Вопрос №1. Объект исследования общей теории систем.

Вопрос №1. Объект исследования общей теории систем.

Для ОТС объектом исследования является не «физическая реальность», а «система», т.е. абстрактная формальная взаимосвязь между основными признаками и свойствами.

При системном подходе объект исследования представляется как система. Само понятие система может быть относимо к одному из методологических понятий, поскольку рассмотрение объекта исследуется как система или отказ от такого рассмотрения зависит от задачи исследования и самого исследователя.

Вопрос №2. Определение системного анализа.

1)Применяется, когда задача /проблема не может быть сразу предопределена и решена с помощью формальных математических методов (имеет место большая начальная неопределенность проблемных ситуаций)

2) Уделяет внимание процессам поставленной задачи, использует не только формальные методы, но и методы качественного анализа

3) Опирается на основные понятия теории систем и философской концепции, лежащей в основе исследований общей системы закономерностей

4) Помогает организовать процесс коллективного принятия решения, объединяющий специалистов в различных областях знаний

5) Требуется для организации процесса исследования и принятия решений обязательной разработанной методики системного анализа

6) Исследует процессы цели образования, в т.ч занимается разработкой методик структурирования целей

7) Предлагает в качестве основного метода расчленение большой неопределенности на более обозримые, лучше поддающиеся исследованию

Вопрос №3. Система, элемент, подсистема, множество элементов.

Система — это полный, целостный набор элементов (компонентов), взаимосвязанных и взаимодействующих между собой так, чтобы могла реализоваться функция системы.

Элементом системы является часть системы с однозначно определёнными свойствами, выполняющие определённые функции и не подлежащие дальнейшему разбиению в рамках решаемой задачи (с точки зрения исследователя).

Вопрос №4. Связь, прямые и обратные связи.

Связи — это элементы, осуществляющие непосредственное взаимодействие между элементами (или подсистемами) системы, а также с элементами и подсистемами окружения.

Связь — одно из фундаментальных понятий в системном подходе. Система как единое целое существует именно благодаря наличию связей между ее элементами, т.е., иными словами, связи выражают законы функционирования системы. Связи различают по характеру взаимосвязи как прямые и обратные, а по виду проявления (описания) как детерминированные и вероятностные.

Прямые связи предназначены для заданной функциональной передачи вещества, энергии, информации или их комбинаций — от одного элемента к другому в направлении основного процесса.

Обратные связи, в основном, выполняют осведомляющие функции, отражая изменение состояния системы в результате управляющего воздействия на нее. Открытие принципа обратной связи явилось выдающимся событием в развитии техники и имело исключительно важные последствия. Процессы управления, адаптации, саморегулирования, самоорганизации, развития невозможны без использования обратных связей.

Вопрос №6. Целостное единство системы, эмерджентные свойства, внешняя среда.

Целостное единство – характеристика системы как единого целого, возникающего в результате взаимодействий элементов и также воспринимаемого внешней средой как единое целое.

Эмерджентныесвойства – свойства, имеющиеся у системы, но отсутствующие у ее отдельных элементов. Эмерджентные свойства часто возникают в связи с целями функционирования системы.

Внешняя среда, среда обитания – среда, в которой система находится и с которой взаимодействует.

Вопрос №7. Микропоказатели, макропоказтели, мокроописание, макроописание системы.

Микропоказатели – показатели отдельных элементов системы.

Макропоказатели – общие показатели системы, полученные из показателей отдельных элементов по различным алгоритмам.

Микроописание системы– описание ее отдельных элементов.

Макроописание системы – описание системы как единого целого.

Вопрос 13. Свойства систем.

Состояние – совокупность существенных свойств, которыми система обладает в каждый момент времени. \\\ не знаем, что за слово \\\. Обуславливают его отличие от других объектов.

Характеристика – то, что отражает некоторое свойство системы.

