- •Введение
- •1. Основные задачи теории информационных систем
- •1.1. Краткая историческая справка
- •1.2. Основные понятия теории систем
- •1.3. Выбор определения системы
- •2. Основные понятия и определения
- •2.1. Понятие информации
- •2.2. Открытые и закрытые системы
- •2.3. Модель и цель системы
- •2.4. Управление
- •2.5. Информационные динамические системы
- •2.6. Классификация и основные свойства единиц информации
- •2.7. Системы управления
- •2.8. Реляционная модель данных
- •3. Виды информационных систем
- •3.1. Классификация информационных систем
- •3.2. Технические, биологические и др. Системы
- •3.3. Детерминированные и стохастические системы
- •3.4. Открытые и закрытые системы
- •3.5. Хорошо и плохо организованные системы
- •3.6. Классификация систем по сложности
- •4. Закономерности систем
- •4.1. Целостность
- •4.2. Интегративность
- •4.3. Коммуникативность
- •4.4. Иерархичность
- •4.4. Эквифинальность
- •4.5. Историчность
- •4.6. Закон необходимого разнообразия
- •4.7. Закономерность осуществимости и потенциальной эффективности систем
- •4.8. Закономерность целеобразования
- •4.9. Системный подход и системный анализ
- •5. Уровни представления информационных систем
- •5.1. Методы и модели описания систем
- •5.2. Качественные методы описания систем
- •5.3. Количественные методы описания систем
- •5.4. Кибернетический подход к описанию систем
- •6. Алгоритмы на топологических моделях
- •6.1. Задачи анализа топологии
- •6.2. Представление информации о топологии моделей
- •6.3. Переборные методы. Поиск контуров и путей по матрице смежности
- •6.4. Модифицированный алгоритм поиска контуров и путей по матрице смежности
- •6.5. Поиск контуров и путей по матрице изоморфности
- •6.6. Сравнение алгоритмов топологического анализа
- •6.7. Декомпозиция модели на топологическом ранге неопределенности
- •6.8. Сортировка модели на топологическом ранге неопределенности
- •6.9. Нахождение сильных компонент графа
- •7. Теоретико-множественное описание систем
- •7.1. Предположения о характере функционирования систем
- •7.2. Система как отношение на абстрактных множествах
- •7.3. Временные, алгебраические и функциональные системы
- •7.4. Временные системы в терминах «вход — выход»
- •8. Динамическое описание систем
- •8.1. Детерминированная система без последствий
- •8.2. Детерминированные системы без последствия с входными сигналами двух классов
- •8.3. Учет специфики воздействий
- •8.4. Детерминированные системы с последствием
- •8.5. Стохастические системы
- •8.6. Агрегатное описание систем
- •8.7. Иерархические системы
- •9. Модели и методы принятия решений
- •9.1. Принятие решений. Что это такое?
- •9.2. Модели и методы принятия решений
- •9.3. Требования к методам принятия решений
- •10. Логистические системы
- •10.1. Концепция и философия логистики
- •10.2. Системный подход в логистике
- •10.3. Кибернетический подход
- •10.4. Классификация моделей логистической системы
- •10.5. Проблемы логистики на микро- и макроуровне
- •11. Числовые характеристики системы
- •11.1. Условия проведения расчетов
- •11.2. Математическое ожидание, мода, медиана
- •11.3. Моменты. Дисперсия. Среднее квадратическое отклонение
- •11.4. Расчет производительности информационной системы
- •11.5. Разделение уровней информационных систем
- •12. Основы теории информации
- •12.1. Предмет и задачи теории информации
- •12.2. Энтропия как мера степени неопределенности состояния физической системы
- •12.3. Энтропия сложной системы. Теорема сложения энтропий
- •12.4. Условная энтропия. Объединение зависимых систем
- •12.5. Энтропия и информация
- •12.6. Энтропия и информация для систем с непрерывным множеством состояний
- •12.7. Негэнтропия
- •12.8. Передача информации с искажениями. Пропускная способность канала с помехами
- •12.9. Вероятностная модель информационного морфизма информационных систем
- •12.10. Исследование и регулирование информационного морфизма систем с использованием матриц Александера
- •12.11. Элементарная семантическая единица – модуль информационного наполнения ис
- •12.12. Структурирование информационного наполнения ис и вводимые для описания этого процесса специальные термины
- •Заключение
- •Библиографический список
2. Основные понятия и определения
Под системой понимается объект, свойства которого не сводятся без остатка к свойствам составляющих его дискретных элементов (неаддитивность свойств). Интегративное свойство системы обеспечивает ее целостность, качественно новое образование по сравнению с составляющими ее частями.
Любой элемент системы можно рассматривать как самостоятельную систему (математическую модель, описывающую какой - либо функциональный блок, или изучаемый аспект), как правило более низкого порядка. Каждый элемент системы описывается своей функцией. Под функцией понимается вещественно-энергетические и информационные отношения между входными и выходными процессами. Если такой элемент обладает внутренней структурой, то его называют подсистемой. Такое описание может быть использовано при реализации методов анализа и синтеза систем. Это нашло отражение в одном из принципов системного анализа - законе системности, говорящим о том, что любой элемент может быть либо подсистемой в некоторой системе, либо подсистемой среди множества объектов аналогичной категории. Элемент всегда является частью системы и вне ее не представляет смысла. Под структурой понимается внутренняя форма, взаимодействие и связь элементов в рамках данной системы.
Входы и выходы - материальные или информационные потоки, входящие и выходящие из системы.
Цель системы. Состояние системы описывается рядом переменных x1..xn. Одна из переменных или группа переменных xi должна поддерживаться в диапазоне значений или определенном значении xi=F(X,t), называемом целевой функцией.
2.1. Понятие информации
Информация - совокупность сведений, воспринимаемых из окружающей среды, выдаваемых в окружающую среду, либо сохраняемых внутри информационной системы.
Данные - это представленная в формальном виде конкретная информация об объектах предметной области, их свойствах и взаимосвязях, отражающая события и ситуации в этой области.
Данные представляются в виде, позволяющем автоматизировать их сбор, хранение и дальнейшую обработку информационными системами. Данные - это запись в соответствующем коде.
Информация в ЭВМ делится на:
процедурную (выполняемые программы);
декларативную (данные, которые обрабатывают программы).
Организация хранения и обработки больших объемов информации привела к появлению баз данных.
2.2. Открытые и закрытые системы
Закрытые системы - нет поступления энергии (информации) из вне системы или выход энергии (информации) из системы во внешнюю среду.
2.3. Модель и цель системы
Понятие модели трактуется неоднозначно. В основе его лежит сходство процессов, протекающих в реальной действительности и в заменяемым реальный объект модели. В философии под моделью понимается широкая категория кибернетики, заменяющая изучаемый объект его упрощенным представлением, с целью более глубокого познания оригинала. Под математической моделью (в дальнейшим просто моделью) понимается идеальное математическое отражение исследуемого объекта.
Фундаментальные (детальные) модели, количественно описывающих поведение или свойства системы, начиная с такого числа основных физических допущений (первичных принципов), какое только является возможным. Такие модели предельно подробны и точны для явлений, которые они описывают.
Феноменологические модели используются для качественного описания физических процессов, когда точные соотношения неизвестны, либо слишком сложны для применения. Такие приближенные или осредненные модели обычно обоснованы физически и содержат входные данные, полученные из эксперимента или более фундаментальных теорий. Феноменологическая модель основывается на качественном понимании физической ситуации. При получении феноменологических моделей используются общие принципы и условия сохранения.