8552

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего

образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»

О. Я. Родькина

ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ И СИСТЕМ

Учебно-методическое пособие

по выполнению лабораторных работдля обучающихся по дисциплине «Теория информационных процессов и систем»

по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, без профиля

Нижний Новгород

2016

УДК

РодькинаО.Я./ Теория информационных процессов и систем[Электронный ресурс]: учеб. – метод. пос./ О.Я. Родькина; Нижегор. гос. архитектур. – строит. ун-т – Н. Новгород: ННГАСУ, 2016. - ___с. 1 электрон.опт. диск (CD-R)

Приводятся цели, теоретические сведения по теме работ, задания и порядок выполнения лабораторных работ, а также контрольные вопросы в конце каждой лабораторной работы.

Предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Теория информационных процессов и систем» по направлению подготовки 09.03.02 Информационные системы и технологии, без профиля.

© О.Я. Родькина

©ННГАСУ. 2016.

Лабораторная работа №1. Качественные методы системного анализа

Цель работы– изучение качественных методов исследования систем.

Качественные методы системного анализа применяются, когда отсутствуют описания закономерностей систем в виде аналитических зависимостей.

Методы типа мозговой атаки. Методы этого типа известны также под названиями «мозговой штурм», «конференция идей», а в последнее время наибольшее распространение получил термин «коллективная генерация идей».

Суть мозговой атаки:

обеспечить как можно большую свободу высказывания новых идей;

приветствуются любые идеи, если вначале они кажутся сомнительными или абсурдными;

не допускается критика, не объявляется ложной и не прекращается обсуждение ни одной идеи;

желательно высказывать как можно больше идей, особенно нетривиальных.

Метод сценария. Метод предполагает подготовку документа

содержащего анализ рассматриваемой проблемы или предложения по ее решению. Сценарий помогает составить представление о проблеме, а затем приступить к более формализованному представлению системы.

Метод экспертных оценок. При использовании экспертных оценок предполагается, что мнение группы экспертов надежнее, чем мнение отдельного эксперта.

При обработке результатов коллективной экспертной оценки используются методы теории ранговой корреляции. Для количественной оценки степени согласованности мнений экспертов применяется коэффициент конкордации:

где

—количество экспертов, ; — количество рассматриваемых свойств, ; — место, которое заняло –е свойство в ранжировке – м экспертом; — отклонение суммы рангов по –му свойству от среднего арифметического сумм рангов по свойствам.

Коэффициент конкордации ( ) позволяет оценить, насколько согласованы оценки экспертов. Значение означает полную противоположность, а — полное совпадение оценок всех экспертов.

Хорошим считается результат .

Согласованность показаний экспертов может быть оценена с помощью коэффициента ранговой корреляции:

где — разность величин рангов оценок -го свойства, назначенных экспертами А и В: — показатели связанных рангов оценок экспертов А и В.

Коэффициент парной ранговой корреляции принимает значения —

. Значение соответствует совпадению оценок двух экспертов, а – противоположным мнениям экспертов.

Метод «Дельфи». Метод «Дельфи» предполагает отказ от коллективных обсуждений. Это делается с целью уменьшить возможное влияние наиболее авторитетных специалистов на мнение остальных участников опроса. Обычно опросы в этом методе проводятся в виде анкетирования,

без знания результатов остальных участников опроса.

Данная процедура повторяется многократно, до достижения требуемой согласованности мнения.

Задание 1. Используя метод ранговой корреляции определить значения выбранных параметров системы и степень согласованности экспертной оценки.

Порядок выполнения лабораторной работы

1.Запустить программу TIPSlab1.exe

2.Вести тему голосования, например, «как провести выходные?».Зарегистрировать экспертов голосования – участников вашей бригады, записать предлагаемые ими решения и результаты их оценок.

Каждый эксперт расставляет свой порядок для всех предлагаемых решений, в виде цифр начиная с единицы.

Внешний вид программы показан на рис. 1.1. В нижней части окна выведено значение коэффициента конкордации. Значение означает полную противоположность, а — полное совпадение оценок всех экспертов. Хорошим считается результат .

Программа позволяет выводить коэффициенты ранговой корреляции мнений экспертов. Внешний вид окна с результатами, показан на рис. 1.2.

3. В качестве дополнительного пункта исследования рассмотрите влияние веса экспертов. Например, в рассматриваемом примере ряд экспертов предлагают возможность воспользоваться личным автомобилями. Вполне разумно предоставить в этом случае больший бес в принятии решений.

Значение веса экспертов задается в пункте меню «Настройка\Вес экспертов».

Рис. 1.1. Внешний вид окна программы и результаты расчета

Рис. 1.2. Коэффициенты ранговой корреляции мнений экспертов

Задание 2.

В качестве второго этапа выполнения лабораторной работы реализуйте

данные вычисления в MsExcel. Пример выполнения задания приведен в

листинге 1.1.

Листинг 1.1. Реализация метода экспертных оценок в MsExcel

В листинге 1.1 используются следующие формулы MsExcel для организации вычислений: G6=СТЕПЕНЬ(СУММ(C6:E6)-0,5*$E$14*($C$14+1);2)

С15=СУММ(G6:G12)

С18=12*C15/(СТЕПЕНЬ($E$14;2)*(СТЕПЕНЬ($C$14;3)-$C$14

С35=СТЕПЕНЬ(C6-D6;2) E26=1-E42/((СТЕПЕНЬ($C$14;3)-$C$14)/6-(E19-E21)/$C$14)

Формулы для вычисления смежных ячеек формируются аналогично.

Символ $ в именах ячеек MsExcel означает использование абсолютного имени ячейки.

Дополнительное задание для второго этапа – организовать проверку правильности ввода исходных данных.

Задание 3. Выбор регулятора для системы управления электроприводом На третьем этапе выполнения лабораторной работы рассмотрим систему управления электроприводом. Система управления имеет два контура обратной связи. Второй контур управления начинает работать, в случае если контролируемая координата стремится превысить предельно допустимое значение.

Структурная схема модели системы управления приведена на рис.1.3.а., на рис. 1.3.б приведен вил нелинейного элемента. Параметры элементов приведены в табл.1.2.

а

б

Рис. 1.3. Структурная схема и вид нелинейного элемента модели системы управления электроприводом

Без регулятора процесс на выходе системы имеет вид представленный на рис. 1.2.а, и не отвечает требованиям по времени регулирования,

перерегулированию и виду переходного процесса.

интересные графики (рис.1.4.б).