Целостность – каждый элемент системы вносит вклад в реализацию целевой функции системы. Проявляется в том, что система обладает собственной закономерностью функций, собственной целью.

Организованность – сложное свойство, заключающееся в наличии структуры функционирования у системы.

Функциональность – проявление определенных свойств, функций при их взаимодействии с внешней средой, здесь же определяется цель ил и назначение системы, как желаемый конечный результат.

Структурность – упорядоченность системы, определённый набор расположения элементов со связями между ними.

Планирование ресурсов и элементов подсистем для достижения цели системы

Вопрос 26. Примеры управляемых систем

· Управление запасами на предприятии

Для бесперебойного функционирования необходимо поддерживать определенный уровень запасов полуфабрикатов и комплектующих. Если уровень запасов мал, можно понести убытки из-за перебоев в их поставке, а если велик, то велики материально-оборотные средства.

Курс складывается на валютных торгах как результат равновесия между спросом и предложением. Предложение иностранной валюты обычно формируется экспортерами, которые хотят свою выручку обменять на рубли для продолжения экспортных операций. Спрос на валюту формируют импортеры. В этом процесс для управления вмешиваются ЦБ и МинФин.

Вопрос 29. Анализ системы.

На этапе анализа, обеспечивающем формирование детального представления системы, осуществляются:

1. Функционально-структурный анализ существующей системы, позволяющий сформулировать требования к создаваемой системе. Он включает уточнение состава и законов функционирования элементов, алгоритмов функционирования и взаимовлияний подсистем, разделение управляемых и неуправляемых характеристик, задание пространства состояний Z, задание параметрического пространства Т, в котором задано поведение системы, анализ целостности системы, формулирование требований к создаваемой системе.
2. Морфологический анализ — анализ взаимосвязи компонентов.
3. Генетический анализ — анализ предыстории, причин развития ситуации, имеющихся тенденций, построение прогнозов.
4. Анализ аналогов.
5. Анализ эффективности (по результативности, ресурсоемкости, оперативности). Он включает выбор шкалы измерения, формирование показателей эффективности, обоснование и формирование критериев эффективности, непосредственно оценивание и анализ полученных оценок.
6. Формирование требований к создаваемой системе, включая выбор критериев оценки и ограничений.

Вопрос 30. Синтез системы.

Этап синтеза системы, решающей проблему, представлен в виде упрощенной функциональной диаграммы на рисунке. На этом этапе осуществляются:

1. Разработка модели требуемой системы (выбор математического аппарата, моделирование, оценка модели по критериям адекватности, простоты, соответствия между точностью и сложностью, баланса погрешностей, многовариантности реализаций, блочности построения).
2. Синтез альтернативных структур системы, снимающей проблему.
3. Синтез параметров системы, снимающей проблему.
4. Оценивание вариантов синтезированной системы (обоснование схемы оценивания, реализация модели, проведение эксперимента по оценке, обработка результатов оценивания, анализ результатов, выбор наилучшего варианта).

Символическое моделирование представляет собой искусственный процесс создания логического объекта, который замещает реальный и выражает его основные свойства с помощью определенной системы знаков и символов.

Математическое моделирование — это процесс установления соответствия данному реальному объекту некоторого математического объекта, называемого математической моделью. В принципе, для исследования характеристик любой системы математическими методами, включая и машинные, должна быть обязательно проведена формализация этого процесса, т.е. построена математическая модель. Вид математической модели зависит как от природы реального объекта, так и от задач исследования объекта, от требуемой достоверности и точности решения задачи. Любая математическая модель, как и всякая другая, описывает реальный объект с некоторой степенью приближения.

