Понятие системы
Это совокупность элементов, которые облагаются след. признаками:
- связи, кот по средствам перехода по ним позволяют соединить два любые элемента совокупности
- эмержентностью – это особенность систем, состоящей в том, что св-ва системы не сводятся к совокупным свойствам ее частей.
Т.е. существует два признака системы – связность и функция. Система определяется заданием системных объектов, св-в и связей. Системный объект – это вход, процесс, выход, обратная связь и ограничения.
2. Системный принцип целостности систем.
Это свойства системы принципиально не сводимо к сумме свойств её частей.
3. Модель Вайнлиха
Наглядна, проста и широко используема. Переменная Х действует кооперативно на Y, если большое значение Х вызывает большое значение Y, и наоборот. Xб->Yб b и т.д. Например, Х – кол-во пищи, Y-кол-во посетителей, тогда x->y(действует кооперативно), y->x (антогонестически) Примедяется для ценных бумаг.
4. Системный принцип структурности систем
Поведение системы определяется не поведение её элементов, а связями и отношениями этих элементов. Со структурностями системы связаны известные философские идеи. Есть 2 полезные методологии: холизм (целое больше суммы составных её частей) и редукционизм (свойства целого объяснимы через свойства составных его частей).
5 Системные модели внутривидовой борьбы.
М
одель
Лотта-Вольтера (хищник – жертва).
x1(t) – число жертв во времени t.
X2(t) – хищники в момент времени t
6. Автоматная модель
К
онечные
автоматы позволяют построить модели
систем параллельной обработки, однако,
чтобы изменить число параллельных
процессов в такой модели требуется
внести существенные изменения в саму
модель. Кроме того, попытка разработки
сложной модели на конечном автомате
приведет к быстрому росту числа состояний
автомата, что в итоге сделает разработку
такой модели крайне утомительным
занятием. Как было отмечено выше последнюю
проблему можно решить, если использовать
недетерминированный автомат.
7. Идентификация систем
Это определение параметров системы на основании статистики. Используют след. методы : корреляционный, дисперсионный, факторный и др. статистические методы анализа.
8. Системный принцип иерархичности строения систем
Каждая система является частью более крупной системы.
9. Закон Ципфа
Закон Ципфа (Зипфа) — эмпирическая закономерность распределения частоты слов естественного языка: если все слова языка (или просто достаточно длинного текста) упорядочить по убыванию частоты их использования, то частота n-го слова в таком списке окажется приблизительно обратно пропорциональной его порядковому номеру n(так называемому рангу этого слова, см. шкала порядка). Например второе по используемости слово встречается примерно в два раза реже, чем первое, третье — в три раза реже, чем первое, и т. д.
Закон носит имя своего первооткрывателя — американского лингвиста Джорджа Ципфа (George Kingsley Zipf) из Гарвардского университета.
10. Нелинейные динамические системы
Нелинейная система — динамическая система, в которой протекают процессы, описываемые нелинейными дифференциальными уравнениями.Свойства и характеристики нелинейных систем зависят от их состояния.В отличие от линейной системы не обладает свойствами суперпозиции, частота выходного сигнала зависит от его амплитуды и др.Многие нелинейные системы в области малых изменений параметров поддаются линеаризации — один из методов приближённого представления замкнутых нелинейных систем, при котором исследование нелинейной системы заменяется анализом линейной системы, в некотором смысле эквивалентной исходной.
Мат.Модели нелинейных систем: Уравнение Кортевега — де Вриза, Кубическое уравнение Шрёдингера
Многоуровневость описания систем.
Для адекватного описания строения и функциональности системы на всех её уравнях необходимо использоания множества модулей и языков. При изучении сложных объектов следует составлять три базовые вида описания: морфологический(внутреннее состояние системы), функциональное(анализ деятельности системы), информационное.
12. Целевой анализ систем. Дерево целей и метод прогнозного графа
Дерево целей – каждая система содержит ряд подсистем, которые могут быть разбиты на более мелкие подсистемы, а каждой подсистеме ставится своя цель. Совокупность таких целей обращается в иерархию (дерево целей). Средством иерархии структур целей получают варианты стр-р деревьев целей, и посредствам оценок выбирают наилучшую. Дерево целей представляет собой граф, вершины кот. интерпритируются как цели, а ребра – связи между ними.
