Теория информационных процессов и систем

1. Предмет теории систем, цель исследования, методы исследования. Понятия корректной формальной модели 3

2. История развития теории систем. Прикладные задачи, решаемые теорией систем 4

3. Основные понятия теории информационных систем: система, информация, информационная система, информационный обмен, состояние системы 5

Состояние системы: множество существенных свойств, которыми система обладает в данный момент времени. Характеризует срез системы (остановку в ее развитии) в некоторый момент времени. Его определяют через входные воздействия и выходные реакции в момент времени t. Может так же характеризоваться макропараметрами, макросвязями системы. 5

4. Направления развития общей теории систем. Подходы к построению методов 6

Математическая теория систем изучает явления, отвлекаясь от их природы, при этом основывается на их формальной взаимосвязи между различными составляющими частями. 6

5. Системный анализ и системный подход. Пять принципов системного подхода. Методология проведения исследований на базе системного подхода 6

6. Закономерности систем 7

7. Понятия, используемые для описания систем. Способы описания систем 8

3. Алгебраическая теория систем пытается объединить количественные и качественные методы исследования систем, но она находится в стадии разработки. 9

8. Общая классификация систем. Классификация по степени организованности 9

9. Классификация систем. Классификация по виду формализованного аппарата, целеустремлённости и сложности 10

Предсказать изменение такой системы очень сложно, сложность связана не только со сложностью структуры, но и с поведением системы (изменение по сложным законам). Способ решения задачи со сложной системой – расчленение на подсистемы или декомпозиция. 10

10. Системный подход к решению задач теории систем. Задачи системного подхода. Цели решения задач. Алгоритм решения задач с помощью системного подхода 10

11. Компоненты информационно-поисковых языков. Оценка эффективности информационно-поисковых языков. Меры оценки 11

Кроме того, используются: частота обращений, число обслуженных пользователей, объем хранимой информации. Можно оценивать по стоимостной мере – либо экономическая эффективность, либо время окупаемости. 12

12. Особенности разработки информационно-поисковой системы. Оценка эффективности информационно-поисковой системы. Критерии поиска в информационно-поисковой системе. Возможности количественной оценки 12

13. Информационно-поисковые языки как основа информационно-поисковых систем. Сложность задачи индексирования 13

14. Особенности организации информационных систем. Информация как ресурс особого рода. Роль информации в процессе управления 14

Роль информации в процессе управления отражается набором свойств реализуемой эффективности. 14

15. Этапы и принципы формирования логистических систем. Декомпозиция, синтез. 15

Осуществляется синтез системы, т.е. согласование целей подсистем, организация подсистем в единую систему и анализ различных вариантов. 15

18. Особенности разработки автоматизированной системы управления (АСУ) 18

19. Разработка обеспечивающей части автоматизированной системы управления (АСУ) 19

21. Разработка функциональной части автоматизированной системы управления (АСУ) 23

23. Понятие комплексного использования информационных ресурсов. Особенности разработки информационных ресурсов 26

24. Методы экспертной оценки для выбора наилучших вариантов. 27

Существуют следующие методы оценок выбора наилучших вариантов: 27

На главной диагонали такой матрицы проставляются прочерки или нули. После получения матрицы всех экспертов усредняются и получается некоторая обобщенная матрица Р, элементы которой можно интерпретировать как процентное отношение или как вероятность. Полагается, что полученная оценка является случайной величиной, распределенной по нормальному закону. 28

25. Виды информационного обеспечения 29

26. Задача поиска как основная задача проектирования информационного обеспечения. Направление развития задач поиска. 30

29. Планирование эксперимента. Основные этапы 34

30. Методы исследования систем 35

31. Методика постепенной формализации. Задачи моделирования информационных потоков 37

2. Оценка модели и выбор наилучшего варианта пути прохождения информации (выбор критериев и их согласование с целями). 37

32. Методы исследования систем в условиях неопределённости 37

1. Предмет теории систем, цель исследования, методы исследования. Понятия корректной формальной модели

Предметом исследования общей теории систем являются общие закономерности взаимодействия в системах, т.е. формальная наиболее общая связь между наблюдаемыми свойствами системы.

Целью исследования является разработка способов описания систем и взаимодействия систем, анализа структуры систем, выявление закономерностей функционирования систем, разработка методов оценки эффективности.

Методы исследования базируются на следующих математических науках:

• теория множеств и теория групп в отношении описания систем;

• теория графов в отношении описания структуры систем и структуры связи;

• теория вероятности и математическая статистика;

• общая теория систем;

• системный анализ;

• методы имитационного моделирования.

Любая теория ставит своей целью решить две основные задачи:

Дать аппарат формального описания предметной области. Решение этой задачи дает формальное описание.

Дать аппарат формальной генерации утверждений и формальной проверки их коррекции в данной предметной области. Решение этой задачи позволяет строить нормальную корректную модель.

Цели теории систем (информационных систем в частности):

Разработка следующих методов:

- способ описания системы и её структуры;

- методы анализа структуры для выявления закономерностей функционирования;

- методы прогнозирования состояний и оценки эффективности.

Корректная формальная модель

При решении задач, изучается ее предметная область. Далее, производится моделирование некого процесса, который имеет прямое отношение к способу решения поставленной задачи. Полученная модель будет:

• корректной, если она адекватна задаче и системе;

• формальной, если она описана с помощью математического аппарата.

2. История развития теории систем. Прикладные задачи, решаемые теорией систем

Первое развитие общая теория систем получила развитие в рамках философии. Оно появилось, как интегрированная наука описания взаимосвязей, описывающих общее направление.

Древнегреческие философы начали изучать понятия систем, например, Аристотель вывел основные принципы существования систем (система рассматривалась, как единое целое, и свойство системы не есть сумма её компонент). Так как некоторые свойства появились в результате взаимодействия компонент, то некоторые из них компенсируются, и их становится меньше, чем было в сумме.

Как наука ОТС сформировалась в начале XX века, и её основоположником считают немецкого биолога Лео фон Берталанфи. Он разработал основные принципы системного подхода, терминологический аппарат, концептуальные основы.

Основоположник математической теории систем – Н. Винер. В 1948 г. вышла его книга «Кибернетика», где он дал объяснение этого понятия, как «наука об управлении живых организмов и машин». Предложил аппарат для описания систем и их свойств.

Бурное развитие общая теория систем получила после появления второго информационного барьера. Первый информационный барьер возник примерно в каменном веке (может быть позднее), когда началось построение иерархии власти для управления людьми. Второй барьер (60-е гг.) связан с увеличением потока информации и затруднении управления административных структур. Для решения этой проблемы стали создаваться автоматизированные системы управления, которые позволяли автоматизировать функции управления, контроля на производстве. Всё это привело к появлению нового подхода к анализу системы. В основе системного подхода лежит общая теория систем.

Прикладные задачи:

1. Задачи эффективного управления (АСУ);

2. Задачи направленного поиска (информационно-поисковые системы);

3. Задачи поддержки принятия решений (экспертные системы);

4. Задачи эффективного хранения информации (банки и базы данных);

5. Задачи обучения (системы дистанционного обучения).