Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Шпаргалка - Теория систем и системный анализ. Контрольная работа - файл Шпаргалка.doc


Загрузка...
Шпаргалка - Теория систем и системный анализ. Контрольная работа
скачать (996.9 kb.)

Доступные файлы (5):

КР_1_1.xls29kb.21.03.2007 00:43скачать
КР_1_2.xls17kb.21.03.2007 01:07скачать
КР_1.doc118kb.21.03.2007 11:58скачать
СА.xls26kb.13.03.2007 23:44скачать
Шпаргалка.doc1049kb.03.04.2007 04:59скачать

Шпаргалка.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
1. Основы общей теории систем.

Понятие системы.

Система - объект или процесс, в котором элементы-участники связаны некоторыми связями и отношениями.

Подсистема - часть системы с некоторыми связями и отношениями.

Любая система состоит из подсистем, подсистема любой системы может быть сама рассмотрена как система. Границы рассматриваемой системы определяются доступными ресурсами и окружением.

Под системой понимают упорядоченную совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих элементов.

Систем как таковых в природе не существует, существуют предметы, объекты, процессы которые могут рассматриваться как системы.

Система состоит из элементов. Элемент – такая часть системы, которая выполняет определенную специфическую функцию и не подлежит дальнейшему разбиению с точки зрения рассматриваемого процесса функционирования системы. Разделение объекта на элементы и системы относительно. Каждая система может быть представлена как элемент системы большего масштаба, в свою очередь, любой элемент можно рассматривать в качестве относительно самостоятельной системы, состоящий из элементов.

Функционирование отдельных объектов как целостных систем обеспечивается установлением и реализацией связей между их элементами.

Под связью понимается перемещение и/или преобразование вещества, энергии, информации. Наличие зависимости между элементами так же трактуется как связь между ними. Если поведение элементов независимо, то связь между ними отсутствует.

Всякая система функционирует в среде. Среда – совокупность объектов (процессов, явлений, предметов, параметров), воздействующих на систему, но не подконтрольных ей. В процессе исследования граница между системой и средой может существенно меняться. Уточнение представлений о системе влечет за собой уточнение представлений о среде. Иногда выделяют внешнюю или внутреннюю среду в соответствии с тем , параметры каких объектов (внешних по отношению к системе или внутренних элементов, соответственно) рассматриваются как неконтролируемые.

Выделяются внутренние и внешние связи. ^ Внутренние связи – это действия или взаимодействия элементов. Внешние связи – это взаимодействие системы с другими системами, воздействия системы на среду, воздействие среды на систему. В связи с этим в системе выделяются элементы, функция которых состоит в восприятии воздействий среды; эти элементы называются входами. Вещество, энергия, информация поступающие на вход системы – входные воздействия.

Элементы системы, реализующие выходные воздействия – выходы системы. Вещество, энергия, информация поступающие из системы в среду – выходные воздействия.

Система, в отличие от просто совокупности, объединения такой объект свойства которого не сводятся без остатка к свойствам составляющих его элементов. Причина того, что свойство системы не равно сумме свойств составляющих ее элементов, заключается в наличие определенной структуры связей между элементами.

Важнейшими характеристиками системы являются ее структура и функция.

Под структурой системы понимается состав элементов и постоянные связи между ними. Структура материальных объектов всегда относительно постоянна, устойчива во времени. Устойчивость – характерная особенность структуры вообще, поэтому понятие структуры включает в себя не все взаимодействия элементов, а только устойчивые во времени.

Под функцией системы понимается назначение, то ради чего система существует. Функция играет роль системообразующего фактора.

Функцию не следует путать с целью системы. Цель системы можно определить как ее определенное желаемое состояние или искомые значения ее параметров

Любая система выступает как единство функции и структуры. В процессе развития происходят изменения в системе и среде, что ведет к изменениям функции и структуры системы, в результате чего их согласованность может быть нарушена, при этом работоспособность системы снижается.
^ Системы и закономерности их функционирования.

