Эпистемология. Основы конструктивного направления

ЗАДАЧИ И ПРИМЕРЫ

 

Часть 1

 

 

Учебное пособие

 

 

Рекомендовано Министерством образования РФ в качестве

учебного пособия для студентов специальности

«Автоматизированные системы обработки информации и

управления» направления подготовки дипломированного

специалиста «Информатика и вычислительная техника»

 

МОСКВА 2005

ББК 1.402.050.00

П16

УДК 51.303.115; 65.012.122

 

Рецензенты:  дтн, проф. Л.А. Широков

                  дтн, проф. Л.Г. Кудинов

 

П16 Панченко В.М. Теория систем: задачи и примеры. Учебное пособие. Часть 1 / Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)». – М., 2005. – 80 с.

 

ISBN 5–7339–0385–6

 

Понятия системного подхода и системного анализа при изучении абстракций теории систем невозможно усвоить без глубокой конкретизации и интерпретации понятий на реальных проблемных заданиях и задачах. В данном пособии в качестве проблемного задания рассмотрено мероприятие “экзамен” и его частная задача определение рейтинга обучаемого.

В разработке отдельных подзадач и подготовке рукописи к изданию на компьютере принимали активное участие студенты Горбунов О.В., Данченков А.В., Губина Е.А., Федотов И. Е. 

Пособие предназначено для студентов специальностей 220200. Материал пособия может стать основой для тем дополнительного проекта и развития поисковых исследований в направлении создания электронных средств обучения.

 

Табл. 6. Ил. 11. Библиогр.: 29 назв.

 

Печатается по решению редакционно-издательского совета университета.

 

© В.М. Панченко, 2005

Введение

 

Конструктивное направление в теории систем связывают с созданием универсальных решателей системных задач с процессами объединения теории систем и системного анализа в конкретных областях деятельности [4,17].

В когнитивной психологии под УРЗ понимается “компьютерная модель, разработанная для моделирования всех используемых человеком способов решения проблем или задач”[19]. Кстати в дословном переводе слово проблема синоним слова задача [2].

По сути своей множество УРЗ и УРСЗ являются компьютерными программами или более широким научным направлением в использовании компьютеров в качестве НАПОМИНАТЕЛЕЙ   к решению общих системных или конкретных проблемных задач.

Следовательно, для создания решателей (УРЗ или УРСЗ) необходимо иметь конструктивные напоминатели: НЗ (напоминатели к задачам), УНЗ (универсальные НЗ), УНСЗ (универсальные напоминатели системных задач) и тому подобные напоминатели.

В качестве напоминателей при обучении выступают конспекты, вопросы, билеты и другие формы развернутой и свернутой системы знаний познающего мир субъекта.

Системы напоминателей в инженерии знаний строятся, в частности, в форме семантических структур и связанных с ними правил вывода следствий на множестве высказывательных форм. В компьютере подобные системы реализуются в виде экспертных систем, применяемых в слабо формализуемых и не формализуемых областях деятельности, отличающихся большой степенью нечётности, неопределенности, многозначности.

Конструктивная теория систем в своей основе должна быть направлена на создание УНСЗ как методологически необходимого этапа на пути создания УРЗ, УРСЗ. Экспертных и других компьютизированных систем, направленных на системный анализ процессов и управляющих решений.

Естественно, что обучение эпистемологии (теории познании) в подобной плоскости применения должно опираться на тесный симбиоз абстрактного и конкретного, направленный на овладение и применение системообразующих схем организации познавательного процесса – на конструктивную теорию систем.

В конструктивной теории систем системный подход конкретизируется как направление методологии научного познания и социальной практике, в основе которого лежит рассмотрение объектов как систем.

При подготовке данного учебного пособия активное участие принимали студенты третьего курса МИРЭА факультета кибернетики в 1997/98 учебном году. Ими проработаны индивидуальные варианты решений по заданию “экзамен” и задаче “рейтинг” обучаемого, как одной из составляющих частей курсовой работы. Результаты решений использовались в качестве методологической основы организации реального процесса подготовки и сдачи экзамена по дисциплине “Теория систем”.

