаний, как фундаментального, так и прикладного характера. Но выпускники вуза начинают свою трудовую деятельность в различных сферах и в дальнейшем часто меняют место работы, что обусловливает развитие их компетентности, а, следовательно, и расширения списка освоенных компетенций. Поэтому важнейшим моментом в организации образовательного процесса было и остается обеспечение освоения необходимой совокупности базовых знаний, обеспечивающих возможность дальнейшей профессиональной подготовки. К сожалению, именно этот компонент обучения первым приносится в жертву административным новациям.

Для этих целей должна эффективно функционировать специальная подсистема освоения необходимой совокупности знаний. Для этого необходимо:

1. Сформировать структуры совокупности получаемых знаний (определить состав знаний и наполнение их адекватным содержанием, построить их упорядочение, как по содержанию, так и по срокам освоения);

2. Разработать соответствующие комплексы учебно-методического обеспечения процессов освоения знаний, где вопросы обучения и контроля результатов должны иметь направленность, определяемую ФГОС.

Эта подсистема должна гарантировать достижение заданного уровня освоения даваемых знаний, что вызвано не только ситуацией с общим средним образованием и слабой мотивацией к получению качественного образования. В настоящее время объемы знаний, определяемые рабочими программами, часто превосходят возможности их качественного освоения средним студентам в отводимые учебным планом сроки. Тем самым при разработке подсистемы освоения знаний должно быть найдено разрешение этого противоречия в условиях каждого конкретного вуза.

Проблематичным является определение степени достижения поставленных целей, что обусловлено плохой структурированностью проблемы. Дело в том, что в образовательном стандарте компетенции только сформулированы и не определен уровень их освоения. По-видимому, найти ответ на этот вопрос вузы должны самостоятельно. В этой связи целесообразно выделить и сформулировать цель разработки механизмов оценки требований образовательных стандартов нового поколения. В интересах ее достижения должны быть решены многочисленные вопросы взаимодействия всех участников образовательного процесса, в том числе и формулирование соответствующих критериев.

Дальнейший процесс системного анализа данной проблемы требует рассмотрения специальных вопросов и здесь не представлен. Отметим лишь следующее. Инструментом для разрешения сформулированной проблемы должна явиться эффективная система подготовки выпускников, которые, обладая необходимым уровнем компетентности, готовы для исполнения по данному направлению вполне конкретных видов деятельности. Для формирования такой системы целесообразно построить процесс достижения поставленных целей, описав прохождение студентами новой учебной программы. Затем путем введения характеристик и отношений между компонентами этого процесса описать элементы формирующейся системы, ввести конкретные методики оценки эффективности процесса и провести необходимые тестовые измерения. Если будут получены неудовлетворительные результаты, необходимо ввести коррективы в значения введенных параметров, а затем повторить оценку эффективности.

Итак, в тех случаях, когда исследователь, попав в проблемную ситуацию, не имеет достаточных сведений, позволяющих использовать известные методы формализации, рекомендуется применять системный анализ. Это означает: объект исследования рассматривать как систему, организовывать процесс формирования и исследования соответствующей системы, применяя при этом весь арсенал методов, методик и приемов, обеспечивающих возможность формирования адекватных рассматриваемой проблеме моделей.