- •1. Информационный процесс как неотъемлемый алгоритмический элемент системы управления.
- •2. Основные причины возникновения и развития системных представлений.
- •3. Понятие проблемной ситуации. Роль системного подхода к постановке и решению задач с большой неопределённостью.
- •4. Основные признаки системности. Системность и алгоритмичность.
- •5. Системность как всеобщее свойство материи. Повышение системности как форма развития.
- •6. Внутренняя системность познавательных процессов. Системность мышления как проявление системности окружающего мира.
- •7. Проявление системности в практической деятельности человека.
- •8. Основные этапы истории развития системных представлений 19-20-го веков (тектология, кибернетика, общая теория систем, синергетика и др.)
- •9. Развитие междисциплинарных направлений 20-21-го веков, основанных на системном подходе (теория систем, системология, системотехника, системный анализ и др.).
- •10. Системный анализ как конструктивное направление системных исследований. Сходства и различия с другими системными подходами.
- •11. Множественность определений понятия системы. Искусственная система как средство достижения цели.
- •12. Естественные системы. Расширение класса целенаправленных систем за счёт введения понятий субъективной и объективной целей.
- •13. Основные понятия, характеризующие состав, структуру и поведение системы.
- •14. Формы представления структуры и поведения системы. Положительные и отрицательные обратные связи.
- •15. Разнообразие признаков классификации систем.
- •16. Типы ресурсов, используемых при построении и эксплуатации систем. Различие понятий «большой» и «сложной» системы.
- •17. Различие типов сложности системы. Подходы к оценке сложности.
- •18. Работа системы в режимах функционирования и развития. Развивающиеся и саморазвивающиеся системы.
- •19. Основные группы закономерностей функционирования и развития систем.
- •20. Закономерности взаимодействия части и целого. Эмерджентность.
- •21. Закономерности иерархичности. Коммуникативность.
- •22. Закономерности осуществимости систем. Эквифинальность.
- •23. Закон «необходимого разнообразия» у. Р. Эшби.
- •24. Закономерность возрастания и убывания энтропии/негэнтропии в системе (закономерность самоорганизации).
- •25. Закономерность устойчивости гомеостатической системы (принцип Ле-Шателье-Брауна).
- •26. Принцип 20/80 (закон в. Парето).
- •27. «Качественные» методы разработки и описания систем типа «мозговой атаки».
- •28. Методы типа сценариев.
- •29. Методы экспертных оценок.
- •30. Методы типа «Дельфи».
- •31. Методы типа «дерева целей».
- •32. Морфологические методы.
- •33. Формализация процесса исследования системы на основе методики системного анализа.
- •34. Методы формализованного представления систем («количественные»). Классификация ф. Е. Темникова.
- •35. Моделирование – неотъемлемый этап целенаправленной деятельности.
- •36. Модель как способ существования знаний. Понятие о системном гомоморфизме и изоморфизме.
- •37. Основные требования к правильно построенной модели.
- •38. Разнообразие принципов классификации моделей.
- •39. Цель как модель желаемого состояния. Познавательные и прагматические модели.
- •40. Материальные и идеальные модели. Виды подобия.
- •41. Соответствие между моделью и действительностью: сходство и различия. Сочетание истинных и ложных черт в модели.
- •42. Основные подходы к построению математических моделей процессов и систем.
- •43. Математическое моделирование. Аналитические и имитационные модели.
- •44. Case-технологии и их применение в структурном моделировании.
- •45. Основные направления и характерные черты компьютерного моделирования.
- •46. Компьютерное моделирование на основе тематических пакетов прикладных программ.
- •47. Место имитационных моделей в общей структуре средств компьютерного моделирования. Языки и системы имитационного моделирования.
- •48. Достоинства и недостатки имитационного моделирования.
- •49. Основные этапы построения имитационной модели и задачи, решаемые в ходе её создания.
- •50. Кибернетический подход. Основные законы управления.
35. Моделирование – неотъемлемый этап целенаправленной деятельности.
Всякий процесс труда есть деятельность, направленная на достижение определённой цели. Целевой характер имеет любая деятельность человека, она всегда целесообразна, целенаправленна.
Важнейшим организующим элементом деятельности является цель - образ желаемого будущего, т.е. модель состояния, на реализацию которого направлена деятельность.
Однако роль моделирования этим не ограничивается. Системность деятельности проявляется в том, что она осуществляется по определённому плану, или, как чаще говорят, по алгоритму. То есть алгоритм - образ будущей деятельности, её модель. В алгоритме моделируются все возможные ситуации, в зависимости от различных промежуточных значений параметров; возможные шаги деятельности не выполняются реально, а проигрываются на модели.