Метод прогнозного графа. Впервые метод применялся в кон.70-х гг. прогнозирования научно-технических работ по поводу создания средств обработки информации (ЕС ЭВМ, ЕС-1020, ЕС-1032, ЕС-1045). Рассмотрим основные этапы этого метода: Подготовительный этап- Первая группа экспертов четко формулирует глобальную цель исследования. Делаются ориентировочные количественные оценки средств, необходимых для достижения подцелей. Затем выполняются уточняющие этапы метода.Первый этап- Каждый эксперт делает уточненный список промежуточных целей. Они указывают: 1) отношения подчиненности;2) имена специалистов, которые осуществят подцели; 3) подцели второго уровня. Второй этап - Цель этого этапа – анализ промежуточных целей первого этапа. Второй этап выполняется второй группой экспертов, которая полностью отличается по составу от первой группы. Если промежуточные цели второго этапа достаточно сложны, то необходимо переходить на новый уровень детализации подграфов. 1) строятся графы, связанные с достижением промежуточных целей;2) на основе этих графов корректируются цели второго уровня;3) графы детализируются, т.е. строятся подграфы; подграфы проверяют на наличие циклов и тупиков. Третий этап-Прогнозный граф, полученный в результате полной реализации первого и второго этапа, анализируется третьей группой экспертов с точки зрения количественных оценок каждой вершины и работы (вершина – цель, дуги – работы).
Стохастические системы.
Детерминированные системные операторы не ставят в однозначное соответствие вход +состояние и выход (т.е. результат при одинаковых данных может быть разный). Если S(t) и/или Y(t) случайны, то система стахостическая. Для ее описания необходимо задать распределение. Начальные условия:
={
}
={
}
Информационные характеристики систем.
Можно сформулировать основные свойства информационных систем.
Величина и сложность. Современные системы любой природы, как правило, являются большими и сложными системами. Cложной системой большого масштаба (Large Scale System) называют систему, состоящую из большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов и способную выполнять сложную функцию. Исходя из этого, современные информационные системы организаций являются большими и сложными человеко-машинными системами.
Воздействие случайных факторов. Характерной и весьма существенной особенностью является подверженность информационных систем влиянию случайных факторов, причем не только таких, как, например, отказы, сбои, или ошибки технических устройств, персонала или пользователей, но и таких, как злоумышленные действия людей, которые являются не только случайными, но и вообще непредсказуемыми.
Участие в информационных процессах человека. Еще одной особенностью является необходимость активного участия в информационных процессах человека. Особенность состоит в том, что конечным пользователем информационных систем всегда являются сотрудники организации. Персонал организации имеет свои интересы и цели, которые необходимо учитывать при информационном обеспечении (наличие свободы воли).Кроме того, отсутствие технических интерфейсов между подсистемами, обеспечивающими целостность информационного процесса, обуславливает необходимость использования людей для сопряжения подсистем. Поэтому «узким» местом информационных процессов становится «человеческий» фактор, поскольку упомянутые интерфейсы вынужденно осуществляются людьми.
Уникальность. Каждое состояние информационной системы уникально и требует при информационном обеспечении учета всех ее особенностей и, следовательно индивидуального применения различных воздействий.
Динамичность. Информационные системы с течением времени сменяют свою структуру и состояние элементов.
Распределенность означает пространственное расположение отдельных компонентов системы.
Характеристика информационных систем
Разнообразные информационные потоки, циркулирующие внутри и между элементами логистической системы, между логистической системой и внешней средой, образуют своеобразную логистическую информационную систему (ЛИС), которая может быть определена как интерактивная структура, включающая персонал, оборудование и процедуры (технологии), которые объединены информационным потоком, используемым логистическим менеджментом для планирования, регулирования, контроля и анализа функционирования логистической системы.
Значимым элементом любой логистической системы является подсистема, обеспечивающая прохождение и обработку информации, которая при ближайшем рассмотрении сама разворачивается в сложную информационную систему, состоящую из различных подсистем. Так же как и любая другая система, информационная система должна состоять из упорядочено взаимосвязанных элементов и обладать некоторой совокупностью интегративных качеств. Декомпозицию информационных систем на составляющие элементы можно осуществить по разному. Наиболее часто информационные системы подразделяют на две подсистемы : функциональную и обеспечивающую.
