Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Таврический Федеральный Университет им. В.И. Вернадского
Факультет математики и информатики
Реферат на тему:
«Системный анализ»
Выполнил студент 3 курса, 302группы
Таганов Александр
Научный руководитель
Стонякин Фёдор Сергеевич
План
1. Определение системного анализа
1.1 Построение модели
1.2 Постановка задачи исследования
1.3 Решение поставленной математической задачи
1.4 Характеристика задач системного анализа
2.
3. Процедуры системного анализа
4.
4.1 Формирование проблемы
4.2 Определение целей
5. Генерирование альтернатив
6.
Вывод
Список литературы
1. Определения системного анализа
Системный анализ как дисциплина сформировался в результате возникновения необходимости исследовать и проектировать сложные системы, управлять ими в условиях неполноты информации, ограниченности ресурсов и дефицита времени. Системный анализ является дальнейшим развитием целого ряда дисциплин, таких как исследование операций, теория оптимального управления, теория принятия решений, экспертный анализ, теория организации эксплуатации систем и т.д. Для успешного решения поставленных задач системный анализ использует всю совокупность формальных и неформальных процедур. Перечисленные теоретические дисциплины являются базой и методологической основой системного анализа. Таким образом, системный анализ - междисциплинарный курс, обобщающий методологию исследования сложных технических, природных и социальных систем. Широкое распространение идей и методов системного анализа, а главное - успешное их применение на практике стало возможным только с внедрением и повсеместным использованием ЭВМ. Именно применение ЭВМ как инструмента решения сложных задач позволило перейти от построения теоретических моделей систем к широкому их практическому применению. В связи с этим Н.Н. Моисеев пишет, что системный анализ - это совокупность методов, основанных на использовании ЭВМ и ориентированных на исследование сложных систем - технических, экономических, экологических и т.д. Центральной проблемой системного анализа является проблема принятия решения. Применительно к задачам исследования, проектирования и управления сложными системами проблема принятия решения связана с выбором определённой альтернативы в условиях различного рода неопределённости. Неопределённость обусловлена многокритериальностью задач оптимизации, неопределённостью целей развития систем, неоднозначностью сценариев развития системы, недостаточностью априорной информации о системе, воздействием случайных факторов в ходе динамического развития системы и прочими условиями. Учитывая данные обстоятельства, системный анализ можно определить как дисциплину, занимающуюся проблемами принятия решений в условиях, когда выбор альтернативы требует анализа сложной информации различной физической природы.
Системный анализ является дисциплиной синтетической. В нём можно выделить три главных направления. Эти три направления соответствуют трём этапам, которые всегда присутствуют в исследовании сложных систем:
1)построение модели исследуемого объекта;
2)постановка задачи исследования;
3)решение поставленной математической задачи. Рассмотрим данные этапы.
системный математический генерирование
1.1 Построение модели
Построение модели (формализация изучаемой системы, процесса или явления) есть описание процесса на языке математики. При построении модели осуществляется математическое описание явлений и процессов, происходящих в системе. Поскольку знание всегда относительно, описание на любом языке отражает лишь некоторые стороны происходящих процессов и никогда не является абсолютно полным. С другой стороны, следует отметить, что при построении модели необходимо уделять основное внимание тем сторонам изучаемого процесса, которые интересуют исследователя. Глубоко ошибочным является желание при построении модели системы отразить все стороны существования системы. При проведении системного анализа, как правило, интересуются динамическим поведением системы, причём при описании динамики с точки зрения проводимого исследования есть первостепенные параметры и взаимодействия, а есть несущественные в данном исследовании параметры. Таким образом, качество модели определяется соответствием выполненного описания тем требованиям, которые предъявляются к исследованию, соответствием получаемых с помощью модели результатов ходу наблюдаемого процесса или явления. Построение математической модели есть основа всего системного анализа, центральный этап исследования или проектирования любой системы. От качества модели зависит результат всего системного анализа.
1.2 Постановка задачи исследования
На данном этапе формулируется цель анализа. Цель исследования предполагается внешним фактором по отношению к системе. Таким образом, цель становится самостоятельным объектом исследования. Цель должна быть формализована. Задача системного анализа состоит в проведении необходимого анализа неопределённостей, ограничений и формулировании, в конечном счёте, некоторой оптимизационной задачи.
Здесь х - элемент некоторого нормированного пространства G , определяемого природой модели, , где Е - множество, которое может иметь сколь угодно сложную природу, определяемую структурой модели и особенностями исследуемой системы. Таким образом, задача системного анализа на этом этапе трактуется как некоторая оптимизационная проблема. Анализируя требования к системе, т.е. цели, которые предполагает достигнуть исследователь, и те неопределённости, которые при этом неизбежно присутствуют, исследователь должен сформулировать цель анализа на языке математики. Язык оптимизации оказывается здесь естественным и удобным, но вовсе не единственно возможным.
1.3 Решение поставленной математической задачи
Только этот третий этап анализа можно отнести собственно к этапу, использующему в полной степени математические методы. Хотя без знания математики и возможностей её аппарата успешное выполнение двух первых этапов невозможно, так как и при построении модели системы, и при формулировании цели и задач анализа широкое применение должны находить методы формализации. Однако отметим, что именно на завершающем этапе системного анализа могут потребоваться тонкие математические методы. Но следует иметь в виду, что задачи системного анализа могут иметь ряд особенностей, которые приводят к необходимости применения наряду с формальными процедурами эвристических подходов. Причины, по которым обращаются к эвристическим методам, в первую очередь связаны с недостатком априорной информации о процессах, происходящих в анализируемой системе. Также к таковым причинам можно отнести большую размерность вектора х и сложность структуры множества G . В данном случае трудности, возникающие в результате необходимости применения неформальных процедур анализа, зачастую являются определяющими. Успешное решение задач системного анализа требует использования на каждом этапе исследования неформальных рассуждений. Ввиду этого проверка качества решения, его соответствие исходной цели исследования превращается в важнейшую теоретическую проблему.
1.4 Характеристика задач системного анализа
Системный анализ в настоящее время вынесен на самое остриё научных исследований. Он призван дать научный аппарат для анализа и изучения сложных систем. Лидирующая роль системного анализа обусловлена тем, что развитие науки привело к постановке тех задач, которые призван решать системный анализ. Особенность текущего этапа состоит в том, что системный анализ, ещё не успев сформироваться в полноценную научную дисциплину, вынужден существовать и развиваться в условиях, когда общество начинает ощущать потребность в применении ещё недостаточно разработанных и апробированных методов и результатов и не в состоянии отложить решение связанных с ними задач на завтра. В этом источник, как силы, так и слабости системного анализа: силы - потому, что он постоянно ощущает воздействие потребности практики, вынужден непрерывно расширять круг объектов исследования и не имеет возможности абстрагироваться от реальных потребностей общества; слабости - потому, что нередко применение «сырых», недостаточно проработанных методов системных исследований ведёт к принятию скороспелых решений, пренебрежению реальными трудностями.
Рассмотрим основные задачи, на решение которых направлены усилия специалистов и которые нуждаются в дальней- шей разработке. Во-первых, следует отметить задачи исследования системы взаимодействий анализируемых объектов с окружающей средой. Решение данной задачи предполагает:
· проведение границы между исследуемой системой и окружающей средой, предопределяющей предельную глубину влияния рассматриваемых взаимодействий, которыми ограничивается рассмотрение;
· определение реальных ресурсов такого взаимодействия;
рассмотрение взаимодействий исследуемой системы с системой более высокого уровня.
Задачи следующего типа связаны с конструированием альтернатив этого взаимодействия, альтернатив развития системы во времени и в пространстве.
Важное направление развития методов системного анализа связано с попытками создания новых возможностей конструирования оригинальных альтернатив решения, неожиданных стратегий, непривычных представлений и скрытых структур. Другими словами, речь здесь идёт о разработке методов и средств усиления индуктивных возможностей человеческого мышления в отличие от его дедуктивных возможностей, на усиление которых, по сути дела, направлена разработка формальных логических средств. Исследования в этом направлении начаты лишь совсем недавно, и единый концептуальный аппарат в них пока отсутствует. Тем не менее, и здесь можно выделить несколько важных направлений - таких, как разработка формального аппарата индуктивной логики, методов морфологического анализа и других структурно-синтаксических методов конструирования новых альтернатив, методов синтактики и организации группового взаимодействия при решении творческих задач, а также изучение основных парадигм поискового мышления.
Задачи третьего типа заключаются в конструировании множества имитационных моделей, описывающих влияние того или иного взаимодействия на поведение объекта исследования. Отметим, что в системных исследованиях не преследуется цель создания некой супермодели. Речь идёт о разработке частных моделей, каждая из которых решает свои специфические вопросы.
Даже после того как подобные имитационные модели созданы и исследованы, вопрос о сведении различных аспектов поведения системы в некую единую схему остается открытым. Однако решить его можно и нужно не посредством построения супермодели, а анализируя реакции на наблюдаемое поведение других взаимодействующих объектов, т.е. путём исследования поведения объектов - аналогов и перенесения результатов этих исследований на объект системного анализа. Такое исследование даёт основание для содержательного понимания ситуаций взаимодействия и структуры взаимосвязей, определяющих место исследуемой системы в структуре суперсистемы, компонентом которой она является.
Задачи четвёртого типа связаны с конструированием моделей принятия решений. Всякое системное исследование связано с исследованием различных альтернатив развития системы. Задача системных аналитиков - выбрать и обосновать наилучшую альтернативу развития. На этапе выработки и принятия решений необходимо учитывать взаимодействие системы с её подсистемами, сочетать цели системы с целями подсистем, выделять глобальные и второстепенные цели.
Наиболее развитая и в то же время наиболее специфическая область научного творчества связана с развитием теории принятия решений и формированием целевых структур, программ и планов. Здесь не ощущается недостатка и в работах, и в активно работающих исследователях. Однако и в данном случае слишком многие результаты находятся на уровне неподтверждённого изобретательства и разночтений в понимании, как существа стоящих задач, так и средств их решения. Исследования в этой области включают:
a) построение теории оценки эффективности принятых решений или сформированных планов и программ; б)решение проблемы многокритериальности в оценках альтернатив решения или планирования;
b) исследования проблемы неопределённости, особенно связанной не с факторами статистического характера, а с неопределённостью экспертных суждений и преднамеренно создаваемой неопределённостью, связанной с упрощением представлений о поведении системы;
c) разработка проблемы агрегирования индивидуальных предпочтений на решениях, затрагивающих интересы нескольких сторон, которые влияют на поведение системы;
d) изучение специфических особенностей социально-экономических критериев эффективности;
e) создание методов проверки логической согласованности целевых структур и планов и установления необходимого баланса между предопределённостью программы действий и её подготовленностью к перестройке при поступлении новой информации, как о внешних событиях, так и изменении представлений о выполнении этой программы.
Для последнего направления требуется новое осознание реальных функций целевых структур, планов, программ и определение тех, которые они должны выполнять, а также связей между ними.
Рассмотренные задачи системного анализа не охватывают полного перечня задач. Здесь перечислены те, которые представляют наибольшую сложность при их решении. Следует отметить, что все задачи системных исследований тесно взаимосвязаны друг с другом, не могут быть изолированы и решаться отдельно как по времени, так и по составу исполнителей. Более того, чтобы решать все эти задачи, исследователь должен обладать широким кругозором и владеть богатым арсеналом методов и средств научного исследования.
2. Особенности задач системного анализа
Конечной целью системного анализа является разрешение проблемной ситуации, возникшей перед объектом проводимого системного исследования (обычно это конкретная организация, коллектив, предприятие, отдельный регион, социальная структура и т.п.). Системный анализ занимается изучением проблемной ситуации, выяснением её причин, выработкой вариантов её устранения, принятием решения и организацией дальнейшего функционирования системы, разрешающего проблемную ситуацию. Начальным этапом любого системного исследования является изучение объекта проводимого системного анализа с последующей его формализацией. На этом этапе возникают задачи, в корне отличающие методологию системных исследований от методологии других дисциплин, а именно, в системном анализе решается двуединая задача. С одной стороны, необходимо формализовать объект системного исследования, с другой стороны, формализации подлежит процесс исследования системы, процесс постановки и решения проблемы. Приведём пример из теории проектирования систем. Современная теория автоматизированного проектирования сложных систем может рассматриваться как одна из частей системных исследований. Согласно ей проблема проектирования сложных систем имеет два аспекта. Во-первых, требуется осуществить формализованное описание объекта проектирования. Причём на этом этапе решаются задачи формализованного описания как статической составляющей системы (в основном формализации подлежит её структурная организация), так и её поведение во времени (динамические аспекты, которые отражают её функционирование). Во-вторых, требуется формализовать процесс проектирования. Составными частями процесса проектирования являются методы формирования различных проектных решений, методы их инженерного анализа и методы принятия решений по выбору наилучших вариантов реализации системы.
Важное место в процедурах системного анализа занимает проблема принятия решения. В качестве особенности задач, встающих перед системными аналитиками, необходимо отметить требование оптимальности принимаемых решений. В настоящее время приходится решать задачи оптимального управления сложными системами, оптимального проектирования систем, включающих в себя большое количество элементов и подсистем. Развитие техники достигло такого уровня, при котором создание просто работоспособной конструкции само по себе уже не всегда удовлетворяет ведущие отрасли промышленности. Необходимо в ходе проектирования обеспечить наилучшие показатели по ряду характеристик новых изделий, например, добиться максимального быстродействия, минимальных габаритов, стоимости и т.п. при сохранении всех остальных требований в заданных пределах. Таким образом, практика предъявляет требования разработки не просто работоспособного изделия, объекта, системы, а создания оптимального проекта. Аналогичные рассуждения справедливы и для других видов деятельности. При организации функционирования предприятия формулируются требования по максимизации эффективности его деятельности, надёжности работы оборудования, оптимизации стратегий обслуживания систем, распределения ресурсов и т.п.