Функционирование системы представляет собой довольно сложный для описания процесс, основанный на принципах структурной и функциональной целостности, относительной автономности элементов и функций, а также принципа активности систем. Система в процессе функционирования выступает как целостное образование, в котором между ее структурой и функциями существует взаимосвязь и взаимообусловленность. Функционирование системы обязательно опирается на ее структурные изменения.

<…>
^ Принцип обратной связи.

Обратная связь — воздействие результатов функционирования системы на характер этого функционирования.

Обратная связь представляет собой вид соединения элементов, когда связь между входом какого-либо элемента и выходом того же самого элемента осуществляется либо непосредственно, либо через другие элементы системы. Обратные связи бывают внутренние и внешние.



Управление по принципу обратной связи представляет собой сложный процесс, который включает:

  • постоянный мониторинг функционирования системы;

  • сравнение текущего функционирования системы с целями системы;

  • выработку воздействия на систему для приведения ее в соответствие с целью;

  • внедрение воздействия в систему.

Обратные связи бывают положительными и отрицательными. При этом положительная обратная связь усиливает действие входного сигнала, имеет с ним одинаковый знак. Отрицательная же обратная связь ослабляет входной сигнал. Положительная обратная связь ухудшает устойчивость системы, поскольку выводит ее из равновесия, а отрицательная — способствует восстановлению равновесия в системе.
Свойства систем: эмерджентность, устойчивость, равновесие, самоорганизация, открытость и замкнутость, динамика, разнообразие, организованность, диффузность, структуризация.

Эмерджентность - несводимость свойств системы к свойствам элементов. Эмерджентность - наличие у системы таких свойств, которых нет у ее отдельных элементов. Закон совокупных свойств системы, или закон эмерджентности - свойства системы не сводятся к свойствам ее элементов, а являются результатом их интеграции.

Устойчивость системы - способность ее возвращаться в состояние равновесия, которое является наиболее благоприятным для выполнения системой функций после воздействия на систему каких-либо внешних факторов.

Равновесие — способность системы возвращаться в первоначальное состояние, компенсируя возмущающее воздействие среды.

Самоорганизация – свойство системы выраженное в способности системы к адаптации к изменению условий внешней среды, способность изменять структуру при взаимодействии системы со средой, сохраняя при этом свойства целостности, способность формировать варианты поведения и выбирать из них лучшие.

Открытость - отсутствие полной изолированности от окружающей среды и наличие степеней свободы в поведении элементов. ^ Открытая система - система, отличающаяся взаимодействием с окружающей средой, прозрачными границами и использованием ресурсов из среды.

Закрытость - полная изолированность системы от окружающей среды и жесткая детерминированность поведения элементов. ^ Закрытая система - система, которая отличается закрытостью, не имеет “входов” и “выходов”, отличается непроницаемыми границами, протеканием процессов внутри себя за счет собственных ресурсов.

Динамика, или динамизм — это состояние движения, развития, изменения системы и ее составляющих под воздействием внешних и внутренних факторов. Динамическая система представляет собой постоянно изменяющуюся систему.

Разнообразие - это число различимых состояний системы.

Закон ограничения разнообразия системы У. Р. Эшби - организованные системы отличаются ограничением разнообразия.

^ Диффузные системы - системы, в которых большое число переменных, нельзя установить перегородки, разграничивающие одни компоненты от других.

Структурность – свойство системы поведение которой обусловлено не столько особенностями отдельных элементов, сколько свойствами ее структуры.
^ Информационный подход к анализу системы.

<…>
Этапы системного анализа: постановка целей и задач, задание критериев для управления объектом, формулирование и оценка вариантов достижения целей, выбор оптимальных вариантов в процессе моделирования системы, реализация рекомендаций системного анализа.

1. Любая задача системного анализа начинается с построения модели исследуемой системы. Для решения задачи построения модели необходимо вначале произвести изучение структуры системы, выполнить анализ её компонентов, выявить взаимосвязи между отдельными элементами.

2. Чтобы построить модель системы, необходимо помимо структуры системы знать ее параметры, поэтому следующим этапом функционирования системы является сбор данных о функционировании системы и исследование информационных потоков.