Функциональная подсистема состоит из совокупности решаемых задач, сгруппированных по признаку общности цели. Обеспечивающая подсистема в свою очередь, включает в себя следующие элементы:
- техническое обеспечение, то есть совокупность технических средств, обеспечивающих обработку и передачу информационных потоков;
- информационное обеспечение, которое включает в себя различные справочники, классификаторы, кодификаторы, средства формализованного описания данных;
- математическое обеспечение, то есть совокупность методов решения функциональных задач. Логистические информационные системы, как правило, представляют собой автоматизированные системы управления логистическими процессами. Поэтому математическое обеспечение в логистических информационных системах – это комплекс программ и совокупность средств программирования, обеспечивающих решение задач управления материальными потоками, обработку текстов, получение справочных данных и функционирование технических средств.
Организация связей между элементами в информационных системах логистики может существенно отличаться от организации традиционных информационных систем. Это обусловлено тем, что в логистике информационные системы .
Качественные методы системного анализа.
Метод типа «Делфи» - оценки при разработке сценариев и оценке деревьев цели. Является основным средством повышения объективности результатов. Основные средства повышения объективности результатов при применении "Дельфи"-метода - использование обратной связи, ознакомление экспертов с результатами предшествующего тура опроса и учет этих результатов при оценке значимости мнений экспертов. На этом же этапе предлагается осуществлять проверку согласованности мнений экспертов. Сопутствует другим методам.
Метод мозговой атаки
Обычно при проведении мозговой атаки стараются выполнять определенные правила, суть которых сводится к тому, чтобы обеспечить как можно большую свободу мышления участников и высказывания ими новых идей, для чего рекомендуется приветствовать любые идеи, даже если они вначале кажутся сомнительными или абсурдными (обсуждение и оценка идей проводится позднее), не допускать критики, не объявлять ложной и не прекращать обсуждать ни одну идею, высказать как можно больше идей, желательно нетривиальных
В зависимости от принятых правил и жесткости их выполнения различают прямую мозговую атаку, метод обмена мнениями и другие виды коллективного обсуждения идей и вариантов принятия решений.
Применяется при:
Предварительном обсуждении проекта
Поиске решений
Осуществлении подцелей самого нижнего уровня
Метод сценария
Первоначально этот метод предполагал подготовку текста, содержащего логическую последовательность событий или возможные варианты решения проблемы, развернутые во времени. Однако позднее обязательное требование явно выраженных временных координат было снято, и сценарием стали называть любой документ, содержащий анализ рассматриваемой проблемы или предложения по ее решению, по развитию системы, независимо от того, в какой форме он представлен. Сценарий – документ, содержащий анализ и пути решения. Первоначально этот метод предполагал подготовку текста, содержащего логическую последовательность событий или возможные варианты решения проблемы, развернутые во времени. Однако позднее обязательное требование явно выраженных временных координат было снято, и сценарием стали называть любой документ, содержащий анализ рассматриваемой проблемы или предложения по ее решению, по развитию системы, независимо от того, в какой форме он представлен. Группа экспертов, создающих сценарии, пользуется правом получения необходимых справок от предприятий и организаций, консультирующих соответствующих специалистов.
Метод экспертных оценок
Методы выявления опытных специалистов при исследовании систем связаны с:
обнаружением и постановкой проблемы, ее актуальности
Определением целей и приемов
Поиском альтернатив
Выбором и оценкой альтернатив
В результате экспертные заключения – важнейший источник информации.
Возможность использования экспертных оценок, обоснование их объективности базируется на предположении, что индивидуальная экспертная оценка отражает опыт и знания специалиста-эксперта об объективной действительности. Неизвестная характеристика исследуемого явления трактуется при этом обычно как случайная величина, отражением закона распределения которой является индивидуальная оценка специалиста-эксперта о достоверности и значимости того или иного события. Когда такие оценки получены от группы экспертов, предполагается, что истинное значение исследуемой характеристики находится внутри диапазона оценок и что обобщенное коллективное мнение является достоверным. Однако использование классического частотного подхода к оценке вероятности при проведении экспертной оценки бывает затруднительным, а иногда и просто невозможным, так как исчисление вероятностей основано на законе больших чисел, выполнение которого предполагает массовый характер исследуемых явлений и наличие большого числа подтверждений в прошлом.
