Лекции - Теория принятия решений (ТПР) - файл 3 Принципы и структура системного анализа.doc. Системный анализ оптимизация и принятие решений лекции
Курс лекций по дисциплине «Системный Анализ»
Для подготовки бакалавров по направлению 200100–“Приборостроение”
Оглавление
Лекция 1. Теория принятия решений. Основные понятия и определения 2
Лекция 2. Основные понятия исследования операций. Постановка задач принятия оптимальных решений 8
Лекция 3. Принятие решений в условиях неопределенности. Принятие решений в условиях риска 11
Лекция 4. Постановка задачи стохастического программирования. Метод статистического моделирования 15
Лекция 5. Учет неопределенных пассивных условий. Учет активных условий 19
Лекция 6. Постановка задачи линейного программирования. Виды задач линейного программирования 23
Лекция 7. Геометрическое решение задач линейного программирования. Основные теоремы линейного программирования. Симплекс метод для решения задач линейного программирования. 29
Лекция 8. Основные понятия и определения теории игр 42
Лекция 9. Матричные игры. Решение матричных игр в чистых стратегиях. 44
44
Лекция 10. Смешанное расширение матричных игр. Свойства решений матричных игр 47
Лекция 11. Игры порядка 2 х 2. Графический метод решения игр 2 х n и m x 2. 53
Лекция 12. Сведение матричной игры к задаче линейного программирования 60
Лекция 13. Основы теории систем массового обслуживания. Предмет теории массового обслуживания. 63
Лекция 14. Основы марковских процессов. Уравнения Колмогорова 64
Список литературы 93
Лекция 1. Теория принятия решений. Основные понятия и определения
Человек наделён сознанием, существо свободное и обречено на выбор решений, стараясь сделать всё наилучшим образом. В наиболее общем смысле теория принятия оптимальных решений представляет собой совокупность математических и численных методов, ориентированных на нахождение наилучших вариантов из множества альтернатив и позволяющих избежать их полного перебора. Ввиду того, что размерность практических задач, как правило, достаточно велика, а расчеты в соответствии с алгоритмами оптимизации требуют значительных затрат времени, то методы принятия оптимальных решений главным образом ориентированы на реализацию их с помощью ЭВМ.
Практическая потребность общества в научных основах принятия решений возникла с развитием науки и техники только в XVIII веке Началом науки "Теория принятия решений" следует считать работу Жозефа Луи Лагранжа, смысл которой заключался в следующем: сколько земли должен брать на лопату землекоп, чтобы его сменная производительность была наибольшей. Оказалось, что утверждение "бери больше, кидай дальше" неверен. Бурный рост технического прогресса, особенно во время и после второй мировой войны, ставил все новые и новые задачи, для решения которых привлекались и разрабатывались новые научные методы. Можно выделить следующие научно-технические предпосылки становления "Теории принятия решений":
удорожание "цены ошибки". Чем сложнее, дороже, масштабнее планируемое мероприятие, тем менее допустимы в нем "волевые" решения и тем важнее становятся научные методы, позволяющие заранее оценить последствия каждого решения, заранее исключить недопустимые варианты и рекомендовать наиболее удачные;
ускорение научно-технической революции техники и технологии. Жизненный цикл технического изделия сократился настолько, что "опыт" не успевал накапливаться и требовалось применение более развитого математического аппарата в проектировании;
развитие ЭВМ. Размерность и сложность реальных инженерных задач не позволяло использовать аналитические метода.
Как часто это бывает, эта наука, с одной стороны, стала определенной ветвью других более общих наук (теория систем, системный анализ, кибернетика и т.д.), а с другой, стала синтезом определенных фундаментальных более частных наук (исследование операций, оптимизация и т.д.), создав при этом и собственную методологию.
Инженерное дело теснейшим образом связано с совокупностями объектов, которые принято называть сложными системами, которые характеризуются многочисленными и разнообразными по типу связями между отдельно существующими элементами системы и наличием у системы функции назначения, которой нет у составляющих ее частей. На первый взгляд каждая сложная система имеет уникальную организацию. Однако более детальное изучение способно выделить общее в системе команд ЭВМ, в процессах проектирования лесной машины, самолета и космического корабля.
В научно-технической литературе существует ряд термином, имеющих отношение к исследованию сложных систем.
Наиболее общий термин "теория систем" относится ко всевозможным аспектам исследования систем. Ее основными частями являются
системный анализ, который понимается как исследование проблемы принятия решения в сложной системе,
кибернетика, которая рассматривается как наука об управлении и преобразовании информации.
Здесь следует заметить, что понятие управления не совпадает с принятием решения. Условная граница между кибернетикой и системным анализом состоит в том, что первая изучает отдельные и строго формализованные процессы, а системный анализ - совокупность процессов и процедур.
Очень близкое к термину "системный анализ" понятие - "исследование операций", которое традиционно обозначает математическую дисциплину, охватывающую исследование математических моделей для выбора величин, оптимизирующих заданную математическую конструкцию (критерий). Системный анализ может сводиться к решению ряда задач исследования операций, но обладает свойствами, не охватываемыми этой дисциплиной. Однако в зарубежной литературе термин "исследование операций" не является чисто математическим и приближается к термину "системный анализ". Широкая опора системного анализа на исследование операций приводит к таким его математизированным разделам, как
постановка задач принятия решения;
описание множества альтернатив;
исследование многокритериальных задач;
методы решения задач оптимизации;
обработка экспертных оценок;
работа с макромоделями системы.
Системный анализ - наука, занимающаяся проблемой принятия решения в условиях анализа большого количества информации различной природы.
Из определения следует, что целью применения системного анализа к конкретной проблеме является повышение степени обоснованности принимаемого решения, расширение множества вариантов, среди которых производится выбор, с одновременным указанием способов отбрасывания заведомо уступающим другим.
В системном анализе выделяют
Методология включает определения используемых понятий и принципы системного подхода.
Дадим основные определения системного анализа.
Элемент - некоторый объект (материальный, энергетический, информационный), который обладает рядом важных для нас свойств, но внутреннее строение (содержание) которого безотносительно к цели рассмотрения.
Связь - важный для целей рассмотрения обмен между элементами веществом, энергией, информацией.
Система - совокупность элементов, которая обладает следующими признаками:
связями, которые позволяют посредством переходов по ним от элемента к элементу соединить два любых элемента совокупности;
- свойством, отличным от свойств отдельных элементов совокупности.
Практически любой объект с определенной точки зрения может быть рассмотрен как система. Вопрос состоит в том, насколько целесообразна такая точка зрения.
Большая система - система, которая включает значительное число однотипных элементов и однотипных связей. В качестве примера можно привести трубопровод. Элементами последнего будут участки между швами или опорами. Для расчетов на прочность по методу конечных элементов элементами системы считаются небольшие участки трубы, а связь имеет силовой (энергетический) характер - каждый элемент действует на соседние.
Сложная система - система, которая состоит из элементов разных типов и обладает разнородными связями между ними. В качестве примера можно привести ЭВМ, лесной трактор или судно.
Автоматизированная система - сложная система с определяющей ролью элементов двух типов:
Для сложной системы автоматизированный режим считается более предпочтительным, чем автоматический. Например, посадка самолета или захват дерева харвестерной головкой выполняется при участии человека, а автопилот или бортовой компьютер используется лишь на относительно простых операциях. Типична также ситуация, когда решение, выработанное техническими средствами, утверждается к исполнению человеком.
Структура системы - расчленение системы на группы элементов с указанием связей между ними, неизменное на все время рассмотрения и дающее представление о системе в целом. Указанное расчленение может иметь материальную, функциональную, алгоритмическую или другую основу. Пример материальной структуры - структурная схема сборного моста, которая состоит из отдельных, собираемых на месте секций и указывает только эти секции и порядок их соединения. Пример функциональной структуры - деление двигателя внутреннего сгорания на системы питания, смазки, охлаждения, передачи крутящего момента. Пример алгоритмической структуры - алгоритм программного средства, указывающего последовательность действий или инструкция, которая определяет действия при отыскании неисправности технического устройства.
Структура системы может быть охарактеризована по имеющимся в ней типам связей. Простейшими из них являются последовательное, параллельное соединение и обратная связь.
Декомпозиция - деление системы на части, удобное для каких-либо операций с этой системой. Примерами будут: разделение объекта на отдельно проектируемые части, зоны обслуживания; рассмотрение физического явления или математическое описание отдельно для данной части системы.
Иерархия - структура с наличием подчиненности, т.е. неравноправных связей между элементами, когда воздействие в одном из направлений оказывают гораздо большее влияние на элемент, чем в другом. Виды иерархических структур разнообразны, но важных для практики иерархических структур всего две - древовидная и ромбовидная .
Древовидная структура наиболее проста для анализа и реализации. Кроме того, в ней всегда удобно выделять иерархические уровни - группы элементов, находящиеся на одинаковом удалении от верхнего элемента. Пример древовидной структуры - задача проектирования технического объекта от его основных характеристик (верхний уровень) через проектирование основных частей, функциональных систем, групп агрегатов, механизмов до уровня отдельных деталей.
