Общая теория систем. Прикладные аспекты

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение  

высшего образования 

«ПОВОЛЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» 

 
 
 
 
 
 
 
 

ОБЩАЯ ТЕОРИЯ СИСТЕМ 

 

ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ 

 
 
 

Под общей редакцией профессора А. В. Горохова 

 
 
 

Учебное пособие 

 
 
 

 
 

Йошкар-Ола 

ПГТУ 
2018 

УДК 004.75 
ББК  32.81 

О 28 

 

Авторы:  
Горохов А. В., Петрова Л. В., Абдулаев В. И., Баранов А. В., Амбарян Ц. О. 

 

Рецензенты: доктор технических наук, профессор, зав. кафедрой прикладной 
математики и информационных технологий ПГТУ В. Г. Наводнов; 
доктор экономических наук, профессор кафедры экономики и финансов 
МарГУ Е. И. Царегородцев 

 

Печатается по решению редакционно-издательского совета ПГТУ 

 

 
Общая теория систем. Прикладные аспекты: учебное пособие / 

А. В. Горохов, Л. В. Петрова, В. И. Абдулаев и др.; под общ. ред. проф. 
А. В. Горохова. – Йошкар-Ола: Поволжский государственный технологический 
университет, 2018. – 120 с. 

ISBN 978-5-8158-1978-8 
 
В учебном пособии приведены основные положения общей теории систем. 

Изложены понятие цели и закономерности целеобразования. Представлено моделирование 
как этап целенаправленной деятельности, виды моделей, способы 
и условия их реализации. Рассмотрены принципы системной инженерии. Приведены 
различные прикладные аспекты системного анализа. 

Для студентов бакалавриата и магистратуры, обучающихся по направлениям 
38.03.05, 09.03.03, 38.04.05, 09.04.03.  

УДК 004.75 

ББК 32.81 

ISBN 978-5-8158-1978-8
© Горохов А. В., Петрова Л. В., Абдулаев В. И.,
Баранов А. В., Амбарян Ц. О., 2018
© Поволжский государственный 
технологический университет, 2018

Учебное издание 
Горохов Андрей Витальевич 
Петрова Людмила Владимировна 

Абдулаев Вячеслав Ибрагимович 
Баранов Алексей Владимирович 

Амбарян Цовинар Овиковна 

ОБЩАЯ ТЕОРИЯ СИСТЕМ. ПРИКЛАДНЫЕ АСПЕКТЫ 

Учебное пособие 

Под общей редакцией профессора А. В. Горохова 
Редактор
Л. С. Емельянова

Компьютерная верстка и дизайн обложки 
И. В. Малинкина

 

Подписано в печать 28.05.2018.

Формат 60×841/16.

Бумага офсетная. Печать офсетная.

Усл. печ. л. 6,98. Тираж 37 экз.

Заказ №          .

Поволжский государственный
технологический университет

424000 Йошкар-Ола,

пл. Ленина, 3.

Отпечатано с готового 

оригинал-макета

в ООО «Принтекс»

г. Йошкар-Ола,

бульвар Победы, 14.

О 28

ОГЛАВЛЕНИЕ 

 

Предисловие ................................................................................................ 5 

Список сокращений .................................................................................... 7 

Введение ...................................................................................................... 8 

1. Понятие цели. Закономерности целеобразования ........................ 10 

1.1. Интерпретация понятия цель ....................................................... 10 

1.2. Виды и формы представления структур целей. 
Сетевая структура или сеть ................................................................ 17 

1.3. Иерархические структуры ........................................................... 17 

1.4. Страты и эшелоны ........................................................................ 18 

1.5. Методики структуризации целей ................................................ 20 

2. Моделирование систем ...................................................................... 26 

2.1. Моделирование как этап целенаправленной деятельности ...... 27 

2.1.1. Цель как модель ................................................................... 28 

2.1.2. Познавательные и прагматические модели ....................... 29 

2.1.3. Статические и динамические модели ................................ 30 

2.2. Способы реализации моделей ..................................................... 31 

2.2.1. Абстрактные модели и роль языков ................................... 31 

2.2.2.  Физические модели и виды подобия ................................ 33 

2.2.3. Знаковые модели и сигналы ............................................... 36 

2.3. Условия реализации моделей ...................................................... 37 

