
- •Системы и структуры
- •Практическая работа № 1 графы
- •Практическая работа № 2 топологические свойства структур
- •Практическая работа № 3 сложность структуры
- •Практическая работа № 4 определение характеристик структур
- •Практическая работа № 5 описание и исследование структуры
- •Практическая работа № 6 оптимизация структуры системы
- •Практическая работа № 7 прагматические характеристики информации
- •Практическая работа № 8 система и системоформирующие факторы
- •Среднее геометрическое число системозначных свойств на один элемент
- •Библиографический список
- •Содержание
Практическая работа № 5 описание и исследование структуры
Цель работы
Описание и исследование структуры объекта или процесса с помощью изученных методов.
Системозначные свойства элемента – это свойства элемента, значимые для формирования системы, относятся к системоформирующим факторам (F-факторам). Каждая связь имеет одно системозначное свойство.
Пример
По заданной диаграмме графа (рис. 5.1):
1) построить граф;
2) определить и описать системозначные свойства элементов системы и характер связей между элементами;
3) вычислить среднее геометрическое число связей на один элемент;
4) построить матрицы смежности и инцидентности;
5) построить граф-конденсацию;
6) определить сложность структуры;
7) определить диаметр, связность и центральность структуры.
Рис. 5.1. Стратегический инновационный менеджмент фирмы на основе менеджмента знаний
Выполнение задания
1. При построении графа производим замены наименований:
1 – текущее конкурентное положение;
2 – стратегическая цель;
3 – выбор стратегии;
4 – инновации;
5 – стратегическое конкурентное преимущество;
6 – текущие знания фирмы;
7 – существующая база данных;
8 – формирование стратегических знаний;
9 – обучение;
10 – внешняя информация;
11 – стратегическая база знаний.
Структурная схема формирования стратегического инновационного менеджмента организации на основе менеджмента знаний представлена в виде диаграммы графа на рис. 5.2.
2. Системозначные свойства элементов (в скобках – номер элемента):
1(1) ≡ 1(2) – текущее конкурентное положение лежит в основе формирования стратегической цели;
2(1) ≡ 1(7) – текущее конкурентное положение определяет структуру и объем данных в существующей базе данных;
3(1) ≡ 2(7) – существующая база данных является источником информации, поддерживающим текущее конкурентное положение;
Рис. 5.2. Граф системы
2(2) ≡ 1(8) – стратегическая цель определяет задачу формирования стратегических знаний;
3(2) ≡ 1(3) – стратегическая цель определяет выбор стратегии;
4(2) ≡ 1(4) – стратегическую цель формируют на основе созданных и полученных извне инновационных знаний, разработанных инновационных продуктов и технологий;
2(3) ≡ 2(4) – выбор стратегии определяет успех в создании инноваций;
3(3) ≡ 3(4) – создаваемые инновации изменяют выбор стратегии;
4(3) ≡ 2(8) – выбор стратегии определяет вид стратегических знаний, которые должны быть сформированы;
5(3) ≡ 3(8) – сформированные стратегические знания влияют на выбор стратегии организации;
4(4) ≡ 1(9) – инновационные продукты требуют нового уровня образования персонала;
5(4) ≡ 2(9) – новый уровень образования персонала, в основу которого легли сформированные стратегические знания, влияет на развитие инноваций в организации;
6(4) ≡ 1(5) – созданные инновационные продукты и технологии лежат в основе стратегического конкурентного преимущества;
3(7) ≡ 1(6) – освоение персоналом информации, заложенной в существующей базе данных, создает текущие знания организации;
4(7) ≡ 2(6) – текущие знания фирмы определяют структуру и объем информации существующей базы данных;
5(7) ≡ 4(8) – информация существующей базы данных является составляющей частью процесса формирования стратегических знаний;
5(8) ≡ 3(9) – области формирования стратегических знаний определяют потребности в соответствующем профильном образовании;
6(8) ≡ 1(10) – области формирования стратегических знаний влияют на внешнюю информационную среду;
7(8) ≡ 2(10) – внешняя информация является источником формирования стратегических знаний;
4(9) ≡ 3(10) – внешняя информация определяет направление развития профильного образования;
5(9) ≡ 1(11) – образование персонала, сформированное на основе стратегических знаний, инновационных знаний и внешней информации, становится источником стратегической базы знаний.