В различных областях практической деятельности (технике, экономике, социальных науках, психологии) возникают ситуации, когда требуется принимать решения, для которых не удаётся полностью учесть предопределяющие их условия. Принятие решения в таком случае будет происходить в условиях неопределённости, которая имеет различную природу. Один из простейших видов неопределённости - неопределённость исходной информации, проявляющаяся в различных аспектах. В первую очередь, отметим такой аспект, как воздействие на систему неизвестных факторов.
Неопределённость, обусловленная неизвестными факторами, также бывает разных видов. Наиболее простой вид такого рода неопределённости - стохастическая неопределённость . Она имеет место в тех случаях, когда неизвестные факторы представляют собой случайные величины или случайные функции, статистические характеристики которых могут быть определены на основании анализа прошлого опыта функционирования объекта системных исследований.
Следующий вид неопределённости - неопределённость целей . Формулирование цели при решении задач системного анализа является одной из ключевых процедур, потому что цель является объектом, определяющим постановку задачи системных исследований. Неопределённость цели является следствием из многокритериальности задач системного анализа. Назначение цели, выбор критерия, формализация цели почти всегда представляют собой трудную проблему. Задачи со многими критериями характерны для крупных технических, хозяйственных, экономических проектов.
И, наконец, следует отметить такой вид неопределённости, как неопределённость, связанная с последующим влиянием результатов принятого решения на проблемную ситуацию. Дело в том, что решение, принимаемое в настоящий момент и реализуемое в некоторой системе, призвано повлиять на функционирование системы. Собственно для того оно и принимается, так как по идее системных аналитиков данное решение должно разрешить проблемную ситуацию. Однако поскольку решение принимается для сложной системы, то развитие системы во времени может иметь множество стратегий. И конечно же, на этапе формирования решения и принятия управляющего воздействия аналитики могут не представлять себе полной картины развития ситуации. При принятии решения существуют различные рекомендации прогнозирования развития системы во времени. Один из таких подходов рекомендует прогнозировать некоторую «среднюю» динамику развития системы и принимать решения исходя из такой стратегии. Другой подход рекомендует при принятии решения исходить из возможности реализации самой неблагоприятной ситуации.
В качестве следующей особенности системного анализа отметим роль моделей как средства изучения систем, являющихся объектом системных исследований. Любые методы системного анализа опираются на математическое описание тех или иных фактов, явлений, процессов. Употребляя слово «модель», всегда имеют в виду некоторое описание, отражающее именно те особенности изучаемого процесса, которые и интересуют исследователя. Точность, качество описания определяются, прежде всего, соответствием модели тем требованиям, которые предъявляются к исследованию, соответствием полу- чаемых с помощью модели результатов наблюдаемому ходу процесса. Если при разработке модели используется язык математики, говорят о математических моделях. Построение математической модели является основой всего системного анализа. Это центральный этап исследования или проектирования любой системы. От качества модели зависит успешность всего последующего анализа. Однако в системном анализе наряду с формализованными процедурами большое место занимают неформальные, эвристические методы исследования. Этому есть ряд причин. Первая состоит в следующем. При построении моделей систем может иметь место отсутствие или недостаток исходной информации для определения параметров модели.
В этом случае проводится экспертный опрос специалистов с целью устранения неопределённости или, по крайней мере, её уменьшения, т.е. опыт и знания специалистов могут быть использованы для назначения исходных параметров модели.
Ещё одна причина применения эвристических методов состоит в следующем. Попытки формализовать процессы, протекающие в исследуемых системах, всегда связаны с формулированием определённых ограничений и упрощений. Здесь важно не перейти ту грань, за которой дальнейшее упрощение приведёт к потере сути описываемых явлений. Иными слова-
ми, желание приспособить хорошо изученный математический аппарат для описания исследуемых явлений может исказить их суть и привести к неверным решениям. В этой ситуации требуется использовать научную интуицию исследователя, его опыт и умение сформулировать идею решения задачи, т.е. применяется подсознательное, внутреннее обоснование алгоритмов построения модели и методов их исследования, не поддающееся формальному анализу. Эвристические методы поиска решений формируются человеком или группой исследователей в процессе их творческой деятельности. Эвристика - это совокупность знаний, опыта, интеллекта, используемых для получения решений с помощью неформальных правил. Эвристические методы оказываются полезными и даже незаменимыми при исследованиях, имеющих нечисловую природу или отличающихся сложностью, неопределённостью, изменчивостью.
Наверняка при рассмотрении конкретных задач системного анализа можно будет выделить ещё какие-то их особенности, но, по мнению автора, отмеченные здесь особенности являются общими для всех задач системных исследований.
3. Процедуры системного анализа
В предыдущем разделе были сформулированы три этапа проведения системного анализа. Эти этапы являются основой решения любой задачи проведения системных исследований. Суть их состоит в том, что необходимо построить модель исследуемой системы, т.е. дать формализованное описание изучаемого объекта, сформулировать критерий решения задачи системного анализа, т.е. поставить задачу исследования и далее решить поставленную задачу. Указанные три этапа проведения системного анализа являются укрупнённой схемой решения задачи. В действительности задачи системного анализа являются достаточно сложными, поэтому перечисление этапов не может быть самоцелью. Отметим также, что методика проведения системного анализа и руководящие принципы не являются универсальными - каждое исследование имеет свои особенности и требует от исполнителей интуиции, инициативы и воображения, чтобы правильно определить цели проекта и добиться успеха в их достижении. Неоднократно имели место попытки создать достаточно общий, универсальный алгоритм системного анализа. Тщательное рассмотрение имеющихся в литературе алгоритмов показывает, что у них большая степень общности в целом и различия в частностях, деталях. Постараемся изложить основные процедуры алгоритма проведения системного анализа, которые являются обобщением последовательности этапов проведения такого анализа, сформулированных рядом авторов, и отражают его общие закономерности.
Перечислим основные процедуры системного анализа:
· изучение структуры системы, анализ её компонентов, выявление взаимосвязей между отдельными элементами;
· сбор данных о функционировании системы, исследование информационных потоков, наблюдения и эксперименты над анализируемой системой;
· построение моделей;
· проверка адекватности моделей, анализ неопределённости и чувствительности;
· исследование ресурсных возможностей;
· определение целей системного анализа;
· формирование критериев;
· генерирование альтернатив;
· реализация выбора и принятие решений;
· внедрение результатов анализа.
4. Определение целей системного анализа
4.1 Ф ормулирование проблемы
Для традиционных наук начальный этап работы заключается в постановке формальной задачи, которую надо решать. В исследовании сложной системы это промежуточный результат, которому предшествует длительная работа по структурированию исходной проблемы. Начальный пункт определения целей в системном анализе связан с формулированием проблемы. Здесь следует отметить следующую особенность задач системного анализа. Необходимость системного анализа возникает тогда, когда заказчик уже сформулировал свою проблему, т.е. проблема не только существует, но и требует решения. Однако системный аналитик должен отдавать себе отчёт в том, что сформулированная заказчиком проблема представляет собой приблизительный рабочий вариант. Причины, по которым исходную формулировку проблемы необходимо считать в качестве первого приближения, состоят в следующем. Система, для которой формулируется цель проведения системного анализа, не является изолированной. Она связана с другими системами, входит как часть в состав некоторой надсистемы, например, автоматизированная система управления отделом или цехом на предприятии является структурной единицей АСУ всего предприятия. Поэтому, формулируя проблему для рассматриваемой системы, необходимо учитывать, как решение данной проблемы отразится на системах, с которыми связана данная система. Неизбежно планируемые изменения затронут и подсистемы, входящие в состав данной системы, и надсистему, содержащую данную систему. Таким образом, к любой реальной проблеме следует относиться не как к отдельно взятой, а как к объекту из числа взаимосвязанных проблем.
При формулировании системы проблем системный аналитик должен следовать некоторым рекомендациям. Во-первых, за основу должно браться мнение заказчика. Как правило, в качестве такового выступает руководитель организации, для ко- торой проводится системный анализ. Именно он, как было отмечено выше, генерирует исходную формулировку проблемы. Далее системный аналитик, ознакомившись со сформулированной проблемой, должен уяснить задачи, которые были поставлены перед руководителем, ограничения и обстоятельства, влияющие на поведение руководителя, противоречивые цели, между которыми он старается найти компромисс. Системный аналитик должен изучить организацию, для которой проводится системный анализ. Необходимо тщательно ознакомиться с существующей иерархией управления, функциями различных групп, а также предыдущими исследованиями соответствующих вопросов, если таковые проводились. Аналитик должен воздерживаться от высказывания своего предвзятого мнения о проблеме и от попыток втиснуть её в рамки своих прежних представлений ради того, чтобы использовать желательный для себя подход к её решению. Наконец, аналитик не должен оставлять непроверенными утверждения и замечания руководителя. Как уже отмечалось, проблему, сформулированную руководителем, необходимо, во-первых, расширять до комплекса проблем, согласованных с над- и подсистемами, и, во вторых, согласовывать её со всеми заинтересованными лицами.
Следует также отметить, что каждая из заинтересованных сторон имеет своё видение проблемы, отношение к ней. Поэтому при формулировании комплекса проблем необходимо учитывать, какие изменения и почему хочет внести та или другая сторона. Кроме того, проблему необходимо рассматривать всесторонне, в том числе и во временном, историческом плане. Требуется предвидеть, как сформулированные проблемы могут измениться с течением времени или в связи с тем, что исследование заинтересует руководителей другого уровня. Формулируя комплекс проблем, системный аналитик должен знать развёрнутую картину того, кто заинтересован в том или ином решении.
4.2 Определение целей
После того как сформулирована проблема, которую требуется преодолеть в ходе выполнения системного анализа, переходят к определению цели. Определить цель системного анализа - это означает ответить на вопрос, что надо сделать для снятия проблемы. Сформулировать цель - значит указать направление, в котором следует двигаться, чтобы разрешить существующую проблему, показать пути, которые уводят от существующей проблемной ситуации.
Формулируя цель, требуется всегда отдавать отчёт в том, что она играет активную роль в управлении. В определении цели было отражено, что цель - это желаемый результат развития системы. Таким образом, сформулированная цель системного анализа будет определять весь дальнейший комплекс работ. Следовательно, цели должны быть реалистичны. Задание реалистичных целей направит всю деятельность по выполнению системного анализа на получение определённого полезного результата. Важно также отметить, что представление о цели зависит от стадии познания объекта, и по мере развития представлений о нём цель может быть переформулирована. Изменение целей во времени может происходить не только по форме, в силу всё лучшего понимания сути явлений, происходящих в исследуемой системе, но и по содержанию, вследствие изменения объективных условий и субъективных установок, влияющих на выбор целей. Сроки изменения представлений о целях, старения целей различны и зависят от уровня иерархии рассмотрения объекта. Цели более высоких уровней долговечнее. Динамичность целей должна учитываться в системном анализе.
При формулировании цели нужно учитывать, что на цель оказывают влияние как внешние по отношению к системе факторы, так и внутренние. При этом внутренние факторы являются такими же объективно влияющими на процесс формирования цели факторами, как и внешние.
Далее следует отметить, что даже на самом верхнем уровне иерархии системы имеет место множественность целей. Анализируя проблему, необходимо учитывать цели всех заинтересованных сторон. Среди множества целей желательно попытаться найти или сформировать глобальную цель. Если этого сделать не удаётся, следует проранжировать цели в порядке их предпочтения для снятия проблемы в анализируемой системе.
Исследование целей заинтересованных в проблеме лиц должно предусматривать возможность их уточнения, расширения или даже замены. Это обстоятельство является основной причиной итеративности системного анализа.
На выбор целей субъекта решающее влияние оказывает та система ценностей, которой он придерживается, поэтому при формировании целей необходимым этапом работ является выявление системы ценностей, которой придерживается лицо, принимающее решение. Так, например, различают технократическую и гуманистическую системы ценностей. Согласно первой системе, природа провозглашается как источник неисчерпаемых ресурсов, человек-царь природы. Всем известен тезис: «Мы не можем ждать милостей от природы. Взять их у неё наша задача». Гуманистическая система ценностей говорит о том, что природные ресурсы ограничены, что человек должен жить в гармонии с природой и т.д. Практика развития человеческого общества показывает, что следование технократической системе ценностей приводит к пагубным последствиям. С другой стороны, полный отказ от технократических ценностей тоже не имеет оправдания. Необходимо не противопоставлять эти системы, а разумно дополнять их и формулировать цели развития системы с учётом обеих систем ценностей.
5. Генерирование альтернатив
Следующим этапом системного анализа является создание множества возможных способов достижения сформулированной цели. Иными словами, на данном этапе необходимо сгенерировать множество альтернатив, из которых затем будет осуществляться выбор наилучшего пути развития системы. Данный этап системного анализа является очень важным и трудным. Важность его заключается в том, что конечная цель системного анализа состоит в выборе наилучшей альтернативы на заданном множестве и в обосновании этого выбора. Если в сформированное множество альтернатив не попала наилучшая, то никакие самые совершенные методы анализа не помогут её вычислить. Трудность этапа обусловлена необходимостью генерации достаточно полного множества альтернатив, включающего в себя, на первый взгляд, даже самые нереализуемые.
Генерирование альтернатив, т.е. идей о возможных способах достижения цели, является настоящим творческим процессом. Существует ряд рекомендаций о возможных подходах к выполнению рассматриваемой процедуры. Необходимо сгенерировать как можно большее число альтернатив. Имеются следующие способы генерации:
a) поиск альтернатив в патентной и журнальной литературе;
b) привлечение нескольких экспертов, имеющих разную подготовку и опыт;
c) увеличение числа альтернатив за счёт их комбинации, образования промежуточных вариантов между предложенными ранее;
d) модификация имеющейся альтернативы, т.е. формирование альтернатив, лишь частично отличающихся от известной;
e) включение альтернатив, противоположных предложенным, в том числе и «нулевой» альтернативы (не делать ничего, т.е. рассмотреть последствия развития событий без вмешательства системотехников);
f) интервьюирование заинтересованных лиц и более широкие анкетные опросы; ж) включение в рассмотрение даже тех альтернатив, которые на первый взгляд кажутся надуманными;
g) генерирование альтернатив, рассчитанных на различные интервалы времени (долгосрочные, краткосрочные, экстренные).
