21. Имитационные модели.

Имитационная модель – это представление системы в различные моменты времени с использованием ЭВМ, когда реальный процесс разворачивается в машинном времени и возможен учёт детерминированных, вероятностных и нечётких факторов.

• Имитационная модель (ИМ) —формальное описание логики функционирования исследуемой системы и взаимодействия отдельных ее элементов во времени, учитывающее наиболее существенные причинно-следственные связи, присущие системе, и обеспечивающее проведение статистических экспериментов.

• Имитационной моделью также называется специальный программный комплекс, который позволяет имитировать деятельность какого-либо сложного объекта.

22. Проблемные ситуации и их разрешение.

Анализ существующих средств моделирования систем и задач, решаемых с помощью метода моделирования на ЭВМ, неизбежно приводит к выводу, что комплексное решение проблем, возникающих в процессе создания и машинной реализации модели, возможно лишь в случае, если моделирующие системы имеют в своей основе единую формальную математическую схему, т.е. А-схему. Такая схема должна одновременно выполнять несколько функций: являться адекватным математическим описанием объекта моделирования, т.е. системы, служить основой для построения алгоритмов и программ при машинной реализации модели, позволять в упрощенном варианте ( для частных случаев) проводить аналитические исследования.

Модель должна быть простой и полной.

Развитие общества постоянно сопровождается возник­новением различного рода проблем, решение которых требует создания человеком антропогенных систем. Под проблемой понимается различие в желаемом и действительном положении дел. Проблема может быть определена так же как состояние неудовлетворенной потребности. Ситуация становится проблемной, когда действие не дает желаемых результатов. Проблемность существующего положения осознается в несколько стадий – от проблемной ситуации, когда определяется потребность, выявляется и уточняется проблема до формулировки цели.

Цель (Z) – заранее мыслимый результат сознательной деятельности человека или группы людей. Цель определяется как субъективный образ (абстрактная модель), несуществующего, но желаемого состояния среды, решающего возникающую проблему. В процессе достижения цели необходимо отобрать из окружающей среды объекты, свойства которых можно для этого использовать и объединить их в систему (S).

23. Понятие системы, как средство достижения цели.

Система представляет собой совокупность взаимосвязанных элементов, которые объединены единством цели и функциональной целостностью, и при этом свойство самой системы не сводится к сумме свойств элементов. Таким образом, систему можно определить как средство достижения цели.

24. Иерархичность модели.

Многоуровневость (иерархичность) является характерной чертой сложных систем. Отдельные уровни системы реализуют определённые функции, а целостное функционирование системы представляет результат взаимодействия отдельных её сторон и элементов всех иерархических уровней.

25. Замкнутые, открытые и активные системы.

Важно выделить систему, создаваемую для достижения конкретной цели из среды, с которой взаимодействует система. Среда (SR) есть совокупность всех объектов, применение свойств которых влияет на систему, а так же тех объектов, чьи свойства меняются в результате поведения системы. Наблюдатель (N) выделяет систему из среды для достижения поставленной цели, при этом может:

а) отнести себя к среде и представить систему как полностью изолированную от среды (замкнутая система);

б) включить себя в систему и учитывать свое влияние на нее;(активная))

в) выделить себя из системы и из среды и рассматривать ее как постоянно взаимодействующую со средой (открытая система).

26. Язык наблюдателя для описания систем.

При выделении системы из среды наиболее целесообразно представить ее в виде модели. Моделью (М) называют некий объект – заместитель, который в определенных условиях может заменять объект – оригинал, воспроизводя интересующие нас свойства и характеристики оригинала. Модель описывается на языке наблюдателя .

27. Элементы систем.

Под элементом (А) понимают простейшую, неделимую часть, т.е. предел членения системы. Элементы обладают определёнными свойствами (атрибутами) – Qa.

28. Компоненты систем.

Объединение совокупности однородных элементов, не имеющих какой-то цели, называют компонентами системы.

