2012 vbp 1

SYSTÉMOVÁ METODOLOGIE

Ak. rok 2011/2012

© vbP

1

Systémová metodologie Vladimír Beneš Petrovický K101 – katedra matematiky, statistiky a informačních technologií vedoucí katedry E-mail: [email protected] Telefon: 251 114 534, 731 425 276 Konzultační hodiny: pondělí 13:00 – 15:00

Ak. rok 2011/2012

© vbP

2

Systémová metodologie Hodinová dotace  Prezenční studium  1. semestr

2/2

z, Zk

6 kreditů

12/4

z, Zk

6 kreditů

 Kombinované studium  1. semestr

Ak. rok 2011/2012

© vbP

3

Systémová metodologie Požadavky k zápočtu  Prezenční studium  Písemná práce na předem dohodnuté téma (8-12 stran A4)  Zpracování dle Metodických pokynů

 Kombinované studium  Písemná práce na předem dohodnuté téma (8-12 stran A4)  Zpracování dle Metodických pokynů

Ak. rok 2011/2012

© vbP

4

Systémová metodologie Studijní literatura  Literatura základní BUREŠ, Vladimír. Systémové myšlení pro manažery. Professional Publishing, 2011. ISBN 978-80-7431-037-9. VOTRUBA, Zdeněk; KALINA, Marek; KLAČÁKOVÁ, Jana. Systémová analýza. ČVUT. Praha, 2008. ISBN 978-80-01-040812. EAN 9788001040812.

 Literatura doporučená BUCHALCEVOVÁ, Alena. Metodiky vývoje a údržby informačních systémů. GRADA. Praha, 2005. ISBN 80-2471075-7. Ak. rok 2011/2012

© vbP

5

Systémová metodologie Obsah  Systémové myšlení  Systém  Obecná teorie systémů  Systémové inženýrství  Systémová analýza a syntéza  Strukturní úlohy  Kybernetika  Operační výzkum  Systémová dynamika  Modelování dynamiky systémů  Simulace dynamiky systémů  Systémové myšlení, systémové archetypy Ak. rok 2011/2012

© vbP

6

SYSTÉMOVÁ

METODOLOGIE I Systémové myšlení

Ak. rok 2011/2012

© vbP

7

Systémová metodologie

SYSTÉMOVÉ MYŠLENÍ

Ak. rok 2011/2012

© vbP

8

Systémové myšlení

Máme se vůbec systémovým myšlením zaobírat?

Zamysleme se nad tím, •

jakými způsoby poznáváme svět;

•

jakými omezeními se při tom setkáváme.

Ak. rok 2011/2012

© vbP

9

Systémové myšlení CESTY POZNÁNÍ Systémové myšlení = specifický pohled na svět

-

+ + • má své výhody • využívá metod a nástrojů

Ak. rok 2011/2012

• má svá omezení • má své potenciální problémy

© vbP

10

Systémové myšlení CESTY POZNÁNÍ Systémové myšlení => sestavení MENTÁLNÍHO modelu

Definice [Sterman, 1991] MENTÁLNÍ model představuje reprezentaci okolního světa v naší mysli včetně vztahů mezi různými jeho částmi, a intuitivní představu o následcích našich činů, což vše dohromady spoluurčuje naše chování a rozhodování. Ak. rok 2011/2012

© vbP

11

Systémové myšlení CESTY POZNÁNÍ Díky MENTÁLNÍM modelům => často nesprávná rozhodnutí!

Proč? [Proverbs, 2010] Předpoklady, na nichž jsou založeny MENTÁLNÍ modely, nejsou v souladu s realitou.

Ak. rok 2011/2012

Odhady důsledků, založené na MENTÁLNÍCH modelech, + správně nepostihují stěžejní aspekty pro daný důsledek podstatné. © vbP

12

Systémové myšlení CESTY POZNÁNÍ Systémové myšlení je disciplínou pomáhající přiblížení MENTÁLNÍHO modelu REALITĚ.

Systémové myšlení zvyšuje pravděpodobnost, že naše jednání, postupy a činy povedou k zamýšlenému cíli.

