3930

3

УДК 519.876 Ф50

Камалова Н.С. Системный анализ [Электронный ресурс] : Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.04.02 – Технологические машины и оборудование / Н.С. Камалова, Н.Ю. Евсикова, Н.Н. Матвеев; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 18 с. – ЭБС ВГЛТУ.

В методических указаниях приводятся содержание разделов изучаемой дисциплины, учебно-методические рекомендации по организации самостоятельной работы студентов по всем видам работ, предусмотренных учебным планом.

Методические указания предназначены для студентов по направлению подготовки 15.04.02 – Технологические машины и оборудование. Они могут быть использованы при самоподготовке студентами всех направлений подготовки и форм обучения, а также при дистанционном обучении.

Табл. 1. Ил. 1. Библиогр.: 5 наим.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ».

Рецензенты: кандидат физ.-мат. наук, доцент кафедры высшей математики и теоретической механики ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I» Гриднева И.В.

Ответственный редактор Камалова Н.С.

Коллектив авторов, 2016

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», 2016

4

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Системный анализ – дисциплина, формирующая у слушателей навыки решения системных проблем, возникающих в различных отраслях экономики. Например, при внедрении или модернизации технологий или новейшего современного технического оборудования. Поэтому освоение данной дисциплины необходимо широкому кругу профессионалов технического, технологического профиля.

Одной из форм обучения студента является самостоятельная работа над учебным материалом, которая состоит из следующих этапов:

1)проработка лекций;

2)выполнение индивидуальных и расчетных заданий;

3)самостоятельная подготовка доклада на студенческую конференцию;

4)подготовка к коллоквиумам и зачету.

Основная цель данных методических указаний – помочь студентам организовать и проконтролировать самостоятельное углубленное изучение этой дисциплины для формирования профессиональных навыков самостоятельной деятельности по разработке, внедрению, контролю, оценке и корректировке применения современных, в том числе и инновационных, технологий.

Методические указания предназначены для студентов по направлению подготовки 15.04.02 – Технологические машины и оборудование. Они могут быть использованы при самоподготовке студентами всех направлений подготовки и форм обучения, а также при дистанционном обучении.

6

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью изучения дисциплины «Системный анализ» является формирование у студентов знаний и умений по проведению анализа и синтеза различных технических систем, определения их состава, морфологии, их классификации и оценке влияния факторов окружающей среды на их состояние.

Воснову курса положен принцип гомеостатического моделирования сложных систем.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

˗ изучение основ системного анализа сложных технических систем; ˗ формирование представлений о составе, морфологии, состоянии и

классификации искусственных систем; ˗ овладение фундаментальными принципами и методами решения на-

учно-технических задач в рамках системного подхода; ˗ формирование навыков по применению системного подхода к науч-

ному анализу ситуаций, с которыми выпускнику придется сталкиваться при создании и использовании новой техники, внедрении новых технологий, в том числе в области организации систем управления, оценки влияния окружающей среды на состояние технических систем;

˗ освоение основных принципов при построении древа целей и задач, теории конфликтов, гомеостатического моделирования систем;

Врезультате освоения дисциплины студент должен:

знать:

˗основы и методы системного анализа и границы их применимости; - основные положения теории развития конфликтов; - общие подходы анализа систем САР;

уметь:

˗определять целевую функцию системы при решении комплексных проблем и проводить оценку параметров ее эффективности, оценивать ее устойчивость, анализировать процессы перехода из одного состояния системы

вдругое;

-объяснить основные наблюдаемые природные и техногенные явления

спозиций системного анализа;

-прогнозировать влияние особенностей морфологии и структуры систем на их эффективность;

-оценивать влияние внешней среды и надсистемы на параметры эффективности сложных систем;

-использовать методы гомеостатического моделирования и возможности вычислительного эксперимента для анализа динамики состояния техни-

7

ческих систем при выполнении целевой функции;

владеть навыками:

-самостоятельного применения методов системного анализа к решению задач оценки состояния сложных технических систем;

-применения основных методов гомеостатического моделирования для разработки, внедрения и корректировки методик, лежащих в основе принципов организации циклов управления автоматизированными процессами;

-обработки и интерпретирования результатов вычислительного эксперимента.

СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ

Введение

Особенности научно-исследовательского мышления. История возникновения системного подхода. Предмет системного анализа и его место в структуре научных знаний.

Раздел 1. Системные проблемы и общие принципы системной идеологии

1.1Системные проблемы и их основные свойства.

1.2Системообразующий механизм.

1.3Состав системного анализа.

1.4Предмет системного анализа.

1.5Стратификация системной проблемы.

1.6Закономерности формирования иерархических структур целей.

1.7Древо целей и задач.

1.8Графы и их применение.

Раздел 2. Системы и их свойства

2.1Понятие о системе. Признаки системы. Элементы систем и процессы их образования.

2.2Свойства системы. Расчленимость. Организованность. Особенности функционирования.

2.3Эшелоны. Страты. Слои.

2.4Отношения. Связи.

2.5Связность. Целостность. Эмерджентность.

2.4Состав, иерархия и морфология систем. Структура систем.

2.5Подсистема и надсистема. Цели и задачи системы решений.

2.6Внешняя среда. Природа системы. Неосновные функции.

2.7Целевая функция системы.

2.8Критерий эффективности систем.