Метод дерева целей
Подразумевает по собой:
Декомпиляция целей
Выбирая разные признаки, меняя их последовательности, получают варианты структур (деревьев целей)
При этом строится граф-дерево, где вершины – это цели, а ребра – это связи между ними.
Информационный анализ систем. Оценка количества информации.
Информационная цепь – совокупность взаимодействующих источников, преобразователей и потребителей информации.
Энтропия – информационный потенциал, вероятность, равная Р (до опыта).
Цель (смысл) - назревают изменения этой вероятности до значения Р (условной).
Исходя из того, что Р – вероятность при условии выполнения, получим:
∆H=
где ∆H - информационное напряжение
И
=
Для непрерывной случайной величины:
И
=
,
где
– функция плотности
∆x – погрешность системы измерения
Структурный анализ систем.
- позволяет оценить соответствие между структурой системы и поставленными целями ее функционирования и достичь экономии
Цели структурного анализа:
- разработка правил символического отображения систем
- оценка структуры
- изучение свойств
- выработка заключений
Методы:
Декомпозиция – последовательное разкрупнение. Применяется при системном анализе проблемы или объекта, помогая ничего не забыть, не упустить из виду.
Морфологический анализ Ф. Цвикки.
Морфологический анализ - анализ и синтез с целью получения всех возможных вариантов решения проблемы. При этом синтезируются как известные варианты, так и новые, которые при простом переборе могут быть упущены.
Методы:
Формулирование проблемы – метод обобщает изыскания на все возможные устройства или системы, дает ответ на более обобщенный вопрос. Результат – проблема усложняется.
Определение всех важных характеристик, от которых зависит решение задачи. Этих характеристики вычисляются при формулировке. Для определения существенных признаков используют следующее определение: существенный признак – это признак, при изменении которого получается новый вид объекта данного класса.
Разделение характеристик на число значений
Определение функциональных ценностей
Отбор желательных решений и их реализации – это заключительный этап.
Используя информацию об оценках по различным критериям, сужают область исследования, выбирая наиболее подходящие варианты.
Сопоставляя оптимальные варианты, получают лучшие.
Модель производители-управленцы.
*
где:
bx – внутренняя конкуренция между производителями,
Ly – давление на производителей со стороны управленцев
cz – чем больше продукта, тем больше производителей
a - производитель могут быть без управленца
Аналогично:
ey – внутренняя конкуренция управленцев
d – нельзя без управленца
fz – скорость производства продукта
g – технический уровень
- влияние на
производство
1<
<
при y
e
[0,∞]
– затраты на
хранение продукции
Стадии развития общества:
Качественный анализ модели
g<h – низкий
уровень, (
)
h<g<h*[1+δ*
]
– средняя, (
)
h*[1+δ*
]
<g
– высокий (
)
Модель Парсонса.
В более общем виде связь между культурой и результатами деятельности организации представлена в модели американского социолога Т. Парсонса. Модель разработана на основе спецификации определенных функций, которые любая социальная система, в том числе организация, должна выполнять, чтобы выжить и добиться успеха. Первые буквы английских названий этих функций в аббревиатуре дали название модели — AGIL:
• адаптация;
• достижение целей;
• интеграция;
•легитимность.
Суть модели состоит в том, что для своего выживания и процветания любая организация должна быть способной адаптироваться к постоянно меняющимся условиям внешней среды, добиваться выполнения поставленных ею целей, интегрировать свои части в единое целое и, наконец, быть признанной людьми и другими организациями.
Данная модель исходит из того, что ценности организационной культуры являются наиболее важными средствами или инструментами выполнения функций этой модели. Если разделяемые в организации верования и ценности помогают ей адаптироваться, достичь целей, объединиться и доказать свою полезность людям и другим организациям, то очевидно, такая культура будет влиять на организацию в направлении успеха.
Демографические модели роста народонаселения.
Непрерывные линейные системы.
Для непрерывной системы если G и H линейны, то и система линейна
Линейная
характеризуется наличием следующих
свойств:
однородна:
;аддитивна:
где a(t), b(t), c(t), d(t) - матрицы соответствующих размерностей, зависящих от векторов S(t), X(t), Y(t)
Большинство САУ – проектируются и реализуются как линейные непрерывные системы
Структура:
Системный принцип взаимодействия системы и внешней среды.
Система – временное образование
Системная модель назначения штрафов за загрязнение окружающей среды.