При выполнении работы по генерированию альтернатив важно создать благоприятные условия для сотрудников, выполняющих данный вид деятельности. Большое значение имеют психологические факторы, влияющие на интенсивность творческой деятельности, поэтому необходимо стремиться к созданию благоприятного климата на рабочем месте сотрудников.
Существует ещё одна опасность, возникающая при выполнении работ по формированию множества альтернатив, о которой необходимо сказать. Если специально стремиться к тому, чтобы на начальной стадии было получено как можно больше альтернатив, т.е. стараться сделать множество альтернатив как можно более полным, то для некоторых проблем их количество может достичь многих десятков. Для подробного изучения каждой из них потребуются неприемлемо большие затраты времени и средств. Поэтому в данном случае необходимо провести предварительный анализ альтернатив и постараться сузить множество на ранних этапах анализа. На этом этапе анализа применяют качественные методы сравнения альтернатив, не прибегая к более точным количественным методам. Тем самым осуществляется грубое отсеивание.
Приведем теперь методы, используемые в системном анализе, для проведения работы по формированию множества альтернатив.
6. Внедрение результатов анализа
Системный анализ является прикладной наукой, его конечная цель - изменение существующей ситуации в соответствии с поставленными целями. Окончательное суждение о правильности и полезности системного анализа можно сделать лишь на основании результатов его практического применения.
Конечный результат будет зависеть не только от того, насколько совершенны и теоретически обоснованы методы, применяемые при проведении анализа, но и от того, насколько грамотно и качественно реализованы полученные рекомендации.
В настоящее время вопросам внедрения результатов системного анализа в практику уделяется повышенное внимание. В этом направлении можно отметить работы Р. Акоффа. Следует заметить, что практика системных исследований и практика внедрения их результатов существенно различаются для систем разных типов. Согласно классификации системы делятся на три типа: естественные, искусственные и социотехнические. В системах первого типа связи образованы и действуют природным образом. Примерами таких систем могут служить экологические, физические, химические, биологические и т.п. системы. В системах второго типа связи образованы в результате человеческой деятельности. Примерами могут служить всевозможные технические системы. В системах третьего типа, помимо природных связей, важную роль играют межличностные связи. Такие связи обусловлены не природными свойствами объектов, а культурными традициями, воспитанием участвующих в системе субъектов, их характером и прочими особенностями.
Системный анализ применяется для исследования систем всех трёх типов. В каждой из них есть свои особенности, требующие учёта при организации работ по внедрению результатов. Наиболее велика доля слабоструктурированных проблем в системах третьего типа. Следовательно, наиболее сложна практика внедрения результатов системных исследований в этих системах.
При внедрении результатов системного анализа необходимо иметь в виду следующее обстоятельство. Работа осуществляется на клиента (заказчика), обладающего властью, достаточной для изменения системы теми способами, которые будут определены в результате системного анализа. В работе должны непосредственно участвовать все заинтересованные стороны. Заинтересованные стороны - это те, кто отвечает за решение проблемы, и те, кого эта проблема непосредственно касается. В результате внедрения системных исследований необходимо обеспечить улучшение работы организации заказчика с точки зрения хотя бы одной из заинтересованных сторон; при этом не допускаются ухудшения этой работы с точки зрения всех остальных участников проблемной ситуации.
Говоря о внедрении результатов системного анализа, важно отметить, что в реальной жизни ситуация, когда сначала проводят исследования, а затем их результаты внедряют в практику, встречается крайне редко, лишь в тех случаях, когда речь идёт о простых системах. При исследовании социотехнических систем они изменяются с течением времени как сами по себе, так и под влиянием исследований. В процессе проведения системного анализа изменяются состояние проблемной ситуации, цели системы, персональный и количественный состав участников, соотношения между заинтересованными сторонами. Кроме того, следует заметить, что реализация принятых решений влияет на все факторы функционирования системы. Этапы исследования и внедрения в такого типа системах фактически сливаются, т.е. идёт итеративный процесс. Проводимые исследования оказывают влияние на жизнедеятельность системы, и это видоизменяет проблемную ситуацию, ставит новую задачу исследований. Новая проблемная ситуация стимулирует дальнейшее проведение системного анализа и т.д. Таким образом, проблема постепенно решается в ходе активного исследования.
В ывод
Важной особенностью системного анализа является исследование процессов целеобразования и разработка средств работы с целями (методик, структуризации целей). Иногда даже системный анализ определяют как методологию исследования целенаправленных систем.
Список литературы
Моисеев, Н.Н. Математические задачи системного анализа / Н.Н. Моисеев. - М. : Наука, 1981.
Оптнер, С. Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем / С. Оптнер. - М. : Советское радио,
Основы системного подхода и их приложение к разработке территориальных АСУ / под ред. Ф.И. Перегудова. - Томск:Изд-во ТГУ, 1976. - 440 с.
Основы общей теории систем: учеб. пособие. - СПб. : ВАС, 1992. - Ч. 1.
Перегудов, Ф.И. Введение в системный анализ: учеб. пособие / Ф.И. Перегудов, Ф.П. Тарасенко. - М. : Высшая школа, 1989. - 367 с.
Рыбников, К.А. История математики: учебник / К.А. Рыбников. - М. : Изд-во МГУ, 1994. - 496 с.
Стройк, Д.Я. Краткий очерк истории математики / Д.Я. Стройк. - М. : Наука, 1990. - 253 с.
Степанов, Ю.С. Семиотика / Ю.С. Степанов. - М. : Наука, 1971. - 145 с.
Теория систем и методы системного анализа в управлении и связи / В.Н. Волкова, В.А. Воронков, А.А. Денисов и др. -М. : Радио и связь, 1983. - 248 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Теоретические положения симплекс-метода и постоптимального анализа. Построение математической модели задачи. Нахождение ценностей ресурсов. Определение относительных и абсолютных диапазонов изменения уровней запасов дефицитных и недефицитных ресурсов.
курсовая работа , добавлен 19.11.2010
Создание математической модели движения шарика, подброшенного вертикально вверх, от начала падения до удара о землю. Компьютерная реализация математической модели в среде электронных таблиц. Определение влияния изменения скорости на дальность падения.
контрольная работа , добавлен 09.03.2016
Составление математической модели задачи. Приведение ее к стандартной транспортной задаче с балансом запасов и потребностей. Построение начального опорного плана задачи методом минимального элемента, решение методом потенциалов. Анализ результатов.
задача , добавлен 16.02.2016
Описание системы трехмерного визуализатора процесса дефрагментации с точки зрения системного анализа. Исследование преобразований состояний кубика Рубика с помощью математической теории групп. Анализ алгоритмов Тистлетуэйта и Коцембы решения головоломки.
курсовая работа , добавлен 26.11.2015
Графическое решение задачи линейного программирования. Общая постановка и решение двойственной задачи (как вспомогательной) М-методом, правила ее формирования из условий прямой задачи. Прямая задача в стандартной форме. Построение симплекс таблицы.
задача , добавлен 21.08.2010
Методы исследования операций для количественного анализа сложных целенаправленных процессов. Решение задач методом полного перебора и оптимальной вставки (определение всевозможных расписаний, их очередности, выбор оптимального). Генератор исходных данных.
курсовая работа , добавлен 01.05.2011
Решение первой задачи, уравнения Пуассона, функция Грина. Краевые задачи для уравнения Лапласа. Постановка краевых задач. Функции Грина для задачи Дирихле: трехмерный и двумерный случай. Решение задачи Неймана с помощью функции Грина, реализация на ЭВМ.
курсовая работа , добавлен 25.11.2011
Расчет эффективности ведения многоотраслевого хозяйства, отображение связей между отраслями в таблицах балансового анализа. Построение линейной математической модели экономического процесса, приводящей к понятию собственного вектора и значения матрицы.
реферат , добавлен 17.01.2011
Решение систем уравнений по правилу Крамера, матричным способом, с использованием метода Гаусса. Графическое решение задачи линейного программирования. Составление математической модели закрытой транспортной задачи, решение задачи средствами Excel.
контрольная работа , добавлен 27.08.2009
Анализ исследований в области лечения диабета. Использование классификаторов машинного обучения для анализа данных, определение зависимостей и корреляции между переменными, значимых параметров, а также подготовка данных для анализа. Разработка модели.
Системный анализ как методология решения проблем 1. 2. 3. 4. Сущность и назначение метода. Классификация методов Характеристика Основные этапы проведения
Место СА в научном исследовании Системность не должна казаться неким нововведением, последним достижением науки. Системность есть всеобщее свойство материи, форма ее существования, а значит, и неотъемлемое свойство человеческой практики, включая мышление. Всякая деятельность может быть менее или более системной. Появление проблемы - признак недостаточной системности; решение проблемы - результат повышения системности. Теоретическая мысль на разных уровнях абстракции отражала системность мира вообще и системность человеческого познания и практики. На философском уровне - это диалектический материализм, на общенаучном - системология и общая теория систем, теория организации; на естественно-научном - кибернетика. С развитием вычислительной техники возникли информатика и искусственный интеллект.
Место СА в научном исследовании В начале 80 -х годов стало очевидным, что все эти теоретические и прикладные дисциплины образуют как бы единый поток, «системное движение» . Системность становится не только теоретической категорией, но и осознанным аспектом практической деятельности. Поскольку большие и сложные системы по необходимости стали предметом изучения, управления и проектирования, потребовалось обобщение методов исследования систем и методов воздействия на них. Возникла некая прикладная наука, являющаяся «мостом» между абстрактными теориями системности и живой системной практикой. Сначала, в различных областях и под разными названиями, а в последующие годы сформировалась в науку, которая получила название «системный анализ» .
Системный подход представляет собой совокупность методов и средств, позволяющих исследовать свойства, структуру и функции объектов и процессов в целом, представив их в качестве систем со сложными межэлементными взаимосвязями, взаимовлиянием самой системы на ее структурные элементы. Системный подход заключается в рассмотрении элементов системы как взаимосвязанных и взаимодействующих для достижения глобальной цели функционирования системы.
Основные преимущества системного подхода Высвечивается то общее в различных объектах и процессах, что затеняется различными деталями и трудно обнаруживается, пока не отброшены частности. Методы принятия решений переносятся из одних функциональных областей в другие; Не допускается переоценка возможностей отдельных методов принятии решений, например, только математического моделирования в ущерб экспертным оценкам; Осуществляется синтез знаний из различных наук.
Принципы системного подхода: Единства – совместное рассмотрение системы как единого целого и как совокупность частей; Развития – учет изменяемости системы, ее способности к развитию, накапливанию информации с учетом динамики среды; Глобальной цели – ответственность за выбор глобальной цели, оптимум подсистем не является оптимумом всей системы; Функциональности – совместное рассмотрение структуры системы и функций; Сочетания децентрализации и централизации; Иерархии – учет соподчинения и ранжирования частей;
Сущность и назначение Курс системного анализа - типично меж- и наддисциплинарный курс, обобщающий методологию исследования сложных технических, природных и социальных систем. В результате проявления интегративной тенденции появилась новая область научной деятельности: системные исследования, которые направлены на решение комплексных крупномасштабных проблем большой сложности.
Сущность и назначение Системный анализ разрабатывает системную методологию решения сложных прикладных проблем, опираясь на принципы системного подхода и общей теории систем, развивая и методологически обобщая концептуальный (идейный) и математический аппарат кибернетики, исследования операций и системотехники. Системный анализ представляет собой новое научное направление интеграционного типа, которое разрабатывает системную методологию принятия решений и занимает важное место в структуре современных исследований.
Классификация проблем по степени их структуризации Согласно классификации, предложенной Саймоном и Ньюэллом, все множество проблем в зависимости от глубины их познания подразделяется на 3 класса: 1. хорошо структурированные или количественно выраженные проблемы, которые поддаются математической формализации и решаются с использованием формальных методов; 2. неструктурированные или качественно выраженные проблемы, которые описываются лишь на содержательном уровне и решаются с использованием неформальных процедур; 3. слабоструктурированные (смешанные проблемы), которые содержат количественные и качественные проблемы, причем качественные, малоизвестные и неопределенные стороны проблем имеют тенденцию доминирования.
Принципы решения неструктурированных проблем Для решения проблем первого класса широко используются математические методы исследования операций. Для решения проблем второго класса целесообразно использовать методы экспертных оценок. Методы экспертных оценок применяются в тех случаях, когда математическая формализация проблем либо невозможна в силу их новизны и сложности, либо требует больших затрат времени и средств. Для решения проблем третьего класса целесообразно использовать методы сист. анализа
Основные этапы и методы СА Системный анализ представляет собой многошаговый итеративный процесс, причем исходным моментом этого процесса является формулировка проблемы в некоторой первоначальной форме. При формулировке проблемы необходимо учитывать два противоречивых требования: 1. проблема должна формулироваться достаточно широко, чтобы ничего существенного не упустить; 2. проблема должна формироваться т. о. , чтобы она была обозримой и могла быть структурирована. В ходе системного анализа степень структуризации проблемы повышается, т. е. проблема формулируется все более четко и исчерпывающе.
Определения 1. Система – это обособленная часть, фрагмент мира, обладающий эмерджентностью и относительной самодостаточностью. 2. Система –это множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом и образующих целостность или органическое единство. 3. Система – совокупность элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, которая образует определенную целостность, единство. С учетом общепринятых утверждений о том, что система – всегда целое, а целое указывает на связанность частей, при системном рассмотрении объекта прежде всего определяют его состав и внутренние связи. Как показывают многовековые наблюдения в системном объекте наряду с элементами имеют место более крупные составляющие – подсистемы.
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СИСТЕМЫ СИСТЕМА ЦЕЛОСТНОСТЬ СЛОЖНОСТЬ ОРГАНИЗОВАННОСТЬ Внутреннее единство объекта, система выступает и воспринимается относительно окружающей среды как нечто целое. Максимальная сосредоточенность на действии, которое в данный момент производится. Любые воздействия на систему в общем случае однозначно не определяют те процессы, которые происходят внутри системы. Преобразования, которые система претерпевает, вызываются взаимодействием внешних и внутренних факторов.
Определения Организованность, взаимосвязанность и целостность рассматривают в качестве основных свойств систем многочисленные определения, встречающиеся в современной науке. Понятие системы - это способ найти простое в сложном в целях упрощения анализа. Системные свойства Эмерджентность – свойство систем, обусловливающее появление новых свойств и качеств, не присущих элементам, входящих в состав системы. Целостность системы означает, что каждый элемент системы вносит вклад в реализацию целевой функции системы.
Системные свойства Организованность – сложное свойство систем, заключающиеся в наличии структуры и функционирования (поведения). Функциональность – это проявление определенных свойств (функций) при взаимодействии с внешней средой. Структурность – это упорядоченность системы, определенный набор и расположение элементов со связями между ними. Свойство роста (развития). Фундаментальным свойством систем является устойчивость. Надежность – свойство сохранения структуры систем. Адаптируемость – свойство изменять поведение или структуру с целью сохранения, улучшения или приобретение новых качеств в условиях изменения внешней среды.
Определения Подсистема – относительно самостоятельная составляющая изучаемой системы, которая, в свою очередь, рассматривается как система. Элемент (от лат. elementum – первоначальное вещество) – составляющая изучаемой системы, рассматриваемая как неделимая вследствие несущественного влияния ее внутренних взаимосвязей и взаимодействий на свойства системы. Для подсистемы и элемента используют общий термин «компонент» . Окружающая среда (далее среда) – это совокупность объектов, не вошедших в исследуемую систему, но оказывающих на нее влияние и/или подверженных влиянию со стороны системы.
Определения Качество – свойство объекта, означающее его пригодность для использования по тому или другому назначению. Отношения здесь рассматриваются в общепринятом смысле, а связь как n- арное отношение (n ≥ 2, где n – объекты, на которых оно определено), характеризующееся наличием физического обменного канала между n объектами. Связи классифицируют по физической природе, мощности, направленности, наличию элементов-посредников.
Классификация связей По ф и з и ч е с к о й п р и р о д е различают вещественные, энергетические, информационные, а также другие, в том числе смешанные связи. По м о щ н о с т и связей различают сильную и слабую связанность. Под мощностью связей обычно понимается их число. По н а п р а в л е н н о с т и различают направленные и ненаправленные (нейтральные) связи, а среди направленных – прямые, направленные от входа к выходу системы (и от начальной к конечным вершинам базовой структуры системы), и обратные, имеющие противоположное направление.
Определения Целостность системного объекта имеет два смысловых аспекта: -обособленность от окружающей среды; -определенность строения. Единство системного объекта имеет следующие смысловые аспекты: системы и окружающей среды; компонентов системы, ее взаимоисключающих сторон.
Определения Для распознавания систем используются системные признаки, а для описания – характеристики систем. Признак – свойство (или совокупность свойств), по которому осуществляют классификацию или идентификацию объектов либо определяют их состояние. В качестве признаков системного объекта будем использовать: членимость, связанность; целостность, единство; эмерджентность. Характеристика – существенное отличительное свойство объекта.
Эмерджентность означает несводимость свойств/закономерностей системы к свойствам/закономерностям ее компонентов и невыводимость системных свойств/ закономерностей из свойств/ закономерностей компонентов. Данный признак отличает системные объекты от несистемных, таких как стакан воды или мешок картофеля, между частями которых нет устойчивых и сильных (структурных) связей (не обладают эмерджентными свойствами).
Характеристики системы Основными характеристиками системы являются: состав компонентов; структуры и организация; свойства; состояние и поведение. Изучение, создание и изменение, а также управление любой системой (даже природной) различными лицами осуществляются по-разному в силу сложности систем, непредсказуемости их поведения и многих других факторов.
Системный анализ 1. системные исследования 2. системный подход 3. конкретные системные концепции 4. общая теория систем (метатеория) 5. диалектический материализм (философские проблемы системных исследований) 6. научные системные теории и модели (учение о биосфере земли; теория вероятностей; кибернетика и др.) 7. технические системные теории и разработки - исследование операций; системотехника, системный анализ и др. 8. частные теории системы.
Область применения СА Проблемы, решаемые с помощью системного анализа, имеют ряд характерных особенностей: принимаемое решение относится к будущему (завод, которого пока нет) имеется широкий диапазон альтернатив решения зависят от текущей неполноты технологических достижений принимаемые решения требуют больших вложений ресурсов и содержат элементы риска не полностью определены требования, относящиеся к стоимости и времени решения проблемы проблема внутренне сложна вследствие того, что для ее решения необходимо комбинирование различных ресурсов.
Основные положения концепции системного анализа 1. Процесс решения проблемы должен начинаться с выявления и обоснования конечной цели, которой хотят достичь в той или иной области и уже на этом основании определяются промежуточные цели и задачи. 2. К любой проблеме необходимо подходить, как к сложной системе, выявляя при этом все возможные подпроблемы и взаимосвязи, а также последствия тех или иных решений 3. В процессе решения проблемы осуществляется формирование множества альтернатив достижения цели; оценка этих альтернатив с помощью соответствующих критериев и выбор предпочтительной альтернативы. 4. Организационная структура механизма решения проблемы должна подчиняться цели или ряду целей, а не наоборот.
Основные этапы и методы СА СА предусматривает разработку системного метода решения проблемы, т. е. логически и процедурно организованную последовательность операций, направленных на выбор предпочтительной альтернативы решения. СА реализуется практически в несколько этапов, однако в отношении их числа и содержания пока еще нет единства, т. к. существует большое разнообразие прикладных проблем.
Основные этапы системного анализа По Ф. Хансману ФРГ, 1978 год По Д. Джеферсу США, 1981 год По В. В. Дружинину СССР, 1988 год 1. Общая ориентация в проблеме (эскизная постановка проблемы) 1. Выделение проблемы 2. Выбор соответствующих 1. Выбор проблемы критериев 2. Описание 3. Формирование альтернативных решений 2. Постановка задачи и ограничение степени ее сложности 3. Установление критериев 4. Выделение существенных факторов внешней среды 3. Установление иерархии, 4. Идеализация целей и задач (предельное упрощение, попытка построения модели)
Основные этапы системного анализа По Ф. Хансману ФРГ, 1978 год По Д. Джеферсу США, 1981 год По В. В. Дружинину СССР, 1988 год 5. Построение модели и ее проверка 5. Моделирование 5. Декомпозиция (разбивка и нахождение решений по частям) 6. Оценка и прогноз параметров модели 6. Оценка возможных стратегий 6. Композиция («склеивание» частей вместе) 7. Получение информации 7. Внедрение результатов 7. Принятие наилучшего на основе модели решения 8. Подготовка к выбору решения 9. Реализация и контроль
В научный инструментарий СА входят следующие методы: метод сценариев (попытка дать описание системы) метод дерева целей (т. е. декомпозиция до задач, которые можно решить) метод морфологического анализа (для изобретений) методы экспертных оценок вероятностно-статистические методы (теория МО, игр и т. д.) кибернетические методы (объект в виде черного ящика) методы ИО (скалярная opt) методы векторной оптимизации методы имитационного моделирования (например, GPSS) сетевые методы матричные методы методы экономического анализа и др.
Место СА в научном исследовании В процессе СА на разных его уровнях применяются различные методы, в которых эвристика сочетается с формализацией. СА выполняет роль методологического каркаса, объединяющего все необходимые методы, исследовательские приемы, мероприятия и ресурсы для решения проблем. Современный системный анализ является прикладной наукой, нацеленной на выяснение причин реальных сложностей, возникших перед «обладателем проблемы» и на выработку вариантов их устранения.
Место СА в научном исследовании Особенности современного системного анализа вытекают из самой природы сложных систем. Имея в качестве цели ликвидацию проблемы или, как минимум, выяснение ее причин, системный анализ привлекает для этого широкий спектр средств, использует возможности различных наук и практических сфер деятельности. Являясь по существу прикладной диалектикой, системный анализ придает большое значение методологическим аспектам любого системного исследования. С другой стороны, прикладная направленность системного анализа приводит к использованию всех современных средств научных исследований - математики, вычислительной техники, моделирования, натурных наблюдений и экспериментов.
Очевидные признаки системности структурированность системы; взаимосвязанность составляющих ее частей; подчиненность организации всей системы определенной цели. Системность практической деятельности Всякое наше осознанное действие преследует вполне определенную цель; во всяком действии легко увидеть его составные части, которые выполняются в определенной последовательности. Системность познавательной деятельности Одна из особенностей познания - наличие аналитического и синтетического образов мышления. Суть анализа состоит в разделении целого на части, в представлении сложного в виде совокупности более простых компонент. Но чтобы познать целое, сложное, необходим и обратный процесс - синтез. Это относится не только к индивидуальному мышлению, но и к общечеловеческому знанию. Скажем так, расчлененность мышления на анализ и синтез и взаимосвязанность этих частей являются важнейшим признаком системности познания. Системность нашего мышления вытекает из системности мира. Современные научные данные и современные системные представления позволяют говорить о мире как о бесконечной иерархической системе систем, находящихся в развитии и на разных стадиях развития, на разных уровнях системной иерархии.
Области применения системного анализа На общегосударст венном уровне при разработке Комплексные программы нучно технического прогресса Основные направления экономического и социального развития Целевые комплексные программы Совершенствован ие структур экономики На уровне отрасли при разработке Прогнозы развития отрасли Отраслевые основные направления развития Отраслевые краткосрочные планы Отраслевые комплексные программы Совершенствов ание структуры отрасли и системы управления Отраслевые программы информатизации На уровне регионов при разработке Комплексные программы развития региона Основные направления развития региона Планы регионов на краткосрочную перспективу Межотраслевые региональные комплексные программы Структуры управления в регионе Региональные программы информатизации На уровне предприятий при разработке Концепции развития предприятия Основные направления деятельности предприятий Годовые производственные планы При организации оперативного управления производством Производственная и организационная структуры предприятия Информационные системы управления производством
Задание 1. Провести классификацию системы с учетом основных классификационных признаков. Объект - КГТУ Признак классификации По степени организованности По взаимодействию с внешней средой По структуре По характеру связи между элементами По характеру функций По характеру развития По степени организованности По сложности поведения По назначению Класс объекта по признаку Хорошо организованная Обоснование Действует по установленным законам
Выше уже отмечалось, что методологической основой системного анализа является системный подход, сущность которого достаточно проста: все элементы исследуемой системы и все процессы, происходящие в ней, должны рассматриваться только как одно целое, только в совокупности, только во взаимосвязи друг с другом. Локальные решения, включение в рассмотрение неполного числа факторов, локальная оптимизация на уровне отдельных элементов почти всегда приводят к неэффективному в целом, а иногда и опасному по последствиям результату. Такое видение мира обусловливает ряд принципиальных положений, которые неукоснительно должны соблюдаться в системном анализе.
Первый принцип: явление или процесс могут быть изучены только тогда, когда они рассматриваются в виде некоторой системы или ее части. Этот принцип означает необходимость рассмотрения изучаемого явления в терминах элементов системы и среды. Стратегическая задача должна заключаться в том, чтобы определить, какие элементы обеспечивают функционирование изучаемого явления, какие связи они образуют между собой, в каких условиях функционирует и развивается явление. Отдельно взятый факт не доступен для полноценного исследования.
Второй принцип - это требование рассматривать структуру любой системы в виде целостной совокупности ее элементов, нацеленность на поиск конкретных механизмов целостности, выявление достаточно полной типологии связей. В более жесткой интерпретации этот принцип понимается как запрет на рассмотрение системы как простого объединения элементов и заключается в признании того, что свойства системы не просто сумма свойств ее элементов, а нечто большее, проявляющееся в феномене целостности, интегративности. Тем самым постулируется возможность того, что система обладает особыми свойствами, которых может и не быть у составляющих ее элементов. Этот принцип основывается на том положении, что никаких свойств целостности, не являющихся свойствами образующих ее элементов или их функций, не существует, хотя целое не есть простая сумма всех элементов.
Этот принцип утверждает возможность вывода всех свойств системы из свойств ее элементов и их взаимодействий. Иначе он может быть назван принципом относительного редукционизма. Он отражает диалектику общего, особенного и единичного в каждом элементе системы. Полный набор единичных свойств, качеств, признаков и взаимосвязей делает каждый элемент системы неповторимым. Наличие особенного позволяет типологизировать совокупность элементов, т. е. объединять их в соответствующие группы, внутри которых это особенное относительно сходно, а от группы к группе - образует континуум. Познание общего выводит на закономерности функционирования и развития системы.
Весьма важным атрибутом системы является ее эффективность. Теоретически доказано, что у любой системы всегда существует функция ее ценности в виде зависимости ее эффективности (в экономических системах это стоимостные показатели в денежном или натуральном выражении) от условий и форм ее реализации и функционирования. Кроме того, эта функция ограничена, а значит, можно и нужно искать ее максимум. В необходимости определения максимума эффективности системы заключается третий принцип системного анализа.
Смысл четвертого принципа состоит в обязательном требовании рассматривать любую систему не как самодостаточную, автономную, обособленную и т. д., а в тесном взаимодействии с окружающей ее средой. Это означает обязательность рассмотрения любой системы как открытой для восприятия внешних связей или, в более общем виде, требование рассматривать анализируемую систему как часть (подсистему) некоторой более общей системы.
Перечисленные принципы предопределяют содержание пятого принципа системного анализа - возможности (а иногда и необходимости) деления данной системы на части - подсистемы. Если последние оказываются недостаточно просты для анализа, с ними поступают точно так же. Но в процессе такого деления нельзя нарушать предыдущие принципы: пока они соблюдены, деление оправдано, разрешено в том смысле, что гарантирует применимость практических методов, приемов, алгоритмов решения задач системного анализа.
