МОСКОВСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСИЙ ИНСТИУТ

ИНСТИТУТ СИСТМНОГО АНАЛИЗА

Реферат по предмету

Моделирование систем

Студента 137 гр. Баукова Никиты

Г. Долгопрудный

2014

Оглавлени

Основные понятия моделирования 3

Методы исследования сложных систем 4

Методы и объекты системного анализа 5

Матричные модели 6

Системно-динамические модели 9

Принцип редукционизма 12

Процесс идентификации параметров в моделях. 13

Системноинтегральное моделирование. 15

Процесс идентификации в системноинтегральном моделировании. 15

Концепция макетирования (прототипирования, пилотных проектов) и последовательного улучшения результатов. 19

Список литературы: 19

Оглавление 2

Основные понятия моделирования 2

Методы исследования сложных систем 4

Методы и объекты системного анализа 5

Матричные модели 6

Системно-динамические модели 9

Принцип редукционизма 11

Процесс идентификации параметров в моделях. 12

Системноинтегральное моделирование. 13

Процесс идентификации в системноинтегральном моделировании. 14

Концепция макетирования (прототипирования, пилотных проектов) и последовательного улучшения результатов. 18

Список литературы: 19

Основные понятия моделирования

Модель - образ (в т. ч. условный или мысленный — изображение, описание, схема, чертёж, график, план, карта и т. п.) или прообраз какого-либо объекта или системы объектов, используемый при определённых условиях в качестве их «заместителя» или «представителя».

Математическая модель М описывающая ситему S (x1,x2,...,xn; R), имеет вид: М=(z1,z2,...,zm; Q), где ziÎZ, i=1,2,...,n, Q, R - множества отношений над X - множеством входных, выходных сигналов и состояний системы и Z - множеством описаний, представлений элементов и подмножеств X, соответственно.

Система – совокупность элементов, объединенных общей функциональной средой и целью функционирования.

Структура системы – совокупность связей, по которым обеспечивается энерго-, массо- и информационный обмен между элементами системы, определяющая фунцкионирование системы в целом и способы ее взаимодействия с внешней средой.

Состояние системы- режим ее функционирования, когда ее интегральные показатели находятся в гомеостазе с окружающей средой, а обобщенныя структура системы остается неизменной во времени и пространстве.

Сложными системами называются системы, состоящие из большого числа взаимосвязанных и взаимодействующих между собой элементов

Основные требования к модели: наглядность построения; обозримость основных его свойств и отношений; доступность ее для исследования или воспроизведения; простота исследования, воспроизведения; сохранение информации, содержавшиеся в оригинале (с точностью рассматриваемых при построении модели гипотез) и получение новой информации.

Декомпозиция - разложение целого на части: задачи - на подзадачи; системы - на подсистемы. Это дает возможность упростить общую задачу, сократить ее размерность и использовать более простые модели.

Агрегирование - объединение частей в целое, что часто дает возможность получить новые качественные и количественные показатели системы. При этом новое объединение (новая система) может иметь такие свойства, которых не имеет ни один из элементов, которые объединяются.

Проблема моделирования состоит из трех задач:

• построение модели (эта задача менее формализуема и конструктивна, в том смысле, что нет алгоритма для построения моделей);

• исследование модели (эта задача более формализуема, имеются методы исследования различных классов моделей);

• использование модели (конструктивная и конкретизируемая задача).

. Принципы системного подхода в моделировании систем

В настоящее время при анализе и синтезе сложных (больших) систем получил развитие системный подход, который отличается от классического (или) индивидуального подхода. Последний рассматривает систему путем перехода от частного к общему и синтезирует (конструирует) систему путем слияния ее компонент, разрабатываемых раздельно. В отличие от этого системный подход предполагает последовательный переход от общего к частному, когда в основе рассмотрения лежит цель, причем исследуемый объект выделяется из окружающей среды.

Методы исследования сложных систем

Одной из важных проблем в области разработки и создания современных сложных технических систем является исследование динамики их функционирования на различных этапах проектирования, испытания и эксплуатации. При исследовании сложных систем возникают задачи исследования как отдельных видов оборудования и аппаратуры, входящих в систему, так и системы в целом. К разряду сложных систем относятся крупные технические, технологические, энергетические и производственные комплексы. При проектировании сложных систем ставится задача разработки систем, удовлетворяющих заданным техническим характеристикам. Поставленная задача может быть решена одним из следующих методов:

• методом синтеза оптимальной структуры системы с заданными характеристиками;

• методом анализа различных вариантов структуры системы для обеспечения требуемых технических характеристик.

Оптимальный синтез систем в большинстве случаев практически невозможен в силу сложности поставленной задачи и несовершенства современных методов синтеза сложных систем. Методы анализа сложных систем, включающие в себя элементы синтеза, в настоящее время достаточно развиты и получили широкое распространение.

Любая синтезированная или определенная каким-либо другим образом структура сложной системы для оценки ее показателей должна быть подвергнута испытаниям. Проведение испытаний системы является задачей анализа ее характеристик. Таким образом, конечным этапом проектирования сложной системы, осуществленного как методом синтеза структуры, так и методом анализа вариантов структур, является анализ показателей эффективности проектируемой системы.

Среди известных методов анализа показателей эффективности систем и исследования динамики их функционирования следует отметить:

• аналитический метод;

• метод натуральных испытаний;

• метод полунатурального моделирования;

• моделирование процесса функционирования системы на ЭВМ.

Строгое аналитическое исследование процесса функционирования сложных систем практически невозможно. Определение аналитической модели сложной системы затрудняется множеством условий, определяемых особенностями работы системы, взаимодействием ее составляющих частей, влиянием внешней среды и т.п. Натуральные испытания сложных систем связаны с большими затратами времени и средств. Проведение испытаний предполагает наличие готового образца системы или ее физической модели, что исключает или затрудняет использование этого метода на этапе проектирования системы.