Для аналитического моделирования характерно то, что в основном моделируется только функциональный аспект системы. При этом глобальные уравнения системы, описывающие закон (алгоритм) ее функционирования, записываются в виде некоторых аналитических соотношений (алгебраических, интегродифференциальных, конечноразностных и т.д.) или логических условий. Аналитическая модель исследуется несколькими методами:

• аналитическим, когда стремятся получить в общем виде явные зависимости, связывающие искомые характеристики с начальными условиями, параметрами и переменными состояния системы;
• численным, когда, не умея решать уравнения в общем виде, стремятся получить числовые результаты при конкретных начальных данных (напомним, что такие модели называются цифровыми);
• качественным, когда, не имея решения в явном виде, можно найти некоторые свойства решения (например, оценить устойчивость решения).

Приимитационном моделировании воспроизводится алгоритм функционирования системы во времени — поведение системы, причем имитируются элементарные явления, составляющие процесс, с сохранением их логической структуры и последовательности протекания, что позволяет по исходным данным получить сведения о состояниях процесса в определенные моменты времени, дающие возможность оценить характеристики системы. Основным преимуществом имитационного моделирования по сравнению саналитическим является возможность решения более сложных задач. Имитационные модели позволяют достаточно просто учитывать такие факторы, как наличие дискретных и непрерывных элементов, нелинейные характеристики элементов системы, многочисленные случайные воздействия и другие, которые часто создают трудности при аналитических исследованиях. В настоящее время имитационное моделирование — наиболее эффективный метод исследования систем, а часто и единственный практически доступный метод получения информации о поведении системы, особенно на этапе ее проектирования.

Комбинированное (аналитико-имитационное)моделирование позволяет объединить достоинства аналитического и имитационного моделирования. При построении комбинированных моделей производится предварительная декомпозиция процесса Функционирования объекта на составляющие подпроцессы, и для тех из них, где это возможно, используются аналитические модели, а для остальных подпроцессов строятся имитационные модели. Такой подход дает возможность охватить качественно новые классы систем, которые не могут быть исследованы с использованием аналитического или имитационного моделирования в отдельности.

Информационное (кибернетическое) моделирование связано с исследованием моделей, в которых отсутствует непосредственное подобие физических процессов, происходящих в моделях, реальным процессам. В этом случае стремятся отобразить лишь некоторую функцию, рассматривают реальный объект как «черный ящик», имеющий ряд входов и выходов, и моделируют некоторые связи между выходами и входами. Таким образом, в основе информационных (кибернетических) моделей лежит отражение некоторых информационных процессов управления, что позволяет оценить поведение реального объекта. Для построения модели в этом случае необходимо выделить исследуемую функцию реального объекта, попытаться формализовать эту функцию в виде некоторых операторов связи между входом и выходом и воспроизвести данную функцию на имитационной модели, причем на совершенно другом математическом языке и, естественно, иной физической реализации процесса. Так, например, экспертные системы являются моделями ЛПР.

Структурное моделирование системного анализа базируется на некоторых специфических особенностях структур определенного вида, которые используются как средство исследования систем или служат для разработки на их основе специфических подходов к моделированию с применением других методов формализованного представления систем (теоретико-множественных, лингвистических, кибернетических и т.п.). Развитием структурного моделирования является объектно-ориентированное моделирование.

Структурное моделирование системного анализа включает:

• методы сетевого моделирования;
• сочетание методов структуризации с лингвистическими;
• структурный подход в направлении формализации построения и исследования структур разного типа (иерархических, матричных, произвольных графов) на основе теоретико-множественных представлений и понятия номинальной шкалы теории измерений.

Ситуационное моделирование опирается на модельную теорию мышления, в рамках которой можно описать основные механизмы регулирования процессов принятия решений. В центре модельной теории мышления лежит представление о формировании в структурах мозга информационной модели объекта и внешнего мира. Эта информация воспринимается человеком на базе уже имеющихся у него знаний и опыта. Целесообразное поведение человека строится путем формирования целевой ситуации и мысленного преобразования исходной ситуации в целевую. Основой построения модели является описание объекта в виде совокупности элементов, связанных между собой определенными отношениями, отображающими семантику предметной области. Модель объекта имеет многоуровневую структуру и представляет собой тот информационный контекст, на фоне которого протекают процессы управления. Чем богаче информационная модель объекта и выше возможности манипулирования ею, тем лучше и многообразнее качество принимаемых решений при управлении.

Вопрос 37.Формы записи математических моделей (инвариантная, аналитическая, алгоритмическая, схемная).

Для представления математических моделей могут использоваться различные формы записи. Основными являются инвариантная, аналитическая, алгоритмическая и схемная (графическая).

Инвариантная форма — запись соотношений модели с помощью традиционного математического языка безотносительно к методу решения уравнений модели. В этом случае модель может быть представлена как совокупность входов, выходов, переменных состояния и глобальных уравнений системы.

Аналитическая форма — запись модели в виде результата решения исходных уравнений модели. Обычно модели в аналитической форме представляют собой явные выражения выходных параметров как функций входов и переменных состояния.

Алгоритмическая форма — запись соотношений модели и выбранного численного метода решения в форме алгоритма. При этом глобальные уравнения системы, описывающие закон (алгоритм) ее функционирования, записываются в виде некоторых аналитических соотношений (алгебраических, интегродифференциальных, конечноразностных и т.д.) или логических условий.

Вопрос 41. Рекомендации по уменьшению сложности математических моделей

Практическими рекомендациями по уменьшению сложности моделей являются:

• изменение числа переменных, достигаемое либо исключением несущественных переменных, либо их объединением. Процесс преобразования модели в модель с меньшим числом переменных и ограничений называют агрегированием. Например, все типы ЭВМ в модели гетерогенных сетей можно объединить в четыре типа — ПЭВМ, рабочие станции, большие ЭВМ (мейнфреймы), кластерные ЭВМ;
• изменение природы переменных параметров. Переменные параметры рассматриваются в качестве постоянных, дискретные — в качестве непрерывных и т.д. Так, условия распространения радиоволн в модели радиоканала для простоты можно принять постоянными;
• изменение функциональной зависимости между переменными. Нелинейная зависимость заменяется обычно линейной, дискретная функция распределения вероятностей — непрерывной;
• изменение ограничений (добавление, исключение или модификация). При снятии ограничений получается оптимистичное решение, при введении — пессимистичное. Варьируя ограничениями можно найти возможные граничные значения эффективности. Такой прием часто используется для нахождения предварительных оценок эффективности решений на этапе постановки задач;
• ограничение точности модели. Точность результатов модели не может быть выше точности исходных данных.

Адаптация к условиям среды предусматривает создание такой структуры организации, которая способна реагировать на изменения во внешней среде, в которой имеется постоянный мониторинг изменений внешней среды. Любые изменения внешней среды требуют повышения гибкости структуры организации, способности к быстрому и экономичному перераспределению функций и задач, решаемых тем или иным подразделением организации или отдельными ее сотрудниками.

Функции рынка.

- Функция ценообразования.

В результате взаимодействия потребителей и производителей формируется цена. Она зависит от спроса и предложения.

- Информационная функция.

Цена на товары дает информацию для покупателей, производителей и инвесторов для проведения выгодных экономических операций.

- Регулирующая функция.

Воздействие рынка на различные отрасли производства. Изменения спроса и предложения в зависимости от ситуации на рынке.

-Посредническая функция.

Рынок выступает посредником между потребителями и производителями.

- Функция естественного отбора.

Рынок очищает экономику от неэффективных производителей.

Вопрос №1. Объект исследования общей теории систем.

Для ОТС объектом исследования является не «физическая реальность», а «система», т.е. абстрактная формальная взаимосвязь между основными признаками и свойствами.

При системном подходе объект исследования представляется как система. Само понятие система может быть относимо к одному из методологических понятий, поскольку рассмотрение объекта исследуется как система или отказ от такого рассмотрения зависит от задачи исследования и самого исследователя.