Шестой принцип : система является относительно устойчивой, гомеостатической тогда, когда она функционирует на основе обмена (информационного, энергетического, ресурсного и т. д.) между управляющей и управляемой подсистемами. Наличие обратной связи - обязательное условие гомеостатического функционирования.
Седьмой принцип: управление (познание) сложной системой не будет эффективным, если управляющая (познающая) система имеет недостаточную собственную сложность. Это частный вывод из закона необходимого разнообразия.
Все изложенное позволяет уточнить понятие «система». Его можно сформулировать следующим образом: система - это целостная структура, состоящая из взаимосвязанных и взаимодействующих элементов, объединяемых в подсистемы нескольких уровней на основе достижения единой, общей для всех подсистем цели (целей) функционирования (целевой функции).
- 1. Динамическое взаимодействие (эквифинальные системы). Это условие предопределяет принцип соответствия, из которого следует, что взаимодействие подсистем в системе по отношению к системе в целом происходит на амбивалентной основе: функционирование подсистем осуществляется в соответствии с требованиями системы, а функционирование системы происходит на основе учета специфики и возможностей подсистем. Это означает, что хотя общесистемные требования для подсистем являются приоритетными, они не должны противоречить требованиям целостности каждой подсистемы в отдельности.
- 2. Наличие гибких перекрестных обратных связей. Это условие является следствием принципа опережающего информационного реагирования и сопровождения действий и принимаемых решений. Для динамических систем (а именно к такому классу относятся социально-экономические и социально-политические системы) это означает необходимость упреждающей коррекции принимаемых решений на основе прогнозных оценок динамики характеристик объекта управления. Смысл этого принципа заключается в том, что прямые управленческие действия необходимо предварять вспомогательными, содержательная направленность которых должна содействовать развитию процессов, способствующих достижению поставленных целей, и демпфировать те процессы, которые этому препятствуют. В общем случае коррекции должны подвергаться определенные характеристики как объекта, так и субъекта управления. Применительно к социальной практике это означает, что любые принимаемые решения при выполнении первого принципа должны иметь упреждающее информационное сопровождение, готовящее общественное сознание к позитивному восприятию этих решений. В основе этого принципа - отличительный признак жизни, открытый П.К. Анохиным и Н.А. Бернштейном, заключающийся в ее способности к опережающему реагированию на возмущающие воздействия. При этом характер реакции организма адекватен не самому воздействию или сигналу, а событию, признаком которого они являются.
- 3. Тенденция в развитии системы к трансформации в гомеостат У. Эшби , при котором она достигает устойчивости путем проб и ошибок. На практике это означает создание механизмов минимизации отклонений от значений целевых ориентиров развития.
Функционирование систем при таком сложном субстрате неизбежно приводит к возникновению различных проблем. Проиллюстрировать характер, существо и объективную основу проблем функционирования социальных систем можно с помощью примера, ставшего классическим.
Допустим, некоторая фирма производит определенные виды продукции и в полном соответствии с «рыночными» законами стремится получить максимальную прибыль от их продажи. Пусть решается простой вопрос: «Сколько готовой продукции необходимо хранить на складе предприятия и сколько разновидностей ее должно производиться?» Рассмотрим «частные» интересы различных отделов этой фирмы. Сразу обнаружится, что уже на внутрифирменном уровне возникают противоречия.
Теоретически каждый из отделов заинтересован в достижении общей для всех структур фирмы цели - максимуме прибыли (если это не так, то по определению данная фирма не может рассматриваться как система). Однако в реальности все обстоит несколько сложнее.
Производственный отдел будет заинтересован в длительном и непрерывном производстве одного и того же вида продукции. Только в этом случае будут наименьшими расходы на наладку оборудования.
Отдел сбыта, наоборот, будет отстаивать идею расширения номенклатуры производимой продукции и больших запасов ее на складах.
Финансовый отдел, конечно же, будет настаивать на минимуме складских запасов: то, что лежит на складе, не может приносить прибыли и, более того, сам процесс хранения требует довольно существенных непроизводительных затрат!
Даже отдел кадров будет иметь свою локальную целевую функцию - производить продукцию всегда (даже в периоды делового спада) и в одном и том же ассортименте, так как в этом случае не будет проблем текучести кадров.
Вот такие разновекторные процессы возникают в сравнительно небольшой организации, которые управленцу требуется объединить в единый, целостный механизм, функционирование которого подчиняется одной цели - достижению максимума прибыли.
Очевидно, что придется ставить и решать задачи согласования целей отдельных подсистем и хорошо еще, если показатели эффективности подсистем имеют ту же размерность, что и показатель (критерий) эффективности системы в целом. Ведь вполне может оказаться, что эффективность работы некоторых подсистем придется измерять не в денежном выражении, а с помощью других, нечисловых, показателей.
При организации полноценного функционирования социальных систем возникают и другие проблемы. Речь, в частности, идет об оценке связей между образующими систему подсистемами, а также между последними и средой.
Выше уже было отмечено, что существенным элементом любой системы являются характеристики взаимосвязей между отдельными элементами подсистем, подсистемами разных уровней и их связей с внешней средой. В силу существенного различия субстратов и функций подсистем во всякой сложной системе возникает проблема согласования, как правило, совершенно несопоставимых по размерностям показателей, приведения их к «общему знаменателю». Ведь без такого согласования невозможно устанавливать единый показатель эффективности системы в целом.
Кроме того, существует проблема определения динамических характеристик связей и взаимодействий как между подсистемами, так и их связей и взаимодействий с внешней средой. Вопрос заключается в том, как эти характеристики будут изменяться в перспективе, как эти изменения повлияют на конечный результат.
Существует давняя традиция рассматривать динамику изменения названных характеристик как случайные процессы. Соблазн такого подхода состоит в том, что для исследования случайных процессов разработан весьма разнообразный формально-аналитический аппарат. Однако социальный мир существенно детерминирован, и навязывать ему стохастическую природу только из-за того, что это открывает возможность использования огромного арсенала методов вероятностной статистики для его формализованного анализа, совершенно некорректно. Об этом необходимо помнить при возникновении проблемы анализа эмпирической информации о состоянии социально-экономических и социально-политических процессов. Позитивным выходом из данной ситуации является то, что имеется ряд сфер, в которых при определенных допущениях происходящие в них процессы можно трактовать как случайные. Это относится, главным образом, к процессам экономическим, где большинство параметров имеют массовую природу и вполне исчерпывающим образом могут отображаться количественными показателями. Предположение об их случайном происхождении хотя и искажает определенным образом их смысл, позволяет на уровне тенденций оценивать направленность и интенсивность наблюдаемых переменных. Характеристики остальных сфер социума в подавляющем большинстве имеют качественную природу. Сами эти сферы (социальная, политическая, культурная и т. п.) существенно дифференцированы, что не позволяет рассматривать их как массовые случайные процессы. Поэтому область даже не очень корректного использования методов вероятностной статистики здесь радикально сужается.
Если теперь вспомнить основное назначение системного анализа - обеспечивать лиц, принимающих решения, рекомендациями по вопросам управления системой или, по крайней мере, по совершенствованию этого управления, - то мы оказываемся перед необходимостью смягчить жесткость высказанной позиции. Придется признать, что даже самое точное следование рекомендациям науки не дает гарантии достигнуть именно того результата, который был задуман, спроектирован, запланирован. Наиболее убедительным аргументом представляется такой: все-таки лучше принимать решение (может быть, даже рискованное) при наличии хотя бы оценочной (неточной, приближенной) информации о его последствиях, чем рисковать «втемную», вообще без всяких попыток просчитать его результаты.
- Эшби У. Введение в кибернетику. М., 1956.
Математическое описание системы и ее свойств. Внешнее и внутреннее описание систем. Задача реализации. Описание на языке теории множеств и языке состояний. Связь «вход-выход». Системы с конечным числом состояний. Выбор удобного описания. Класс автоматов. Описание на языке энтропии и потенциальных функций. Стохастические системы. Идентификация. Роль ограничений в системе. Понятие нечеткого множества и его применение для описания систем, основные операции на нечетком множестве, функция принадлежности и ее определение. Нечеткая арифметика. Нечеткие множества высшего порядка. Глобальные свойства больших систем: размерность, сложность, связность, устойчивость, непредсказуемость поведения. Структурная устойчивость систем. Катастрофы и адаптируемость систем. Типы сложности систем и способы определения. Структурная, динамическая и вычислительная сложность. Связь между структурной и динамической сложностью. Аксиомы сложности. Классификация системных задач по вычислительной сложности. Машина Тьюринга.
Методы анализа связности и сложности систем.Связность структуры больших систем. Описание связности с помощью графа. Симплексы, комплексы и многомерные связи. Эксцентриситет. Понятие гомотопии. Дыры и препятствия. Цепи и границы. Расширение понятия топологической связности. Покрытия, разбиения и иерархия. Построение разрешающих форм. Алгебраическая связность. Линейные и нелинейные системы. Полугруппы и узловые соединения. Теорема декомпозиции Крона – Роудза и ее применение. Декомпозиция аналитических систем. Структурная сложность и иерархия. Схема связности. Понятие многообразия. Уровни взаимодействия. Динамическая сложность и проблема различных шкал времени. Сложность автоматов. Эволюционная сложность. Топологическая сложность. Сложность и теория информации.
Методы анализа устойчивости и адаптивности систем.Использование внешнего и внутреннего описания для анализа устойчивости систем. Структурная устойчивость. Связная устойчивость и адаптивность. Графы и процессы распространения возмущений в системе. Устойчивость системы «черный ящик» с обратной связью. Внутренние модели и устойчивость. Бифуркация Хопфа. Структурно-устойчивые динамические системы. Теория катастроф и ее использование при решении системных задач. Типы особенностей. Катастрофа типа сборки. Устойчивость по возмущению и по начальному значению. Адаптивность динамических процессов. Адаптивность и катастрофы. Системы Морса – Смейла и адаптивность.
Проблемы управления и принятия решений.Основные задачи системного анализа в управлении. Активное и пассивное управление. Эволюционные системы. Управляемые и неуправляемые системы. Область достижимости. Особенности границы достижимости. Устойчивость управления и обратная связь. Устойчивость по Ляпунову. Управление бифуркацией. Управляемая адаптивность. Понятие об управлении сингулярными распределенными системами. Проблема оптимизации в принятии решений. Проблема выбора и сложность. Одноцелевые и многоцелевые модели принятия решений. Полезность вариантов решений. Риск и его оценка. Эвристические методы поиска решения. Применение теории нечетких множеств к решению задач оптимального выбора. Функциональный подход, основанный на введении нечеткой меры расстояния. Нечеткая классификация, нечеткая логика. Задачи оптимального управления при многих критериях. Дискретные многокритериальные задачи и задачи с непрерывным временем. Марковские модели принятия решений.
Список основной литературы
1. Романов В.Н. Техника анализа сложных систем: Учебное пособие. СПб.: Изд-во СЗТУ, 2011.
2. Романов В.Н. Основы системного анализа: Учебно-методический комплекс. СПб.: Изд-во СЗТУ, 2008.
3. Романов В.Н. Нечеткие системы. СПб.: Издательство «ЛЕМА», 2009.
Список дополнительной литературы
4. Беллман Р. Принятие решений в расплывчатых условиях / Р. Беллман, Л. Заде // Вопросы анализа и процедуры принятия решений: Сб. переводов. Под ред. И.Ф. Шахнова. М.: Мир., 1976.
5. Винер Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине. М.: Наука, 1989.
6. Волкова В.Н. Теория систем и методы системного анализа в управлении и связи / В.Н. Волкова, В.А. Воронков, А.А. Денисов. М.: Радио и связь, 1983.
7. Железнов И.Г. Сложные технические системы. М.: Высшая школа, 1984.
8. Месарович М. Общая теория систем: Математические основы / М. Месарович, И. Такахара. М.: Мир, 1976.
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ТЕСТИРОВАНИЯ И КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ОТВЕТОВ ВЫПУСКНИКОВ НА ИТОГОВОМ ГОСУДАРСТВЕННОМ ЭКЗАМЕНЕ
Согласно Положению о тестовой форме контроля знаний студентов и качества обучения Горного университета государственный экзамен проводится в форме тестирования и включает в себя 200 вопросов. Из дисциплин, входящих в первый блок, формируется 100 вопросов итогового теста (примерные тестовые задания приведены в Приложении 1). Остальные 100 вопросов формируются из дисциплин второго блока.
Экзаменационные тесты разрабатываются преподавателями, ведущими соответствующую учебную дисциплину, и сдаются за месяц до проведения итогового государственного экзамена председателю государственной экзаменационной комиссии, подписанные автором, заведующим кафедрой, экспертом из числа ведущих преподавателей кафедры. Председатель государственной экзаменационной комиссии формирует итоговый вариант теста и, после утверждения проректором по учебной работе передает его в отдел тестирования.
Тематика тестовых заданий является комплексной и соответствует избранным разделам из различных учебных циклов, формирующих конкретные компетенции: ОК1-8, ПК1-5, ПК7,ПК10, ПК12.
Тестирование проводится в соответствии с Положением о тестовой форме контроля знаний студентов и качества обучения
Результаты итогового государственного экзамена (распечатка результатов экзамена) выдаются председателю государственной экзаменационной комиссии в отделе тестирования в день экзамена и передаются на рассмотрение государственной экзаменационной комиссии.
На основании выписки из протокола заседания государственной экзаменационной комиссии по рейтинговой оценке результатов тестирования (шкалы) председатель проставляет полученные оценки в опросные карты, в экзаменационную ведомость и в зачетные книжки студентов.
Ответ выпускника на итоговом государственном экзамене определяется оценками: «отлично», «хорошо», «удовлетворительно», «неудовлетворительно» в соответствии со шкалой, утверждаемой протоколом заседания государственной экзаменационной комиссии.