Моделирование возникает в таких сферах человеческой деятельности, как познание, общение, практическая деятельность.
Человека (субъекта моделирования) могут интересовать: внешний вид, структура, поведение объекта моделирования.
Цели и задачи моделирования влияют на выбор одного из этих трёх аспектов. Каждый аспект моделирования раскрывается через совокупность свойств.
Так, описание внешнего вида объекта сводится к перечислению его признаков. В языке эти признаки часто выражаются прилагательными: красивый, жёлтый, круглый, длинный и т.п.
Описание структуры обычно сводится к перечислению составных элементов объекта и указанию связи между ними. В языке эти элементы и связи часто выражаются именами существительными: электрон, протон, нейтрон, сила притяжения, энергетический уровень (при описании атома).
Поведение объекта характеризуется изменением его внешнего вида и структуры с течением времени в результате взаимодействия с другими объектами. В языке, как правило, оно выражается глаголами: сохраняется, развивается, укрупняется, перестраивается, преломляется, превращается и т.д.
Некоторые свойства можно охарактеризовать величинами, принимающими числовые значения. Например, единицами массы, длины, мощности и пр. В этом случае они называются параметрами.
Как правило, моделирование внешнего вида объекта необходимо для идентификации (узнавания) объекта (создание фоторобота преступника), долговременного хранения (фотография, портрет).
Моделирование структуры объекта необходимо для её наглядного представления, изучения свойств объекта, выявления значимых связей, изучения стабильности объекта и пр.
Поведением объекта назовем изменения, происходящие с ним с течением времени.
Моделирование поведения необходимо для: прогнозирования, установления связей с другими объектами, управления, конструирования технических устройств и пр.
36. Модель как способ существования знаний. Понятие о системном гомоморфизме и изоморфизме.
37. Основные требования к правильно построенной модели.
1.Адекватность (соответствие модели целям, а также соответствие реальной системе относительно выбранного множества свойств. До тех пор, пока не решен вопрос правильно ли отображает модель исследуемую систему, ценность модели незначительна)
2.Соответствие модели решаемой задаче. Модель должна строиться для решения определенного класса задач или конкретной задачи исследования системы. Попытки создания универсальной модели, нацеленной на решение большого числа разнообразных задач, приводят к такому усложнению, что она оказывается практически непригодной. При решении каждой конкретной задачи нужно иметь свою модель, отражающую те аспекты системы, которые являются наиболее важными в данной задаче.
3.Упрощение при сохранении существенных свойств системы. Модель должна быть в некоторых отношениях проще прототипа — в этом смысл моделирования. Чем сложнее рассматриваемая система, тем по возможности более упрощенным должно быть ее описание, умышленно утрирующее типичные и игнорирующее менее существенные свойства.
4.Соответствие между требуемой точностью результатов моделирования и сложностью модели. Модели по своей природе всегда носят приближенный характер. Возникает вопрос, каким должно быть это приближение. С одной стороны, чтобы отразить все сколько-нибудь существенные свойства, модель необходимо детализировать. С другой стороны, строить модель, приближающуюся по сложности к реальной системе, очевидно, не имеет смысла. Она не должна быть настолько сложной, чтобы нахождение решения оказалось слишком затруднительным. Практическими рекомендациями по уменьшению сложности моделей являются:
изменение числа переменных, достигаемое либо исключением несущественных переменных, либо их объединением. Процесс преобразования модели в модель с меньшим числом переменных и ограничений называют агрегированием.
изменение природы переменных параметров. Переменные параметры рассматриваются в качестве постоянных, дискретные — в качестве непрерывных и т.д.
изменение функциональной зависимости между переменными. Нелинейная зависимость заменяется обычно линейной, дискретная функция распределения вероятностей — непрерывной;
изменение ограничений (добавление, исключение или модификация). При снятии ограничений получается оптимистичное решение, при введении — пессимистичное. Варьируя ограничениями можно найти возможные граничные значения эффективности
ограничение точности модели. Точность результатов модели не может быть выше точности исходных данных.
Баланс погрешностей различных видов. В соответствии с принципом баланса необходимо добиваться, например, баланса систематической погрешности моделирования за счет отклонения модели от оригинала и погрешности исходных данных, точности отдельных элементов модели.
Многовариантность реализаций элементов модели. Разнообразие реализаций одного и того же элемента, отличающихся по точности, обеспечивает регулирование соотношения «точность/сложность».
Блочное строение. При соблюдении принципа блочного строения облегчается разработка сложных моделей и появляется возможность использования накопленного опыта и готовых блоков с минимальными связями между ними. Выделение блоков производится с учетом разделения модели по этапам и режимам функционирования системы.