Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Дисциплинарный модуль 1. Системы и закономерности их развития.




Введение.

Дисциплина «Теория систем и системный анализ» входит в число общепрофессиональных программных дисциплин. Целью дисциплины является изучение основных принципов теории систем, системного подхода к решению задач, основ системного анализа, информационного и экономико-математического моделирования. Практикум основан на материале практических занятий по курсу «Теория систем и системный анализ» для студентов специальности «Прикладная информатика (в экономике)», обучающихся по модульно-рейтинговой системе. Содержание практикума соответствует разделам рабочей программы дисциплины, составленной по государственному образовательному стандарту.

Для пользователей электронной версии:

1. Скопируйте данный документ на свой сетевой диск, копию назовите Практика_СА_Ваша фамилия_курс_группа _факультет.doc (например Практика_СА_Иващенко_3к_2гр_ФИИТ.doc).

2. Вписывайте решения заданий в свой документ непосредственно после самих заданий.

Дисциплинарный модуль 1. Системы и закономерности их развития.

 

Тема 1. Системы. Методы и модели теории систем.

Построение моделей систем.

Тема 2. Управляемость, устойчивость. Адаптивные системы.

Анализ свойств систем.

Тема 3. Обратная связь. Информационный подход к анализу систем.

 

Тема 1. Понятие системы, свойства систем.

 

Система — совокупность взаимосвязанных элементов, рассматриваемых как единое целое. Подсистема - часть системы, которая сама может рассматриваться как система. Элемент — часть системы, составляющие которой в рамках данной задачи не рассматриваются (неделимая часть системы).

 

Пример. Система_1 – сеть из трех компьютеров в компьютерном классе. Подсистемы: компьютер_1, компьютер_2. Система_2 – сеть университета. Подсистемы: компьютерные классы (в том числе – Система_1). Элементы: компьютеры в компьютерных классах (в том числе - компьютер_1, компьютер_2).

Вывод. Таким образом, один и тот же объект может рассматриваться и как подсистема и как элемент в зависимости от цели и масштаба изучения.

 

Системы характеризуются наличием цели и интегративным свойством — несводимостью свойств системы к свойствам составляющих. Цель — мыслимый, желаемый управляющим субъектом образ результата деятельности системы.

 

Пример. Коллектив исследователей организует лабораторию по изучению научного вопроса. Работая в системе, вместе они достигают результатов, которые нельзя было бы получить, складывая сделанные независимо личные разработки каждого в отдельности.

 

Эмерджентность (англ. emergence — возникновение, появление нового) — наличие у системы свойств, не присущих ее подсистемам и элементам, а возникающих благодаря объединению их элементов в единую, целостную систему. Эмерджентность показывает, что система не сводится к аддитивной совокупности элементов и расчленяя систему на отдельные части, изучая каждую из них отдельности, нельзя познать все свойства системы в целом. Слабая с точки зрения поставленной цели эмерджентность системы означает, что систему можно оптимизировать, исключив «лишние» части.

Сильная эмерджментность не означает наличия интегративного свойства.

Пример. В результате химической реакции возникает вещество со свойствами, не присущими реагентам.

Механизм, разобранный на несколько частей, не сможет выполнить и малой части той работы, которую выполнял в собранном состоянии.

Состояние системы — это совокупность существенных для изучения свойств, которыми система в данный момент обладает, набор значений существенных параметров системы в определенный момент времени. Параметры систем могут иметь количественные (описанные численно) или качественные (описанные содержательно) значения. Если система переходит из одного состояния в другое, то она обладает поведением. Траектория системы это последовательность ее состояний, упорядоченная по времени.

 

Внешняя среда - множество объектов, которые не входят в систему, но могут влиять на ее состояния и поведение. Внешняя среда представляет собой ближайшее окружение системы, во взаимодействии с которым система формирует и проявляет свои свойства. Задача разделения на систему и ее внешнюю среду – одна из центральных и ее решение в каждом случае определяется целью исследования. Входной сигнал – совокупность параметров, определяющих влияние внешней среды на систему. Выходной сигнал – влияние системы на внешнюю среду. По взаимодействию с внешней средой системы характеризуются степенью открытости. Открытая система обменивается со средой веществом, энергией или информацией. Закрытая (изолированная, замкнутая) система не принимает входных сигналов и не выдает выходных.

 

Задание.

Выясните, обязательно ли окружающая среда системы сама может рассматриваться как система? Приведите доказательство или контрпример.

Существуют ли в реальном или идеальном мире абсолютно закрытые системы? Ответ обосновать.

