
- •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
2.4. Управление
В широком смысле слова, под управлением понимают организационную деятельность, осуществляющую функции и направленную на достижение определенных целей.
2.5. Информационные динамические системы
Интеллектуальные информационные системы можно классифицировать следующим образом:
экспертные системы;
системы для широкого круга пользователей;
системы для специалистов;
САПР;
интеллектуальные системы;
расчетно-логические системы;
обучающие системы;
управляющие системы и системы обработки данных.
Система обработки данных – это система, которая преобразует поток входной информации в поток выходной информации;
информационно-поисковые системы;
распределенная информационная система.
РИС - объединение ИС, выполняющих собственные, не зависимые друг от друга функции, с целью коллективного использования информации. Отдельные ИС могут быть территориально разнесены друг от друга и обмениваться информацией по каналам связи.
2.6. Классификация и основные свойства единиц информации
Представление информации можно разделить на:
простую переменную (атрибут);
составную переменную (структура).
Переменная имеет имя и значение. Все допустимые значения переменных образуют домен этого атрибута. Переменная характеризуется (X,z), где X - имя переменой, z - значение. Множество Z={z1,z2,...zn}, объединяющее все возможные значения, называется доменом.
В качестве примера можно привести описание перечисляемого типа в языке программирования Паскаль.
Type
day=(понедельник, вторник, среда, четверг, пятница, суббота, воскресенье).
Указывается тип элементов, для которых не возможно указать конкретный домен значений, например:
int a.
2.7. Системы управления
Системы управления (СУ) представляют собой особый класс динамических систем, отличающихся наличием самостоятельных функций и целей управления и необходимым для реализации этих функций и целей высоким уровнем специальной системной организации .
Устройства связи и управления существенно отличаются от обычных технических устройств тем, что энергетические отношения в них не играют существенной роли, а основное внимание обращается на способность передавать и перерабатывать без искажений большое количество информации. Так в линии радиосвязи ничтожная доля энергии, излучаемой антенной передатчика, принимается антенной радиоприемника. КПД такого устройства, с точки зрения передачи энергии, чрезвычайно мал. Однако цель - передача информации - выполняется.
Структуру процесса управления можно представить следующим образом.
Цель управления определяет состояние объекта, которое должно быть достигнуто в процессе управления.
Разомкнутые системы управления
Системы управления с компенсацией возмущений
Системы управления с обратной связью
2.8. Реляционная модель данных
Реляционная модель данных характеризуется:
информационной конструкцией;
допустимыми операциями (выборкой, соединением и др.);
ограничениями (функциональными зависимостями между атрибутами).
Реализационная база данных может быть описана как
S(rel)=<A, R, Dom, Rel, V(s)>,
где
A - множество имен переменных;
R - множество имен отношений;
Dom - вхождение атрибутов в домены;
Rel - вхождение атрибутов в отношения;
V(s) - множество ограничений.
Описание процесса обработки отношений может быть выполнено двумя способами:
указанием перечня операций, выполнение которых приводит к требуемому результату (процедурный подход);
описанием требуемых свойств (декларативный подход).
Множество операций и отношений образуют реляционную алгебру.
Как правило, список операций содержит проекцию, выборку, объединение, пересечение, вычитание, соединение и деление.
Проекцией называется операция, которая переносит в результирующие отношения столбцы исходного отношения:
T=R[X],
R - исходное отношение;
T - результирующие отношения;
X - список атрибутов (условие проекции).
Выборка
Выборка - перенос в результирующие отношения строк удовлетворяющих условию выборки.
T=R[p],
R - исходное отношение;
T - результирующие отношения;
p - условие выборки.
Операция объединения, пересечения, вычитания.
Исходные отношения R1 и R2, результирующие - T.
Операция объединения:
Т=U(R1,R2).
Отношение Т содержит строки, встречающиеся в отношениях R1 или в R2.
Операция пересечения:
Т=I(R1,R2).
Отношение Т содержит строки, встречающиеся одновременно в отношениях R1 и в R2.
Операция вычитания:
Т=М(R1,R2).
Отношение Т содержит строки из отношения R1 за исключением строк, встречающихся в отношении R2.
Операция соединения отношений:
T=R1 [p] R2,
p - условие соединения.
Если строка из R1 по очереди сопоставляется со строками из R2 и если условие [p] выполняется, то строки сцепляются.
Операция натурального соединения
Операция не содержит условия
T=R1*R2.
Если структуры R1 и R2 не содержат общих атрибутов, то производится сцепление каждой строки из R1 со всеми строками из R2.
Основные свойства операции натурального соединения
Свойство коммутативности:
R*S=S*R.
Свойство ассоциативности:
(R*S)*T=R*(S*T).