3. Среднее геометрическое число связей на один элемент
γ = (3 · 4 · 5 · 6 · 1 · 2 · 5 · 7 · 5 · 3 · 1)1/11 = 3,21.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
2
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
3
0
0
0
1
0
0
0
1
0
0
0
4
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
0
Vij
=
5
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
6
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
7
1
0
0
0
0
1
0
1
0
0
0
8
0
0
1
0
0
0
0
0
1
1
0
9
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
1
10
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
11
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1 2
1 7
2 3
2 4
2 8
3 4
3 8
4 5
4 9
6 7
7 8
8 9
8 10
9 10
9 11
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
2
–1
1
1
–1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
3
0
0
–1
0
0
1
1
0
0
0
0
0
0
0
0
4
0
0
1
1
0
1
0
1
1
0
0
0
0
0
0
Wij
=
5
0
0
0
0
0
0
0
–1
0
0
0
0
0
0
0
6
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
7
0
1
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
0
8
0
0
0
0
–1
0
1
0
0
0
–1
1
1
0
0
9
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
–1
0
–1
1
10
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
11
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
–1
4. Матрицы смежности
и инцидентности
5. Для построения графа-конденсации необходимо определить сильно-связные подграфы
Q(1) = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11} {1, 6, 7} = {1, 6, 7};
Q(2) = {2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11} {1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10} = {2, 3, 4, 8, 9, 10};
Q(3) = {2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11} {1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10} = {2, 3, 4, 8, 9, 10};
Q(4) = {2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11} {1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10} = {2, 3, 4, 8, 9, 10};
Q(5) = {5) {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10} = {5};
Q(6) = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11} {1, 6, 7} = {1, 6, 7};
Q(7) = {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11} {1, 6, 7} = {1, 6, 7};
Q(8) = {2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11} {1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10} = {2, 3, 4, 8, 9, 10};
Q(9) = {2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11} {1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10} = {2, 3, 4, 8, 9, 10};
Q(10) = {2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11} {1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10} = {2, 3, 4, 8, 9, 10};
Q(11) = {11} {1, 2, 3, 4, 6, 7, 8, 9, 10, 11} = {11}.
G(1) = Q(1) = Q(6) = Q(7);
G(2) = Q(2) = Q(3) = Q(4) = Q(8) = Q(9) = Q(10);
G(5) = Q(5);
G(11) = Q(11).
Граф-конденсация представлен на рис. 5.3. При этом G(1) можно определить как текущее конкурентное положение фирмы на основе известных знаний, G(2) можно определить как стратегическое развитие фирмы на основе инноваций и стратегических знаний.
Рис. 5.3. Граф-конденсация
6. Сложность структуры
Принимаем за висячую систему исходное состояние системы, например текущее конкурентное положение (1). Как висячие, так и тупиковые вершины могут быть сформированы путем введения фиктивных вершин. Построенный иерархический граф изображен на рис. 5.4.
1'
7
WI
=
1
1
1
1'''
7''
WIII
=
1''
1
0
7'
0
1
6
0
1
Определяем матрицы
гиперграфов, входящих в иерархический
граф.