Ak. rok 2011/2012

© vbP

13

Systémové myšlení Výběr podstatného Realita

Reprezentace

Prvky zařazené do MM

Reprezentace MM

myšlení Výsledky simulací Závěry a rozhodnutí

Akce

zpoždění Dopady akcí Ak. rok 2011/2012

© vbP

Simulace

učení se diskuzí

Komunikace s ostatními

učení se děláním 14

Systémové myšlení PROCES POZNÁNÍ • Informace z okolní reality procházejí našimi smysly • Ty vkládáme do MM; pouze ty, které procházejí detektory • sluch • zrak • hmat • chuť • čich 1. Informují nás smysly o okolním světě v jeho úplnosti? 2. Jsou informace poskytované smysly vždy spolehlivé a správné? Ak. rok 2011/2012

© vbP

15

Systémové myšlení PROCES POZNÁNÍ

Ak. rok 2011/2012

© vbP

16

Systémové myšlení PROCES POZNÁNÍ

Ak. rok 2011/2012

© vbP

17

Systémové myšlení SYSTÉMOVÝ PŘÍSTUP

MECHANISTICKÝ PŘÍSTUP

Základem MECHANISTICKÉHO přístupu dva principy

Redukcionismus

Mechanismus

Analytický výklad

Kauzalita • příčina ? následek • schematičnost myšlení ? • seznam příčin = „laundry list“

• rozklad na prvky • popis chování prvků • sumarizace = chování celku Ak. rok 2011/2012

© vbP

18

Systémové myšlení SYSTÉMOVÝ PŘÍSTUP

MECHANISTICKÝ PŘÍSTUP

Základem MECHANISTICKÉHO přístupu dva principy

Redukcionismus

Mechanismus

• FEM • BEM • Newtonův gravitační zákon Ak. rok 2011/2012

• přelidnění na Zemi (příčiny) • počasí (příčiny) • otáčky motoru (příčiny) © vbP

19

Systémové myšlení SYSTÉMOVÝ PŘÍSTUP

MECHANISTICKÝ PŘÍSTUP

Analytické vyjádření „laundry listu“ (seznamu)

y = a0 + a1X1 + a2X2 + … + an-1Xn-1 + anXn kde

y Xi ai

Ak. rok 2011/2012

závisle proměnná nezávisle proměnná koeficienty (váhy)

© vbP

20

Systémové myšlení SYSTÉMOVÝ PŘÍSTUP

MECHANISTICKÝ PŘÍSTUP

Jádrem SYSTÉMOVÉHO přístupu je

• strukturnost (čím jsou navzájem elementy více závislé, tím obtížnější je popis systému) • hierarchičnost (uspořádání – nadsystém, systém, subsystém) • zpětnovazební smyčky (kontrolní mechanizmy) • vzájemná závislost systému a prostředí (ovlivňují se navzájem)

Ak. rok 2011/2012

© vbP

21

Systémové myšlení SYSTÉMOVÝ PŘÍSTUP

MECHANISTICKÝ PŘÍSTUP

Doposud lidstvo vedeno k REDUKCIONISMU a MECHANISMU Důsledek:

• přístup založený na specializaci • tendence věnovat se jen několika málo věcem • o zbytku světa nemáme tušení nebo jej ignorujeme, princip „divide and conquer“ = „rozděl a panuj“ • systémový přístup se snaží nabídnout alternativu (viz obrázek)

Ak. rok 2011/2012

© vbP

22

Systémové myšlení SYSTÉMOVÝ PŘÍSTUP

MECHANISTICKÝ PŘÍSTUP

nízká Systémový přístup HLOUBKA míra poznání

Rozdílnost přístupů

Rozděl a panuj

vysoká nízká

vysoká

ŠÍŘKA množství oblastí Ak. rok 2011/2012

© vbP

23

Systémové myšlení SYSTÉMOVÝ PŘÍSTUP

MECHANISTICKÝ PŘÍSTUP

Základní charakteristiky SYSTÉMOVÉHO MYŠLENÍ

• Posun od částí k celku (např. živé systémy (buňky, zvířata, lidé)) • Schopnost zaměřit pozornost na různé úrovně systému (např. vliv stresu na organizmus, město či ekonomiku) • Myšlení v termínech sítí (vnímání světa jako sítě vztahů) Ak. rok 2011/2012

© vbP

24

Systémové myšlení Historický vývoj systémového myšlení Přístupy, které kladou důraz na jednotlivé ČÁSTI CELKU

Přístupy, které kladou důraz na CELEK

• mechanistický • mechanický • redukcionistický • atomistický

• holistický (celostní) • organizmický • systémový • ekologický

Ak. rok 2011/2012

© vbP

25

Systémové myšlení Historický vývoj systémového myšlení Thomas KUHN (fyzik, teoretik a historik vědy) PARADIGMA je souhrn teoretických a metodologických předpokladů v určité etapě vědeckého vývoje, všeobecně uznávané principy vědeckého výzkumu, sloužící v daném období jako modely problémů a jejich řešení.

Ak. rok 2011/2012

© vbP

26

Systémové myšlení Historický vývoj systémového myšlení PARADIGMA někdy působí tak silně, že mu podléhají i vážení vědci a myslitelé !!!

Např. K. F. Gauss uvádí, že ze strachu nepublikoval práci o neeuklidovské geometrii (srovnej s „Lobačevského geometrie “

Ak. rok 2011/2012

© vbP

27

Systémové myšlení Historický vývoj systémového myšlení ORGANIZMICKÁ BIOLOGIE Aristoteles, Goethe, Kant Použili SYSTÉM pro označení živých organizmů i sociálních systémů.

SYSTÉM z řeckého „synhistanai“ (spojovat dohromady) Myšlenky prosazované organizmickými biology daly vzniknout SYSTÉMOVÉMU způsobu myšlení Ak. rok 2011/2012

© vbP

28

Systémové myšlení Historický vývoj systémového myšlení TEKTOLOGIE Ludvig von Bertalanffy (organizace živých systémů) Alexandr Bogdanov (lékař, filosof a ekonom) – obecná teorie systémů

TEKTOLOGIE z řeckého „tekton“ (stavitel) TEKTOLOGIE se zabývá organizačními zkušenostmi všech odvětví společně (ne pouze specializovaného odvětví). Ak. rok 2011/2012

© vbP

29

Systémové myšlení Historický vývoj systémového myšlení KVANTOVÁ FYZIKA Od Newtona fyzikové věřili, že lze fyzikální jevy redukovat na vlastnosti pevných materiálních částic. Elementární částice však nemají smysl jako izolované entity, ale jsou vzájemná spojení mezi procesy pozorování a měření.

Werner Heisenberg: „Svět se tak jeví jako pletivo událostí, v nichž se kombinují spojení různého druhu a určují texturu celku. Ak. rok 2011/2012

© vbP

30

Systémové myšlení Historický vývoj systémového myšlení KVANTOVÁ FYZIKA (systém kvantové kryptografie)

Ak. rok 2011/2012

© vbP

31

Systémové myšlení Historický vývoj systémového myšlení KVANTOVÁ FYZIKA (první laboratorní systém kvantové kryptografie; délka kvantového kanálu = 30 cm)

Ak. rok 2011/2012

© vbP

32

Systémové myšlení Historický vývoj systémového myšlení r. 1984 – návrh kvantového protokolu výměny klíče (Charles Bennett a Gilles Brassard), BB84

r. 1989 - systém kvantové kryptografie poprvé vyzkoušen (Charles Bennett a John Smolin) • dnes SKK možno získat komerční cestou (vysoká cena, malá rychlost přenosu) • k přenosu fotonů slouží optická vlákna • k měření polarizace se používá CaCO3 • práce s jednotlivými fotony problematická • problémem větší vzdálenosti (použití zesilovačů vyloučeno) • rekordní vzdálenost 122 km (standardní optika) • rychlost do 2 kbit/s Ak. rok 2011/2012

© vbP

33

Systémové myšlení Historický vývoj systémového myšlení Kvantový superpočítač • princip superpozice (v každém svém stavu řeší 1 úlohu) • princip interpretace mnoha světů (v každém vesmíru 1 úloha)

• „qubit“ = kvantový bit (1 nebo 0 v kvantové superpozici) • s 250 částicemi (250 qubity) lze vyjádřit 1075 kombinací

Ak. rok 2011/2012

© vbP

34

Systémové myšlení Historický vývoj systémového myšlení TVAROVÁ PSYCHOLOGIE Představiteli např. Max Wertheimer, Wolfgang Koulet (psychologové)

Zkoumání UČENÍ a POVAHY ASOCIACÍ

Pojem STRUKTURY – analogie v hudbě (skladba může být hrána v různých tóninách) Ak. rok 2011/2012

© vbP

35

Systémové myšlení Historický vývoj systémového myšlení EKOLOGIE Termín zavedl Ernst Haeckel (1866)

Ekologie = věda o vztazích mezi organizmy a okolním vnějším světem.

Ekosystémový způsob myšlení zavedl dvě nové koncepce: SPOLEČENSTVA a SÍTĚ Ak. rok 2011/2012

© vbP

36

Děkuji za pozornost

Ak. rok 2011/2012

© vbP

37