4450

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

Теория систем и системный анализ

Методические указания для самостоятельной работы студентов

по направлению подготовки 03.06.01 Физика и астрономия

направленность – Физика конденсированного состояния

ВОРОНЕЖ 2020

2

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»

Н.С. Камалова, Н.Ю. Евсикова, В.И. Лисицын

Теория систем и системный анализ

Методические указания для самостоятельной работы студентов

по направлению подготовки 03.06.01 Физика и астрономия направленность – Физика конденсированного состояния

ВОРОНЕЖ 2020

3

УДК 519.876 Ф50

Камалова Н.С. Теория систем и системный анализ [Электронный ресурс]: Методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 03.06.01 Физика и астрономия, направленность – Физика

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

Методические указания предназначены для аспирантов по направлению подготовки 03.06.01 Физика и астрономия, направленность – Физика конденсированного состояния. Они могут быть использованы при самоподготовке аспирантов всех форм обучения, а также при дистанционном обучении.

Табл. 5. Ил. 15. Библиогр.: 5 наим.

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

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

Ответственный редактор: Камалова Н.С.

Коллектив авторов, 2020

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова», 2020

4

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Теория систем и системный анализ – дисциплина, формирующая у слушателей базу фундаментальных знаний и умений по проведению анализа и синтеза различных научных систем, определению их состава, морфологии, классификации и оценке влияния факторов окружающей среды на их состояние. Например, при развитии технологий или использовании в непростых российских условиях новейшего современного оборудования. Кроме того, системный подход является основополагающим при планировании, проведении и анализе результатов научных исследований. Поэтому освоение данной дисциплины необходимо исследователям и новаторам во всех направлениях современной науки.

Большая часть работы аспиранта проходит в форме самостоятельной работы:

1)проработка лекций;

2)отработка практических навыков;

3)применение полученных умений в исследовательской работе. Основная цель данных методических указаний – помочь аспирантам

сориентироваться в обширном информационном материале этой дисциплины для формирования необходимых навыков в области стратификации проблемы, формирования системы решений, моделирования исследуемых процессов и явлений, обоснования методов и грамотного представления результатов.

Методические указания предназначены для аспирантов по направлению подготовки 03.06.01 Физика и астрономия, направленность – Физика конденсированного состояния. Они могут быть использованы при самоподготовке аспирантами всех форм обучения, а также при дистанционном обучении.

6

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ

Целью изучения дисциплины «Теория систем и системный анализ» является получение аспирантами фундаментальных знаний и умений по проведению анализа и синтеза различных технических систем, определения их состава, морфологии, классификации и оценки влияния факторов окружающей среды на их состояние.

Воснову курса положен принцип гомеостатического моделирования сложных систем.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

изучение системной идеологии;

формирование у аспирантов навыков по выделению состава, морфологии, состояния и классификации физических систем;

освоение основных принципов стратификации проблем, проектирования систем решений и моделирования процессов и явлений;

формирование навыков по применению системного подхода к научному анализу ситуаций, с которыми аспиранту придется сталкиваться при освоении новейших технологий научных исследований, оценке влияния окружающей среды на системы автоматического управления;

овладение фундаментальными принципами и методами решения науч- но-технических задач в рамках системного подхода;

формирование у аспирантов основ системного мышления.

Врезультате освоения дисциплины аспирант должен:

–знать

–базовые понятия системного анализа;

–принципы стратификации научных проблем,

–основные положения теории развития конфликтов,

–общие подходы к формированию систем управления;

–владеть умениями

–определять системообразующий фактор комплексной системы,

–проводить оценку ее эффективности, используя многокритериальный подход,

–оценивать ее устойчивость и моделировать поведение,

–обосновывать выбранные методы решения задач, обусловленных целью научного исследования;

–владеть навыками использования при стратификации проблемы и разработке проекта системы решения методов теории граф и формализованного моделирования для анализа динамики и кинетики исследуемых процессов.

8

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.

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.

9

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 антагонистических 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 спецификации процессов.

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

7.8Сущности, отношения и связи в нотации Чена.

7.9Атрибуты. Категоризация 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.

10

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ПО ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ АСПИРАНТОВ

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

методические рекомендации по работе над конспектом лекций;

методические рекомендации по выполнению индивидуальных зада-

ний;

методические рекомендации по изучению рекомендованной лите-

ратуры;

методические рекомендации по подготовке рефератов;

методические рекомендации по подготовке к промежуточной атте-

стации.

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.

Желательно оставить в рабочих конспектах поля, на которых следует делать пометки из рекомендованной литературы, дополняющие материал прослушанной лекции, подчеркивающие особую важность тех или иных теоретических положений, а также отмечать вопросы, вызвавшие затруднение, с целью дальнейшего их разрешения. В ходе лекции рекомендуется задавать преподавателю уточняющие вопросы с целью уяснения теоретических положений, разрешения спорных ситуаций.

Необходимо систематически прорабатывать лекционный материал в течение семестра, для этого надо изучать основную литературу, знакомиться с дополнительной литературой, при этом учитывать рекомендации преподавателя и требования учебной программы. Следует дорабатывать свой конспект лекций, делая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой.

Внимательная работа над лекционным конспектом поможет давать правильные ответы на вопросы текущего контроля, фронтальные опросы в конце лекций.