2
7IV
WV
=
1
IV
1
0
7'''
0
1
2'
3
7V
WVI
=
2
1
1
0
7IV
0
0
1
1IV
7'''
WIV
=
1'''
1
0
7''
1
1
1''
7'
6
WII
=
1'
1
0
0
7
0
1
1
2''
3'
8
2'
1
0
1
WVII
=
3
0
1
1
7V
0
0
1
2'''
3''
8'
10
2''
1
0
0
0
WVIII
=
3'
0
1
0
0
8
0
0
1
1
Рис. 5.4. Иерархический граф
2IV
3'''
8''
10'
2'''
1
0
0
0
WIX
=
3''
0
1
0
0
8'
0
0
1
0
10
0
0
1
1
2VI
3V
4
8IV
10'''
2V
1
0
0
0
0
WXI
=
3IV
0
1
1
0
0
8'''
0
0
0
1
0
10''
0
0
0
0
1
2VII
3VI
4'
9
2VI
1
0
0
0
WXII
=
3V
0
1
0
0
4
1
1
1
1
8IV
0
0
0
1
10'''
0
0
0
1
4''
9'
2VII
0
0
WXIII
=
3VI
0
0
4'
1
0
9
1
1
5
11
WXIV
=
4''
1
0
9'
0
1
1'''
7''
W1-3
=
1
1
2
Произведение матриц
1IV
7'''
W1-4
=
1
3
2
2
7IV
W1-5
=
1
3
2
2''
3'
8
W1-7
=
1
3
3
8
1'
7'
6
W1-2
=
1
1
1
1
2'
3
7V
W1-6
=
1
3
3
2
2'''
3''
8'
10
W1-8
=
1
3
3
8
8
2IV
3'''
8''
10'
W1-9
=
1
3
3
16
8
2V
3IV
8'''
10''
2IV
1
0
0
0
WX
=
3'''
0
1
0
0
8''
0
1
1
0
10'
0
0
0
1
2V
3IV
8'''
10''
W1-10
=
1
3
19
16
8
2VI
3V
4
8IV
10'''
W1-11
=
1
3
19
19
16
8
2VII
3VI
4'
9
W1-12
=
1
22
38
19
43
4''
9'
W1-13
=
1
62
43
Сложность структуры ρ = (62
+ 43)/2 = 52,5.
7. Диаметр структуры D = max(dij).
В структуре возможны два пути: d1-5 и d1-11.
5
11
W1-14
=
1
62
43
Рассмотрим маршруты пути
d1-5.
d(1) = 0;
d(2): = min{d(2), d(1) + 1} = min{¥, 0 + 1} = 1;
d(3): = min{d(3), d(2) + 1} = min{¥, 1 + 1} = 2;
d(4): = min{d(4), d(3) + 1} = min{¥, 2 + 1} = 3;
d(5): = min{d(5), d(4) + 1} = min{¥, 3 + 1} = 4.
2. d(1) = 0;
d(2): = min{d(2), d(1) + 1} = min{1, 0 + 1} = 1;
d(8): = min{d(8), d(2) + 1} = min{¥, 1 + 1} = 2;
d(3): = min{d(3), d(8) + 1} = min{2, 2 + 1} = 2;
d(4): = min{d(4), d(3) + 1} = min{3, 2 + 1} = 3;
d(5): = min{d(5), d(4) + 1} = min{4, 3 + 1} = 4.
3. d(1) = 0;
d(2): = min{d(2), d(1) + 1} = min{1, 0 + 1} = 1;
d(8): = min{d(8), d(2) + 1} = min{2, 1 + 1} = 2;
d(9): = min{d(9), d(8) + 1} = min{¥, 2 + 1} = 3;
d(4): = min{d(4), d(9) + 1} = min{3, 3 + 1} = 3;
d(5): = min{d(5), d(4) + 1} = min{4, 3 + 1} = 4.
4. d(1) = 0;
d(2): = min{d(2), d(1) + 1} = min{1, 0 + 1} = 1;
d(8): = min{d(8), d(2) + 1} = min{2, 1 + 1} = 2;
d(10): = min{d(10), d(8) + 1} = min{¥, 2 + 1} = 3;
d(9): = min{d(9), d(10) + 1} = min{3, 3 + 1} = 3;
d(4): = min{d(4), d(9) + 1} = min{3, 3 + 1} = 3;
d(5): = min{d(5), d(4) + 1} = min{4, 3 + 1} = 4.