Абсолютно закрытая и абсолютно открытая системы - это достаточно абстрактные понятия. Даже в сложнейших научных экспериментах и при особых природных обстоятельствах (глубоко в космосе, в центре звезды) достижение абсолютно открытого или закрытого состояния невозможно.

Предложите метод измерения и сравнения «открытости» или «замкнутости» систем в какой-либо предметной области, где, по вашему мнению, данные свойства можно оценить количественно.

Экспорт, импорт для измерения открытости системы международной экономики страны.

 

Задание.

Приведите примеры систем с сильной и слабой эмерджентностью. Что нужно сделать с последними, чтобы в результате получить сильную эмерджентность?

 

Пример. Система “Рынок” имеет подсистемы “Покупатель”, “Продавец”, элементы – единица товара, денежная единица. Большинство переменных, описывающих состояние данной системы – количественные, однако в расчет берутся и такие качественные показатели, как благоприятное мнение покупателей о каком-либо товаре, способность продавцов на предпринимательские риски в условиях данной экономической ситуации и др. Функционирование системы “Рынок” – процесс торговли – имеет целью обмен товара на деньги. С точки зрения подсистемы “Продавец” как самостоятельной системы цель торговли – продажа товара по наивысшей цене, с точки зрения системы “Покупатель” – покупка товара по наиболее низкой цене. Таким образом, цели подсистем могут противоречить друг другу, что не исключает достижения системой своей цели. Внешняя среда для системы “Рынок” определяется условиями, который созданы для него государством и окружающей природой. Внешняя среда дает системе “Рынок” множество входных сигналов: показатели заработной платы покупателей, устанавливаемый центральным банком курс иностранной валюты и т.д. Система “Рынок” выдает государству совокупность экономических показателей: объем продаж, благосостояние населения и т.д. Системы “Рынок”, “Покупатель”, “Продавец” открыты, поскольку находятся во взаимодействии со своей вешней средой.

 

Задание. Проанализируйте следующие системы: практическое занятие по системному анализу, автомобиль с водителем, спортивное соревнование, механические часы, экзамен в университете, отдел информатизации в банке.

В каждом случае выделите систему, окружающую среду, какие-либо две ее подсистемы, какие-либо два элемента. Укажите цели, входные и выходные сигналы. Что можно сказать об открытости систем?

 

Пример. Набор деталей для сборки механизма не является системой, так как отдельные детали не имеют связей и общей цели.

Задание. Приведите примеры объектов, которые не составляют систему, но становятся частью таковой при введении новых связей или элементов

Совокупность компьютеров не является системой, но если соединить их сетевым кабелем, то это будет система сеть компьютеров.

.

 

 

Тема 2. Управляемость, устойчивость. Обратная связь. Адаптивные системы. Анализ свойств систем.

 

Занятие 2.

 

Управление системой (объектом управления) - воздействие на нее управляющей системы (субъекта управления) с це­лью достижения определенного состояния или свойств поведения. При одностороннем управлении имеется только воздействие управляющей системы на управляемую. При управлении с обратной связью имеется и обратное воздействие, а следовательно – возможность управляющей системы наблюдать и корректировать действия управляемой. Информационная обратная связь позволяет учитывать действительное поведение управляемой системы и сравнивать его с поведением, которое предписано алгоритмом управления (в связи с чем корректировать этот алгоритм).

Если управляющая система входит во внешнюю среду управляемой системы, то последняя управляется извне (внешнее управление), в противном случае имеет место внутреннее управление.

Управляемость системы - свойство системы изменять закономерность функционирования в желаемом направлении под воздействием управляющих сигналов.

Равновесие – способность системы в отсутствие внешних возмущающих воздействий (или при постоянных воздействиях) сохранять свое состояние сколь угодно долго.

Устойчивость - способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних возмущающих воздействий (если отклонения не превышают некоторого предела).

Система адаптивна, если своей реакцией на воздействия окружающей среды она создает благоприятные условия для своей дальнейшей деятельности.

Задание. Система – автомобиль с водителем. Управление – внутреннее, с обратной связью: водитель видит показания приборов, происходящее за окном движение, анализирует эту информацию и соответствующим образом корректирует поведение машины. Система управляема. Цель системы – достижение конечного пункта. Данная система устойчива, если внешняя среда не создает форс-мажорных обстоятельств (крупная авария, погодный катаклизм). Система адаптивна, так как опытный водитель, ориентируясь по ситуации на дороге, выбирает наилучшее управление автомобилем.

 

Задание. Рассмотрите системы: артиллерийский снаряд, комнатное растение, часы с маятником. Выделите тип управления, адаптивности, устойчивости и управляемости при различных условиях.

Ответ

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...