Системный анализ

На системном подходе базируется системный анализ. Системный анализ – это методология обоснования решений по сложным вопросам различного характера. Как и любая методология, системный анализ имеет свой понятийный аппарат, методы, инструменты. В основе системного анализа лежат 3 процедуры: декомпозиция, анализ, синтез.

Декомпозиция – разбиение системы на подсистемы в соответствии с некоторыми критериями.

Анализ – изучение свойств и принципов функционирования системы в различных условиях.

Синтез – проектирование структуры системы в соответствии с известными свойствами и законами функционирования.

МОДЕЛИРОВАНИЕ КАК ОСНОВА СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА

Базовые определения

Моделирование – процесс исследования систем, включающий построение модели, ее анализ и перенос результатов на прототип.

Модель – упрощенное подобие реальной системы, отражающее лишь некоторые её свойства, существенные лишь с точки зрения цели моделирования.

Формализация – результат перехода от реальных свойств объекта моделирования к их формальному обозначению и определенной знаковой системы.

Функция моделирования:

1. Описание системы (формализация);

2. Объяснение – строятся идентифицирующие модели системы, позволяющие охарактеризовать ее свойства и объяснить ее поведение;

3. Прогнозирование состояния системы – строятся прогностические модели.

Требования к моделям системы:

1. Полнота – модель должна отражать особенности исследуемой системы достаточно полно, для того чтобы достигать цели моделирования;

2. Модель должна представлять объект в упрощенном виде так, чтобы степень простоты была допустима при данной цели исследования;

3. Адекватность – способность модели отражать заданные свойства системы с погрешностью не выше допустимой;

4. Экономичность – модель должна быть экономичной с точки зрения ресурсов, используемых для ее построения;

5. Модель должна обеспечивать возможность удобного перехода от модельной информации к реальной.

Классификация моделей

Критерий классификации	Виды моделей, выделяемых по данному критерию
Способ представления информации по моделируемой системе; Используемая символьная система; По характеру отображаемых черт системы;	Физическая модель, абстрактная модель; Математическая модель (для абстрактности), теоретико-множественные модели, логические модели, лингвистические модели, графические модели; Функциональные модели, информационные модели, ситуационные (поведенческие) модели;

Функциональные модели характеризуют основные функции системы и их структуру.

Информационные модели характеризуют связи между элементами в виде структуры данных.

Ситуационные (поведенческие) модели характеризуют динамику систему.

Способ получения модели; По особенностям поведения с;истемы; По принадлежности модели иерархическому уровню

4. Теоретические, экспериментальные (эмпирические); 5. Детерминированные, вероятностные; 6. Модели метауровня (контекста системы), модели макроуровня, модели микроуровня;

Принцип альтернативности или взаимоисключения групп

Принцип полноты классификации для каждой ступени

Разновидности классификации:

1. Декомпозиция – критерий не может быть произвольным. Это структурная классификация.

2. Стратификация – выделение в явлении некоторых слоев (внешняя среда, внутренняя среда).

3. Многомерная (комбинаторная)

Классификацию следует отличать от типологии – объекты классифицируются в соответствии со схожестью с неким образцом.

ДИНАМИЧЕКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ.

Это моделирование поведения системы, зависящего от времени.

Обыкновенные сети Петри

Сеть Петри – двудольный ориентированный мультиграф с конечным множеством вершин.

Мультиграф – граф с различными видами вершин.

Типы вершин: позиция (обозначается эллипсом, описывает состояние системы), переход (обозначается прямоугольником, описывает условия изменения состояний).

Множество входных элементов для вершины t обозначается: *t

Множество выходных элементов для вершины t обозначается: t*

Для моделирования системной динамики в сеть Петри вводится понятие фишек. Расположение фишек в сети в определенный момент времени называется разметкой сети.

Моделирование динамических свойств сети Петри:

1.Фишки несут в себе временной штамп, который создается при инициализации фишки и наращивается переходом.

2. Фишки создаются в момент первоначальной разметки сети или переходом

3. Часы наращивают значение, если в данный момент ни один переход в сети не разрешен