МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный технический университет»

Кафедра управления

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

кизучению дисциплины, выполнению практических работ

исамостоятельной работы для студентов направления 27.03.03 «Системный анализ и управление», всех форм обучения

Воронеж 2021

УДК 303.732:681.51:519.71(07)

ББК 22.161я7

Составитель канд. физ.-мат. наук, доц. С. И. Моисеев

Системный анализ и синтез сложных систем: методические указания к изучению дисциплины, выполнению практических работ и самостоятельной работы для студентов направления 27.03.03 «Системный анализ и управление», всех форм обучения / ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»; сост.: С. И. Моисеев. Воронеж: Изд-во ВГТУ, 2021. 32 с.

Основной целью методических указаний является выработка практических навыков применения системного анализа в решении задач управления сложными системами.

Предназначены для студентов направления 27.03.03 «Системный анализ и управление», всех форм обучения.

Методические указания подготовлены в электронном виде и содержатся в файле МУ_САиССС_ПР_СРС_2021.pdf.

УДК 303.732:681.51:519.71(07)

ББК 22.161я7

Рецензент – В. Л. Порядина, канд. техн. наук, доц. кафедры управления ВГТУ

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

2

ВВЕДЕНИЕ

Целью преподавания дисциплины является изучение студентами теоретических основ и закономерностей функционирования сложных систем, основных методов и принципов их анализа и синтеза, получение навыков применения изученных методов для анализа и построения оптимальных структур сложных систем управления.

Задачами дисциплины являются обучить бакалавров:

-принципам построения и проектирования сложных систем;

-методами системного анализа;

-качественным и количественным методам описания сложных

систем;

-навыкам математического моделирования сложных систем;

-математическим методам и моделям анализа сложных систем;

-алгоритмам, принципам и методам управления в сложных систе-

мах.

Процесс изучения дисциплины «Системный анализ и синтез сложных систем» направлен на формирование следующих компетенций:

ОПК-1 - готовностью применять методы математики, физики, химии, системного анализа, теории управления, теории знаний, теории и технологии программирования, а также методов гуманитарных, экономических и социальных наук

ОПК-2 - способностью применять аналитические, вычислительные и системно-аналитические методы для решения прикладных задач в области управления объектами техники, технологии, организационными системами, работать с традиционными носителями информации, базами знаний

ПК-3 - способностью разрабатывать технические задания по проектам на основе профессиональной подготовки и системно-аналитических исследований сложных объектов управления различной природы

ПК-4 - способностью применять методы системного анализа, технологии синтеза и управления для решения прикладных проектноконструкторских задач

ПК-5 - способностью разрабатывать методы моделирования, анализа и технологии синтеза процессов и систем в области техники, технологии и организационных систем

ПК-6 - способностью создавать программные комплексы для системного анализа и синтеза сложных систем

ПК-8 - способностью проектировать элементы систем управления, применять современные инструментальные средства и технологии программирования на основе профессиональной подготовки, обеспечивающие решение задач системного анализа и управления

ПК-9 - способностью эксплуатировать системы управления, применять современные инструментальные средства и технологии программирования на основе профессиональной подготовки, обеспечивающие решение задач системного анализа и управления

3

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

Согласно цели преподавания, задачам и особенностям дисциплины «Системный анализ и синтез сложных систем» методические рекомендации по успешному изучению дисциплины обязывают студента:

а) ознакомиться с рекомендуемым списком основной, дополнительной и методической литературы;

б) разработать индивидуальный план-график подготовки и реализации составляющих СРС: проработки конспектов лекций, подготовки к практическим работам, подготовки к тестированию, выполнения и своевременной защиты реферата (презентации);

в) при необходимости разработать индивидуальный график корректирующих мероприятий, предусматривающий: выявление причин отставания от намеченного плана, систему намерений и действий по устранению отставания от плана;

г) составить план изучения дополнительной литературы; разработать формат ее конспектирования (источник, актуальность, новизна, наличие дополнительной информации, оригинальность представления информации, связь с элементами СРС и т. д.);

д) проводить мониторинг индивидуального уровня подготовки по данной дисциплине в течение ее изучения, основываясь на текущем рейтинге; выявить при необходимости причины низкого рейтинга;

е) посещать аудиторные занятия, конспектировать лекции, активно заниматься на практических занятиях.

Самостоятельная работа студентов, предусмотренная учебным пла-

ном, должна способствовать более глубокому усвоению изучаемого материала, формировать навыки исследовательской работы и ориентировать их на умение применять теоретические знания на практике, стимулировать творческую активность и инициативу.

Самостоятельная работа студентов осуществляется в связи с подготовкой к практическим занятиям, тематика которых определяется рабочей программой дисциплины.

Этот вид работы студентов предполагает, в основном, изучение рекомендованных литературных источников, основополагающих нормативноправовых актов. Кроме того, предполагается подготовка рефератов (презентаций) по рекомендуемой тематике, ответы на контрольные вопросы, выполнение заданий различного типа, связанных с проблемами управления качеством, подготовку к промежуточной аттестации.

Если по каким-либо вопросам у студента недостаточно информации в лекционных материалах, то необходимо получить информацию из основного учебника, рекомендованного для изучения дисциплины. При изучении и проработке тем учебной дисциплины по основной и дополнительной литературе студентам целесообразно дополнять конспект лекций наиболее существенными и важными тезисами для данной темы занятий. Работа с внешними источниками информации и своевременное пополнение конспекта лекций

4

могут быть эффективно использованы студентом при подготовке и сдаче зачета по дисциплине. При изучении основных и дополнительных источников информации особое внимание необходимо уделять схемам, рисункам, графикам и другим иллюстрациям, так как графические материалы, как правило, в наглядной форме отражают главное содержание изучаемого вопроса.

Самостоятельную проработку дополнительных источников по изучаемому разделу (теме) рекомендуется осуществлять сразу после изучения данного раздела (темы) на лекционных занятиях. Это позволит студенту затратить меньше времени на обработку материала и выделение из него полезной дополнительной информации.

Выполнять практические задания, выдаваемые преподавателем для самостоятельного выполнения, следует после изучения теоретических основ, рассмотренных на лекциях, и проработки дополнительных источников информации.

При оформлении решения домашних заданий, следует четко разграничивать каждое из предпринимаемых в процессе решения действий. При выполнении задания необходимо четко оформить полученный результат, то есть написать: «Ответ: ……..». Работа должна быть оформлена аккуратно и сдана в установленный преподавателем срок.

При подготовке рефератов (презентаций) по предлагаемой преподавателем тематике студент должен ознакомиться с литературой и сделать ее анализ; провести ее систематизацию, изложить основное содержание проблемы и свою точку зрения по дискуссионным вопросам по теме исследования. При этом студент должен продемонстрировать свободную ориентацию в области изучения библиографических источников, статистических и фактологических данных по выбранной теме, освоение смыслового ее содержания и способности логически связано и аргументировано излагать собственные выводы и предложения, компетентно вести научную дискуссию.

Самостоятельно выполненная студентом работа оценивается с учетом содержания и уровня подготовки и обязательно учитывается при обосновании оценки за самостоятельную работу.

Основная цель проведения практических занятий по данной учебной дисциплине – формирование у студентов аналитического, творческого мышления путем приобретения практических навыков управления качеством, закрепление полученного на лекциях теоретико-методического материала, развитие логического мышления и аналитических способностей у будущих менеджеров.

На практических занятиях студенты приобретают навыки самостоятельного творческого мышления, учатся систематизировать и обобщать полученные результаты.

В процессе выполнения практических работ студенты под руководством преподавателя проводят всестороннее исследование методов моделирования и прогнозирования экономики.

5

В целом практические занятия носят творческий характер. Они ориентированы на то, чтобы стимулировать и развить у студентов системное мышление и привить им интерес к исследованиям.

Планы практических занятий соответствуют рабочей программе дисциплины, темы практических занятий сообщаются студентам заранее. На каждом практическом занятии студентам выдаются методические указания для выполнения практических работ и самостоятельной работы, в которых приведен порядок выполнения их.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ОБУЧАЮЩИХСЯ

Задание № 1

В среднем за минуту магазин посещает п посетителей. Найти вероятности того, что за две минуты магазин посетят на менее k посетителей и вероятность того, что в течении как минимум T минут в магазине не будет ни одного посетителя если поток посетителей считать пуассоновским.

сивности Пуассоновских потоков событий (a, b, c, d), переводящих систему из одного состояния в другое взять из таблицы в зависимости от варианта.

6

Задание № 3

Автозаправка имеет три заправочных колонки. Среднее время заправки автомобиля- t минут. Среднее число автомобилей, желающих заправиться- N в час. Если заправочные места заняты, автомобиль подъезжает к следующей заправке. Определить среднее число обслуженных автомобилей за час.

Задание № 4

Найти финальные вероятности состояний для процесса гибели и размножения с непрерывным временем, если число его состояний n (начиная с S0, заканчивая Sn-1), интенсивности потоков гибели и размножения постоянны и равны соответственно µ и λ (см. свой вариант).

Задание № 5

В автохозяйстве имеется четыре автомобиля. Каждый автомобиль в среднем выходит из строя N раз в три месяца. Среднее время починки автомобиля – K дней. Прибыль автохозяйства пропорциональна числу эксплуатируемых автомобилей и составляет 15 тыс. руб. в месяц на 1 автомобиль. Починка 1 автомобиля обходится в 10 тыс. руб. в месяц. Найти среднемесячный доход автохозяйства.

7

Задание № 6

Вкиоске одно торговое место. Средний поток покупателей - λ человек

вчас. Среднее время обслуживания покупателя – Т минут. Если очередной подошедший покупатель обнаруживает, что кто-то уже обслуживается, то он переходит к соседнему киоску. Время работы киоска – 12 часов в день. Каждый покупатель в среднем приносит прибыль киоску 10 рублей. Определить среднюю ежедневную прибыль киоска. На сколько возрастет прибыль, если в киоске открыть второе торговое место.

Задание № 7

Признак Х представлен дискретным выборочным распределением в виде таблицы выборочных значений. Требуется:

1.Составить интервальное распределение выборки;

2.Построить гистограмму относительных частот;

3.Перейти от составленного интервального распределения к точечному выборочному распределению, взяв за значения признака середины частичных интервалов;

4.Построить полигон относительных частот;

5.Найти эмпирическую функцию распределения и построить ее

график;

6.Вычислить все точечные статистические оценки числовых харак-

теристик признака: среднее X ; выборочную дисперсию и исправленную выборочную дисперсию; выборочное с.к.о. И исправленное выборочное с.к.о. S;

7.Считая первый столбец таблицы выборкой значений признака х,

авторой - выборкой значений Y, оценить тесноту линейной корреляционной

8

зависимости между признаками и составить выборочное уравнение прямой регрессии Y на Х.

Вариант № 1, 12, 23

9

Вариант № 4, 15, 26

54,2 58,0 45,0 46,0 62,2 63,3 88,8 46,0 80,5 62,3

14,0 25,0 49,0 25,5 50,0 48,0 46,5 59,0 53,0 52,7

79,0 67,0 19,3 59,0 50,5 57,0 66,8 82,5 71,0 38,5

53,9 52,8 53,7 73,0 34,0 36,0 26,4 56,0 74,4 61,2

27,8 54,0 75,2 27,0 51,8 51,4 54,8 82,3 31,0 60,6

55,3 62,6 32,4 46,4 58,4 55,7 52,8 53,4 61,5 51,4

37,5 54,0 31,0 43,7 61,5 51,8 22,4 39,6 32,4 41,6

53,5 30,7 58,0 72,6 33,3 66,7 35,2 47,8 48,0 73,6

50,3 80,7 41,1 73,2 43,3 34,0 47,0 50,1 94,0 67,0

34,0 47,8 68,8 26,0 42,8 46,3 68,8 45,0 21,8 34,7

Вариант № 5, 16, 27

54,3 58,1 45,1 46,1 62,3 63,4 88,9 46,1 60,6 62,4

14,1 25,1 49,1 25,6 50,1 48,1 46,6 59,1 53,1 52,8

79,1 67,1 19,4 59,1 50,6 57,1 66,9 82,6 71,1 38,6

54,0 52,9 53,8 73,1 34,1 36,1 26,5 56,1 74,5 63,1

27,9 54,1 75,3 27,1 51,9 51,5 54,9 82,4 31,1 60,7

55,4 62,7 32,5 46,5 58,5 55,8 52,9 53,5 61,6 51,7

37,6 54,1 31,1 43,8 61,6 51,9 22,5 39,7 32,5 41,7

53,6 30,8 58,1 72,7 33,4 66,8 35,3 47,9 48,1 73,2

50,4 80,8 41,2 73,3 43,4 34,1 47,1 50,2 94,1 67,1

34,2 47,9 68,9 26,1 42,9 46,4 68,9 45,1 21,9 34,1

Вариант № 6, 17, 28

51,4 55,2 42,2 43,2 59,4 60,5 86,0 43,2 77,7 59,5

11,2 22,2 46,2 47,2 45,2 43,7 56,2 50,2 49,9 22,7

76,2 64,2 16,5 56,2 47,7 54,2 64,0 79,7 68,2 35,7

51,1 50,0 50,9 7,2 31,2 33,2 23,6 53,2 71,6 58,4

25,0 51,2 72,4 24,2 49,0 56,6 52,0 79,5 28,2 57,8

52,5 59,8 29,6 43,6 55,6 52,9 50,0 50,6 58,7 48,6

34,7 51,2 28,2 40,9 58,7 49,0 19,6 36,8 29,6 38,8

50,7 27,9 55,2 69,8 30,5 63,9 32,4 45,0 45,2 70,3

47,5 77,9 38,3 70,4 40,5 31,2 44,2 47,3 91,2 64,2

31,3 45,0 66,0 23,2 40,0 43,5 66,0 42,2 19,0 31,2

10