3. После выявления основных структурных элементов, динамических и информационных компонентов системы переходят к решению основной задачи – построению модели системы.

4. Для традиционных наук начальный этап работы заключается в постановке формальной задачи, которую надо решить. В исследовании сложной системы это промежуточный результат, которому предшествует длительная работа по структурированию исходной проблемы. Система, для которой формулируется цель проведения системного анализа, не является изолированной. Поэтому, формулируя проблему для рассматриваемой системы, необходимо учитывать, как решение данной проблемы отразиться на системах, с которыми связана данная система.

После того, как сформулирована проблема, которую требуется преодолеть в ходе выполнения системного анализа, переходят к определению целей и постановки задач. При формулировании цели нужно учитывать, что на цель оказывают влияние как внешние по отношению к системе факторы, так и внутренние.

5. Критерий – это способ сравнения альтернатив. Задача формирования критериев решается непосредственно после того, как сформулированы цели системного анализа. После того как критерий сформирован, т.е. найдена характеристика, которая будет положена в основу сравнения альтернатив, появляется возможность ставить задачи выбора и оптимизации. Сформированные критерии в некотором смысле должны заменять цели. Критерии являются отображением ценностей, воплощенных в целях.

6. 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. Конечная цель системного анализа состоит в выборе наилучшей альтернативы на заданном множестве и в обосновании этого выбора.

7. Целевое предназначение системного анализа состоит в том, чтобы в результате осуществить выбор. Для решения задач выбора предлагаются различные подходы, наиболее распространенный из которых – критериальный подход. Основным предложением критериального подхода является следующее: каждую отдельно взятую альтернативу можно оценить конкретным числом – значением критерия.

Сравнение альтернатив сводиться к сравнению результатов расчетов соответствующих критериев. Задача поиска наилушей альтернативы, простая по постановке, часто оказывается сложной для решения, поскольку метод её решения часто определяется размерностью и типом множества альтернатив.

8. 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 обоснованны методы, применяемые при проведении анализа, но и от того, насколько грамотно и качественно реализованы полученные рекомендации. При внедрении результатов системного анализа необходимо иметь в виду следующее обстоятельство. Работа осуществляется на клиента, обладающего властью, достаточной для изменения системы теми способами, которые были определены в результате системного анализа. В работе должны непосредственно участвовать все заинтересованные стороны. 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.
^ 2. Классификация систем и методов их моделирования.

Примеры классификация систем, их относительность.





<…>
^ Выбор классификации в конкретных условиях принятия решения.

<…>
Методы и модели теории систем.

При изучении систем различной природы исследователь сталкивается с проблемой их отображения, а также использования в познавательной и практической деятельности. Объект фиксируется терминами языка, отображается на бумаге чертежами, графиками, фотографиями, уравнениями и формулами, а также макетами, механизмами, устройствами. Потом эти отображения применяются для научного исследования (например, наблюдения, эксперимента) либо для практической деятельности. Отображения объектов называются моделями, процесс их создания — моделированием, а использование, соответственно, в науке называются модельным исследованием (модельным экспериментом, модельным наблюдением) и модельной практикой в практической деятельности. Способы построения моделей получили название методов моделирования. Они очень разнообразны. Практически каждая наука имеет свой арсенал методов моделирования. Различают геометрическое, физическое, химическое, биологическое, экономическое, социальное, политическое, культурологическое и математическое моделирование.



Понятие модели связано с наличием кого-либо сходства между выбранными объектами, один из которых является оригиналом, а другой его образом выполняющим роль модели. Модель – это отображение реальной системы, имеющее определенное объективное соответствие ей и позволяющее прогнозировать и исследовать её функциональные характеристики.

Остановимся на описании классов, имеющих принципиально различный характер в подходе к построению моделей, а именно, охарактеризуем следующие типы моделей: детерминированные, вероятностные и игровые модели.

^ Детерминированные модели описывают поведение систем с позиции полной определенности состояния системы в настоящее и будущее время. Примерами таких моделей является описание физических закономерностей, формулы, описывающие взаимодействие химических веществ, программы обработки деталей.

^ Вероятностные модели описывают поведение системы в условиях воздействия случайных факторов. Следовательно, такие модели оценивают будущее состояние системы с позиций вероятностей реализации тех или иных событий. Примерами вероятностных моделей являются описание времени ожидания, обслуживания или длины очереди в системах массового обслуживания, модели расчета надежности системы, модели определения риска от наступления нежелательного события.

^ Игровые модели дают возможность изучать конфликтные ситуации, в которых каждая из сторон придерживается своих взглядов, и характер поведения каждой из них диктуется личными интересами. Примерами таких систем являются отношения двух или нескольких производителей одинакового товара.

Рассмотрим основные виды моделей систем и способов их построения.

^ Модель черного ящика. Такое представление не раскрывает внутренней структуры, внутреннего устройства системы. В данном представлении задаются только связи модели с внешней средой в виде входных и выходных воздействий.

^ Модель состава системы. Данная модель раскрывает внутреннее содержание системы. В структуре системы выделяются различные элементы, подсистемы компоненты систем, причем обозначенные понятия условны. В зависимости от цели, для решения которой строится модель, один и тот же объект может быть определен и в качестве элемента, и в качестве подсистемы.

^ Модель структуры системы. Модели данного типа наряду с характеристикой состава системы отражают взаимосвязи между объектами системы: элементами, частями, компонентами и подсистемами. Для того чтобы отразить композицию системы, недостаточно перечислить ее состав; необходимо установить между элементами определенные связи и отношения.

Построение модели системы – это процесс формализации её описания, которая достигается за счет изучения системы и в некоторой за степени за счет упрощения её реальных структур, связей и отношений. В качестве методов, позволяющих проводить исследования систем для дальнейшего построения их моделей, первостепенное значение имеют анализ и синтез.

Аналитический метод состоит в расчленении сложного целого на все менее сложные части. С другой стороны, роль синтеза не сводиться только к сборке частей, полученных при анализе. Результатом анализа является лишь вскрытие структуры; знание о том, как система работает, ответ на вопрос почему она это так делает, дает синтез.

<…>
^ Роль классификации в выборе методов моделирования.

<…>
Принципиальная ограниченность формализованного описания развивающихся систем с активными элементами.

<…>
Необходимость применения при моделировании таких систем не только формальных математических методов, но и методов, направленных на активизацию интуиции и опыта лиц, принимающих решение (ЛПР).

<…>
^ Классификация методов моделирования систем.

Системное моделирование представляет собой совокупность конкретных разновидностей моделирования, наиболее важные среди которых:

  • атрибутивное, направленное на систематизацию информации о свойствах объектов. При этом используются различного рода классификации, матрицы, таблицы, которые позволяют систематизировать свойства объектов, выделить главные и второстепенные;

  • структурное, обеспечивающее представление структуры объекта или процесса моделирования;

  • организационное, предполагающее изучение организации системы;

  • функциональное, ориентированное на построение и исследование функций изучаемого явления;

  • структурно-функциональное, ставящее своей целью исследование взаимосвязи структуры и функции изучаемого объекта или процесса;

  • витальное, направленное на представление и изучение тех или иных этапов жизненного пути системы.

<…>
^ Возможность описания различными методами (аналитическими, статистическими, теоретико-множественными, логико-лингвистическими, графическими, морфологическими и др.).

<…>
^ 5. Методы системного анализа.



^ Методы и подходы к описанию проблемных ситуаций: сценарии и мозговая атака.

Метод мозговой атаки состоит в следующем: Собирается группа специалистов разных профессий, опыта работы и квалификаций. Заранее оговаривается, что приветствуются любые идеи. Данный метод является методом систематической тренировки творческого мышления, нацеленным на открытие новых идей и достижение согласия группы людей на основе интуитивного мышления.

В некоторых проблемах искомое решение должно описывать реальное поведение объекта в будущем. Эти последовательности имеют общее начальное состояние и различные траектории движения развития системы. Это различие и приводит к проблеме выбора. Такие гипотетические альтернативные описания поведения системы в будущем называются сценариями. Для составления сценариев привлекаются специалисты, которые должны знать общие закономерности развития систем.
^ Экспертные методы в системном анализе, метод Дельфы, получение и обработка экспертных оценок, и агрегирование систем.

Суть метода экспертного анализа заключается в подборе группы экспертов, являющихся специалистами в рассматриваемой области знаний. Перед ними формируется задача. После получения ответов появляется как бы коллективное мнение. В результат обработки экспертных ответов получают наиболее вероятный прогноз системы.

^ Метод Дельфи - метод экспертного опроса при исключении непосредственного общения экспертов. Это делается для того, чтобы уменьшить влияние таких психологических факторов как присоединение к мнению наиболее авторитетного специалиста, нежелание отказаться от публично выраженного мнения, следование за мнением большинства.

Агрегирование - преобразование модели в модель с меньшим числом переменных или ограничений - агрегированную модель, дающую приближенное, по сравнению с исходной, описание изучаемого объекта или процесса.
^ Метод решающих матриц, метод прогнозного графа.

<…>
Построение моделей без управления – дескриптивные модели для анализа систем.

Существует два принципиально разных подхода к определению системы: дескриптивный и конструктивный. Рассмотрим их специфику.

Дескриптивный подход основывается на признании того, что системность свойственна действительности, что окружающий мир, Вселенная представляют собой некоторую совокупность систем, все-

общую систему систем, что каждая система принципиально познаваема, что внутри системы существует неслучайная связь между ее элементами, структурой и функциями, которые эта система выполняет.

Отсюда дескриптивный подход к системе заключается в том, что характер функционирования системы объясняют ее структурой, элементами, что находит отражение в определениях системы, которые называются дескриптивными. К ним относятся почти все определения, которые анализировались ранее. В соответствии с дескриптивным подходом, любой объект выступает как система, но только в том аспекте, в каком его внешнее проявление (свойство, функция) задается его внутренним устройством (отношением, структурой, взаимосвязями). Идеология этого подхода проста: все в мире есть системы, но лишь в определенном отношении.

Дескриптивный подход лежит в основе системного анализа, который состоит в том, что обоснованно выделяется и осмысливается структура системы, из которой выводятся ее функции. Схема может быть такой:

  • выделение элементов, имеющих некоторую пространственно-временную определенность;

  • определение связей между элементами;

  • определение системообразующих свойств, связей и отношений;

  • определение структур, т.е. законов композиции;

  • анализ функций системы.

Конструктивный подход носит обратный характер. В нем по заданной функции конструируется соответствующая ей структура. При этом используется не просто функциональный, но и функционально-целевой подход, потому что система должна соответствовать некоторым целям конструирования. Выделение и построение системы осуществляется так:

  • ставится цель, которую должна обеспечивать система;

  • определяется функция (или функции), обеспечивающая(ие) достижение этой цели;

  • подыскивается или создается структура, обеспечивающая выполнение функции.

Цель представляет собой состояние, к которому направлена тенденция движения объекта. В неживой природе существуют объективные цели, а в живой дополнительно — субъективные цели. Образно говоря, объективная цель — это мишень для поражения, а субъективная цель — желание стрелка поразить ее. Цель обычно возникает из проблемной ситуации, которая не может быть разрешена наличными средствами. И система выступает средством разрешения проблемы.
^ Оптимизационные модели.

<…>
Имитационные модели, модели конфликтных ситуация, игровые модели.

Имитационная модель — модель, воспроизводящая реальную действительность для того, чтобы получать о ней достоверные сведения. Имитационное моделирование проводиться в тех случаях, когда исследователь имеет дело с такими математическими моделями, которые не позволяют заранее вычислить или предсказать результат.

Имитация представляет собой численный метод проведения на ЭВМ экспериментов с математическими моделями, описывающими поведение сложной системы в течение заданного или формируемого периода времени.

^ Игровые модели дают возможность изучать конфликтные ситуации, в которых каждая из сторон придерживается своих взглядов, и характер поведения каждой из них диктуется личными интересами. Примерами таких систем являются отношения двух или нескольких производителей одинакового товара.

<…>


Скачать файл (996.9 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru