Основні засади дисципліни “Економічна кібернетика” як загальносистемної науки

Сукупність  цих вимог та певна суб’єктивність неминуча, коли  
йдеться про вибір системотвірних ознак, призводять до значних труднощів у разі намагання дати універсальне визначення системи. Тому залежно від мети дослідження застосовують різні підходи до тлумачення терміна «система», які різняться за рівнем абстракції. Обмежимося таким визначенням:

Під системою S розумітимемо множину взаємозв’язаних, взаємозалежних елементів будь-якої природи, які поєднані за деякими системотвірними ознаками, утворюють єдине ціле та підпорядковані певній спільній меті.

Зовнішнє  середовище Е — це все те, що не ввійшло до системи.

Входи, виходи системи. Система взаємодіє із зовнішнім середовищем за допомогою своїх «входів» і «виходів».

Вхід  системи — це канали, за допомогою яких зовнішнє середовище Е впливає на систему S. Через входи із зовнішнього середовища до системи надходить речовина, енергія, інформація.

Вихід системи — це канали впливу системи S на зовнішнє середовище. Результати процесів перетворення входу (речовина, енергія, інформація) надходять до зовнішнього середовища через «вихід».

Позначивши  множину входів символом Х = {Xi} = {X1, X2, …, Xn}, виходів — Y = {Yj} = {Y1, Y2, …, Ym}, а відношення між ними — R, запишемо: YRX.

Елемент системи. Підсистеми. Елемент системи — це неподільна частина системи (за певного способу розбиття її), що має деяку самостійність стосовно всієї системи. Неподільність елементів відносна: її потрібно розуміти як недоцільність у межах розглядуваної моделі даної системи враховувати внутрішню структуру окремих складових останньої.

Будь-який об’єкт, узятий за первинний, можна  тлумачити як елемент (підсистему) деякої системи вищого рангу. Підсистема — частина системи, виокремлена за тими чи іншими системотвірними (наприклад, функціональними) ознаками. Якщо, скажімо, системою вважати економіку країни, то як підсистеми можна розглядати окремі сектори та галузі економіки.

Будь-яка  система може бути підсистемою іншої системи, яка щодо неї є надсистемою. Зовнішнім середовищем даної системи називається система, що складається з елементів, які не належать цій системі.

Елементи  системи характеризуються тільки зовнішніми проявами у вигляді взаємодії з іншими елементами, що зумовлюється наявністю зв’язків між ними.

Зв’язок елемента із зовнішнім середовищем  моделюється за допомогою його входів і виходів.

Кількісною  мірою взаємодії входу (виходу) елемента з відповідним середовищем є інтенсивність цього входу (виходу). Графічну схему елемента зображено на рис. 1.1. У загальному випадку елемент розглядається як перетворювач входів на виходи: Y = RX, де R — символічне позначення сукупності перетворень множини входів на множину виходів.

Рис. 1.1. Графічна схема елемента (системи)

Для того щоб елементи системи могли сприймати, запам’ятовувати та переробляти інформацію, вони мають бути мінливими, змінюючи свої властивості. Іншими словами елемент може перебувати в різних станах. Кожний елемент характеризується набором показників, причому зі зміною значення хоча б одного з них елемент переходить до іншого стану. Внутрішній стан елемента — це сукупність його істотних властивостей Q = {q1, q2, …, qk}. Система в цілому також може розглядатися як елемент, оскільки вона характеризується своїми показниками і може переходити з одного стану до іншого.

Показники можуть бути кількісними або якісними. Кількісні показники можуть бути неперервними або дискретними. Якісні показники ранжуються здебільшого за рівнем значущості на порядкових або відносних шкалах. До таких показників належать, наприклад, інтелект (коефіцієнт інтелекту), рівень знань студента (оцінка в балах), перевага однієї альтернативи перед іншою.

Елемент може впливати на інші елементи системи, змінюючи їхні стани. Цей вплив може бути енергетичним або інформаційним. Стан елемента може змінюватися сам по собі або в результаті сигналів і впливів, що надходять ззовні системи.

Структура систем. Функціонування системи як єдиного цілого забезпечується зв’язками між її елементами. У техніці ці зв’язки формуються під час проектування, у біології вони виникають у процесі зародження й розвитку організму. В економічних системах зв’язки можуть організовуватися у плановому порядку чи стихійно під впливом ринкових механізмів.

Структура системи — це сукупність її елементів і зв’язків між ними, по яких можуть проходити сигнали і впливи. Формально структуру найчастіше подають графічно у вигляді схеми або  
графа (рис. 1.3).

Рис. 1.2. Графічне зображення структури:  
а — без зворотного зв’язку;  б — зі зворотним зв’язком

Взаємодія реальних об’єктів (елементів) системи  один з одним та із зовнішнім середовищем  є різноманітною та багатоаспектною завдяки значній кількості їхніх властивостей. Тому під час дослідження системи беруть до уваги лише найбільш суттєві зв’язки та властивості, які відчутно впливають на її функціонування, а рештою нехтують.

Розглядаючи поняття входів та виходів (кількість  яких скінчена), вважають, що вони моделюють саме істотні зв’язки (матеріально-речовинні й інформаційні) між об’єктами. Отже, поняття  
«система» є абстракцією не тільки щодо властивостей реальних об’єктів, а й щодо зв’язків між ними. 
 
 

6.2 Класифікація систем 

Формуючи  класи систем, застосовують різні класифікаційні (системотвірні) ознаки, головними з яких вважають природу та походження елементів, тривалість існування, мінливість властивостей (поводження), ступінь складності, відносини до середовища тощо. Одну з можливих класифікацій систем наведено в табл. 1.1.

Таблиця 1.1

Класифікація  систем

 

     Спинимося докладніше на деяких основних типах  систем.

Абстрактні  системи складаються з елементів, що не мають фізичних аналогів у реальному світі. Наприклад, системи рівнянь, системи числення, ідеї, плани, гіпотези, теорії тощо.

     Штучні — це системи, які створила людина.

Прості  системи — такі, що їх можна описати з достатньою точністю.

Великі  складні системи — складаються з численних взаємозалежних і таких, що взаємодіють між собою, різнорідних елементів та підсистем. Складні системи мають принципово нові властивості, яких не має жодний зі складових елементів (властивість емерджентності). Приклади складних систем: живий організм, підприємство, галузь економіки, система управління телекомунікаціями і т. ін. Такі системи характеризуються високим рівнем невизначеності свого поводження.

     Ізольовані (закриті) системи — на відміну від відкритих систем не обмінюються із зовнішнім середовищем енергією, речовиною або інформацією.

Організаційні системи — соціальні системи, групи, колективи людей, суспільство в цілому.

     Кібернетичні  системи — складні динамічні  системи з управлінням. Кібернетична система — це множина взаємозалежних об’єктів (її елементів), здатних сприймати, запам’ятовувати і переробляти інформацію, а також обмінюватися нею. Приклади кібернетичних систем: автопілот, регулятор температури, комп’ютер, людський мозок, живий організм, підприємство, людське суспільство.

     Кібернетичним системам притаманна низка нових  властивостей, яких можуть не мати системи інших типів:

1) багатоваріантність поводження;

2) керованість (інформаційним впливом на систему можна змінити її поводження);

3) наявність керувального пристрою;

4) здатність взаємодіяти з навколишнім середовищем як безпосередньо, так і через керувальний пристрій;

5) існування між системою, середовищем та керувальним пристроєм каналів інформації;

6) здатність інформації, яка циркулює по цих каналах, утворювати зворотні зв’язки, за допомогою яких здійснюється управління поводженням системи з боку органів управління;

7) цілеспрямованість управління системою: воно спрямовує систему до вибору певного поводження або стану, компенсуючи зовнішні збурення;

8) досягнення мети, так само як і поводження системи, має ймовірнісний характер і визначається співвідношенням потужності збурювальних впливів та ефективності керувального пристрою (здатність до переробки інформації та вироблення оптимальних у певному сенсі керувальних впливів);

9) властивість рівноваги, притаманна деяким кібернетичним системам, тобто здатність керувального пристрою повертати систему до початкового стану або до початкового поводження, компенсуючи збурювальні впливи;

10) властивість самоорганізації, також притаманна деяким кібернетичним системам, тобто здатність відновлювати або змінювати свою структуру та спосіб функціонування, компенсуючи збурювальні впливи. 
 

6.3 Додатні та від’ємні  обернені зв’язки.  Приклади в галузі  економіки 

За  напрямом розрізняють зв’язки прямі і обернені.

      Прямий  зв'язок – це такий зв'язок, коли із зростанням факторної ознаки, результативна також зростає.

      При оберненому зв’язку із збільшенням факторної ознаки результативна зменшується або, навпаки, із зменшенням факторної ознаки, результативна зростає. 

  Приклад 11.4. Задамо значення  = 0,5 і знайдемо . Тоді  = 0,4870, тобто параметр має зміщення в бік  
заниження. У табл.6.1 покажемо розрахунок : 

  Непрямий метод найменших квадратів дає обгрунтовану оцінку параметрів рівнянь структурної форми моделі, але вона буде мати зміщення в бік заниження її рівня. Тому цей метод застосовується тільки за деяких спеціальних умов, а саме — точної ідентифікованості рівнянь структурної форми.

  Алгоритм  непрямого методу найменших квадратів.

  Крок 1. Перевіряється умова ідентифікованості для кожного рівняння структурної форми моделі. Якщо кожне рівняння точно індентифіковане, то переходимо до кроку 2.

  Крок 2. Кожне рівняння структурної форми розв’язується відносно однієї з k залежних ендогенних змінних моделі, у результаті приходимо до зведеної форми моделі.

  Крок 3. На основі 1МНК визначається оцінка параметрів окремо для кожного рівняння зведеної форми.