
- •Київський національний університет культури і мистецтв
- •Isbn 966-602-141-2
- •Передмова
- •1.Основні принципи та методологічні аспекти теорії систем
- •1.1. Цілі теорії систем
- •1.2. Система та її властивості. Складність та система
- •1.3. Призначення системи
- •1.4. Функції системи
- •1.5. Структура системи
- •1.6. Потоки системи
- •1.7. Узагальнена характеристика системи
- •1.8. Класифікація систем
- •Задачі:
- •Контрольні питання
- •2. Моделі та моделювання
- •2.1. Класифікація моделей
- •2.2. Ідеальні (абстрактні) моделі
- •2.3. Матеріальні моделі
- •2.4. Відношення між моделлю і реальністю (різниці та збіжності)
- •2.5. Моделі складних систем
- •2.6. Модель типу "чорний ящик"
- •2.7. Модель типу „склад системи”
- •2.8. Модель типу „структура схеми”
- •2.9. Модель типу „структурна схема системи”
- •2.10. Динамічні моделі систем
- •2.11. Кваліметрична основа теорії систем
- •2.12. Математичні аспекти побудови моделей складних систем
- •2.13. Оцінка адекватності моделі
- •Задачі:
- •Контрольні питання
- •3. Математичне моделювання систем з детермінованими структурою та функціями (детермінованих систем)
- •3.1. Системи, що описуються звичайними диференціальними рівняннями
- •3.2. Математичне моделювання систем автоматичного управління
- •3.3. Елементи теорії стійкості систем
- •3.3.1. Основні поняття теорії стійкості систем
- •3.3.2. Перший метод Ляпунова
- •3.3.3. Другий метод Ляпунова
- •3.4. Дискретні системи, автомати
- •3.4.1. Однотактні релейні пристрої. Булеві функції
- •3.4.2. Багатотактні релейні пристрої
- •3.4.3. Скінчений автомат
- •3.5. Системи масового обслуговування
- •3.5.1. Основні поняття
- •3.5.2. Порядок обслуговування
- •3.5.3. Узагальнене обслуговування
- •3.5.4. Узагальнені однофазне та багатофазне обслуговування
- •3.5.5. Узагальнене багатофазне обслуговування. Випадок неоднорідного потоку
- •3.5.6. Приклади Приклад 1. Узагальнене однофазне обслуговування
- •Приклад 2. Узагальнене багатофазне обслуговування
- •3.6. Агрегативні системи
- •3.6.1. Математична модель агрегату
- •, , ,
- •3.6.2. Математична модель спряження елементів в складній системі
- •3.6.3. Математична модель спряження елементів в багаторівневих ієрархічних системах
- •3.7. Статистичні методи обробки спостережень
- •3.7.1. Регресійний аналіз
- •3.7.2. Кореляційний аналіз
- •3.7.3. Конфлюентний аналіз
- •3.7.4. Лінійний багатовимірний регресійний аналіз
- •Задачі:
- •Контрольні питання
- •4. Моделювання систем із стохастичними, нечіткими, хаотичними властивостями (імовірнісних, нечітких, хаотичних систем)
- •4.1. Стохастичні системи
- •4.2. Стохастична теорія управління
- •4.3. Нечіткі системи
- •4.4. Використання нечітких моделей
- •4.5. Інтеграція нечітких та нейронних мереж
- •4.6. Хаотичні системи
- •Задачі:
- •Контрольні питання
- •5. Класичні методи оптимізації. Лінійні, нелінійні, динамічні, стохастичні моделі оптимізації.
- •5.1. Варіаційне числення
- •5.2. Метод максимуму л.С. Понтрягіна
- •5.3. Лінійні та нелінійні моделі оптимізації
- •5.3.1. Лінійне програмування
- •5.3.2. Розв’язування задач лінійного програмування симплекс-методом
- •5.3.3. Чисельні методи розв’язування задач нелінійного програмування
- •5.3.4. Динамічне та стохастичне програмування
- •Задачі:
- •Контрольні питання
- •Список літератури
- •1.Основні принципи та методологічні аспекти теорії систем 4
- •2. Моделі та моделювання 12
- •3. Математичне моделювання систем з детермінованими структурою та функціями (детермінованих систем) 24
- •4. Моделювання систем із стохастичними, нечіткими, хаотичними властивостями (імовірнісних, нечітких, хаотичних систем) 88
- •5. Класичні методи оптимізації. Лінійні, нелінійні, динамічні, стохастичні моделі оптимізації. 100
Задачі:
Сформулювати основні ознаки системності.
Сформулювати і пояснити основні принципи системного підходу.
Пояснити особливості теорії систем, як методу дослідження.
Надати основні характеристики будь-якої системи.
Пояснити основні відмінності між ціле направленими та цілеспрямованими системами.
Охарактеризувати поняття «форма», «структура» та «сукупність».
Пояснити сутність живих систем.
Контрольні питання
На чому базується методологія системного підходу?
Як розуміти принцип багато вимірності з точки зору методології
системного підходу?
Що собою представляє теорія систем, як науковий напрямок?
На які загальні системні уявлення спирається теорія систем?
Яким чином можна визначити поняття складності?
Що собою представляє поняття структурного аналізу?
В чому полягає теорії систем?
В чому полягає відмінність між внутрішніми обмеженнями та обмеженнями середовища?
Що розуміють під функцією системи?
В чому полягає різниця між підтримуючими потоками та потоками продукції?
2. Моделі та моделювання
Модель (лат. – міра, зразок) – це деякий об’єкт, який за певних умов замінює об’єкт, який є оригіналом, відтворюючи потрібні користувачеві властивості та характеристики оригінала, має за цих умов істотні переваги користування (наочність, оглядність, доступність випробувань та ін.).
Моделювання – це дослідження певних процесів, явищ чи систем (об'єктів) шляхом побудови та вивчення їх моделей; використання моделей для визначення чи уточнення характеристик та раціоналізації способів побудови знову створюваних об’єктів.
Моделювання – це одна з основних категорій пізнання. На ідеї моделювання базується будь-який метод наукового дослідження, як теоретичний (коли використовуються абстрактні моделі), так і експериментальний (що використовує предметні моделі).
Будь-яка діяльність людини має цільовий характер. Ціль – це образ бажаного майбутнього, тобто модель стану, на дослідження якого спрямована діяльність.
Системність діяльності виявляється у тому, що вона організується за певним планом, або алгоритмом. Алгоритм є моделлю діяльності, що планується. Тобто моделювання є неминучою процедурою у всякій доцільній діяльності, а модель є цільовим відтворенням оригінала.
Ціль моделювання визначає, які властивості оригінала і у якій мірі (з якою точністю) повинні бути відображені у моделі.
2.1. Класифікація моделей
Підставою для класифікації моделі є ціль моделювання. Цільова орієнтація моделей дають змогу класифікувати їх за типами цілей, за засобами відтворення (реалізації), за етапами життєвого циклу.
За типами цілей розрізняють моделі:
пізнавальні; прагматичні.
За тривалістю у часі розрізняють моделі:
статичні; динамічні.
За засобами відтворення розрізняють моделі:
ідеальні (абстрактні); матеріальні (реальні, речові).
Різниця між пізнавальними та прагматичними моделями полягає у їх відношенні до оригіналу у процесі діяльності.
Пізнавальні моделі є формою організації та подання знань, засобом з'єднання нових знань з наявними. Якщо у процесі створення пізнавальної моделі деякого реального об'єкта спостерігаються розходження, то здійснюється корекція моделі з метою наблизити її до реальності.
Прагматичні моделі є засобом управління практичними діями шляхом подання (представлення) потрібних дій, чи їх результату, тобто є робочим поданням цілі. Тому у випадку виявлення розбіжності між прагматичною моделлю та реальним об’єктом основні зусилля повинні бути спрямовані на корекцію (зміну) реальності. Прагматичні моделі носять нормативний характер, виконують роль стандарту, зразка, під який підганяються реальні об’єкти.