5. d(1) = 0;
d(2): = min{d(2), d(1) + 1} = min{1, 0 + 1} = 1;
d(3): = min{d(3), d(2) + 1} = min{2, 1 + 1} = 2;
d(8): = min{d(8), d(3) + 1} = min{2, 2 + 1} = 2;
d(10): = min{d(10), d(8) + 1} = min{3, 2 + 1} = 3;
d(9): = min{d(9), d(10) + 1} = min{3, 3 + 1} = 3;
d(4): = min{d(4), d(9) + 1} = min{3, 3 + 1} = 3;
d(5): = min{d(5), d(4) + 1} = min{4, 3 + 1} = 4.
6. d(1) = 0;
d(2): = min{d(2), d(1) + 1} = min{1, 0 + 1} = 1;
d(3): = min{d(3), d(2) + 1} = min{2, 1 + 1} = 2;
d(8): = min{d(8), d(3) + 1} = min{2, 2 + 1} = 2;
d(9): = min{d(9), d(8) + 1} = min{3, 2 + 1} = 3;
d(4): = min{d(4), d(9) + 1} = min{3, 3 + 1} = 3;
d(5): = min{d(5), d(4) + 1} = min{4, 3 + 1} = 4.
7. d(1) = 0;
d(7): = min{d(7), d(1) + 1} = min{¥, 0 + 1} = 1;
d(8): = min{d(8), d(7) + 1} = min{2, 1 + 1} = 2;
d(3): = min{d(3), d(8) + 1} = min{2, 2 + 1} = 2;
d(4): = min{d(4), d(3) + 1} = min{3, 2 + 1} = 3;
d(5): = min{d(5), d(4) + 1} = min{4, 3 + 1} = 4.
8. d(1) = 0;
d(7): = min{d(7), d(1) + 1} = min{1, 0 + 1} = 1;
d(8): = min{d(8), d(7) + 1} = min{2, 1 + 1} = 2;
d(9): = min{d(9), d(8) + 1} = min{3, 2 + 1} = 3;
d(4): = min{d(4), d(9) + 1} = min{3, 3 + 1} = 3;
d(5): = min{d(5), d(4) + 1} = min{4, 3 + 1} = 4.
9. d(1) = 0;
d(7): = min{d(7), d(1) + 1} = min{1, 0 + 1} = 1;
d(8): = min{d(8), d(7) + 1} = min{2, 1 + 1} = 2;
d(10): = min{d(10), d(8) + 1} = min{3, 2 + 1} = 3;
d(9): = min{d(9), d(10) + 1} = min{3, 3 + 1} = 3;
d(4): = min{d(4), d(9) + 1} = min{3, 3 + 1} = 3;
d(5): = min{d(5), d(4) + 1} = min{4, 3 + 1} = 4.
Таким образом, d1-5 = 4. Рассмотрим маршруты пути d1-11.
1. d(1) = 0;
d(2): = min{d(2), d(1) + 1} = min{¥, 0 + 1} = 1;
d(8): = min{d(8), d(2) + 1} = min{¥, 1 + 1} = 2;
d(9): = min{d(9), d(8) + 1} = min{¥, 2 + 1} = 3;
d(11): = min{d(11), d(9) + 1} = min{¥, 3 + 1} = 4.
2. d(1) = 0;
d(2): = min{d(2), d(1) + 1} = min{1, 0 + 1} = 1;
d(8): = min{d(8), d(2) + 1} = min{2, 1 + 1} = 2;
d(3): = min{d(3), d(8) + 1} = min{¥, 2 + 1} = 3;
d(4): = min{d(4), d(3) + 1} = min{¥, 3 + 1} = 4;
d(9): = min{d(9), d(4) + 1} = min{3, 4 + 1} = 3;
d(11): = min{d(11), d(9) + 1} = min{4, 3 + 1} = 4.
3. d(1) = 0;
d(2): = min{d(2), d(1) + 1} = min{1, 0 + 1} = 1;
d(3): = min{d(3), d(2) + 1} = min{3, 1 + 1} = 2;
d(8): = min{d(8), d(3) + 1} = min{2, 2 + 1} = 2;
d(9): = min{d(9), d(8) + 1} = min{3, 2 + 1} = 3;
d(11): = min{d(11), d(9) + 1} = min{4, 3 + 1} = 4.