2.4. Соответствие модели действительности .................................... 38 

2.4.1. Конечность моделей ............................................................ 39 

2.4.2. Упрощенность моделей ....................................................... 41 

 

2.4.3. Приближенность моделей ................................................... 42 

2.4.4. Адекватность моделей ........................................................ 43 

2.5. Модель «черного ящика» ............................................................ 46 

2.6. Математические модели  
для многокритериального планирования .......................................... 48 

2.7. Имитационное моделирование ................................................... 57 

2.7.1. Системная динамика ........................................................... 59 

2.7.2. Мультиагентные технологии .............................................. 64 

2.7.3. Аппарат имитационного динамического моделирования 69 

3. Системная инженерия........................................................................ 75 

3.1. Системный подход к составлению крупных проектов ............. 75 

3.2. Системное рассмотрение проблемы ........................................... 78 

3.3. Системное проектирование ......................................................... 82 

3.4. Адаптивное управление ............................................................... 86 

4. Прикладные аспекты системного подхода .................................... 92 

4.1. Математические модели систем  
как результат системного анализа ..................................................... 92 

4.2. Контуры причинно-следственных связей .................................. 97 

4.3. Примеры для практикума ........................................................... 104 

4.4. Системный подход к построению модели  
предметной области управления государственными закупками ... 107 

4.4.1. Метод построения концептуальной модели ..................... 111 

4.4.2. Реализация системы поддержки принятия решений  
на основе концептуальной модели .............................................. 114 

Заключение ............................................................................................... 118 

Список литературы .................................................................................. 120 

 
 
 

ПРЕДИСЛОВИЕ 

 
Одним из наиболее актуальных прикладных аспектов общей теории 
систем являются задачи исследования сложных систем, к которым 
относятся все социально-экономические системы. С позиций общей 
теории систем мир видится как совокупность различных систем, 
не сводимых к сумме элементов. Прогноз поведения объединенных в 
систему элементов определяется прежде всего поведением системы 
как целого и закономерностями эволюции системы. 

Социально-экономическая система характеризуется наличием 

большого количества разнородных элементов, разнообразием связей, 
динамичностью, т.е. представляет собой сложную вероятностную ди-
намическую систему.  

В настоящее время большинство исследователей соглашаются с 

тем, что единственным доступным и безопасным средством исследо-
вания таких систем является моделирование. Необходимость в моде-
лировании обусловлена возникновением новых научно-технических 
проблем (в частности, проблем совершенствования организацион-
ного управления), что сопровождается ростом требований к сред-
ствам моделирования.  

Все более частыми становятся случаи, когда не удается постро-

ить компактную (например, математическую) модель, отражающую 
реальные события во всей их сложности, или когда построенная мо-
дель приводит к таким задачам, которые находятся на грани разре-
шимости. 

В таких задачах наиболее эффективным является имитационное 

моделирование, в котором модель имитирует поведение объекта ис-
следования. Имея модель поведения объекта, можно формировать де-
сятки, сотни возможных сценариев управления им, и выбирать те, ко-
торые приводят к наилучшим результатам. 

Предлагаемое учебное пособие разработано в соответствии с ос-

новными положениями государственных образовательных программ 
дисциплины «Общая теория систем» для студентов направлений 

38.03.05 Бизнес-информатика (бакалавриат), 09.03.03 Прикладная ин-
форматика (бакалавриат), 38.04.05 Бизнес-информатика (магистра-
тура), 09.04.03 Бизнес-информатика (магистратура), а также для сту-
дентов всех направлений, изучающих общую теорию систем.  

Настоящая работа, подготовленная коллективом авторов, является 

учебным пособием по курсу «Общая теория систем» для студентов 
вышеуказанных направлений подготовки. 

Книга состоит из четырех глав, связанных единой концепцией и 

общностью рассматриваемых вопросов.  

В первой главе изложено понятие цели, представлены закономер-

ности целеобразования.  

Вторая глава посвящена моделированию систем.  
В третьей главе рассмотрены основные принципы системной ин-

женерии.  

В четвертой главе приведены прикладные аспекты системного 

анализа.  

Разделы курса представлены в порядке последовательного осве-

щения системных вопросов от простых понятий к сложным катего-
риям. Теоретические вопросы курса сопровождаются примерами и 
контрольными вопросами. 