Составитель:
Приложение 1
ПРИМЕРНЫЕ ВАРИАНТЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К СДАЧЕ ИТОГОВОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО ЭКЗАМЕНА
| № п.п. | Вопросы | Варианты ответов |
| 1. | Прогноз, результат которого представлен в виде единственного значения характеристики объекта прогнозирования без указания доверительного интервала, называется … | |
| 2. | Как называется принцип прогнозирования, требующий согласования нормативных и поисковых прогнозов различной природы и различного периода упреждения? | |
| 3. | Опережающее отображение действительности, основанное на познании законов природы, общества и мышления - это … | 1. ретроспекция. 2. реконструкция. 3. верификация. 4. научное предвидение. 5. интуиция. |
| 4. | С помощью равенства задается … | 1. семейство линий уровня. 2. алгоритм решения задачи. 3. целевая функция. 4. MM- критерий. 5. S-критерий. |
| 5. | Как называется принцип прогнозирования, требующий взаимоувязанности и соподчиненности прогнозов объекта прогнозирования и прогнозного фона и их элементов? | 1. принцип рентабельности. 2. принцип согласованности. 3. принцип системности. 4. принцип непрерывности. 5. принцип верифицируемости. |
| 6. | Прогноз, содержанием которого является определение возможных состояний объекта прогнозирования в будущем, называется … | 1. поисковым. 2. нормативным. 3. интервальным. 4. точечным. 5. одномерным. |
| 7. | Информационная технология – это … | 1. процедура оценки эффективности функционирования системы. 2. процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных для получения информации нового качества о состоянии системы, объекта, процесса или явления. 3. процедура восстановления вектора состояния системы по информации о векторе выхода. 4. процесс перевода системы из одного состояния в другое за счет воздействия некоторого управления. 5. свойство системы сохранять исправное состояние. |
| 8. | Энтропия Шеннона – это … | 1. мера неопределенности. 2. метод решения задачи. 3. информационная система. 4. фактор неопределенности. 5. закон распределения. |
| 9. | Вид хранения исходных данных в среде Статграфикс? | 1. графический. 2. текстовый. 3. электронная таблица. 4. кодированный. 5. программа. |
| 10. | Реализация цели прогноза путем объединения конкретных прогнозов на основе принципов прогнозирования называется … | 1. прогнозирующей системой. 2. сравнением прогнозов. 3. планированием эксперимента. 4. синтезом прогнозов. 5. анализом временных рядов. |
| 11. | Какая характеристика соответствует ППП Статграфикс? | 1. отсутствует импорт данных. 2. интегрированная графика. 3. не интерактивная графика. 4. отсутствие статистической консультации. 5. немодульное исполнение. |
| 12. | Оценка достоверности и точности или обоснованности прогноза – это … | 1. верификация. 2. апробация. 3. декорреляция. 4. кластеризация. 5. анализ временных рядов. |
| 13. | Какой модуль позволяет решать задачу одномерного прогнозирования с помощью ППП Статграфикс? | 1. описания данных. 2. планирование эксперимента. 3. сравнение данных. 4. контроль качества. 5. анализ временных рядов. |
| 14. | Метод главных компонент позволяет… | 1. сравнить данные. 2. построить регрессию. 3. снизить размерность данных. 4. выбрать закон распределения. 5. увеличить размерность данных. |
| 15. | Если коэффициент парной корреляции равен 0, то связь между двумя переменными… | 1. отсутствует. 2. прямо пропорциональная. 3. обратно пропорциональная. 4. нелинейная. 5. оптимальная. |
| 16. | ПАТТЕРН – это … | 1. метод прогнозирования. 2. вычислительный комплекс. 3. генератор идей. 4. база данных. 5. прогнозирующая система. |
| 17. | Функции предпочтения какого критерия изображены на рисунке?
 | 1. S-критерия. 2. G-критерия. 3. MM- критерия. 4. Критерия азартного игрока. 5. BL-критерия |
| 18. |  Какой критерий определяется данным соотношением?
| 1. минимаксный критерий. 2. критерий Сэвиджа. 3. критерий Ходжа-Лемана. 4. критерий Гурвица. 5. критерий азартного игрока. |
| 19. | Линии уровня (функции предпочтения) в прямоугольной системе координат для критерия Гермейера задаются… | 1. равнобедренными трапециями. 2. параллельными прямыми. 3. прямоугольными треугольниками. 4. прямоугольными конусами. 5. равнобедренными треугольниками. |
| 20. | Какой вид критерия существует? | 1. критерий с нормалями предпочтения. 2. критерий с плоскостями предпочтения. 3. критерий с прямыми предпочтения. 4. критерий с углом предпочтения. 5. критерий с кривыми предпочтения. |
| 21. | Коэффициент влияния определяется… | 1.
2.  .
3. .
4. .
5. .
|
| 22. | Релевантность – это… | 1. выявление важности одной альтернативы относительно другой. 2. мера беспорядка системы, состоящей из многих элементов. 3. количество параметров в системе. 4. мера характеристики предмета, обозначающая его ценность. 5. мера влияния параметров на результат решения. |
| 23. | Оценочная функция определяется… | 1. значениями векторов зависимых переменных.
2. значениями векторов  независимых и зависимых переменных.
3. Значениями векторов независимых переменных.
4. значениями модулей векторов независимых и зависимых переменных.
5. суммой векторов независимых и зависимых переменных.
|
| 24. | Энтропия – это… | 1. скорость реакции на внешнее воздействие. 2. степень определённости. 3. мера неопределенности сигнала, передаваемого случайным источником. 4. увеличение мощности сигнала, передаваемого случайным источником. 5. уменьшение мощности сигнала, передаваемого случайным источником. |
| 25. | Прогностический доверительный фактор для серии из ω реализаций с учётом вероятности α ошибки определяется как… | 1. .
2.  .
3. .
4.  .
5.  .
|
| 26. | Гибкий критерий выглядит… | 1. . 2. . 3. . 4. . 5. . |
| 27. | К обязательным условиям, требующим выполнения для гибкого критерия решений, не относится… | 1.  .
2. .
3. .
4.  .
5.  .
|
| 28. | Количество условий выполнения гибкого критерия решений… | 1. 3. 2. 4. 3. 6. 4. 5. 5. 7. |
| Адаптивный критерий Кофлера-Менга определяется выражением… | 1.  .
2.  .
3.  .
4.  .
5.  .
|
| 30. | К свойствам кусочно-линейной информации не относится… | 1. в вероятностном подпространстве этой информации существует реальная точка экстремума, координаты которой составляют матрицу. 2. возможность оценить степень объективности этой информации. 3. на основании априорного вероятностного распределения или априорного задания частотного распределения значений параметра по интервалам можно получить апостериорное вероятностное распределение. 4. априорное распределение кусочной информации представлено в форме части этого симплекса. 5. часть симплекса образует выпуклое многомерное пространство. | ||
| 31. | Общая теория систем - это наука, изучающая: | 1. характеристики отдельных объектов и их элементов. 2. соотношении целого и частного в системах. 3. состояние и поведение совокупностей объектов и их элементов. 4. силы связей между элементами системы. 5. характеристики объектов. | ||
| 32. | Системный анализ – это методология: | 1. поиска решений по управлению. 2. изучения и создания объектов как единой системы. 3. проектирования приборов анализа поведения систем. 4. контроля поведения систем и их элементов. 5. изучения межэлементных связей. | ||
| 33. | Определите правильную формулировку понятия «система» | 1. набор элементов с установленными связями. 2. совокупность объектов, объединённых для достижения поставленной цели. 3. совокупность элементов, случайно выбранных из конечного множества объектов. 4. совокупность межэлементных связей. 5. множество объектов и их связей, ограниченное общим числом элементов. | ||
| 34. | Выберете правильную группу задач, относятся к общей теории систем | 1. анализ и прогнозирование состояния систем в заданных условиях. 2. оценка процедур системных решений. 3. разработка методов поиска информации об объекте. 4. определение структуры внешней среды. 5. определение предельных условий состояния систем. | ||
| 35. | Определите правильную формулировку понятия «закрытая система» | 1. система, представленная в виде «чёрного ящика». 2. система с ограничениями на состояние её элементов. 3. система, элементы которой не имею связи с внешней средой. 4. система, у которой хотя бы один элемент связан с внешней средой. 5. система, у которой все элементы связаны с внешней средой. |
| 36. | Дайте определение понятия «элемент системы» | 1.часть системы, показатели которой не влияют на её состояние. 2. установленная часть подсистемы, не связанная с другими элементами. 3. часть системы, не входящая ни в одну подсистему. 4. внешнее возмущение. 5. часть системы, дальнейшее разделение которой приводит к разрушению общесистемных связей. |
| 37. | Дайте правильное определение понятия «межэлементная связь» системы | 1. установленное направление и величина влияния одного элемента системы на другой. 2. связь между выходом объекта и внешней средой. 3. соединение двух элементов системы. 4. объединение двух или нескольких элементов системы. 5. связь между входом объекта и внешней средой. |
| 38. | Принцип «чёрного ящика» – это: | 1. представление и изучение совокупности элементов по принципу открытой системы. 2. представление и изучение совокупности элементов по принципу закрытой системы. 3. представление и изучение не связной совокупности элементов. 4. представление и изучение случайной совокупности объектов. 5. представление и изучение совокупности элементов по принципу «вход-выход». |
| 39. | Выберите правильное определение понятия «структура системы» | 1. порядок перечисления элементов системы. 2. порядок формирования системы из выделенного множества элементов и их взаимосвязей. 3. порядок оценки силы связей системы. 4. матрица межэлементных связей и их направлений в данной системе. 5. порядок перечисления межэлементных связей системы. |
| 40. | Под определением понятия «декомпозиция системы» понимается: | 1. выбор и обоснование межэлементных связей. 2. поиск элемента с наибольшим числом связей. 3. формирование системы из выбранного множества элементов. 4. формулировка ограничений на параметры системы. 5. условное деление системы на её составляющие. |
| 41. | Эмерджентность - это: | 1. несоответствие совокупных свойств множества микро - элементов системы и их связей свойствам системы в целом. 2. разнородность характеристик множества микро-элементов системы и их связей. 3. критерий сложности межэлементных связей. 4. соответствие совокупных свойств множества микро - элементов системы и их связей свойствам системы в целом. 5. критерий силы межэлементных связей. |
| 42. | Дана схема системы из двух параллельно соединённых элементов. Укажите правильную формулу определения состояния системы, если известны состояния их элементов Р1, Р2 | 1. Р = (1-Р1) (1- Р2). 2. Р = 1- Р1 Р2. 3. Р = 1- (1-Р1) (1- Р2). 4. Р = 1- (1-Р1 Р2). 5. Р = 1- (Р1 Р2)2. |
| 43. | Вероятность заданного уровня состояния качества системы «Р» с течением времени эксплуатации (использования) системы может: | 1. только понижаться. 2. только возрастать. 3. быть постоянной. 4. быть равной «1». 5. быть равной «0». |
| 44. | Назовите все виды соединений элементов, принятые при проектировании систем | 1. случайно-последовательные и прямые. 2. прямые, опосредованные, параллельные. 3. параллельные, последовательные и случайные. 4. параллельные, последовательные, параллельно-последовательные. 5. случайно-последовательные и параллельные. |
| 45. | Дана схема системы из двух последовательно соединённых элементов. Укажите правильную формулу определения состояния системы, если известны состояния их элементов Р1, Р2 | 1. Р = Р1 - Р2. 2. Р = Р1 / Р2. 3. Р = Р1 + Р2. 4. Р = Р1 = Р2. 5. Р = Р1 х Р2. |
| 46. |
| 47. | Какой из приведенных ниже принципов является принципом построения моделей? | 1. принцип ранжирования. 2. принцип приоритета функции над структурой. 3. принцип эксперимента. 4. принцип децентрализации. 5. принцип иерархии. |
| 48. | ||
| 49. | ||
| 50. | ||
| 51. | ||
| 52. | ||
| 53. | ||
| 54. | ||
| 55. | Какой из приведенных ниже принципов является принципом построения моделей? | 1. принцип осуществимости. 2. принцип предпочтения. 3. принцип рассмотрения совместно со связями со средой. 4. принцип глобальной цели. 5. принцип неопределенности. |
| 56. | Какой из приведенных ниже принципов является принципом построения моделей? | 1. принцип ранжирования. 2. принцип приоритета функции над структурой. 3. принцип эксперимента. 4. принцип децентрализации. 5. принцип иерархии. |
| 57. | Как проверяется степень соответствия модели описываемому явлению? | 1. эмпирической оценкой. 2. экспертной оценкой. 3. аддитивным анализом. 4. мультипликативным анализом. 5. последовательно-параллельной оценкой. |
| 58. | Что бы Вы отнесли к особенностям системного моделирования? | 1. выдвижение гипотез при исследовании. 2. операциональное исследование. 3. использование алгоритмов, допускающих оперативную переналадку. 4. необходимость получения показателя эффективности системы. 5. учет характеристик системы на системном уровне. |
| 59. | Какие из перечисленных требований относятся к математическим моделям? | 1. синхронность. 2. совместимость. 3. быстродействие. 4. эмерджентность. 5. адекватность. |
| 60. | На чем основывается оценка точности модели? | 1. на методе максимального правдоподобия. 2. на реалистичности. 3. на совместимости. 4. на результативности. 5. на реализуемости. |
| 61. | Как можно оценить погрешность модели? | 1. методом измерения предпочтений. 2. методом наименьших квадратов. 3. корреляционным анализом. 4. функционально-стоимостным анализом. 5. факторным анализом. |
| 62. | Как может быть оценена ошибка метода статистических испытаний? | 1. степенью достоверности. 2. границами интервала, заданного ЛПР. 3. корреляционным анализом. 4. доверительной вероятностью. 5. статистической проверкой гипотез. |
| 63. | Какое распределение вероятностей положено в основу процедуры генерирования случайных чисел? | 1. нормальное. 2. экспоненциальное. 3. равномерное. 4. логарифмическое. 5. показательное. |
| 64. | Выберите наиболее точное определение термина «Internet»: | 1. совокупность всех веб-сайтов. 2. глобальная компьютерная сеть, построенная на использовании протокола IP и маршрутизации пакетов данных. 3. объединение всех веб-серверов. 4. услуга, предоставляемая компаниями-провайдерами для связи между компьютерами. 5. совокупность всех объединённых в сети компьютеров. |
| 65. | Узловой компьютер – это компьютер, который: | 1. работает под операционной системой Windows Server. 2. имеет очень высокую производительность центрального процессора по сравнению с другими компьютерами в локальной сети. 3. выполняет определенные функции по запросам других компьютеров локальной сети. 4. постоянно подключен к Internet и предоставляет доступ в сеть для других компьютеров. 5. использует IP-адрес 127.0.0.1. |
| 66. | Сервер – это: | 1. компьютер с самым высокопроизводительным в локальной сети центральным процессором. 2. компьютер с самым большим в локальной сети объёмом ПЗУ. 3. компьютер, выделенный и/или специализированный для выполнения определенных сервисных функций. 4. программа, распределяющая доступ к Internet для всех компьютеров в локальной сети. 5. компьютер, способный работать без монитора. |
| 67. | Дайте определение термину «программа-клиент» в программной концепции «клиент-сервер»: | 1. Операционная система терминала. 2. Программа для обмена мгновенными сообщениями между пользователями терминалов. 3. Программа для доступа в интернет через сервер. 4. Программа для определения производительности сервера. 5. Программа, запрашивающая с сервера какие-либо данные, манипулирующая данными непосредственно на сервере, запускающая на сервере новые процессы и т.п. |