4. d(1) = 0;
d(2): = min{d(2), d(1) + 1} = min{1, 0 + 1} = 1;
d(8): = min{d(8), d(2) + 1} = min{2, 1 + 1} = 2;
d(10): = min{d(10), d(8) + 1} = min{¥, 2 + 1} = 3;
d(9): = min{d(9), d(10) + 1} = min{3, 3 + 1} = 3;
d(11): = min{d(11), d(9) + 1} = min{4, 3 + 1} = 4.
5. d(1) = 0;
d(2): = min{d(2), d(1) + 1} = min{1, 0 + 1} = 1;
d(3): = min{d(3), d(2) + 1} = min{2, 1 + 1} = 2;
d(4): = min{d(4), d(3) + 1} = min{4, 2 + 1} = 3;
d(9): = min{d(9), d(4) + 1} = min{3, 3 + 1} = 3;
d(11): = min{d(11), d(9) + 1} = min{4, 3 + 1} = 4.
6. d(1) = 0;
d(2): = min{d(2), d(1) + 1} = min{1, 0 + 1} = 1;
d(3): = min{d(3), d(2) + 1} = min{2, 1 + 1} = 2;
d(8): = min{d(8), d(3) + 1} = min{2, 2 + 1} = 2;
d(10): = min{d(10), d(8) + 1} = min{3, 2 + 1} = 3;
d(9): = min{d(9), d(10) + 1} = min{3, 3 + 1} = 3;
d(11): = min{d(11), d(9) + 1} = min{4, 3 + 1} = 4.
7. d(1) = 0;
d(7): = min{d(7), d(1) + 1} = min{¥, 0 + 1} = 1;
d(8): = min{d(8), d(7) + 1} = min{2, 1 + 1} = 2;
d(3): = min{d(3), d(8) + 1} = min{2, 2 + 1} = 2;
d(4): = min{d(4), d(3) + 1} = min{3, 2 + 1} = 3;
d(9): = min{d(9), d(4) + 1} = min{3, 3 + 1} = 3;
d(11): = min{d(11), d(9) + 1} = min{4, 3 + 1} = 4.
8. d(1) = 0;
d(7): = min{d(7), d(1) + 1} = min{1, 0 + 1} = 1;
d(8): = min{d(8), d(7) + 1} = min{2, 1 + 1} = 2;
d(9): = min{d(9), d(8) + 1} = min{3, 2 + 1} = 3;
d(11): = min{d(11), d(9) + 1} = min{4, 3 + 1} = 4.
9) d(1) = 0;
d(7): = min{d(7), d(1) + 1} = min{1, 0 + 1} = 1;
d(8): = min{d(8), d(7) + 1} = min{2, 1 + 1} = 2;
d(10): = min{d(10), d(8) + 1} = min{3, 2 + 1} = 3;
d(9): = min{d(9), d(10) + 1} = min{3, 3 + 1} = 3;
d(11): = min{d(11), d(9) + 1} = min{4, 3 + 1} = 4.
Длина второго пути d1-11 = 4. Диаметр структуры D = max{4, 4} = 4.
В данном случае не были рассмотрены более длинные маршруты, проходящие через ребра, которые входят в различные контуры, например, d(1) → d(2) → d(8) → d(9) → d(4) → d(3) → d(8) → d(10) → d(9) → d(11). Результат рассмотрения этих маршрутов не повлияет на определенное выше значение диаметра структуры.
Контрольные вопросы
1. Дайте определение системозначных свойств элемента.
2. Дайте определение системоформирующему фактору.
3. Какое количество системозначных свойств может соответствовать одному неориентированному ребру?
4. Каким образом можно выбрать элементы структуры в качестве висячих и тупиковых вершин графа, описывающего структуру, если они таковыми не являются?