
- •Варжапетян а.Г. Исследование систем управления. Учебное пособие
- •Список условных обозначений
- •В 2. Структура учебного пособия.
- •В 3 Организация методической поддержки
- •Глава 1. Информационные технологии исследования и проектирования систем
- •Очерки информационной технологии
- •Информационные аспекты при проектировании рэс
- •Материя
- •Отражение
- •1.3 Количественная оценка характеристик информации
- •1.4 Информационные аспекты управления
- •Контрольные вопросы
- •1. Дайте определение понятию информационная технология.
- •Глава 2 основы системного подхода при проектировании рэс
- •2.1 Иерархия системности и сферы взаимодействия
- •2.1.1 Появление системных концепций
- •Иерархия системности
- •2. 1. 3 Сферы взаимодействия
- •2.2 Классификация систем
- •2.2.1 Объект и предмет исследования и проектирования
- •2.2.2 Классификация системы
- •2.3 Свойства систем и принципы системного подхода
- •2.3.1 Свойства систем
- •2.3.2. Принципы системного подхода
- •Принцип целеобусловленности
- •3. Принцип управляемости
- •6. Принцип симбиозности
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Моделирование – инструмент исследования и проектирования систем
- •3.1 Классификация моделей
- •3.2 Математические модели
- •3.2.1 Понятие математической модели
- •3.2.2. Непрерывно-вероятностные модели
- •3.3 Имитационное моделирование
- •3.3.1 Понятия имитационного моделирования
- •3.3.2 Способы имитации при создании квазипараллелизма
- •Реальная система
- •3.3.3 Пример построения моделирующего алгоритма на основе событийного способа имитации
- •3.4 Методы имитации на эвм случайных элементов
- •Раздел 3.4. Посвящен именно этим актуальным задачам имитации случайных элементов.
- •3.4.1 Принципы моделирования случайных элементов
- •3.4.1 Методы имитации бсв а. Типы датчиков бсв
- •Мультипликативный конгруэнтный метод (метод вычетов)
- •3. Метод, использующий нелинейные рекуррентные формулы.
- •4. Метод Макларена-Марсальи.
- •5. Метод, основанный на свойстве воспроизводимости равномерного закона.
- •3.5 Оценка адекватности им
- •Контрольные вопросы к 3 главе.
- •Глава 4. Программные комплексы имитационного моделирования
- •4.1 Общая характеристика языков программирования
- •4.2 Сравнение языка gpss/ h с другими версиями gpss
- •4.3 Принципы построения gpss/h
- •4.3.1 Категории и типы объектов
- •4.3.2 Правила трансляции
- •4.3.3 Вычислительные возможности
- •4.3.4. Операторы блоков
- •Выбор объектов, удовлетворяющих заданному условию.
- •4.3.5 Операторы управления и описания
- •А. Операторы управления а.1 Основные операторы управления
- •Б. Операторы описания
- •Б1. Основные операторы описания
- •Б2. Вновь введённые операторы
- •4.4 Принципы работы с моделью
- •4.4.1 Запуск модели
- •4.4.2 Комментарий к выходному отчёту
- •4.4.3 Отладчик (дебаггер ) языка
- •4.4.4 Примеры применения языка
- •Контрольные вопросы к главе 4
- •Глава 5 Информационные технологии исследования и принятия решений
- •5.1 Прогнозирование поведения исследуемых систем
- •5.2 Методы принятия решения а. Общие положения
- •6.3 Интеллектуальные экспертные системы
- •Контрольные вопросы к главе 6
- •Глава 1 Информационные технологии в исследовании
- •Глава 2 Основы системного подхода при проектировании су
- •Глава 3 Имитационное моделирование - инструмент исследования и проектирования су
- •Глава 4 Программные комплексы имитационного моделирования
- •Глава 5 Информационные технологии прогнозирования
2. 1. 3 Сферы взаимодействия
Проблемы, возникающие в процессе проектирования систем любого класса, возникают в процессе взаимодействия со средой. Однако среда не является чем то единым, а состоит из множества сфер, воздействующих на систему одновременно. В настоящее время принято рассматривать семь основных сфер, с которыми соприкасается человеческое общество. Каждая сфера подчиняется своим законам и принципам поведения, которые регулируют процессы обмена с проектируемой системой. Проекция системы в определённую сферу создаёт образ системы (ситуацию). Соответственно этап уяснения задачи состоит в том, чтобы выяснить, какие ситуации могут возникнуть, и как их парировать в процессе проектирования. Общих процедур решения этой задачи в настоящее время не существует и поэтому процесс проектирования во многом зависит от интуиции и опыта лиц, осуществляющих проектирование и от набора средств и методов, которыми они располагают.
Рассмотрим кратко каждую из сфер:
1. ФИЗИЧЕСКАЯ сфера представляет собой установившееся в глобальных масштабах движение, вместе с тем , должны быть учтены локальные изменения, зависящие от географического расположения проектируемой системы и характерные антропогенные воздействия. Всеобщая информационная связь присуща всей физической сфере, поэтому взаимодействия в ней влияют и на поведение системы в других сферах
2. БИОСФЕРА Последние исследования доказывают запрограммированность биологической жизни нашей планеты, так, рибосомный механизм ДНК практически один и тот же для различных организмов, а генетическая программа, заложенная в ДНК едина для всего живого (в том числе и растений). Разнообразие вызвано действием разных или не совпадающих участков генетических программ. Биологическая сфера служит источником многих проблем при проектировании: создание защиты от загрязнения водного и воздушного бассейнов, создание природощадящих технологий и т.п.
3. ПСИХОЛОГИЧЕСКАЯ сфера связана с развитием человеческого общества и влияет на такие результаты техногенной деятельности, которые влекут за собой перепроизводство, безработицу, проблемы утилизации морально устаревших систем (например, создавая отравляющие вещества, никто не подумал о проблемах их уничтожения, создав в настоящее время ряд психологических проблем) и т.п.
4. ТЕХНОСФЕРА . Человечество в своём развитии, взаимодействуя с физической и биологической сферами, создало искусственную среду -технологическую сферу, которая активно влияет на все остальные сферы. Информационная стадия характерна массовым переходом от централизованного управления к децентрализованному (переход от иерархических структур к сетевым, передача управления при помощи микропроцессора непосредственно на рабочее место и т.д.), интеграции национальной техносферы в мировую, интенсификации и интеллектуализации информационных обменов, переходом на наукоемкие, безотходные технологии и т. д. Происходит перерастание научно-технической революции в системную. Нарастающее рассогласование естественных и искусственной сфер возможно только за счет усиления влияния экономической и социально-политической сфер.
5. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ сфера определяет отношения субъективной полезности элементов обмена и права собственности на них. При этом распределяется не только полезный продукт, но и затраты. Экономическая сфера базируется на договорной основе между членами общества, поэтому ситуации в ней весьма чувствительны к ситуациям в других сферах.
6. СОЦИАЛЬНО-ПОЛИТИЧЕСКАЯ сфера – это, прежде всего, сфера общественных договоров, регулирующих права и обязанности членов сообщества в различных сферах, чем более развита какая - либо сфера, тем она оказывает большее влияние на социальную сферу. Поэтому человеческое сообщество имеет историю цивилизаций, а не историю популяций, как в животном мире. Проблемы, порождаемые этой сферой, ведут в нашем случае к обеспечению проблем, связанных с сертификацией, защитой прав потребителя и т.п.
7. ИНФОРМАЦИОННАЯ сфера тесно взаимодействует со всеми названными сферами. Об информационной сфере сказано достаточно много выше, поэтому ограничимся утверждением, что она является наиболее устойчивой по сравнению с рядом рассмотренных сфер.
Даже
краткое рассмотрение различных сфер
позволяет заключить,
что все они не только взаимодействуют,
но обладают свойством взаимопроникновения
и их образы "живут" друг в друге.
Поэтому всякое механистическое членение,
подобно ньютоновской механике, совершенно
недопустимо; сами сферы и их
взаимопроникновение системны по своей
природе. Всякое выделение объекта из
окружающей его среды достаточно условно
и приводит к большим ошибкам. Размытость,
расплывчатость границ рассмотрения
привели к созданию теории
нечётких множеств, получающей
всё большее распространение в технических
приложениях. Любая из рассмотренных
сфер может служить компонентой вектора
(рис.
2.2). Сами сферы
представляют собой сочетание структурных
компонентов базиса а;
и структурных компонентов сферы bj
i
j
,и объединяющего их общего пространства
- сфероценоза.
На рис.2.3 приведена условная структура
сфероценоза.
Рис 2.3 Структура сферы : 1- сфероценоз, 2- бази
Рис.2.3 Рис 2.3 Структура сферы : 1- сфероценоз, 2- базис, 3 - сфера.
В таблице 2.1 приведены компоненты базиса и сфер для всех рассмотренных типов сфер. Из Таблицы 2.1 очевидно, что компоненты базиса многих сфер являются общими, что резко усиливает степень их взаимопроникновения и осложняет задачу проектировщиков.
Таблица 2.1
|
Наименование сферы |
Компоненты базиса |
Компоненты сферы |
1 |
Физическая (физиоценоз) |
Составляющие материи: движение, энергия, информация |
Физические объекты: частицы, атомы, тела, вакуум |
2 |
Биосфера (биоценоз) |
Атмосфера, почва, гидросфера |
Животные, растения, микроорганизмы |
3 |
Психическая (психоценоз ) |
Физические ощущения (сенсоры) действия (эффекторы) нервная система. |
Подсознание, сознание, сверхсознание |
4 |
Техническая (техноценоз ) |
Физические, интеллектуальные, биологические ресурсы |
Сельское хозяйство, промышленное и информационное производство |
5 |
Экономическая (экоценоз ) |
Потребляемые ресурсы, средства Производства, Продукция |
Рынок труда, товаров, капитала |
6 |
Социально -политическая (социоценоз ) |
Общественное сознание, экономические, демографические Ресурсы |
Граждане, их объединения, органы власти |
7 |
Информационная (информоценоз ) |
Технологические, экономические, интеллектуальные ресурсы |
Наука, искусство, религия |