29. Подсистемы.

Любая исследуемая система представляет собой элемент системы более высокого порядка (надсистемы), и в результате анализа целей в свою очередь может быть разбита на подсистемы. Подсистема – относительно независимая часть системы, обладающая её свойствами, и в частности имеющая подцель, на достижение которой ориентирована подсистема.

30. Связи в системе, их виды и характеристики.

Связь (R) – определяют как ограничение степени свободы элементов и характеризуются направлением, слоем, характером (видом). По первому признаку связи делят на направленные и ненаправленные. По второму – на сильные и слабые (возможно выделение количественной шкалы). По характеру различают связи подчинения, порождения (генетические связи), равноправные, связи управления. Важную роль при управлении системами имеет понятие обратной связи. Обратная связь является основой саморегулирования, развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования. Все связи R обладают свойствами (атрибутами) связей .

31. Понятие атрибута при описании системы.

Все предметы в реальном мире имеют характеристики. Каждая отдельная характеристика, которая является общей для всех возможных экземпляров объекта, абстрагируется в отдельный атрибут.

Атрибут - это абстракция одной характеристики, которой обладают все абстрагированные как объект сущности. Каждый атрибут обеспечивается именем, уникальным в пределах объекта. Множество атрибутов может объединяться в группу атрибутов и иметь идентификатор группы атрибутов. Множество идентификаторов групп могут быть объединены в класс и иметь идентификатор класса.

32. Системный анализ как наука.

Системный анализ возник в ответ на требования практики, поставившей задачу изучать и проектировать сложные системы, управлять ими в условиях неполноты информации, ограниченности ре­сурсов, дефицита времени. В системном анализе акцентируется внимание на трудностях их формулирования, на способах преодоления этих трудностей.

Преодоление сложности, природа которой связана с не­полной формализуемостью, требует систематического приме­нения неформальных знаний и методов. Системный анализ объ­единяет формальные и неформальные подходы. Современный системный анализ является объединением на основе единой идеи философских установок, практических наблюдений, снабженных набором математических и техни­ческих средств, с привлечением знаний из любых предметных наук, ко­торые имеют отношение к рассматриваемой проблеме. Системный анализ в его современном понимании реализует диалектический метод при рассмот­рении прикладных задач.

33. Формальное описание систем.

Элементы определяются некоторыми свойствами, которые необходимы для достижения поставленной цели. Связи имеют определенные свойства – атрибуты связи (Q_R).

Система функционирует во времени T. На входе системы существуют входные переменные X и выходные Y. Учитывая изложенное, формальное определение системы может быть представлено в следующем виде:

S_DEF = < Z, SR, T, X, Y, A, Q_A, R, Q_R, N, L_N >

Цель, среда, время, вход, выход, элементы, свойства элементов, связи, свойства связей, наблюдатель, язык наблюдателя.

34. Модель «черного» ящика.

М одель черного ящика:

«Черный ящик» - модель системы с известными выходными и входными параметрами и неизвестным внутренним устройством.

Для построения модели необходима следующая информация:

S – система

Z – цель

X – набор входных данных

Y – выходные воздействия

Исследуя известные параметры, с помощью такой модели можно получить представление о внутреннем устройстве системы.

35. Модель «серого» ящика.

М одель серого ящика:

Известна структура системы, неизвестны количественные значения ее параметров.

• Элемент - предел членения системы с точки зрения аспекта рассмотрения системы, решения конкретной задачи, поставленной цели.

• Возможность деления системы на подсистемы связана с выделением совокупностей взаимосвязанных элементов, способных выполнять относительно независимые функции, направленные на достижение общей цели системы. Такая часть должна обладать свойствами системы и иметь свою подцель.

• Этим подсистема отличается от простой группы элементов, для которой не сформулирована подцель и не выполняются свойства целостности (для такой группы используется название компоненты).

36. Модель «белого» ящика.