 

 

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 

 
ИДМ
–
имитационная динамическая модель

КХМ
–
крупномасштабное хозяйственное мероприятие

ЛПР
–
лицо, принимающее решение

МАС
–
мультиагентная система

ООВО –
образовательная организация высшего образования

ПТР
–
параметр технического решения

СА
–
системный анализ

СММ
–
системное математическое моделирование

ТЭЭ
–
технико-эксплуатационный элемент

ЦФ
–
цель-функция

ФХД
–
финансово-хозяйственная деятельность

ЦФО
–
центр финансовой ответственности

 
 

ВВЕДЕНИЕ 

 
В настоящее время существенно возросли требования к рацио-

нальному обоснованию управленческих решений, влияющих на раз-
личные аспекты функционирования социально-экономических си-
стем и реализующих стратегии их бескризисного развития. Такие си-
стемы имеют высокие уровни динамической сложности – сложности 
не в терминах количества компонентов в системе или числе комбина-
ций, которые следует рассмотреть в процессе принятия решения (это 
проблемы комбинаторной сложности), а динамическая сложность, 
напротив, может возникнуть даже в простых системах с низкой ком-
бинаторной сложностью.  

Динамическая сложность является результатом взаимодействий в 

системе через какое-то время. Задержки замедляют процесс накопле-
ния опыта и проверки гипотез. Существование многократно взаимо-
действующих обратных связей в системе означает, что трудно изоли-
ровать влияние интересующих факторов. Многие факторы изменя-
ются одновременно, осложняя интерпретацию системного поведения 
и снижая эффективность каждого цикла исследований. Это также 
приводит к неустойчивости динамических систем, задерживая отри-
цательную обратную связь и увеличивая тем самым тенденцию к ко-
лебательным процессам в системе. Колебание и неустойчивость 
уменьшают возможность управления связанными друг с другом пере-
менными (различать причину и следствие), что также осложняет изу-
чение системы.  

Кроме того, экспериментирование с социально-экономической си-

стемой на этапе разработки стратегий ее развития не всегда возможно 
и этично по ряду таких причин, как большая длительность развития 
некоторых процессов в реальных системах, необратимость изменений, 
высокая стоимость натурного эксперимента и пр. Поэтому, возможно, 
единственным путем организации эффективного исследования 
сложной системы с целью разработки стратегий ее развития является 
создание и исследование ее моделей.  

Динамические модели способны имитировать поведение реальной 

системы, что дает возможность экспериментировать со стратегиями, 
которые могут приводить к любым результатам, в том числе нежелательным 
в реальном мире, например, имитировать катастрофы. Часто 
исследования сложной системы в чрезвычайных ситуациях дают 
больше знаний о ее структуре и динамике, чем адаптация к успешной 
стратегии путем малых приращений. 

В связи с этим в предлагаемом вниманию читателей издании основной 
упор сделан на изучение методов моделирования сложных систем, 
в частности – имитационного моделирования. Кроме того, в 
данном учебном пособии рассматриваются вопросы целеобразова-
ния, моделирования систем, системной инженерии. 

 

ПОНЯТИЕ ЦЕЛИ. ЗАКОНОМЕРНОСТИ

ЦЕЛЕОБРАЗОВАНИЯ

 
Одной из принципиальных особенностей системного анализа, от-

личающей его от других направлений системных исследований, явля-
ется разработка и использование средств, облегчающих формирова-
ние и анализ целей и функций систем управления. 

Анализ целей и функций – основа прогнозирования развития пред-

приятия, любой деятельности, основа самоорганизации. Использова-
ние понятия цель в реальных условиях вызывает определенные труд-
ности. На практике его стремятся заменить более удобными терми-
нами «план», «направление деятельности». Ниже излагаются 
основные сведения об исследованиях категории «цель», развитии 
этого понятия, закономерностях целеобразования, приведены виды и 
формы определения структур целей, рассмотрен пример формирова-
ния структуры целей и функций системы управления районом.  

Понятие цель1 и связанные с ним понятия целесообразности, це-

ленаправленности лежат в основе развития системы. Изучению их 
большое внимание уделяется в философии, психологии, кибернетике. 