8

Раздел 3. Классификация систем

3.1Физические, биологические и социальные системы.

3.2Закрытые, открытые и частично открытые системы.

3.3Детерминированные и вероятностные системы.

3.4Сложные и простые системы.

3.5Адаптивные, целенаправленные, целеполагающие и самоорганизующиеся системы.

3.6Естественные, искусственные и концептуальные системы.

3.7Гомогенные, гетерогенные и смешанные системы.

3.8Прогрессирующие и регрессирующие системы.

3.9Многоуровневые и иерархические системы.

3.10Системы управления.

Раздел 4. Методы системного анализа

4.1Моделирование, как основной метод системного анализа.

4.2Стратегия моделирования.

4.3Декомпозиция и агрегирование, как процедуры системного анализа.

4.4Декомпозиция данных и расширение потоков данных.

4.5Подходы к определению системы.

4.6Способы описания и характерные признаки систем.

4.7Элементы и подсистемы. Установление границ системы.

4.8Декомпозиция систем: генерирование и отбор вариантов решений. Построение дерева целей.

4.9Алгоритм декомпозиции. Применение морфологического анализа при построении декомпозиционного дерева.

4.10Модель структуры системы. Свойства систем: структурные, дина-

мические.

4.11Инерционность систем. Двойственность свойств сложных систем.

4.12Оценка свойств систем. Сложность систем. Особенности сложных

систем.

4.13Проблема анализа сложной системы. Алгоритм анализа.

4.14Агрегирование систем. Прямая и обратная задача системного ана-

лиза.

Раздел 5. Моделирование состояния и поведения систем

5.1Классификация моделей сложных систем. Вербальные модели.

5.2Знаковые и реальные модели.

5.3Формальные и формализованные модели.

5.4Понятие макросостояния системы. Пространство функциональных факторов.

5.5Функция отклика. Функциональная ниша.

9

5.6Оптимум. Интервал толерантности.

5.7Переходные процессы и их закономерности.

5.8Интервал ошибки. Эквифинальность и устойчивость сложных сис-

тем.

5.9Основные символы диаграмм потоков данных. Диаграмма и детализация процессов.

5.10Внутреннее время. Система и внешняя среда.

5.11Неаддитивность. Закон необходимого разнообразия.

Раздел 6. Системы управления. Конфликты

6.1Циклы управления. Системы управления и их структура.

6.2Элементарный цикл управления. Решатель. Исполнитель. Инфор-

матор.

6.3Способы управления самоорганизующимися системами.

6.4Системные свойства конфликтов. Основные концепции возникновения конфликтов. Теорема о возникновении конфликта.

6.5Макродинамическая модель конфликтов. Макросостояния кон-

фликта.

6.6Соперничество. Содружество. Эксплуатация. Нейтралитет.

6.7Мезодинамическая модель конфликтов. Стадии конфликтов.

6.8Противоречия. Причины противоречий.

6.9Латентная стадия противоречий. Возникновение сторон.

6.10Кризис. Катастрофа. Гибель системы.

6.11Микродинамическая модель конфликта.

6.12Элементы теории управления конфликтами. Особенности антогонистических конфликтов.

6.13Пути разрешения конфликтов. Способы координационного управления. Саморазрешение конфликтов.

6.14Элементы управления конфликтами в самоорганизующихся сис-

темах.

Раздел 7. Основы гомеостатического моделирования

7.1Понятие гомеостатической модели. Основные концепции гомеостатического моделирования.

7.2Уровни моделирования и их основные признаки. Типовая структура гомеостатической модели.

7.3Формулировка задачи. Базовая аксиоматика. Описание модели.

7.4Языковые свойства системного анализа. Нечеткие множества. Реляционные языки. Ролевые языки.

7.5Поиски решений (ситуационные и на сегментических сетях).

7.6Построение модели. Методы спецификаций процессов.

10

7.7Структурированный естественный язык. Таблицы и деревья решений. Визуальные языки проектирования.

7.8Сущности, отношения и связи в нотации Чена.

7.9Атрибуты. Котегоризация сущностей. Нотация Баркера.

Раздел 8. Основы теории принятия решений

8.1Основные понятия, характеризующие процесс принятия решений. Подходы к принятию решений.

8.2Структура процесса принятия решений. Формализация задачи принятия решений.

8.3Классификация задач принятия решений в зависимости от различных факторов.

8.4Типы критериев принятия решений в системах.

8.5Виды оценок, используемых при определении значений критериев.

8.6Многокритериальные методы принятия решений.

8.7Меры информации, применяемые при различных типах исходов.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ

Методические указания студентам по организации самостоятельной работы в соответствии с рабочей программой дисциплины включают в себя:

методические рекомендации по работе над конспектом лекций;

методические рекомендации по подготовке к практическим заняти-

ям;

методические рекомендации по выполнению индивидуальных зада-

ний;

методические рекомендации по изучению рекомендованной лите-

ратуры;

методические рекомендации по подготовке рефератов;

методические рекомендации по подготовке к экзаменам (зачетам).

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО РАБОТЕ НАД КОНСПЕКТОМ ЛЕКЦИЙ

В ходе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала. При этом надо обращать внимание на категории, формулировки, раскрывающие содержание тех или иных явлений и процессов, научные выводы и практические рекомендации, выделять важные моменты, усваивать положительный опыт в ораторском искусстве.