Студенты Горбунов О.В., Данченков А.В. результаты курсовых работ представили в конкретных программных формах и распечатках. Которые вошли составной частью в качестве примеров в иллюстративную часть пособия. При их активном участии рукопись подготовлена на машинных носителях, качественно отформатирована и распечатана.

Исходя из принципов, что “время не ждет” и “лучшее - враг хорошего” составитель пособия считает возможным рекомендовать его для учебного процесса студентам, обучающимся в МИРЭА, по специальности “Автоматизированные системы обработки информации и управления”.

 

Эпистемология. Основы конструктивного направления

1.1 Понятия и категории понятий [14]

Познавательный процесс строится как многоуровневая система понятий и их отношений. Понятия на самом верхнем уровне абстрагирования трансформируются в категории философские, т.е. “предельно общие, фундаментальные, отражающие наиболее существенные, закономерные связи и отношения реальной действительности и познания”.

На нижнем уровне конкретизации понятие выступает, как “ мысль отражающая в обобщенной форме предметы, сущности и явления действительности и связи между ними посредством фиксации общих и специфических признаков, в качестве которых выступают свойства предметов и явлений и отношения между ними”.

Любое понятие, будь то отдельная мысль или обобщенная философская категория, с позиции системного подхода может быть интерпретировано как система, т.е. представлено в более конструктивной форме совокупности элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство.

Различного рода общие системы изучаются в общей теории систем и в рамках специальных теорий систем опять же на различных уровнях абстрагирования и конкретизации понятия системы [46].

Вернёмся к понятию, как системе. На лингвистическом и знаково–лингвистическом уровне абстрагирования [3] понятие определяется через другие понятия, их свойства и системы отношения. При этом определяются две стороны понятия: составляющая предмета/вещи (термы и конституэнты) и составляющая содержания в форме описания свойств понятия и отношений с другими понятиями (функторы) формируется семиотическая комплексная сущность понятия и его место в семантической сети наших знаний.

Таким образом, понятие на верхнем уровне абстрагирования (обобщения) наших знаний выступает как философская категория объекта, т.е. триединого комплекта, состоящего из предмета/вещи, сущности и явления. Категория субъекта попадает под это комплексное описание и отличается от категории объекта важным свойством целеполагания.

Любое понятие как самостоятельная сущность представляет собой результат творческой деятельности людей, полученный в ходе исторического познавательного процесса.

В простейшем случае определяемое понятие в системе определяющих его понятий может быть представлено в виде графа типа звезды (лапы, кисти), т.е. частного случая дерева, которое можно записать по формуле полного двудольного графа К(1,n).

На рис. 1.1 представлен граф К(1,n) в форме лапы и К(1,4) в форме звезды.

 

Примером реальной звезды в химии служит молекула С1Н4, где С – знак понятия углерода, Н – знак понятия водорода, а вся звезда – более сложное понятие – знак молекулы метана.

Объединяясь через определяющие исходное понятие с другими понятиями, определяющими определяющие понятия деревья К(1,n) образуют семантические сети N(p,q), где N – знак сетевой структуры, p – число вершин, q – число дуг.

Подмножество Ni(pi; qi) N(p; q) может представлять собой более сложное понятие, составленное из простых. При этом не все ветви определяющих понятий могут вступать в связь с последующим уровней понятий. Не востребованные функторы отношений в будущем могут повлиять на понятийно-семантическую картину представления наблюдаемого мира на определенном историческом этапе развития наших знаний о мире, вплоть до изменения исходной парадигмы в конкретной системе знаний.

Наиболее полный набор функторов и определяющих свойств понятий концентрируется на уровне философских категорий.

В понятиях конкретных дисциплин используется определенное, сложившееся исторически подмножество функторов-отношений и функторов-свойств.

Перечисление основных термов теории образует набор ключевых слов, формирующих узловые вершины (или их системные подмножества) в данной теории.

Для теории систем и системного анализа основополагающими ключевыми словами (понятиями) являются: объект, субъект, системный подход, парадигма, эпистемология, системная парадигма, система и т.д.