 

Рис. 1.1. Трансформация цели в пределах условной «шкалы»: 

от идеальных устремлений к материальному воплощению 

 

1 Цель (определение 1). Понятие цель и связанные с ним понятия целесообразности, 
целенаправленности лежат в основе развития системы. 

Идеальное
устремление

Материальное
воплощение
Цель

В некоторых определениях цель как бы трансформируется, прини-

мая различные оттенки в пределах условной «шкалы» – от идеальных 
устремлений к материальному воплощению (рис. 1.1). 

Противоречие, заключенное в понятии «цель», необходимость 

быть побужденным к действию, «опережающим отражением» (тер-
мин введен П. К. Анохиным) или «опережающей идеей», и одновре-
менно материальным воплощением этой идеи, т.е. быть достижимой, 
проявлялось с момента возникновения этого понятия. 

Так, древнеиндийское «артха» означало одновременно «мотив», 

«причину», «желание», «цель» и даже – «способ» [5]. 

В русском языке вообще не было термина «цель». Этот термин за-

имствован из немецкого и имеет значение, близкое к понятию «ми-
шень», «финиш», «точка попадания». В английском языке содер-
жится несколько терминов, отражающих различные оттенки понятия 
цели, в пределах рассматриваемой «шкалы»: «purpose» (цель-намере-
ние, целеустремленность, воля), «object» и «objective» (цель-направ-
ление действия, направление движения), «aim» (цель-стремление, 
прицел, указание), «goal» (цель-место назначения, задача), «target» 
(цель-мишень для стрельбы, задание, план), «end» (цель-финиш, ко-
нец, окончание, предел). 

Глубина диалектической трактовки понятия цели раскрывается в 

теории познания, в которой показывается взаимосвязь понятий цели, 
оценки, средства, целостности (и ее «самодвижения»). Изучение вза-
имосвязи этих понятий показывает, что в принципе поведение одной 
и той же системы может быть описано и в терминах цели или целе-
вых функционалов, связывающих цели со средствами их достижения 
(такое представление называют аксиологическим [3]), и без упомина-
ния понятия цели, в терминах непосредственного влияния одних эле-
ментов или описывающих их параметров на другие, терминах «про-
странства состояний» (или каузально [3]).  

Поэтому одна и та же ситуация в зависимости от склонности и 

предшествующего опыта исследователя может быть представлена 
тем или иным способом. В большинстве практических ситуаций 

лучше понять и описать состояние системы и ее будущее позволяет 
сочетание этих представлений. 

Понимание цели очень важно при организации процессов коллек-

тивного принятия решений в системах управления. В реальных ситу-
ациях необходимо оговаривать, в каком смысле на данном этапе рас-
смотрения системы используется понятие «цель», что в большей сте-
пени должно быть отражено в ее формулировке – идеальные 
устремления, которые помогут ЛПР1 увидеть перспективы или реаль-
ные возможности, обеспечивающие своевременность завершения 
очередного этапа на пути к желаемому будущему. 

Приведенный анализ определений понятий «цель» и графическая 

интерпретация «размытости «философских трактовок цели (рис. 1.1) 
явились важным шагом на пути к практической реализации процессов 
целеполагания. 

В отдельных научных трудах (например, в работах участников се-

минара по прогнозированию при Ленинградском Доме научно-техни-
ческой пропаганды под руководством В. А. Чабровского – см. [5] и 
др.) было выработано весьма полезное для практического применения 
представление о двух различных понятиях цели: «цель деятельности» 
(актуальная, конкретная цель) и бесконечная по содержанию «цель-
стремление» (цель-идеал, потенциальная цель), что позволяет пред-
ложить концепцию единственности цели (более подробно познако-
миться с этой концепцией можно в [5]). 

Особенности возникновения и формулирования целей. Обоб-

щение результатов исследования процессов целеобразования, приво-
димых философами, психологами, кибернетиками, и наблюдение 
процессов обоснования и структуризации целей в конкретных усло-
виях позволили сформулировать некоторые общие принципы, зако-
номерности, которые полезно использовать на практике. 

Зависимость представления о цели и формулировки цели от 

стадии познания объекта (процесса) и от времени. Анализ определе-
ний понятия «цель» позволяет сделать вывод о том, что, формулируя 

 

1 ЛПР – лицо, принимающее решение.