| 68. | Как расшифровывается DNS? | 1. Digital Name System. 2. Direct Netwok System. 3. Digital Netwok System. 4. Domain Name System. 5. нет верного ответа. |
| 69. | IP-адрес - это: | 1. Физический адрес сетевой платы компьютера в компьютерной сети. 2. Сетевой адрес узла в компьютерной сети, построенной по протоколу IP. 3. Сетевой адрес персонального компьютера, зависящий от выбора интернет-браузера. 4. Физический адрес, определяющий местоположение устройства, имеющего доступ в интернет. 5. Адрес сетевого принтера в локальной сети. |
| 70. | TCP/IP - это: | 1. Протокол для передачи электронной почты и мгновенных сообщений. 2. Шина персонального компьютера, служащая для работы с сетью Internet. 3. Набор сетевых протоколов разных уровней модели сетевого взаимодействия, используемых в информационных сетях. 4. Основная характеристика сетевой платы персонального компьютера. 5. Сетевой протокол, позволяющий компьютерам автоматически получать IP-адрес и другие параметры, необходимые для работы в Internet. |
| 71. | HTTP – это: | 1. протокол передачи данных. 2. домен верхнего уровня в сети Internet. 3. язык программирования для создания веб-страниц. 4. хостинг, где расположены интернет-сервера. 5. формальный заголовок адреса веб-страницы. |
| 72. | Что из перечисленного является IP-адресом версии 4? | 1. 192.168.0.1. 2. fe80:0:0:0:200:f8ff:fe21:67cf. 3. 00-1D-3F-A2-48-56. 4. 2:466/466. 5. yandex.ru. |
| 73. | Какая из перечисленных программ не является интернет-браузером? | 1. Netscape Navigator. 2. Internet Explorer. 3. Google Chrome. 4. The Bat! 5. Mozilla Thunderbird. |
| 74. | Как называется совокупность элементов (предметов любой природы), находящихся в отношениях и связях друг с другом? | 1. система. 2. упорядоченный набор. 3. звено. 4. комплекс. 5. сочетание. |
| 75. | При объединении элементов в систему последняя приобретает специфические системные свойства, не присущие ни одному из элементов. Как называются эти свойства? | 1. предсказуемость. 2. толерантность. 3. синергетичность. 4. эмерджентные. 5. управляемость. |
| 76. | К каким системам относятся системы со слабопредсказуемым поведением и способностью принимать решения? | 1. к простым. 2. к смешанным. 3. к сложным. 4. к критическим. 5. к управляемым. |
| 77. | Как называется система целенаправленных действий, объединенных общим замыслом и единой целью? | 1. стратегия. 2. операция. 3. тактика. 4. процесс. 5. управление. |
| 78. | Как называется мера степени соответствия реального результата операции требуемому? | 1. критерий эффективности. 2. степень эффективности. 3. мера эффективности. 4. потенциальная эффективность. 5. показатель эффективности. |
| 79. | Как называется форма упорядочения элементов множества, то есть устранение неопределенности в выборе некоторого элемента или некоторого подмножества? | 1. предпочтение. 2. толерантность. 3. симметричность. 4. ранжирование. 5. построение. |
| 80. | Чем определяется, прежде всего, выбор отношения для описания системы? | 1. Предметной областью. 2. Внешними системами. 3. Целью анализа. 4. Предпочтением ЛПР. 5. Информационной средой задачи. |
| 81. | Какими свойствами обладает система предпочтений индивида на множестве D элементов выбора, если он умеет сравнить между собой любые два элемента и всегда вынести одно из трех альтернативных суждений: а) предпочтительнее ; б) и одинаково предпочтительны: в) предпочтительнее ? | 1. устойчивостью. 2. эмерджентностью. 3. информативностью. 4. управляемостью. 5. свойством полноты. |
| 82. | Как называется способ, при котором ЛПР просит указать степень влияния изменения значения частного показателя эффективности на результат операции? | 1. способ выражения предпочтения субъективными вероятностями. 2. способ выражения предпочтений коэффициентами важности. 3. способ попарного выражения предпочтения как доли относительной интенсивности. 4. способ попарного выражения предпочтения как доли суммарной интенсивности. 5. способ выражения предпочтений лингвистическими переменными. |
| 83. | Как распределены промежутки времени между событиями простейшего потока? | 1. по экспоненциальному закону. 2. по равномерному закону. 3. по нормальному закону. 4. по логарифмическому закону. 5. по гипернормальному закону. |
ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
« СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА И УПРАВЛЕНИЯ »
Направление подготовки: 220100 «СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И УПРАВЛЕНИЕ»
Квалификация (степень) выпускника: магистр
Формы обучения: очная
Составитель: проф. В. Н. Романов
Санкт-Петербург
Рабочая программа составлена с учетом требований ФГОС ВПО к содержанию и уровню подготовки выпускника по направлению подготовки 220100 № 000 от 01.01.2001 г. и в соответствии с рабочими учебными планами направления подготовки, утвержденными ректором Университета.
Составитель и научный редактор: профессор В. Н. Романов
1 Цели и задачи дисциплины.. 3
2 Место дисциплины в структуре ООП: 4
3 Требования к результатам освоения дисциплины: 5
4 Объем дисциплины и виды учебной работы.. 7
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами. 9
5.3 Разделы дисциплин и виды занятий. 11
6 Лабораторный практикум.. 11
7 Практические занятия (семинары) 12
Сборники задач. 14
б) Дополнительная литература. 14
в) Программное обеспечение. 15
г) Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы.. 15
10 Материально-техническое обеспечение дисциплины.. 16
1. Цели и задачи дисциплины:
Целью изучения дисциплины ознакомление магистрантов с современными проблемами системного анализа и управления и подготовка их к самостоятельной исследовательской работе по специальности.
Задачи курса – приобретение и развитие компетентности, умения свободно ориентироваться в проблемах системного анализа и управления, способности к самостоятельному мышлению, возможности самостоятельного изучения современной научной литературы по избранной специальности.
2. Место дисциплины в учебном процессе:
Дисциплина «Современные проблемы системного анализа и управления» является одной из основных дисциплин фундаментального цикла в структуре ООП магистра, обеспечивает профессиональную эрудицию и формирует навыки самостоятельного научного исследования, является базой при изучении последующих дисциплин, связанных с анализом и моделированием систем.
Дисциплина изучается магистрантами в течение первого и второго семестров. Она создает основу для знакомства с современными научными проблемами в области системного анализа и управления и методами их решения.
Для изучения дисциплины необходимы знания из курсов высшей математики, физики, информатики (математический анализ, функциональный анализ, теория матриц, статистика, логика, системный анализ и принятие решений, знание основных физических законов, статистической физики, квантовой механики, специальной и общей теории относительности, общей картины мира, знание современных компьютерных технологий). Входные знания магистрантов должны соответствовать общекультурной компетентности в объеме ОК-1, 2, 3, 4, 5 и профессиональной компетентности в объеме ПК-1, 2, 3, 4 .
Знание современных проблем системного анализа и управления составляет фундамент избранной специальности, без которого невозможна успешная деятельность выпускника вуза в специальных областях технических наук, организации и управления большими системами.
3.Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на приобретение и развитие компетентности в общекультурной и профессиональной сфере. В частности, в сфере общей культуры – в объеме ОК-1, ОК-2, ОК-3, ОК-4 , ОК-6, ОК-7, ОК-8 . В профессиональной сфере – в объеме ПК-1, ПК-2, ПК-3, ПК-4, ПК-5, ПК-6, ПК-7, ПК-8, ПК-10, ПК-11, ПК-12, ПК-13.
В результате изучения дисциплины магистрант должен:
Иметь представление:
О взаимосвязи современных проблем системного анализа и управления с проблемами других научных областей.
Знать :
Методы анализа связности систем;
Методы анализа устойчивости и адаптивности систем;
Методы анализа сложности систем,
Методы принятия решений в системах в условиях неопределенности.
Методы решения многокритериальных задач оптимального управления.
Уметь:
Применять методы анализа и принятия решений в реальных ситуациях;
Решать прикладные задачи многокритериальной оптимизации и управления в конкретных условиях;
Формулировать системные задачи и находить методы их решения
Владеть:
Навыками системного мышления при решении научно-исследовательских и практических задач.
4.1. Объем дисциплины и виды учебной работы
Общая трудоемкость дисциплины составляет __5__ зачетных единиц.
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры |
|||
Аудиторные занятия (всего) | |||||
В том числе: | |||||
Практические занятия (ПЗ) | |||||
Семинары (С) | |||||
Лабораторные работы (ЛР) | |||||
Самостоятельная работа (всего) | |||||
В том числе: | |||||
Курсовой проект (работа) | |||||
Расчетно-графические работы (РГР) | |||||
Другие виды самостоятельной работы: | |||||
Домашнее задание | |||||
Подготовка к зачету и экзамену (всего) в том числе: | |||||
самостоятельное изучение теории и методов решения задач системного анализа и управления | |||||
изучение теории и методов при выполнении домашнего задания | |||||
изучение теории и методов при подготовке к защите РГР | |||||
изучение теории и методов при подготовке к практическим занятиям | |||||
изучение теории и методов при подготовке к защитам лабораторных работ | |||||
изучение теории и методов при подготовке к курсовому проектированию | |||||
работа со справочной научно-технической литературой | |||||
Общая трудоемкость час | |||||
4.2. Содержание дисциплины
4.3. Содержание разделов дисциплины
Наименование раздела дисциплины | ||
Математическое описание системы и ее свойств. | Внешнее и внутреннее описание систем. Задача реализации. Описание на языке теории множеств и языке состояний. Связь «вход-выход». Системы с конечным числом состояний. Выбор удобного описания. Класс автоматов. Описание на языке энтропии и потенциальных функций. Стохастические системы. Идентификация. Роль ограничений в системе. Понятие нечеткого множества и его применение для описания систем, основные операции на нечетком множестве, функция принадлежности и ее определение. Нечеткая арифметика. Нечеткие множества высшего порядка. Глобальные свойства больших систем: размерность, сложность, связность, устойчивость, непредсказуемость поведения. Структурная устойчивость систем. Катастрофы и адаптируемость систем. Типы сложности систем и способы определения. Структурная, динамическая и вычислительная сложность. Связь между структурной и динамической сложностью. Аксиомы сложности. Классификация системных задач по вычислительной сложности. Машина Тьюринга. |
|
Методы анализа связности и сложности систем. | Связность структуры больших систем. Описание связности с помощью графа. Симплексы, комплексы и многомерные связи. Эксцентриситет. Понятие гомотопии. Дыры и препятствия. Цепи и границы. Расширение понятия топологической связности. Покрытия, разбиения и иерархия. Построение разрешающих форм. Алгебраическая связность. Линейные и нелинейные системы. Полугруппы и узловые соединения. Теорема декомпозиции Крона – Роудза и ее применение. Декомпозиция аналитических систем. Структурная сложность и иерархия. Схема связности. Понятие многообразия. Уровни взаимодействия. Динамическая сложность и проблема различных шкал времени. Сложность автоматов. Эволюционная сложность. Топологическая сложность. Сложность и теория информации. |
|
Методы анализа устойчивости и адаптивности систем. | Использование внешнего и внутреннего описания для анализа устойчивости систем. Структурная устойчивость. Связная устойчивость и адаптивность. Графы и процессы распространения возмущений в системе. Устойчивость системы «черный ящик» с обратной связью. Внутренние модели и устойчивость. Бифуркация Хопфа. Структурно-устойчивые динамические системы. Теория катастроф и ее использование при решении системных задач. Типы особенностей. Катастрофа типа сборки. Устойчивость по возмущению и по начальному значению. Адаптивность динамических процессов. Адаптивность и катастрофы. Системы Морса – Смейла и адаптивность. |
|
Проблемы управления и принятия решений. | Основные задачи системного анализа в управлении. Активное и пассивное управление. Эволюционные системы. Управляемые и неуправляемые системы. Область достижимости. Особенности границы достижимости. Устойчивость управления и обратная связь. Устойчивость по Ляпунову. Управление бифуркацией . Управляемая адаптивность. Понятие об управлении сингулярными распределенными системами. Проблема оптимизации в принятии решений. Проблема выбора и сложность. Одноцелевые и многоцелевые модели принятия решений. Полезность вариантов решений. Риск и его оценка. Эвристические методы поиска решения. Применение теории нечетких множеств к решению задач оптимального выбора. Функциональный подход, основанный на введении нечеткой меры расстояния. Нечеткая классификация, нечеткая логика. Задачи оптимального управления при многих критериях. Дискретные многокритериальные задачи и задачи с непрерывным временем. Марковские модели принятия решений. |
4.4. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами
Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | № № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин |
||||
Структурный анализ и синтез систем | |||||
Основы экспертизы систем на основе анализа данных | |||||
Методы многокритериальной оптимизации | |||||
Программное обеспечение теории моделирования и принятия решений | |||||
Теория принятия решений | |||||
Управление в системах диагностики | |||||
Методы системного анализа данных | |||||
Теория и методы учета неопределенности функционирования сложных систем | |||||
Современные компьютерные технологии в науке | |||||
Основы теории эффективности сложных систем | |||||
Методы научных исследований технических и социально-экономических систем | |||||
Научно-исследовательская работа | |||||
Научно-исследовательская практика | |||||
Педагогическая практика |
5.3.1. Разделы дисциплины и виды занятий
6.1. Лабораторный практикум в компьютерном классе
№ раздела дисциплины | Наименование лабораторных работ | Трудо-емкость |
|
1.Математическое описание системы и ее свойств | Математическое моделирование систем | ||
2. Методы анализа связности и сложности систем | Определение связности и сложности систем | ||
3. Методы анализа устойчивости и адаптивности систем | Определение устойчивости и адаптивности линейных систем | ||
Исследование моделей управления с обратной связью | |||
4. Проблемы управления и принятия решений | Принятие решений методом собственных значений в условиях неопределенности | ||
4. Проблемы управления и принятия решений | Выбор решающего правила в нечеткой классификации |
7.1. Практические занятия (семинары)
№ раздела дисциплины | Тематика практических занятий (семинаров) | Трудо-емкость |
|
Теоретико-множественное описание систем | |||
Системы с конечным числом состояний | |||
Нечеткие модели описания систем | |||
Типы сложности систем и способы их определения | |||
Описание связности с помощью графа | |||
Топологический анализ систем | |||
Покрытия, разбиения и иерархия | |||
Анализ устойчивости систем | |||
Анализ адаптивности систем | |||
Управление с обратной связью | |||
Выбор критериев оптимальности при принятии решений в условиях неопределенности | |||
Нечеткие модели принятия решений | |||
Нечеткая классификация | |||
Нечеткая логика |
8. Курсовая работа не предусмотрена учебным планом
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а). Основная литература
1. Н. Техника анализа сложных систем: Учебное пособие. СПб.: Изд-во СЗТУ, 2011.
2. Н. Основы системного анализа: Учебно-методический комплекс. СПб.: Изд-во СЗТУ, 2008.
3. Н. Нечеткие системы. СПб.: Издательство «ЛЕМА», 2009.
4. Элементарная теория устойчивости и бифуркаций / М.: Мир, 1983.
5. Касти Дж. Большие системы. М.: Мир, 1982.
7. Макаров И. М. Теория выбора и принятия решений / И. М. Макаров, Т. М. Виноградская, А. А. Рубчинский. М.: Наука, 1983.
б). Дополнительная литература
8. Айзерман М. А. Выбор вариантов. Основы теории / М. А. Айзерман, Ф. Т. Алескеров. М.: Наука, 1990.
9. Беллман Р. Принятие решений в расплывчатых условиях / Р. Беллман, Л. Заде // Вопросы анализа и процедуры принятия решений: Сб. переводов. Под ред. И. Ф. Шахнова. М.: Мир., 1976.
10. Борисов A. M. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений / A. M. Борисов, А. Б. Алексеев, Г. В. Меркурьева. М.: Радио и связь, 1989.
11. Винер Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине. М.: Наука, 1989.
12. Волкова В. Н. Теория систем и методы системного анализа в управлении и связи / В. Н. Волкова, В. А. Воронков, А. А. Денисов. М.: Радио и связь, 1983.
13. Гиг Дж., ван. Прикладная общая теория систем: В 2-х книгах. М.: Мир, 1981.
14. Глушков В. М. Моделирование развивающихся систем / В. М. Глушков, В. В. Иванов, В. М. Яненко. М.: Наука, 1983.
15. А. Многокритериальные модели формирования и выбора вариантов систем / Ю. А. Дубов, С. И. Травкин, В. Н. Якимец. М.: Наука, 1986.
16. Дюбуа Д . Теория возможностей / Д. Дюбуа, Д. М. Прад. Радио и связь, 1990.
17. Г. Сложные технические системы. М.: Высшая школа, 1984.
18. Калман Р. Очерки по математической теории систем / Р. Калман, П. Фалб, М. Арбиб. М.: Мир, 1971.
19. Квейд Э. Анализ сложных систем. М.: Сов. Радио, 1969.
20. Л. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения / Р. Л. Кини, X. Райфа. М.: Радио и связь, 1981.
21. Системный анализ и целевое управление / Д. Клиланд, В. Кинг. М.: Сов. Радио, 1974.
22. Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач. М.: Радио и связь, 1990.
23. Кофман А. Введение в теорию нечетких множеств. М.: Радио и связь, 1982.
24. И. Объективные модели и субъективные решения. М.: Наука, 1987.
25. Лорьер Ж.-Л. Системы искусственного интеллекта. М.: Мир, 1991.
26. Мелентьев Л. А. Системные исследования в энергетике. М.: Наука, 1987.
27. Месарович М. Теория иерархических многоуровневых систем / М. Месарович, Д. Мако, И. Такахара. М.: Мир, 1973.
28. Месарович М. Общая теория систем: Математические основы / М. Месарович, И. Такахара. М.: Мир, 1976.
29. Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981.
30. Методы принятия технических решений / Э. Мушик, П. Мюллер. М.: Мир, 1990.
31. Науман Э. Принять решение − но как? М.: Мир, 1987.
32. Негойце К. Применение теории систем к проблемам управления. М.: Мир, 1981.
33. Нечеткие множества и теория возможностей. Сб. переводов. Под ред. Р. Ягера. М.: Радио и связь, 1986.
34. Нечипоренко В. И. Структурный анализ систем. М.: Сов. Радио, 1977.
35. Оптнер С. Системный анализ для решения деловых и промышленных проблем. М.: Сов. радио, 1969.
36. Орловский С. А. Проблемы принятия решений при нечеткой исходной информации. М.: Наука, 1981.
37. Пантл А. Методы системного анализа окружающей среды. М.: Мир, 1979.
38. Перегудов Ф. И. Введение в системный анализ / Ф. И. Перегудов, Ф. П. Тарасенко. М.: Высшая школа, 1989.
39. Подиновский В. В. Парето-оптимальные решения многокритериальных задач / В. В. Подиновский, В. Д. Ногин. М.: Наука, 1982.
40. Прикладные нечеткие системы. Сб. переводов. Под ред. Т. Терано. М.: Мир, 1993.
41. Н. Основы системного анализа: Учебное пособие. СПб.: СЗПИ, 1996.
42. Н. Системный анализ. СПб.: СЗТУ, 2005.
43. Н. Системный анализ для инженеров. СПб.: СПб. государственный университет, 1998.
44. Романов В. Н. Интеллектуальные средства измерений / В. Н. Романов, B. C. Соболев, Э. И. Цветков. М.: РИЦ "Татьянин день", 1994.
45. Росс Введение в кибернетику. М.: ИЛ, 1959.
46. Саати Т. Аналитическое планирование. Организация систем / Т. Сааати, К. Кернс. М.: Радио и связь, 1991.
47. Н. Основания общей теории систем. М.: Наука, 1974.
48. Саркисян С. А. Анализ и прогноз развития больших технических систем / С. А. Саркисян, В. М. Ахундов, Э. С. Минаев. М.: Наука, 1983.
49. Современные методы идентификации систем. Под ред. Эйкхоффа. − М.: Мир. − 1983.
50. Н. Транспортно-производственные системы. Киев: Наукова думка, 1986.
51. Ю. Анализ данных методами многомерного шкалирования. М.: Наука, 1986.
52. Теория полезности для принятия решений. М.: Наука, 1978.
53. С. Элементы теории потенциальной эффективности сложных систем. М.: Сов. Радио, 1971.
54. Форрестер Дж. Мировая динамика. М.: Мир, 1978.
55. Форрестер Дж. Основы кибернетики предприятия. М.: Прогресс, 1971.
56. Теория гомологий / П. Хилтон, С. Уайли. М.: Мир, 1966.
57. А. Методы синтеза систем в целевых программах . М.: Наука, 1987.
58. Многокритериальная оптимизация. М.: Радио и связь, 1992.
59. Экспертные системы. Сб. переводов. Под ред. Р. Форсайта. М.: Мир, 1966.
в). Программное обеспечение
- операционные системы Microsoft Windows; стандартные офисные программы Microsoft Office и OpenOffice; Math Soft Apps; MatLab 6.5; пакет обучающих программ к виртуальным лабораторным работам LabWorks Supervisor Workplace 1.2; портал «Гуманитарное образование» http://www. humanities. edu. ru/; федеральный портал «Российское образование» http://www. edu. ru/; федеральное хранилище «Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов» http://school-collection. edu. ru/; портал Росаккредагенства http:// www. fepo. ru/ . Интернет-тестирование базовых знаний.
специализированные программы по принятию решений и системному анализу на сайте автора http://www. vadim-romanov. ucoz. ru
г). Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы
- электронная база данных учебно-методической литературы кафедры общей и технической физики (ОТФ) СПГГУ;
· электронные версии учебников, пособий, методических разработок, указаний и рекомендаций по всем видам учебной работы, предусмотренных вузовской рабочей программой, находящиеся в свободном доступе для студентов, обучающихся в вузе, на внутрисетевом сервере http://www. spmi. ru/;
- научная Электронная Библиотека http://www. e-library. ru;. информационная система «Единое окно доступа к образовательным ресурсам» (http://window. edu. ru/); рекомендуемые поисковые системы http://www. yandex. ru/, http://www. google. ru/, http://www. google. сom/ и др. личный сайт автора http://www. vadim-romanov. ucoz. ru
10. Материально-техническое обеспечение дисциплины
1. Аудитории, оснащенные компьютером и мультимедийным оборудованием для проведения лекционных и практических занятий.
2. Для проведения лабораторных занятий необходима специализированная лаборатория, оснащенная специализированными программами по системному анализу с возможностью: проводить виртуальные компьютерные исследования, работать с электронными изданиями вуза и доступа в Интернет, оборудованная необходимым количеством рабочих мест и доступностью сетей Internet не менее 12 час/нед.
3. Необходимое современное оборудование и измерительные приборы для оснащения лаборатории в соответствии с рекомендациями УМО вузов, контролирующего данное направление.
4. Электронные и технические средства Lab Works Supervisor Workplace 1.2 для выполнения работ и компьютеризации лабораторного практикума.
Последовательность изложения вопросов и их глубина может быть различной в зависимости от состава аудитории и уровня подготовки студентов. Кроме того, преподаватель имеет право выбора способа изложения того или иного вопроса наиболее адекватного составу слушателей. Лекционный курс рекомендуется излагать с использованием мультимедийных средств.
Основные приемы изучения дисциплины и используемый соответствующий методический материал рассмотрены в учебниках и учебных пособиях (приведены в списках основной и дополнительной литературы):
1 Образовательные технологии: программно – целевой метод обучения (последовательное и ясное изложение материала, разумное сочетание абстрактного и конкретного, обучение по примерам; на практических занятиях для развития самостоятельного мышления и умения рассуждать рекомендуется применение исследовательского и эвристического методов); самостоятельное чтение студентами учебной, учебно-методической и справочной литературы и последующее обсуждение в виде выступлений по освоенному ими материалу на семинарских занятиях ; использование иллюстративных анимационных и видеоматериалов (видеофильмы, фотографии, аудиозаписи, компьютерные презентации), демонстрируемых на современном оборудовании.
2 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости и промежуточной аттестации: конкретные формы и процедуры текущего, промежуточного и итогового контроля знаний доводятся до сведения обучающихся в течение первого месяца обучения. Для организации изучения дисциплины рекомендуются разработанные автором и утверждённые вузом фонды оценочных средств , включающие домашние задания, контрольные работы , курсовой проект, тесты и методы контроля (защита, коллоквиум, зачёт, и др.), позволяющие оценить знания, умения и уровень компетентности студентов.
Контроль приобретенных навыков практической работы в лабораториях кафедры осуществляется в два этапа: при выполнении лабораторных работ и при защите теоретической части работы, результатов моделирования и оценки их достоверности.
Ежемесячно проводится оценка текущей успеваемости в форме аттестации студента и сведения передаются в деканат.
3 Итоговый контроль осуществляется защитой контрольной работы, приемом зачета и экзамена в виде тестирования. Экзаменационные тесты, разработанные автором и утверждённые вузом, должны строго соответствовать содержанию курса читаемых разделов дисциплины в данном семестре. Студенты допускаются к сдаче экзамена при наличии положительных результатов по: контрольным работам; выполненным и защищенным заданиям на семинарских занятиях, домашних заданий и зачетов.
В семестре во время изучения дисциплины студент очной формы обучения должен выполнить 14 практических работ в соответствии с методическими указаниями к каждой работе, согласно календарному учебному плану и индивидуальному графику. Индивидуальный график работ является общим для всех студентов СПГГУ, в нем темы работ очередного занятия распределены на каждого студента согласно его порядковому номеру в журнале группы (журнал находится у старосты группы).
По выполненным работам студент составляет отчеты. Отчёт оформляется в печатном виде на листах формата А4 в соответствии с требованиями, предъявляемыми кафедрой. Обязательная защита отчетов происходит публично на аудиторном занятии преподавателю, ведущему занятия, либо комиссии.
В соответствии с рабочей программой необходимо выполнить две контрольные работы в семестре, одна из которых домашняя, вторая – аудиторная. Контрольные работы выполняются по заданиям, аналогичным тем, что приведены в указанных выше методических пособиях, разработанных на кафедре СПГГУ и других вузов. В контрольных работах даются задачи, аналогичные типовым задачам, разобранным в учебных пособиях, приведенных в основной и дополнительной литературе.
Вся информация по организации учебного процесса продублирована на кафедральных информационных стендах.
Разработчик:
