По билетам

Пассивные системы не оказывают ответного воздействия на среду. В случае, если ответная реакция имеет место, то такая система является активной.

Каждая управляемая система в свою очередь может быть представлена системой управления, состоящей из управляющей и управляемой систем. Таким образом, любую сложную систему можно рассматривать как комплекс вложенных друг в друга систем управления. Образно говоря, сложная система - это «матрешка», число, вложений в которую зависит от целей исследования системы.

При большом количестве элементов простые системы называются большими системами.

Состояние простой системы не может меняться (структура, элементы) поскольку отсутствует управление, то есть, нет управляющей части. Состояние простой системы изменяется только под воздействием внешней управляющей системы, когда простая система превращается в управляемую, но не в систему управления.

В отличие от управляющей системы, обрабатывающей информационные потоки, простая система, превращенная в управляемую, обрабатывает материальные или энергетические потоки. На практике такими системами является разл ичное оборудование, управляемое людьми или автоматами. Подобные системы могут входить в качестве элементов в состав систем управления, примером которых являются такие сложные системы как предприятия текстильной или легкой промышленности. Эти предприятия полностью соответствуют определению сложной системы, а значит, системы управления, структура которой определяется информационными, материальными и энергетическими связями.

30. Когнитивное моделирование сложных систем.

Когнитивное моделирование сложных систем.

Когнитивное моделирование представляет собой моделирование при помощи когнитивной карты.

Когнитивная карта – это граф, узлами или концептами которого являются элементы, понятия, характеристики системы, а дугами – отношения (связи) между ним.

Различают традиционные когнитивные карты и нечеткие когнитивные карты. Когнитивные карты позволяют представить моделируемую систему в виде множества концептов (элементов), отражающих характеристики системы, и причинно-следственных связей между ними.

В традиционных когнитивных картах связи между концептами могут быть положительными, отрицательными или нейтральными, характеризующими соответствующее влияние концептов друг на друга.

Использование когнитивной карты в процессе анализа сложной системы позволяет дать качественную оценку влиянию ее элементов (концептов) друг на друга, а также на устойчивость системы в целом.

Нечеткая когнитивная карта – это причинно-следственная сеть, отражающая какую-либо область знания посредством дуг и узлов положительно-отрицательной сети. В нечетких когнитивных картах связи между концептами представляют собой численные отношения и принимают значения от –1 до +1. Силу связи определяет эксперт или группа экспертов.

Концепты обычно отражают ситуационные аспекты, то есть роли, стабилизации иных показателей. Концепт, характеризующий цель управления, называется целевым.

Этапы построения нечеткой когнитивной карты

Процедура анализа когнитивной карты представляет собой последовательное выполнение следующих

этапов.

Этап 1. Построение исходной когнитивной матрицы.

Такая матрица отражает прямые связи непосредственно между концептами, где К1-Кn – узлы (концепты) когнитивной карты

Этап 2. Определение взаимовлияния концептов.

С этой целью строится транзитивно замкнутая матрица влияний концепта на концепт.

Этап 3. Построение матрицы консонансов, характеризующей влияние концепта на концепт.

Консонанс определяет, насколько согласованно присутствие концептов в моделируемой системе и рассчитывается по формуле вида:

Этап 4. Построение матрицы диссонансов, характеризу-ющей влияние концепта на концепт.

Диссонанс влияния концепта на концепт определяется по формуле вида:

- Изоморфизм и изофункционализм. Изоморфизм - это сходство объектов по форме или строению.

Это означает, что системы, рассматриваемые отвлеченно от природы составляющих их элементов, являются изоморфными друг другу, если каждому элементу одной системы соответствует лишь один элемент второй и каждой связи в первой системе соответствует связь в другой и наоборот. Если ввести в описание систем в качестве параметра время, т. е. рассматривать их в динамике, то понятие изоморфизма можно расширить до так называемого изофункционализма и с его помощью сопоставлять сходные процессы (физические, химические, производственные, экономические, социальные, биологические).

2) Закономерности иерархической упорядоченности систем:

-Коммуникативность. Любая система не изолирована от других систем, но связана множеством коммуникаций с окружающей средой, которая представляет собой сложное и неоднородное образование. Такое сложное единство системы со средой названо закономерностью коммуникативности.

-Иерархичность. Закономерность иерархичности заключается в том, что любую систему можно представить в виде иерархического образования. При, этом на всех уровнях иерархии действует закономерность целостности. Более высокий иерархический уровень объединяет элементы нижестоящего и оказывает на них направляющее воздействие. В результате подчиненные члены иерархии приобретают новые свойства, отсутствовавшие у них в изолированном состоянии. А возникшее в результате объединения нижестоящих элементов новое целое приобретает способность осуществлять новые функции (проявляется закономерность эмерджентности), в чем и состоит цель образования иерархий.

3) Энтропийные закономерности:

В системном анализе энтропия служит количественной мерой беспорядка (свободы, разнообразия) в системе. Система с жесткой структурой может находиться только в одном состоянии. Энтропия такой системы равна нулю (Э= In 1 = 0).

4) Закономерности развития:

-Закономерность развития во времени – историчность. любая система имеет свой жизненный цикл. Жизненный цикл – это период времени от возникновения потребности в системе и ее становления до снижения эффективности функционирования и «смерти» или ликвидации системы. В последнее время понятие жизненного цикла стали связывать с закономерностью историчности – время является непременной характеристикой системы, поэтому каждая система исторична.

-Рост и развитие. Любая система со временем претерпевает количественные и качественные изменения. Для этих изменений вводятся понятия «рост» и «развитие». Рост – это увеличение в числе и размерах. Развитие - это изменения процессов в системе во времени, выраженные в количественных, качественных и структурных преобразованиях от низшего (простого) к высшему (сложному). Наряду с положительными тенденциями, приписываемыми росту и развитию, можно говорить и об отрицательных тенденциях: отрицательный рост – сокращение, уменьшение и отрицательное развитие - деградация, дезорганизация, деструкция.

31. Сетевое моделирование.

Сетевое моделирование.

Сетевое моделирование – это графическое представление плана работы, отражающее их логическую последовательность, взаимосвязь и величину с целью последующей оптимизации разработанной модели (графика) при помощи прикладной математики и вычислительной техники, обеспечивающей возможность достижения минимальной продолжительности всего процесса и минимальных затрат на его выполнение. В большинстве случаев применяется на подготовительном этапе исследований.

В простых случаях могут использоваться графические и табличные способы расчета параметров сетевой модели.

Оптимизация сетевого графика.

Загрузку исполнителей работ определяют путем построения графика потребности в исполнителях.

Оптимизация по времени при неограниченных ресурсах производится путем использования на работах критического и подкритических путей, такого количества исполнителей, которое позволяет достигнуть заданной продолжительности выполнения проекта. Резервы ненапряженных путей сокращаются и приближается к нулю, т.к. при этом способе оптимизации рекомендуется перераспределять часть ресурсов с работ ненапряженных путей в пределах имеющихся резервов времени на работы критического пути.

Могут быть поставлены и задачи другого типа:

- снижение стоимости на разработку за счет увеличения продолжительности работ, имеющих резервы времени;

систем. Таким образом, в системном анализе любой объект рассматривается с учётом его системного характера, то есть не как единое целое, а как комплекс взаимосвязанных составных элементов, их свойств и процессов.

Главной задачей системного анализа является разрешение проблемной ситуации, возникшей перед объектом проводимого системного исследования. 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,

вкорне 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.

Следующей важной задачей системного анализа является проблема принятия решения. Применительно к задачам исследования, проектирования и управления сложными системами, включающими в себя большое количество элементов и подсистем, проблема принятия решения связана с выбором определённой альтернативы развития системы в условиях различного рода неопределённости.

Важное место в системном анализе занимают и задачи организации, в том числе проблемы управления

виерархических системах, выбор оптимальной структуры, оптимальных режимов функционирования, оптимальной организации взаимодействия между подсистемами и элементами и другие организационные задачи. Выявление и решение подобных проблем может быть успешно решено при совместной работе системных аналитиков и специалистов в соответствующей отрасли исследования.

Универсальных методик и способов проведения системного анализа не существует. Чаще всего подобного типа методики разрабатываются и применяются в тех случаях, когда у исследователя нет достаточных сведений о системе, которые позволили бы формализовать процесс её исследования, включающий постановку и решение возникшей проблемы. Общим для всех методик системного анализа является определение закономерностей функционирования системы, формирование вариантов структуры системы (нескольких альтернативных алгоритмов, реализующих заданный закон функционирования) и выбор наилучшего варианта, осуществляемого путём решения задач декомпозиции, анализа исследуемой системы и синтеза системы, и снимающего проблему практики.

Компонент – любая часть системы, вступающая в определённые отношения с другими частями (подсистемами, элементами).

32. Логический аппарат в системном анализе.

Логический аппарат в системном анализе.

В логике рассматриваются сложные суждения, образованные из простых высказываний при помощи логических союзов.

Основные логические союзы следующие:

1.«Или» (слабая дизъюнкция);

2.«Либо, либо» (исключающая дизъюнкция);

3.«И» (конъюнкция);

4.«Если, то» (импликация);

5.«Тогда и только тогда, когда» (эквиваленция);

6.«Неверно, что» (отрицание).

1. «Или» (слабая дизъюнкция) – логический союз, с помощью которого образуется сложное суждение, истинное тогда и только тогда, когда истинным является хотя бы одно высказывание.

2. «Либо, либо» (исключающая дизъюнкция) – логический союз, с помощью которого образуется сложное суждение, истинное тогда и только тогда, когда истинным является лишь одно высказывание.

Исключающая дизъюнкция обозначается знаком « ». Пишется: . Читается: либо , либо (но не

оба).

3. «И» (конъюнкция) – логический союз, с помощью которого образуется сложное суждение, истинное тогда и только тогда, когда истинным является каждое из высказываний.

Конъюнкция (логическое умножение) обозначается знаками « » или «∙». Пишется: , ∙ . Читается:

и .

4. «Если, то» (импликация) – логический союз, с помощью которого образуется сложное суждение, ложное тогда и только тогда, когда первое высказывание (посылка) истинно, а второе (заключение) ложно.

Импликация обозначается знаком « ». Пишется: . Читается: если , то .

5. «Тогда и только тогда, когда» (эквиваленция) – логический союз, с помощью которого образуется сложное суждение, истинное тогда и только тогда, когда составляющие его высказывания либо истинны, либо ложны.

Эквиваленция обозначается знаком « ». Пишется: (иногда знаком «≡». Читается: p тогда и только тогда, когда ; эквивалентно (равносильно) q.

6. «Неверно, что» (отрицание) – логический союз, с помощью которого образуется сложное суждение, истинное тогда и только тогда, когда исходное суждение ложно, и ложное, когда исходное суждение истинно.

Отрицание обозначается символом «черта», то есть p̅. Читается: неверно, что .

1.Законы выражения одних логических переменных через другие:

→ = ̅ , → = ̅+

↔ = ( ̅ ̅) ( ), ↔ = + ̅

= ( ̅) ( ̅ ), = ̅ + ̅

2.Закон противоречия:

̅= Л, ̅= Л

3.Закон исключения третьего:

̅= И, + ̅= И

(хотя бы одно из высказываний или ̅всегда истинно, третьего не дано).

4. Законы исключения констант:

И = , И =

Л = , + Л =

5.Законы исключения переменных:

И = И, + И = И

Л = Л, Л = Л

6.Законы идемпотентности:

= , =

= , + =

7.Законы коммутативности:

= , =

= , + = +

8.Законы ассоциативности:

( ) = ( ) = , ( ) = ( ) =

( ) = ( ) + =

+ ( + ) = ( + ) + = + +

9.Законы дистрибутивности:

( ) = ( ) ( ), ( + ) = +

( ) = ( ) ( ), + = ( + )( + )

10.Законы поглощения:

( ) = , ( + ) =

( ) = , + =

11.Законы операции отрицания:

12. Законы де Моргана:

= ̅ ̅, = ̅+ ̅

̅̅̅̅̅̅̅ = ̅ ̅, ̅̅̅̅̅̅̅+ = ̅

Билет № 9

9. Понятие структуры системы. Компоненты системы.

Компоненты системы.

Элемент – это составная часть сложного целого. В нашем случае сложное целое – система, которая представляет собой комплекс взаимосвязанных элементов.

Элемент – неделимая часть системы, обладающая самостоятельностью по отношению к данной системе. Неделимость элемента рассматривается как нецелесообразность учёта в пределах модели данной системы его внутреннего строения.

Сам элемент характеризуется только его внешними проявлениями в виде связей и взаимосвязей с остальными элементами.

Каждый элемент характеризуется т конкретными свойствами 1,…, (вес, температура и т.д.), которое определяют его в данной системе однозначно.

Состояние элемента, в зависимости от различных факторов (времени, пространства, внешней среды и т.д.) может изменяться. Последовательные изменения состояния элемента будем называть движением элемента.

Система – множество составляющих единство элементов, и их связей и взаимодействий между собой и между ними и внешней средой, образующее присущую системе целостность, качественную определённость и целенаправленность.

Связь – совокупность зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы.

Установить связь между двумя элементами – это значит выявить наличие зависимостей их свойств.

Множество связей между элементами , и можно представить в виде:

= { }, , = , … , .

Зависимость свойств элементов может иметь односторонний и двусторонний характер. Двусторонняя зависимость свойств одного элемента от свойств других элементов системы называется взаимосвязью.

Взаимодействие – совокупность взаимосвязей и взаимоотношений между свойствами элементов, когда они приобретают характер взаимосодействия друг другу.

Структура системы – совокупность элементов системы и связей между ними в виде множества =

{ , }..

Структура является статической моделью системы и характеризует только строение системы, не учитывая множества свойств (состояний) её элементов. Система существует среди других материальных объектов, которые не вошли в неё. Они объединяются понятием «внешняя среда» – объекты внешней среды.

По сути дела, очерчивание или выявление системы есть разделение некоторой области материального мира на две части, одна из которых рассматривается как система – объект анализа (синтеза), а другая – как внешняя среда.

Внешняя среда – это набор существующих в пространстве и во времени объектов (систем), которые, как предполагается, действуют на систему.

Внешняя среда представляет собой совокупность естественных и искусственных систем, для которых данная система не является функциональной подсистемой.

33. Анализ и решение задач с помощью платежной матрицы.

Анализ и решение задач с помощью платежной матрицы.

Платежная матрица – это один из методов теории систем и системного анализа, метод, который может оказать помощь руководителю в выборе одного из нескольких вариантов. Он особенно полезен, когда руководитель должен установить, какая стратегия в наибольшей мере будет способствовать достижению целей. Платеж представляет собой денежное вознаграждение или полезность, являющиеся следствием конкретной стратегии в сочетании с конкретными обстоятельствами. Если платежи представить в форме таблицы (или матрицы), мы получаем платежную матрицу. В самом общем виде матрица означает, что платеж зависит от определенных событий, которые фактически совершаются. Если такое событие или состояние природы не случается на деле, платеж неизбежно будет иным. Кроме того, руководитель должен располагать возможностью объективной оценки вероятности релевантных событий и расчета ожидаемого значения такой вероятности. Руководитель редко имеет полную определенность, но он также редко действует в условиях полной неопределенности. Почти во всех случаях принятия решений руководителю приходится оценивать вероятность или возможность события. Вероятность определяют обычно на основе прошлого опыта, по количеству наступления тех или иных событий в прошлом.

Можно выделить следующие достоинства метода платёжной матрицы:

-метод заставляет менеджера ввести в круг рассмотрения все возможные варианты, в том числе и неблагоприятные (известно, что психологические особенности заставляют менеджеров завышать ожидаемые результаты или исключать из анализа неблагоприятные исходы);

-позволяет избежать подобных ошибок, хотя они могут перейти на процедуру прогнозирования вероятностей состояний внешней среды);

-формализует процесс оценки вариантов и выбора лучшего из них даже в условиях скудной информации о вариантах и окружающей среде, тем самым он всегда оказывается более предпочтительным, чем принятие решения без использования каких-либо методов;

-используется на всех уровнях управления для решения разнообразных задач.

Метод платёжной матрицы относится к теоретико-игровым методам, но, несмотря на это, он использует и аналитические зависимости, и прогнозирование.

Максимаксное и максиминное решения:

Максимаксное решение – это максимизация максимума возможных доходов.

Максиминное решение – это максимизация минимума возможных доходов.

Билет № 10

10. Виды структур систем. Сравнительный анализ структур.

Виды структур систем.

1.Сетевая структура;

2.Иерархические структуры;

3.Матричные структуры;

4.Многоуровневые иерархические структуры;

5.Смешанные иерархические структуры;

6.Структуры с произвольными связями.

Сетевая структура, или сеть, представляет собой декомпозицию системы во времени. Такие структуры могут отображать порядок действия технической системы (телефонная сеть, электрическая сеть и т.п.), этапы деятельности человека (при производстве продукции – сетевой график, при проектировании – сетевая модель, при планировании – сетевой план и т.д.). В виде сетевых моделей представляются методички системного анализа.

Иерархические структуры представляют собой декомпозицию системы в пространстве. Все компоненты (вершины, узлы) и связи (дуги, соединения узлов) существуют в этих структурах одновременно (не разнесены во времени). Такие структуры могут иметь не два, а большее число уровней декомпозиции (структуризации).

Структуры, в которых каждый элемент нижележащего уровня подчинён одному узлу (одной вершине) вышестоящего (и это справедливо для всех уровней иерархии), называют древовидными структурами, структурами типа «дерева», на которых выполняется отношение древесного порядка, иерархическими структурами с «сильными» связями.

Структуры, в которых элемент нижележащего уровня может быть подчинён двум и более узлам

(вершинам) вышестоящего, называют иерархическими структурами со «слабыми» связями.

Матричные структуры. Иерархическим структурам, соответствуют матричные структуры. Отношения, имеющие вид «слабых» связей между двумя уровнями, подобны отношениям в матрице, образованной из составляющих этих двух уровней.

Многоуровневые иерархические структуры. «страты», «слои», «эшелоны».

Смешанные иерархические структуры бывают с вертикальными и горизонтальными связями.

Структуры с произвольными связями могут иметь любую форму, объединять принципы разных видов структур и нарушать их.

Сравнительный анализ структур.

От вида структур зависит важная характеристика любой системы – степень её целостности, устойчивости.

Для сравнительного анализа структур используются информационные оценки степени целостности a и коэффициента использования компонентов системы β, которые могут интерпретироваться как оценки устойчивости оргструктуры при предоставлении свободы элементам или как оценки степени централизациидецентрализации управления в системе.

Эти оценки получены из соотношения, определяющего взаимосвязь системной , собственной , и

взаимной В сложности системы:

= + В.

Собственная сложность представляет собой суммарную сложность (содержание) элементов

системы вне связи их между собой (в случае прагматической информации – суммарную сложность элементов, влияющих на достижение цели).

Системная сложность характеризует содержание системы как целого (например, сложность её

использования).

Взаимная сложность В характеризует степень взаимосвязи элементов в системе (т.е. сложность её

устройства, схемы, структуры).

системы; для организационных систем α может быть интерпретирована как характеристика устойчивости, управляемости, степени централизации управления.

Оценка ( = ) показывает самостоятельность, автономность частей в целом, степень использования

возможностей элементов. Для организационных систем b удобно называть коэффициентом использования элементов в системе.

(остающееся как бы внутри системы) содержание В характеризует работу системы на себя, а не на выполнение

стоящей перед ней цели (чем и объясняется отрицательный знак В). Последнее особенно важно учитывать при формировании оргструктур предприятий и других организаций.

34. Понятие информации, типы и классы информации, методы и процедуры актуализации информации.

Понятие информации, типы и классы информации, методы и процедуры актуализации информации.

Информация – это некоторая последовательность сведений, знаний, которые актуализируемы (получаемы, передаваемы, преобразуемы, сжимаемы, регистрируемы) с помощью некоторых знаков символьного, образного, жестового, звукового, сенсомоторного типа.

Информация (по ее изменчивости при актуализации) бывает:

-постоянная (не изменяемая никогда при ее актуализации);

-переменная (изменяемая при актуализации);

-смешанная - условно-постоянная (или условно-переменная).

Возможна также классификация информации и по другим признакам:

-по стадии использования (первичная, вторичная);

-по полноте (избыточная, достаточная, недостаточная);