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 направле
ниям 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 тео
рии 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 динамическую систему.  

В настоящее время большинство исследователей соглашаются с 

тем, что единственным доступным и безопасным средством исследования таких систем является моделирование. Необходимость в моделировании обусловлена возникновением новых научно-технических 
проблем (в частности, проблем совершенствования организационного управления), что сопровождается ростом требований к средствам 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 модель приводит к таким задачам, которые находятся на грани разрешимости. 

В таких задачах наиболее эффективным является имитационное 

моделирование, в котором модель имитирует поведение объекта исследования. Имея модель поведения объекта, можно формировать десятки, сотни возможных сценариев управления им, и выбирать те, которые 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 информатика (бакалавриат), 38.04.05 Бизнес-информатика (магистратура), 09.04.03 Бизнес-информатика (магистратура), а также для студентов 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 категориям. 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 различные аспекты функционирования социально-экономических систем и реализующих стратегии их бескризисного развития. Такие системы имеют высокие уровни динамической сложности – сложности 
не в терминах количества компонентов в системе или числе комбинаций, которые следует рассмотреть в процессе принятия решения (это 
проблемы комбинаторной сложности), а динамическая сложность, 
напротив, может возникнуть даже в простых системах с низкой комбинаторной сложностью.  

Динамическая сложность является результатом взаимодействий в 

системе через какое-то время. Задержки замедляют процесс накопления опыта и проверки гипотез. Существование многократно взаимодействующих обратных связей в системе означает, что трудно изолировать влияние интересующих факторов. Многие факторы изменяются одновременно, осложняя интерпретацию системного поведения 
и снижая эффективность каждого цикла исследований. Это также 
приводит к неустойчивости динамических систем, задерживая отрицательную обратную связь и увеличивая тем самым тенденцию к колебательным процессам в системе. Колебание и неустойчивость 
уменьшают возможность управления связанными друг с другом переменными (различать причину и следствие), что также осложняет изучение 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 ос
новной упор сделан на изучение методов моделирования сложных систем, в частности – имитационного моделирования. Кроме того, в 
данном учебном пособии рассматриваются вопросы целеобразования, моделирования систем, системной инженерии. 

 

ПОНЯТИЕ ЦЕЛИ. ЗАКОНОМЕРНОСТИ

ЦЕЛЕОБРАЗОВАНИЯ

 
Одной из принципиальных особенностей системного анализа, от
личающей его от других направлений системных исследований, является разработка и использование средств, облегчающих формирование и анализ целей и функций систем управления. 

Анализ целей и функций – основа прогнозирования развития пред
приятия, любой деятельности, основа самоорганизации. Использование понятия цель в реальных условиях вызывает определенные трудности. На практике его стремятся заменить более удобными терминами «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 формирования 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