Принципы системного подхода - это положения общего характера, являющиеся обобщением опыта работы человека со сложными системами. Их часто считают ядром методологии. Известно около двух десятков таких принципов, ряд из которых целесообразно рассмотреть:
принцип конечной цели: абсолютный приоритет конечной цели;
принцип единства: совместное рассмотрение системы как целого и как совокупности элементов;
принцип связности: рассмотрение любой части совместно с ее связями с окружением;
принцип модульного построения: полезно выделение модулей в системе и рассмотрение ее как совокупности модулей;
принцип иерархии: полезно введение иерархии элементов и(или) их ранжирование;
принцип функциональности: совместное рассмотрение структуры и функции с приоритетом функции над структурой;
принцип развития: учет изменяемости системы, ее способности к развитию, расширению, замене частей, накапливанию информации;
принцип децентрализации: сочетание в принимаемых решениях и управлении централизации и децентрализации;
принцип неопределенности: учет неопределенностей и случайностей в системе.
Аппаратная реализация включает стандартные приемы моделирования принятия решения в сложной системе и общие способы работы с этими моделями. Модель строится в виде связных множеств отдельных процедур. Системный анализ исследует как организацию таких множеств, так и вид отдельных процедур, которые максимально приспосабливают для принятия согласующихся и управленческих решений в сложной системе.
Модель принятия решения чаще всего изображается в виде схемы с ячейками, связями между ячейками и логическими переходами. Ячейки содержат конкретные действия - процедуры. Совместное изучение процедур и их организации вытекает из того, что без учета содержания и особенностей ячеек создание схем оказывается невозможным. Эти схемы определяют стратегию принятия решения в сложной системе. Именно с проработки связанного множества основных процедур принято начинать решение конкретной прикладной задачи.
Отдельные же процедуры (операции) принято классифицировать на формализуемые и неформализуемые. В отличие от большинства научных дисциплин, стремящихся к формализации, системный анализ допускает, что в определенных ситуациях неформализуемые решения, принимаемые человеком, являются более предпочтительными. Следовательно, системный анализ рассматривает в совокупности формализуемые и неформализуемые процедуры, и одной из его задач является определение их оптимального соотношения.
Формализуемые стороны отдельных операций лежат в области прикладной математики и использования ЭВМ. В ряде случаев математическими методами исследуется связное множество процедур и производится само моделирование принятие решения. Все это позволяет говорить о математической основе системного анализа. Такие области прикладной математики, как исследование операций и системное программирование, наиболее близки к системной постановке вопросов.
Практическое приложение системного анализа чрезвычайно обширно по содержанию. Важнейшими разделами являются научно-технические разработки и различные задачи экономики. Ссылки на системность исследований, анализа, подхода включает биологию, экологию, военное дело, психологию, социологию, медицину, управление государством и регионом, лесное и сельское хозяйство, обучение и многое другое.
studfiles.net
2.2 Методы и процедура принятия решения системного анализа
Ценность системного подхода состоит в том, что рассмотрение категорий системного анализа создает основу для логического и последовательного подхода к проблеме принятия решений. Эффективность решения проблем с помощью системного анализа определяется структурой решаемых проблем.
Согласно классификации, все проблемы подразделяются на три класса:
хорошо структурированные (well-structured), или количественно сформулированные проблемы, в которых существенные зависимости выяснены очень хорошо;
неструктурированные (unstructured), или качественно выраженные проблемы, содержащие лишь описание важнейших ресурсов, признаков и характеристик, количественные зависимости между которыми совершенно неизвестны;
слабо структурированные (ill-structured), или смешанные проблемы, которые содержат как качественные элементы, так и малоизвестные, неопределенные стороны, которые имеют тенденцию доминировать.
Методы решения.
Для решения хорошо структурированных количественно выражаемых проблем используется известная методология исследования операций, которая состоит в построении адекватной математическоймодели(например, задачилинейного,нелинейного,динамического программирования, задачитеории массового обслуживания,теории игри др.) и применении методов для отыскания оптимальной стратегии управления целенаправленными действиями.
Процедура принятия решений.
Для решения слабо структурированных проблем используется методология системного анализа, системы поддержки принятия решений(СППР). Рассмотрим технологию применения системного анализа к решению сложных задач.
Процедура принятия решений включает следующие основные этапы:
формулировка проблемной ситуации;
определение целей;
определение критериев достижения целей;
построение моделейдля обоснования решений;
поиск оптимального (допустимого) варианта решения;
согласование решения;
подготовка решения к реализации;
утверждение решения;
управление ходом реализации решения;
проверка эффективности решения.
Для многофакторного анализа, алгоритм можно описать и точнее:
описание условий (факторов) существования проблем, И, ИЛИ и НЕ связывание между условиями;
отрицание условий, нахождение любых технически возможных путей. Для решения нужен хотя бы один единственный путь. Все И меняются на ИЛИ, ИЛИ меняются на И, а НЕ меняются на подтверждение, подтверждение меняется на НЕ-связывание;
рекурсивный анализ вытекающих проблем из найденных путей, т.е. п.1 и п.2 заново для каждой подпроблемы;
оценка всех найденных путей решений по критериям исходящих подпроблем, сведенным к материальной или иной общей стоимости.
2.3 Области применения системного анализа в экономике и управление
Вряд ли возможно классифицировать все ситуации экономического управления, при которых возникает потребность в системном анализе. Следует отметить наиболее распространенные типы ситуаций управления, в которых возможно применение системного анализа:
1.Решение новых проблем. С помощью системного анализа формулируется проблема, определяется, что и о чем нужно знать, кто должен знать.
2. Решение проблемы предусматривает увязку целей с множеством средств их достижения.
3. Проблема имеет разветвленные связи, вызывающие отдаленные последствия в разных отраслях народного хозяйства, и принятие решения по ним требует учета полной эффективности и полных затрат.
4. Решение проблем, в которых существуют различные трудно сравнимые друг с другом варианты решения проблемы или достижения взаимосвязанного комплекса целей.
5. Случаи, когда в народном хозяйстве создаются совершенно новые системы или коренным образом перестраиваются старые системы.
6. Случаи, когда осуществляется улучшение, совершенствование, реконструирование производства или экономических отношений.
7. Проблемы, связанные с автоматизацией производства, а особенно управления, в процессе создания автоматизированных систем управления в любом звене.
8. Работа по совершенствованию методов и форм экономического управления, ибо известно, что ни один из методов экономического управления не действует сам по себе, а только в определенном сочетании, во взаимосвязи.
9. Случаи, когда совершенствование организации производства или управления проводится на объектах уникальных, нетипичных, отличающихся большой спецификой своей деятельности, где нельзя действовать по аналогии.
10. Случаи, если принимаемые на будущее решения, разработка плана или программы развития должны учитывать фактор неопределенности и риска.
11. Случаи, когда планирование или выработка ответственных решений о направлениях развития принимается на достаточно отдаленную перспективу.
Таким образом, системный анализ — это совокупность методологических средств, используемых для подготовки и обоснования решений по сложным проблемам политического, военного, социального, экономического, научного, технического характера. Центральной процедурой в системном анализе является построение обобщенной модели (или моделей), отображающей все факторы и взаимосвязи реальной ситуации, которые могут проявиться в процессе осуществления решения. Полученная модель исследуется с целью выяснения близости результата применения того или иного из альтернативных вариантов действий к желаемому, сравнительных затрат ресурсов по каждому из вариантов, степени чувствительности модели к различным нежелательным внешним воздействиям.
studfiles.net
Темы 1-3 ок-8 Знает -теоретические основания системного анализа и принятия решений Лекции
Приложение 1
Карта компетенций дисциплины Системный анализ и принятие решений
1. Наименование компетенций дисциплины
| Индекс компетенции | Формулировка |
| 1. ОК 8 2 ПК- 11 3.ПК-17 | готовность применять математический аппарат, методы оптимизации, теории вероятностей, математической статистики, системного анализа и принятия решений способность применять современные методы исследования и моделирования проекта с использованием вычислительной техники и соответствующих программных комплексов; способность разрабатывать компьютерные модели исследуемых процессов и систем |
2. Компонентный состав дисциплины Системный анализ и приняние решений
| Перечень | Технологии формирования | Средства и технологии оценки | kв | Объем в ЗЕТ (кредитах) | |
| Тем дисциплины | Компонентов ОК-8, ПК- 11, ПК-17 | ||||
| Модуль 1 Темы 1-3 | ОК-8 Знает -теоретические основания системного анализа и принятия решений | Лекции Самостоятельная работа Практические занятия | Тестирование Контрольная работа Коллоквиум | П | 6 |
| ОК-8 Умеет -использовать методы описания систем | Практические занятия Самостоятельная работа | Экзамен Защита отчетов по практическим и самостоятельным работам | Пр | ||
| ОК-8 Владеет - основными методами, способами и средствами описания систем | Практические занятия Самостоятельная работа Выполнение курсовой работы | Экзамен, зачет Защита курсовой работы | В | ||
| Модуль 2 Темы 4-6 | ОК-8 Знает -методы, способы и средства представления систем; закономерности их строения, функционирования и развития | Лекции Самостоятельная работа Практические занятия | Тестирование Контрольная работа Коллоквиум | П | |
| ОК-8 Умеет: - методы, способы и средства представления систем; закономерности их строения, функционирования и развития | Практические занятия Самостоятельная работа | Экзамен Защита отчетов по практическим занятиям и самостоятельным работам | Пр | ||
| ОК-8 Владеет: - основными методами, способами и средствами представления систем; закономерности их строения, функционирования и развития | Практические занятия Самостоятельная работа Выполнение курсовой работы | Экзамен | В | ||
| Модуль 3 Темы 7-9 | ПК-11 Знает: - основные этапы построения моделей проектов и систем, виды моделей, иерархию моделей. ПК 17 Знает - методы разработки математических статических и динамических моделей. | Лекции Самостоятельная работа Практические занятия | Тестирование Контрольная работа Коллоквиум | П | |
| ПК-11 Умеет: - применять методы моделирования проекта с использованием вычислительной техники и соответствующих программных комплексов ПК-17 Умеет: - разрабатывать компьютерные модели проектов и систем. | Практические занятия Самостоятельная работа | Экзамен Защита отчетов по практическим занятиям и самостоятельным работам | Пр | ||
| ПК11 Владеет: - навыками применения методов моделирования проектов с использованием вычислительной техники и соответствующих программных комплексов ПК-17 Владеет: - навыками разработки компьютерных моделей проектов и систем | Практические занятия Самостоятельная работа | Экзамен, Защита отчетов по практическим занятиям и самостоятельным работам | В | ||
| Модуль 4 Темы 10-12 | ПК-11 Знает: - методы принятие решений; - методы группового выбора | Лекции Самостоятельная работа Практические занятия | Тестирование Контрольная работа Коллоквиум | П | |
| ПК-11 Умеет: -применять методы принятие решений для управления инновационными проектами; - применять методы экспертного оценивания | Практические занятия Самостоятельная работа | Экзамен Зачет Защита отчетов по практическим занятиям и самостоятельным работам | Пр | ||
| ПК-11 Владеет: - основными методами принятие решений для управления инновационными проектами; - методами экспертного оценивания | Практические занятия Самостоятельная работа | Экзамен, Защита отчетов по практическим занятиям и самостоятельным работам | В | ||
| Модуль 5 Темы 13-15 | ПК-11 Знает:
| Лекции Самостоятельная работа Практические занятия | Тестирование Контрольная работа Коллоквиум | П | |
| ПК-11 Умеет: - применять методику системного анализа при управлении инновационными проектами.. | Практические занятия Самостоятельная работа | Экзамен Защита отчетов по практическим занятиям и самостоятельным работам | Пр | ||
| ПК-11 Владеет: - методикой системного анализа при управлении инновационными проектами | Практические занятия Самостоятельная работа | Экзамен, Защита отчетов по практическим занятиям и самостоятельным работам | В | ||
| Модуль 6 Темы 16-18 | ПК-11 Знает - принципы применения компьютерных системы поддержки принятия решений | Лекции Самостоятельная работа Практические занятия | Тестирование Контрольная работа Коллоквиум | П | |
| ПК-11 Умеет: - применять компьютерные системы поддержки принятия решений при управлении инновационными проектами и системами | Практические занятия Самостоятельная работа | Экзамен Защита отчетов по практическим занятиям и самостоятельным работам | Пр | ||
| ПК-11 Владеет: - навыками применения компьютерных систем поддержки принятия решений при управлении инновационными проектами и системами | Практические занятия Самостоятельная работа | Экзамен, Защита отчетов по практическим занятиям и самостоятельным работам | В | ||
Аннотация дисциплины
профессионального цикла, базовой части
Аннотация примерной программы учебной дисциплины
«Системный анализ и принятие решений»
1.Цели и задачи дисциплины
Цели дисциплины: способствовать приобретению студентами теоретических и практических знаний о теории систем, системном анализе, закономерностях функционирования и развития систем, методов и моделей системного анализа, применяемых в управлении инновационными проектами и системами, а также получение навыков решения типичных задач анализа и принятия решений по управлению инновационными проектами и процессами.
Задачи изучения дисциплины:
- изучить особенности экономических объектов, место системного анализа среди других научных направлений, области применения системного анализа в управлении инновационными проектами и системами;
- усвоить понятия, характеризующие строение системы и функционирование систем, закономерности функционирования и развития систем и целеообразования;
- изучить этапы и методы построения моделей инновационных проектов и систем;
-изучить методы экспертных оценок, уметь провести экспертную оценку, знать методы оценки качества экспертных оценок.
-изучить основные методики системного анализа, определяющие порядок и методы формирования и оценки структур инновационных проектов и систем и структур целей.
Студент должен знать:
методологию системного подхода;
основные подходы при системном описании экономического анализа;
основные типы шкал измерения в системах;
показатели и критерии оценки сложных систем;
основы развития систем организационного управления;
основные элементы теории математического прогнозирования и идентификации систем;
Студент должен уметь:
применять методы системного анализа для решения практических задач и синтеза сложных систем;
решать задач анализа и моделирования сложных систем с помощью математических методов;
Студент должен владеть :
методами построения математических моделей сложных систем;
навыками выбора метода решения задачи;
навыками применения аналитического аппарата современных методов системного анализа для решения практических задач;
навыками применения методов качественного и количественного оценивания функционирования систем для анализа сложных систем.
3.Содержание дисциплины. Основные разделы.
Содержание дисциплины.
Раздел 1 . Системный анализ и его применение в экономике. Особенности экономических объектов и принципиальная ограниченность их формализованного представления. Системный анализ и его место среди других научных направлений. Области применения системного анализа в экономике.
Раздел2. Общая теория систем. Понятийный аппарат. Определение общей теории систем, объект теории систем. Основные положения общей теории систем и ее задачи. Определение понятия “система”, элементарный состав системы, окружающая среда. Жизненный цикл системы. Противоречия и их роль в системе.
Раздел3. Свойства систем, закономерности их строения, функционирования и развития. Понятия, характеризующие строение и функционирование систем. Структуры, их виды и формы представления. Классификация систем. Место экономических систем в общей классификации. Закономерности систем. Целостность как основное свойство системы. Свойства связи, организации, интегративные качества систем. Закономерности функционирования и развития систем. Историчность, самоорганизация. Закономерности целеобразования. Закономерности возникновения и формулирования целей. Закономерности формирования структур целей.
Раздел4. Методы и модели системного анализа. Понятие о методике системного анализа. Содержание ее отдельных этапов. Классификация методов и моделей системного анализа. Основные этапы построения моделей экономических систем. Виды моделей. Иерархия моделей. Статические модели. Динамические модели. Декомпозиция и агрегирование. Измерения, выбор и трансформация измерительной шкалы.
Раздел 5. Принятие решений. Проблематика выбора. Проблема многокритериальных задач и анализ основных подходов к ее разрешению: линейная свертка, контрольные показатели, главный показатель, метрика в пространстве целевых функций, метод последовательных уступок, компромиссы Парето. Методы принятия решений в условиях неопределенности. Элементы теории статистических решений. Критерии Вальда, Гурвица, Сэвиджда, Лапласа. Теоретико-игровые модели принятия решений.
Раздел6 . Методы экспертных оценок. Основы экспертного оценивания. Классификация методов экспертных оценок. Индивидуальная и групповая экспертная оценка. Характеристика методов “Дельфи”. Метод расстановки приоритетов и возможность его использования. Организация экспертного оценивания. Количественный и качественный состав экспертной группы. Качество экспертного оценивания.
Раздел7. Методы организации целей и функций управления. Методика ПАТТЕРН и ее аналоги. Методики, основанные на философских концепциях. Методика, основанная на концепции учета среды и целеполагания. Методика, основанная на концепции деятельности. Сравнительный анализ методик.
Раздел8. Применение системного анализа при управлении инновационными проектами. Применение методик системного анализа при разработке инновационных проектов. Использование системно-структурных представлений при формировании и управлении инновационными проектами и системами.
Раздел9. Компьютерные системы поддержки принятия решений
Задачи компьютерных систем поддержки принятия решений. Факторы, определяющие характер человеко-машинных процедур принятия решений. Функционирование компьютерных систем поддержки принятия решений. Оценка возможных решений в соответствии с предпочтениями лица, принимающего решение.
Форма 9 Рейтинг-план
| По дисциплине «Системный анализ и принятие решений» | Самостоятельная работа: 36 домашняя ___7________ час. индивидуальная __29___ час. плановая _____________час. | Срок контроля | |||||
| Зачет - более 50 баллов | Для студентов направления «Инноватика» | Лекции ___18___ час. Лаб. работы ____-____ час. | |||||
| Незачет - менее 50 баллов | На 3 осенний семестр 20__/20__ г. | Практ.занятия ____18____час. Семинар __-______ час. | |||||
| Лектор_ Переяслова И.Г. | ИТОГО: ____72+36=108_____ час. | ||||||
| Название модуля | Лекции Раздел(балл) | лабораторные работы №___ балл | практические занятия (балл) | самостоят. работа (балл) | Рубежный контроль | Максимальный балл модуля | |
| Модуль 1 | |||||||
| Системный анализ как научное направление. Понятийный аппарат | Т.1-1 балл Т.2-1 балл. Т.3-1 балл. | - | Т.1-1 балл Т.2-1 балл. Т.3-1 балл. | Т.1-1 балл Т.2-1 балл. Т.3-1 балл. | Контрольная работа -11 баллов | P1max=20 | До 15 октября |
| Модуль 2 | |||||||
| Свойства систем, закономерности их строения, функционирования и развития.. | Т.4-1 балл Т.5-1 балл. Т.6-1 балл. | - | Т.4-1 балл Т.5-1 балл. Т.6-1 балл. | Т.4-1 балл Т.5-1 балл. Т.6-1 балл. | Контрольная работа -11 баллов | P2max=20 | До 25 ноября |
| Модуль 3 | |||||||
| Методы и модели системного анализа | Т.7-1 балл Т.8-1 балл. Т.9-1 балл. | Т.7-1 балл Т.8-1 балл. Т.9-1 балл. | Т.7-1 балл Т.8-1 балл. Т.9-1 балл. | Контрольная работа -11 балла | P3max=20 | до31декабря | |
| экзамен | 40 | Pэкзmax=40 | |||||
| Всего по дисциплине Р | 60 | Pmax=100 | |||||
Форма 9 Рейтинг-план
| По дисциплине «Системный анализ и принятие решений» | Самостоятельная работа: 36 домашняя ___7________ час. индивидуальная __29____ час. плановая ___________час. | Срок контроля | |||||
| Зачет - более 50 баллов | Для студентов направления «Инноватика» | Лекции ___18___ час. Лаб. работы ____-____ час. | |||||
| Незачет - менее 50 баллов | На 4 весенний семестр 20__/20__ г. | Практ.занятия ____18____час. Семинар __-______ час. | |||||
| Лектор_ Переяслова И.Г. | ИТОГО: ____72+36=108____ час. | ||||||
| Название модуля | Лекции Раздел(балл) | лабораторные работы №___ балл | практические занятия (балл) | самостоят. работа (балл) | Рубежный контроль | Максимальный балл модуля | |
| Модуль 4 | |||||||
| Принятие решений. Методы группового выбора | Т.10-1 балл Т.11-1 балл. Т.12-1 балл | - | Т.10-1 балл Т.11-1 балл. Т.12-1 балл | Т.10-1 балл Т.11-1 балл. Т.12-1 балл | Контрольная работа -11 баллов | P1max=20 | До 15 марта |
| Модуль 5 | |||||||
| Методы организации целей и функций управления. Применение системного анализа при управлении инновационными проектами. | Т.13-1 балл Т.14-1 балл. Т.15-1 балл. | - | Т.13-1 балл Т.14-1 балл. Т.15-1 балл. | Т.13-1 балл Т.14-1 балл. Т.15-1 балл. | Контрольная работа -11 баллов | P2max=20 | До 25 апреля |
| Модуль 6 | |||||||
| Компьютерные системы поддержки принятия решений | Т.16-1 балл Т.17-1 балл. Т.18-1 балл. | Т.16-1 балл Т.17-1 балл. Т.18-1 балл. | Т.16-1 балл Т.17-1 балл. Т.18-1 балл. | Контрольная работа -11 баллов | P3max=20 | До25 мая | |
| Зачет | 40 | Pэкзmax=40 | |||||
| Всего по дисциплине Р | 60 | Pmax=100 | |||||
refdb.ru
Системный анализ. Оптимизация и принятие решений. Учебное пособие, В. Н. Козлов
Автор: В. Н. Козлов
Доступно в форматах: EPUB | PDF | FB2
Страниц: 174
Год издания: 2016
Язык: Русский
В первой части книги изложены основные принципы, методология и классификация методов системного анализа, оптимизации и принятия решений. Во второй части рассмотрены методы оптимизации для принятия решений в условиях полной определенности, включающие математическое программирование, вариационные методы и динамическое программирование. Третья часть содержит основные методы принятия решений в условиях неопределенности: методы системных (решающих) матриц, минимизации риска, комбинаторной аппроксимации, моделей спортивного типа, нечетких чисел и множеств. Учебное пособие соответствует дисциплине "Системный анализ, оптимизация и принятие решений" Государственного образовательного стандарта бакалавриата по направлению "Системный анализ, оптимизация и управление". Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.
Отзывы
Илья, Брест, 19.05.2017Искал интересную книгу Системный анализ. Оптимизация и принятие решений. Учебное пособие, нашел десь. Быстрое и бесплатное скачивание. Книга читается на одном дыхании. Софья, Казань, 02.12.2016Люблю почитать в свободное время, но скачивать что-либо с интернета боюсь, можно прихватить лишнего. Скачала здесь. Все прошло чисто, как говорится: «без сучка, без задоринки». У меня есть книга, и нет ни одной нежелательной программы.Те, кто смотрел эту страницу, также интересовались:
Часто задаваемые вопросы
1. Какой формат книги выбрать: PDF, EPUB или FB2?Тут все зависит от ваших личных предпочтений. На сегодняшний день, каждый из этих типов книг можно открыть как на компьютере, так и на смартфоне или планшете. Все скачанные с нашего сайта книги будут одинаково открываться и выглядеть в любом из этих форматов. Если не знаете что выбрать, то для чтения на компьютере выбирайте PDF, а для смартфона - EPUB.
2. Можно ли книги с вашего сайта читать на смартфоне?Да. Как для iOS, так и для Android есть много удобных программ для чтения книг.
3. В какой программе открыть файл PDF?
aurigabook.info
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине Б «Системный анализ, оптимизация и принятие решений»
Транскрипт
1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А.» Кафедра «Прикладная математика и системный анализ» РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине Б «Системный анализ, оптимизация и принятие решений» направления подготовки «Системный анализ и управление» форма обучения очная курс 3 семестр 6 зачетных единиц 7 часов в неделю 6 всего часов 252, в том числе: лекции 42 коллоквиумы 12 практические занятия 54 лабораторные занятия нет самостоятельная работа 144 зачет нет экзамен 6 семестр РГР нет курсовая работа нет курсовой проект нет
2 1. Цели и задачи дисциплины Цель преподавания дисциплины: Обеспечить подготовку специалистов, способных выполнять системные исследования и проводить системный анализ с использованием современных методов постановки и решения различных задач, овладение современными методами системного анализа и принятия решений. Задачи изучения дисциплины: развитие логического и алгоритмического мышления студентов; овладение студентами математическими методами и моделями системного анализа при решении профессиональных задач; обучение студентов методам выбора и принятия решений, процедур, выполняемых на заключительном этапе системного анализа. 2. Место дисциплины в структуре ООП ВО Дисциплина относится к базовой части дисциплин блока 1. Для освоения этой дисциплины студент должен обладать знаниями, полученными при изучении дисциплин математика, теория автоматического управления, вычислительная математика, теория и технология программирования. Освоение данной дисциплины необходимо для последующего изучения интеллектуальных технологий и представления знаний, моделирования систем, математической экономики и других дисциплин. 3. Требования к результатам освоения дисциплины Изучение дисциплины направлено на формирование следующих компетенций: -ОК- 6: способность использовать общеправовые знания в различных сферах деятельности -ОПК-2: способность применять аналитические, вычислительные и системно-аналитические методы для решения прикладных задач в области управления объектами техники, технологии, организационными системами, работать с традиционными носителями информации, базами знаний -ОПК-4: способность применять принципы оценки, контроля и менеджмента качества ПК-1: способность принимать научно-обоснованные решения на основе математики, физики, химии, информатики, экологии, методов системного анализа и теории управления, теории знаний, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности. ПК-2: способность формировать презентации, научно-технические отчеты по результатам работы, оформлять результаты исследований в виде статей и докладов на научно-технических конференциях.
3 модуля недели темы всего лекции коллоквиумы практ. занятия. СРС В результате освоения дисциплины студент: должен знать: принципы системного анализа и теории принятия решений. должен уметь: грамотно применять методы и процедуры системного анализа при принятии решений и выполнения профессиональных задач должен владеть: методами системного анализа, оптимизации и принятия решений. 4. Распределение трудоемкости (час.) дисциплины по темам и видам занятий Наименование темы Часы/Из них в интерактивной форме семестр Основные принципы системного анализа и теории принятия решений / Оптимизационные методы получения детерминированных оценок Многокритериальная оптимизация Вариационные методы получения детерминированных оценок Статистические методы получения оценок Структура и методы принятия решений с /4 12 использованием различных оценок Метод системных матриц / Комбинаторные методы / Статистические методы принятия решений / Оптимальность в конфликтных ситуациях / Игровые динамические задачи Устойчивость точек равновесия Итого 252/ /6 54/16 144
4 Всего час. 5. Содержание лекционного курса лекции Тема лекции. Вопросы, отрабатываемые на лекции Основные принципы системного анализа и теории принятия решений. Системность общее свойство материи. Развитие системных представлений. Становление системного анализа. Определения системного анализа. 2 2 Оптимизационные методы получения детерминированных оценок. Методы линейного программирования, квадратичного программирования. Методы выпуклого программирования. Теорема Куна-Таккера. Динамическое программирование. 2 3 Принцип максимума. Оптимизация в функциональных пространствах. 2 4 Многокритериальная оптимизация. Выявление и выбор альтернатив решения проблемы. Формирование критериев. Выбор альтернатив. 2 5 Принцип Парето. Эвристические методы системного анализа и принятия решений. Лексикографическая оптимизация. 2 6 Вариационные методы получения детерминированных оценок. Прямой метод получения детерминированных оценок. Обратный метод получения детерминированных оценок. 2 7 Область и особенности применения вариационных методов получения детерминированных оценок. 2 8 Статистические методы получения оценок. Регрессионный метод. Корреляционный метод. 2 9 Дисперсионный метод. Ковариационный метод. Метод временных рядов. Факторный анализ Структура и методы принятия решений с использованием различных оценок. Экспертный метод. Эвристический (иммитационный) метод системного моделирования. Методы подобия (аналогии) Эвристический (иммитационный) метод системного моделирования. Методы подобия (аналогии) Метод системных матриц (пространство «варианты-условия»). Минимаксный метод Теорема Байеса. Метод Байеса-Лапласа. Метод Гермейера. Комбинированные методы Комбинаторные методы. Морфологический метод анализа системы, как основа комбинаторных методов. Учебно-методическое обеспечение 2 15 Метод преобразования графов при принятии решения Методы логического поиска. Метод «И-ИЛИдерево». Метод логического мышления Статистические методы принятия решений.
5 Оценивание показателей систем и определение их точности. Оценка вероятностных показателей путем обработки цензурированных данных. Методы проверки гипотез. Методы минимизации дисперсии Оптимальность в конфликтных ситуациях. Разрешаемость конфликтной ситуации при принятии решения. Нахождение компромисса Игровые динамические задачи. Применение динамического программирования в принятии решения Теория игр, как инструмент в принятии решения Устойчивость точек равновесия. Определение критериев устойчивости (неустойчивости) систем управления. Методы придания (повышения) устойчивости систем. темы Всего часов коллокв иума 6. Содержание коллоквиумов Тема коллоквиума. Вопросы, отрабатываемые на коллоквиуме Учебнометодическое обеспечение семестр Основные принципы системного анализа и теории принятия решений. Понятие сложной системы. Характеристика задач системного анализа. Особенности задач системного анализа Многокритериальная оптимизация. Формирование критериев. Выбор альтернатив. Метод системных матриц. (пространство «вариантыусловия»). Минимаксный метод Оптимальность в конфликтных ситуациях. «Волевое» прекращение конфликта. Случай, когда это решение неизбежно. темы Всего часов занятия 7. Перечень практических занятий Тема практического занятия. Вопросы, отрабатываемые на практическом занятии. Учебно-методическое обеспечение семестр Основные принципы системного анализа и теории принятия решений. Системность общее свойство материи. Развитие системных представлений. Становление системного анализа. Определения системного анализа Понятие сложной системы. Характеристика
6 задач системного анализа. Особенности задач системного анализа. Оптимизационные методы получения детерминированных оценок. Методы линейного программирования, квадратичного 1- программирования 2,3 2 3 Методы выпуклого программирования. Теорема Куна-Таккера. Динамическое программирование. Принцип максимума. Оптимизация в функциональных пространствах ,5 Многокритериальная оптимизация. Выявление и выбор альтернатив решения проблемы. Формирование критериев. Выбор альтернатив. Принцип Парето. Эвристические методы системного анализа и принятия решений. 3,4 2 6 Лексикографическая оптимизация. Вариационные методы получения детерминированных оценок. Прямой метод получения детерминированных оценок Область и особенности применения вариационных методов получения детерминированных оценок. Обратный метод получения детерминированных оценок. 4,5 4 8,9 Статистические методы получения оценок. Регрессионный метод. Корреляционный метод.дисперсионный метод. Ковариационный метод Метод временных рядов. Факторный анализ. Структура и методы принятия решений с использованием различных оценок. Экспертный метод Эвристический (иммитационный) метод системного моделирования. Методы подобия (аналогии). 7, Метод системных матриц (пространство «варианты-условия»). Минимаксный метод. Теорема Байеса. Метод Байеса-Лапласа ,14 Метод Гермейера. Комбинированные методы. Комбинаторные методы. Морфологический метод анализа системы, как основа комбинаторных методов Метод преобразования графов при принятии решения 9, Методы логического поиска. Метод «И-ИЛИдерево» Метод логического мышления. Статистические методы принятия решений. Оценивание показателей систем и определение их точности Оценка вероятностных показателей путем обработки цензурированных данных. Методы проверки гипотез. Методы минимизации дисперсии. 11, Оптимальность в конфликтных ситуациях.«волевое» прекращение конфликта. Случай, когда это решение неизбежно. Разрешаемость конфликтной ситуации при принятии решения. Нахождение компромисса.
7 ,21 Игровые динамические задачи. Применение динамического программирования в принятии решения. Устойчивость точек равновесия. 8. Перечень лабораторных работ Учебным планом не предусмотрено. 9. Задания для самостоятельной работы студентов Всего Вопросы для самостоятельного изучения (задания). Литература темы час Основные принципы системного анализа и теории принятия решений Соответствует перечню 2 12 Оптимизационные методы получения литературы в детерминированных оценок пункте Многокритериальная оптимизация 4 12 Вариационные методы получения детерминированных оценок 5 12 Статистические методы получения оценок 6 12 Структура и методы принятия решений с использованием различных оценок 7 12 Метод системных матриц 8 12 Комбинаторные методы 9 12 Статистические методы принятия решений Оптимальность в конфликтных ситуациях Игровые динамические задачи Устойчивость точек равновесия
8 Виды, график контроля СРС, (по решению кафедры УМКС/УМКН). темы Вид СРС Вид контроля СРС График контроля ( недели) 6 семестр 1 Работа с печатными источниками, решение типовых заданий Рубежный промежуточный самоконтроль контроль, контроль, 8 (промежуточная аттестация), зачет 1 Работа с печатными источниками, решение типовых заданий Рубежный промежуточный самоконтроль контроль, контроль, Экзамен 10. Расчетно-графическая работа Учебным планом не предусмотрено. 11. Курсовая работа Учебным планом не предусмотрено. 12. Курсовой проект Учебным планом не предусмотрено. 13. Фонд оценочных средств для проведения промежуточной аттестации обучающихся по дисциплине (модулю) В процессе освоения образовательной программы у обучающегося в ходе изучения дисциплины Б «Системный анализ, оптимизация, принятие решений» должны сформироваться компетенции: ОК-6, ОПК-2, 4 и ПК-1,2. Под компетенцией ОК-6 понимается способность использовать общеправовые знания в различных сферах деятельности п/п Наименование дисциплины и код по базовому учебному плану Части компонентов Технологии формирования Средства и технологии оценки Б Системный анализ, оптимизация и принятие решений Знает: связь задач системного анализа с общими положениями права; Лекции, Практические занятия, СРС Устный ответ, выполнение практических заданий,
9 Умеет: оперативно применять в управленческих гуманитарных задачах общеправовые знания Владеет: навыками практического использования общеправовых знаний при решении системноаналитических и управленческих задач Лекции, Практические занятия, СРС Лекции, Практические занятия, СРС экзамен Устный ответ, выполнение практических заданий, экзамен Устный ответ, выполнение практических заданий, экзамен Под компетенцией ОПК-2 понимается способность применять аналитические, вычислительные и системно-аналитические методы для решения прикладных задач в области управления объектами техники, технологии, организационными системами, работать с традиционными носителями информации, базами знаний п/п Наименование дисциплины и код по базовому учебному плану Части компонентов Технологии формирования Средства и технологии оценки Б Системный анализ, оптимизация и принятие решений Знает современное математическое программное обеспечение и методы работы с ним; Умеет работать с современными общими и профессиональными программами; Владеет современными информационными методами и технологиями. Лекции, практические занятия, коллоквиумы, дискуссии, мозговые штурмы и пр. Практические работы с использованием активных и интерактивных приемов обучения. Самостоятельная работа Лекции, практические занятия, коллоквиумы, дискуссии, мозговые штурмы и пр. Устный ответ, зачет, экзамен Устный ответ, зачет, экзамен Устный ответ, зачет, экзамен Под компетенцией ОПК-4 понимается способность применять принципы оценки, контроля и менеджмента качества п/п Наименование дисциплины и код по базовому учебному плану Части компонентов Технологии формирования Средства и технологии оценки Б Системный анализ, оптимизация и принятие решений Знает: необходимые инструменты для определения контроля качества, основные способы и методы их применения Лекции, практические занятия, коллоквиумы, дискуссии, мозговые штурмы и пр. Устный ответ, зачет, экзамен Умеет: использовать Практические работы с Устный ответ,
10 инструменты контроля качества при решении типовых задач контроля качества Владеет: различными методами менеджмента качества при решении задач системного анализа оптимизации различных процессов использованием активных и интерактивных приемов обучения. Самостоятельная работа Лекции, практические занятия, коллоквиумы, дискуссии, мозговые штурмы и пр. зачет, экзамен Устный ответ, зачет, экзамен Под компетенцией ПК-1 способность принимать научнообоснованные решения на основе математики, физики, химии, информатики, экологии, методов системного анализа и теории управления, теории знаний, осуществлять постановку и выполнять эксперименты по проверке их корректности и эффективности. Код компет енции ПК-1 Этап формирован ия Б Системный анализ, оптимизация и принятие решений семестр 6 семестр Показатели оценивания В результате формирования компетенции студент должен: 1. Знать методы системного анализа и принятия решений в технических, экономических и социальных системах; 2.Уметь принимать оптимальные или рациональные решения из множества альтернатив; 3.Владеть навыками постановки и выполнения экспериментов по проверке корректности и эффективности принимаемых решений. Промежуто чная аттестация 6 семестр экзамен Критерии оценивания Типовые задания Вопросы к экзамену. Шкала оценивания оценка ПК-2 способность формировать презентации, научно-технические отчеты по результатам работы, оформлять результаты исследований в виде статей и докладов на научно-технических конференциях. Код компет енции ПК-2 Этап формирован ия Б Системный анализ, оптимизация и принятие решений семестр Показатели оценивания В результате формирования компетенции студент должен: 1.Знать прикладное программное обеспечение, которое позволяет выполнять презентации, набирать и редактировать тексты, математические формулы, Промежуто чная аттестация 6 семестр экзамен Критерии оценивания Типовые задания Вопросы к экзамену. Шкала оценивания оценка
11 6 семестр таблицы, графики и диаграммы 2.Уметь ясно и четко излагать свои мысли, вести научную дискуссию 3.Владеть общенаучным и профессиональным терминологическим аппаратом Для оценки знаний, умений, навыков и (или) опыта деятельности, характеризующих этапы формирования компетенций в процессе освоения дисциплины Б «Системный анализ, оптимизация, принятие решений», проводится промежуточная аттестация в виде зачета (6 семестр). Вопросы для экзамена 6 семестр 1. Системность общее свойство материи. Развитие системных представлений. 2. Становление системного анализа. 3. Определения системного анализа 4. Методы линейного программирования, квадратичного программирования. 5. Методы выпуклого программирования. 6. Теорема Куна-Таккера. 7. Динамическое программирование. 8. Принцип максимума. 9. Оптимизация в функциональных пространствах 10. Выявление и выбор альтернатив решения проблемы. 11. Формирование критериев. Выбор альтернатив 12. Принцип Парето. 13. Эвристические методы системного анализа и принятия решений. 14. Лексикографическая оптимизация. 15. Прямой метод получения детерминированных оценок. 16. Обратный метод получения детерминированных оценок. 17. Область и особенности применения вариационных методов получения детерминированных оценок. 18. Регрессионный метод. 19. Корреляционный метод 20. Дисперсионный метод. 21. Ковариационный метод. 22. Метод временных рядов. 23. Факторный анализ
12 24. Экспертный метод. 25. Эвристический (имитационный) метод системного моделирования. 26. Методы подобия (аналогии). 27. Метод системных матриц (пространство «варианты-условия»). 28. Минимаксный метод. 29. Теорема Байеса. 30. Метод Байеса-Лапласа. 31. Метод Гермейера. Комбинированные методы. 32. Морфологический метод анализа системы, как основа комбинаторных методов. 33. Метод преобразования графов при принятии решения. 34. Метод «И-ИЛИ-дерево». 35. Метод логического мышления. 36. Оценивание показателей систем и определение их точности. 37. Оценка вероятностных показателей путем обработки цензурированных данных. 38. Методы проверки гипотез. 39. Методы минимизации дисперсии. 40. Оптимальность в конфликтных ситуациях. 41. Разрешаемость конфликтной ситуации при принятии решения. 42. Нахождение компромисса 43. Игровые динамические задачи. 44. Применение динамического программирования в принятии решения. 45. Теория игр, как инструмент в принятии решения. 46. Устойчивость точек равновесия. 47. Определение критериев устойчивости (неустойчивости) систем управления. 48. Методы придания (повышения) устойчивости систем. 49. Понятие сложной системы. 50. Характеристика задач системного анализа. 51. Особенности задач системного анализа. 52. Формирование критериев. 53. Выбор альтернатив. 54. «Волевое» прекращение конфликта. 55. Случай, когда это решение неизбежно. 56. Метод системных матриц. (пространство «варианты-условия»). 57. Минимаксный метод. Процедура оценивания знаний, умений, навыков по дисциплине Б «Системный анализ, оптимизация, принятие решений» включает учет успешности выполнения практических работ, самостоятельной работы и сдачу экзамена (6 семестр). Практические работы считаются успешно выполненными в случае предоставления в конце занятия отчета, включающего тему работы, ход
13 решения практических заданий и защите практического занятия ответе на вопросы по теме работы. Шкала оценивания «зачтено / не зачтено». «Зачтено» за практическую работу ставится в случае, если она полностью правильно выполнена, при этом обучающимся показано свободное владение материалом по дисциплине. «Не зачтено» ставится в случае, если работа решена неправильно, тогда она возвращается студенту на доработку и затем вновь сдаётся на проверку преподавателю. Самостоятельная работа считается успешно выполненной в случае предоставления письменного отчета по каждой теме. Темы соответствуют пункту 9 рабочей программы. Отчет должен включать в себя тему работы, ход решения практических заданий и защиту ответ на вопросы по теме работы. Шкала оценивания «зачтено / не зачтено». «Зачтено» за каждую тему самостоятельной работы ставится в случае, если она полностью правильно выполнена, при этом обучающимся показано свободное владение материалом по дисциплине. «Не зачтено» ставится в случае, если работа решена неправильно, тогда она возвращается студенту на доработку и затем вновь сдаётся на проверку преподавателю. В конце 6 семестра студенты сдают экзамен по дисциплине Б «Системный анализ, оптимизация, принятие решений». К экзамену по дисциплине обучающиеся допускаются при: предоставлении всех отчетов по всем практическим занятиям и защите всех практических занятий; сдачи всех отчетов по всем темам самостоятельной работы и их защите; активном участии при проведении коллоквиумов. Экзамен сдается устно, по билетам, в которых представлено 2 вопроса из перечня «Вопросы для экзамена». Оценивание проводится по принципу «отлично» / «хорошо» / «удовлетворительно»/ «неудовлетворительно». 14. Образовательные технологии В процессе преподавания дисциплины «Системный анализ, оптимизация, принятие решений» используются как классические формы и методы обучения (лекции, практические занятия), так и активные методы обучения (с использованием компьютерных технологий при выполнении текущих и индивидуальных заданий, в процессе тестирования). При проведении лекционных занятий по дисциплине преподаватель использует аудиовизуальные, компьютерные и мультимедийные средства обучения. По направлению подготовки реализация компетентностного подхода предусматривает использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий в сочетании с внеаудиторной
14 работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся. Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах, составляет не менее 20%. Тема занятия Вид занятия Интерактивная форма 6 семестр Основные принципы системного анализа и теории принятия решений Коллоквиум дискуссия Структура и методы принятия решений с использованием различных оценок практическое метод проектов Метод системных матриц практическое метод проектов Комбинаторные методы практическое метод проектов Статистические методы принятия решений практическое метод проектов Оптимальность в конфликтных ситуациях.. Коллоквиум мастер-класс 15. ПЕРЕЧЕНЬ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ДЛЯ ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО ДИСЦИПЛИНЕ 1. Основные издания 1. Балабан, О. М. Применение табличного процессора MS EXCEL в задачах системного анализа и принятия решений : учеб. пособие по курсу "Системный анализ, оптимизация и принятие решений" для студ. направления "Системный анализ и управление" / О. М. Балабан, О. С. Федорова, И. Г. Московский ; Саратовский гос. техн. ун-т им. Гагарина Ю. А. - Саратов : ИЦ "Наука", с. : ил. ; - Имеется электрон. аналог печ. изд. - ISBN Кол-во экз. 10 Параллельные издания: Балабан О. М. Применение табличного процессора MS EXCEL в задачах системного анализа и принятия решений : учеб. пособие по курсу "Системный анализ, оптимизация и принятие решений" для студ. направления "Системный анализ и управление" / О. М. Балабан. - Саратов : ИЦ "Наука", эл. опт. диск (CD-ROM). - ISBN (Шифр 519(075)/Б20) 2.Волкова В. Н. Теория систем [Текст] : учеб. пособие / В. Н. Волкова, А. А. Денисов. - М. : Высшая школа, с.- ISBN всего 8 экз. : 3. Павлов, С. П. Системный анализ и математические модели принятия решений : учеб. пособие для студ. всех спец. и напр. / С. П. Павлов, А. Б. Перегудов ; М-во образования и науки РФ, Саратовский гос. техн. ун-т. - Саратов : СГТУ, с. : ил. ; - ISBN всего 51 экз.
15 4.Шумский, А. А. Системный анализ в защите информации : учеб. пособие / А. А. Шумский, А. А. Шелупанов. - М. : Гелиос АРВ, с. : ил. ; - ISBN всего 10 экз. 5. Клименко И.С. Теория систем и системный анализ [Электронный ресурс]: учебное пособие/ Клименко И.С. Электрон. текстовые данные. М.: Российский новый университет, c. Режим доступа: ЭБС «IPRbooks», по паролю 2. Дополнительные издания 6. Мухин, В. И. Исследование систем управления. Анализ и синтез систем управления : учеб. / В. И. Мухин. - 2-е изд., доп. и перераб. - М. : Экзамен, с. : ил. ;. - ISBN всего 2 экз. 7. Системный анализ в логистике. Выбор в условиях неопределенности [Электронный ресурс] : учебник / Г. Л. Бродецкий. - Электрон. текстовые дан. - М. : ИЦ "Академия", эл. опт. диск (CD-ROM). - (Высшее профессиональное образование). - Систем. требования: Pentium II, 128 Мб ОЗУ, Windows 98/2000/ME/ХР/Vista/7, CD/DVD ROM, Adobe Acrobar Reader. - Загл. с контейнера Электронный аналог печатного издания. - Диск помещен в контейнер 14Х19 см. - Режим доступа: Параллельные издания: Бродецкий Г. Л. Системный анализ в логистике. Выбор в условиях неопределенности : учебник / Г. Л. Бродецкий. - М. : ИЦ "Академия", с: табл. - ISBN (Шифр 658(075)/Б88) 3. Периодические издания 8. Известия РАН. Теория и системы управления. - М. : Наука, Выходит раз в два месяца. - ISSN ( ) Зарегистрированы поступления: Интернет-ресурсы 9. библиотека по естественным наукам Российской
16 Академии Наук общероссийский математический портал электронная библиотека механикоматематического факультета МГУ научная электронная библиотека. 5. Источники ИОС Весь лекционный материал размещен в электронной форме в ИОС направления САУП интернет-ресурсов СГТУ имени Гагарина Ю.А лекционный материал. 16. Материально-техническое обеспечение Для осуществления образовательного процесса по дисциплине необходима лекционная аудитория общей площадью не менее 105 кв.м., оснащенная интерактивной доской, ноутбуком и проектором. Для практических занятий необходима учебная аудитория общей площадью не менее 40 кв.м., оснащенная меловой или маркерной доской, интерактивной доской, ноутбуком, проектором и имеющая доступ к проводному Интернету либо к Wi-fi. Для выполнения самостоятельной работы обучающиеся могут воспользоваться компьютерными классами ФТФ, аудиторией учебнонаучной лаборатории каф. ПМиСА, оснащенной 20 компьютерами, интерактивной доской и мультимедийным проектором, а также Электроннобиблиотечной системой ВУЗа. Для оформления презентаций к коллоквиуму обучающимся необходимы пакеты программ Microsoft Office (Excel, Word, Power Point, Acrobat Reader), Internet Explorer, или других аналогичных. На некоторых практических занятиях необходимо использовать пакеты прикладных программ ППП MS Excel.
17
docplayer.ru
Рыков А.С. Системный анализ. Модели и методы принятия решений и поисковой оптимизации [DJVU]
Москва: Издательский Дом МИСиС, 2009. - 608 с. ISBN 978-5-87623-196-3Монография написана на основе исследований и лекций, читающихся автором и течение ряда лет в Московском институте стали и сплавов, Московском физико-техническом институте и в ряде зарубежных университетов. Рассмотрены модели и методы системного анализа, включающие принятие решений при определенности, риске и нечеткости, коллективное и индивидуальное принятие решений, многокритериальную и нечёткую оптимизацию. Представлен широкий диапазон проблем: от получения и обработки экспертной информации, постановок многокритериальных задач принятия решений и оптимизации до методов поиска и получения решения. Подробно изложены диалоговые методы для решения широкого круга многокритериальных задач, включая методы прямого поиска.Материал монографии охватывает основные разделы учебного вузовского курса, аспирантских и кандидатских программ по теории принятия решений и поисковой оптимизации по специальностям «Системный анализ, управление и обработка информации» (05.13.01), «Управление в социальных и экономических системах» (05.13.10) и «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами» (05.13.06).Монография рассчитана на научных работников и инженеров — специалистов по методам системного анализа, принятия решений и оптимизации, студентов и аспирантов университетов и технических вузов, обучающихся по специальностям «Прикладная математика», «Прикладная информатика», «Системный анализ и управление», «Автоматизированные системы обработки информации и управления», «Информационные системы».Ил.53. Табл.46. Библиогр. список 271 назв.Особенности оцифровки:Раздельные, очищенные от мусора, ровные страницыСовпадение нумерации страниц с содержаниемСлой OCR-текстаСодержание:ПредисловиеОсновные понятия и задачи системного анализаСистемный анализ, системный подход, теория системСистемаЦельСтруктураКлассификация системМетодика и методологические принципы системного анализаОсновные понятия и обобщенная классификация задач принятия решенийФормальное описание моделей принятия решенийЭкспертные оценки. Методы и применениеМетодологические основы и предпосылки применения методов экспертного оцениванияОсновные типы шкал и методы проведения экспертизыКачественные экспертные оценки и их особенностиЭтапы работ по организации экспертного оцениванияОтбор экспертов и их характеристикиМетоды опроса экспертовМетоды обработки экспертной информации, оценка компетентности и согласованности мнений экспертовПоиск и исключение противоречий и ошибок в ответах экспертаДетерминированные модели и методы принятия решенийПостановки многокритериальных задач принятия решенийХарактеристики приоритета критериев. Нормализация критериевПринципы оптима.дьности в задачах принятия решенийПостановка задач оптимизации на основе комбинирования принципов оптимальностиТеория полезности. Аксиоматические методы многокритериальной оценкиМетод аналитической иерархииМетоды порогов несравнимости ЭЛЕКТРАДиалоговые методы. Метод ограниченийДиалоговые методы деформируемых конфигурацийДиалоговый метод выбора наилучшей паретовской точкиКачественные методы принятия решений (вербальный анализ)Статистические модели и методы принятия решений в условиях неопределенностиСтатистическая модель однокритериального принятия решений в условиях неопределенностиПостроение критериев оценки и выбора решений для первой ситуации априорной информированности ЛПРКритерий Байеса-ЛапласаКритерий минимума среднего квадратического отклонения функции полезности или функции потерьКритерий максимизации вероятности распределения функции полезностиМодальный критерийКритерий минимума энтропии математического ожидания функции полезностиКритерий ГермейераКомбинированный критерий. Объединение критериев Байеса-Лапласа и среднего квадратического отклонения функции полезности (потерь)Построение критериев оценки и выбора решений для второй ситуации априорной информированности ЛПРМаксиминный критерий ВальдаКритерии минимаксного риска СэвиджаПостроение критериев оценки и выбора решений для третьей ситуации априорной информированности ЛПРКритерий ГурвицаКритерий Ходжеса-ЛеманаПостроение универсального комбинированного критерия оценки и выбора решений для разных ситуаций априорной информированности ЛПРПример оценки отдельных характеристик качества информационной системы в условиях неопределённостиСтатистическая модель многокритериального принятия решений на основе принципов оптимальности в условиях неопределенностиДвухуровневая модель принятия решений в условиях неопределенности. Постановка задачиПостановка задач оптимизации на основе комбинирования принципов оптимальностиПример многокритериального оценивания качества информационной системы в условиях неопределенностиЗадачи и алгоритмы принятия коллективных решенийПринятие коллективных решений на основе голосованияОсновные процедуры голосованияЗадача принятия группового решенияАксиомы и парадокс ЭрроуПравила большинстваПравило суммы мест альтернативПравило БордаПравила вычеркиванияФункция общественного благаПример принятия коллективных решенийЗадачи и методы нечеткой оптимизации и принятия решений при нечетких состояниях средыПодходы к формализации нечеткости. Основные понятия и элементы теории нечетких множествЗадачи нечеткого математического программирования при одном критерии и нескольких ограниченияхЗадачи нечеткого математического программирования при нескольких критерияхМетоды многокритериальной оптимизации на основе множеств уровняПринятие решений при нечетких состояниях средыМногокритериальные решения при нечетких состояниях средыЗадачи и методы однокритериальной оптимизацииВопросы оптимизацииМетоды одномерной минимизацииМетоды безусловной минимизации гладких функцийМетоды первого порядка. Градиентные методыМетоды второго порядка. Метод НьютонаМетоды первого порядка. Квазиньютоновские методыМетоды сопряженных градиентовГладкие функции. Конечно-разностная аппроксимация производныхМетоды прямого поискаМетод покоординатного спускаМетод сеточного поиска (Хука-Дживса)Метод сопряженных направлений (Пауэлла)Методы случайного поискаСимлексные методы и комплекс-методы с отображением одной вершиныМетоды деформируемых конфигураций с правильными симплексамиПодход к построению алгоритмов на примере задач двумерной минимизацииМетоды решения задач многомерной минимизацииЛокальные свойства алгоритмовСравнение локальных свойств алгоритмовСимплексные алгоритмы минимизации нелинейных функцийСходимость методов минимизацииМетоды деформируемых конфигураций с произвольными симплексамиПодход к построению методов прямого поиска с деформируемыми симплексамиМетоды решения задач многомерной минимизацииЛокальные свойства методовСимплексные алгоритмы минимизацииСходимость методовМетоды деформируемых конфигураций с комплексамиПодход к построению методов с деформируемыми комплексамиОтображение вершин комплексаКритерии локальной оптимальности и локальные свойства методовАлгоритмы минимизацииСходимость методовОбобщенный подход к построению методов с деформируемыми конфигурациямиСвойства методов с обобщенными отображениямиМетоды деформируемых конфигураций в условиях помехВиды помехСвойства алгоритмов деформируемых конфигураций при абсолютных детерминированных помехахСвойства алгоритмов деформируемых конфигураций при абсолютных случайных помехахСимплексно-градиентные алгоритмы стохастической аппроксимацииГрадиентные алгоритмы с комплексамиСходимость симплексно-градиентных алгоритмов стохастической аппроксимацииУсловная оптимизацияПреобразование задач оптимизацииМетод внешних штрафных функцийМетод барьерных (внутренних штрафных) функцийМетод проекции градиентаМетод условного градиента (линеаризации)Метод возможных направленийМетод зеркальных построенийМетод скользящего допускаКомбинированный метод проектирования и штрафных функцийТест-функции. Недифференцируемые овражные функции для тестирования методов оптимизацииТест-функцииПостроение двумерных негладких тест-функцийПостроение многомерных негладких тест-функцийПараметры многомерных негладких тест-функцийПостроение овражных функций с изменяемой крутизной склоновПриложение 1Приложение 2Список литературыОглавлениеСведения об автореwww.twirpx.com
Лекция 3 Принципы и структура системного анализа - Лекции - Теория принятия решений (ТПР)
Лекции - Теория принятия решений (ТПР)скачать (664 kb.)Доступные файлы (14):
содержание3 Принципы и структура системного анализа.doc
Реклама MarketGid: Лекция 3 Принципы и структура системного анализаВопросы:
3.1 Принципы системного анализа
3.2 Структура системного анализа
Литература
1 Анфилатов В.С. и др. Системный анализ в управлении. – М.: Финансы и статистика, 2003 г. – стр.19-41.
Системный анализ применяется в тех случаях, когда у исследователя нет достаточных сведений о системе, которые позволили бы формализовать процесс ее исследования, включающий постановку и решение возникшей проблемы. Специфической особенностью методики системного анализа является то, что она должна опираться на понятие системы и использовать закономерности построения, функционирования и развития систем.
Общим для всех методик системного анализа является определение закона функционирования системы, формирование вариантов структуры системы (нескольких альтернативных алгоритмов, реализующих заданный закон функционирования) и выбор наилучшего варианта, осуществляемого путем решения задач декомпозиции, анализа исследуемой системы и синтез системы, снимающей проблему практики. Основой построения методики анализа и синтеза систем в конкретных условиях является соблюдение принципов системного анализа.
^
Принципы системного анализа - это некоторые положения, являющиеся обобщением опыта работы человека со сложными системами. Различные авторы излагают принципы с определенными отличиями, поскольку общепринятых формулировок на настоящее время нет. Однако, так или иначе, все формулировки описывают одни и те же понятия.
Наиболее часто к системным причисляют следующие принципы: принцип конечной цели, принцип измерения, принцип устойчивости, принцип единства, принцип связности, принцип модульного построения, принцип иерархии, принцип функциональности, принцип развития (историчности, открытости), принцип децентрализации, принцип неопределенности.
^ Это абсолютный приоритет конечной (глобальной) цели. Принцип имеет несколько правил:
- для проведения системного анализа необходимо в первую очередь сформулировать цель исследования. Расплывчатые, не полностью определенные цели влекут за собой неверные выводы;
- цель функционирования искусственной системы задается, как правило, системой, в которой исследуемая система является составной частью, что позволит определить ее основные существенные свойства, показатели качества и критерии оценки;
- при синтезе систем любая попытка изменения или совершенствования системы должна оцениваться относительно того, помогает или мешает она достижению конечной цели.
^ О качестве функционирования какой-либо системы можно судить только применительно к системе более высокого порядка. Другими словами, для определения эффективности функционирования системы надо представить ее как часть более общей и проводить оценку внешних свойств исследуемой системы относительно целей и задач суперсистемы.
^ (эквифинальности). Система может достигнуть требуемого конечного состояния, не зависящего от времени и определяемого исключительно собственными характеристиками системы при различных начальных условиях и различными путями. Это форма устойчивости по отношению к начальным и граничным условиям.
^ Это совместное рассмотрение системы как целого и как совокупности частей (элементов). Принцип ориентирован на декомпозицию с сохранением целостных представлений о системе.
^ Рассмотрение любой части совместно с ее окружением подразумевает проведение процедуры выявления связей между элементами системы и выявление связей с внешней средой (учет внешней среды). В соответствии с этим принципом систему в первую очередь следует рассматривать как часть (элемент, подсистему) другой системы, называемой суперсистемой или старшей системой.
^ Полезно выделение модулей в системе и рассмотрение ее как совокупности модулей. Принцип указывает на возможность вместо части системы исследовать совокупность ее входных и выходных воздействий (абстрагирование от излишней детализации).
^ Полезно введение иерархии частей и их ранжирование, что упрощает разработку системы и устанавливает порядок рассмотрения частей.
8 Принцип функциональности. Это совместное рассмотрение структуры и функции с приоритетом функции над структурой. Принцип утверждает, что любая структура тесно связана с функцией системы и ее частей. В случае придания системе новых функций полезно пересматривать ее структуру, а не пытаться втиснуть новую функцию в старую схему. Поскольку выполняемые функции составляют процессы, то целесообразно рассматривать отдельно процессы, функции, структуры. В свою очередь, процессы сводятся к анализу потоков различных видов:
- материальный поток;
- поток энергии;
- поток информации;
- смена состояний.
С этой точки зрения структура есть множество ограничений на потоки в пространстве и во времени.
^ Это учет изменяемости системы, ее способности к развитию, адаптации, расширению, замене частей, накапливанию информации. В основу синтезируемой системы требуется закладывать возможность развития, наращивания, усовершенствования. Обычно расширение функций предусматривается за счет обеспечения возможности включения новых модулей, совместимых с уже имеющимися. С другой стороны, при анализе принцип развития ориентирует на необходимость учета предыстории развития системы и тенденций, имеющихся в настоящее время, для вскрытия закономерностей ее функционирования.
Одним из способов учета этого принципа разработчиками является рассмотрение системы относительно ее жизненного цикла. Условными фазами жизненного цикла ИС являются проектирование, изготовление, ввод в эксплуатацию, эксплуатация, наращивание возможностей (модернизация), вывод из эксплуатации (замена), уничтожение.
Отдельные авторы этот принцип называют принципом изменения (историчности) или открытости. Для того чтобы система функционировала, она должна изменяться, взаимодействовать со средой.
^ Это сочетание в сложных системах централизованного и децентрализованного управления, которое, как правило, заключается в том, что степень централизации должна быть минимальной, обеспечивающей выполнение поставленной цели.
^ Он существенно влияет на функционирование системы в быстро меняющихся средах. То, что в централизованных системах можно сделать за короткое время, в децентрализованной системе будет осуществляться весьма медленно. Например, общее время синхронизации (перевода из состояния в ) цепи из N автоматов с n внутренними состояниями, зависящими от состояний соседних автоматов, при централизованном управлении составляет 1 такт, а для взаимодействующих только с непосредственными соседями составляет такта, в зависимости от сложности автоматов.
^ Поэтому в сложной системе обычно присутствуют два уровня управления. В медленно меняющейся обстановке децентрализованная часть системы успешно справляется с адаптацией поведения системы к среде и с достижением глобальной цели системы за счет оперативного управления, а при резких изменениях среды осуществляется централизованное управление по переводу системы в новое состояние.
^ Это учет неопределенностей и случайностей в системе. Принцип утверждает, что можно иметь дело с системой, в которой структура, функционирование или внешние воздействия не полностью определены.
Сложные системы не всегда подчиняются вероятностным законам. В таких системах можно оценивать «наихудшие» ситуации и рассмотрение проводить для них. Этот способ обычно называют методом гарантируемого результата. Он применим, когда неопределенность не описывается аппаратом теории вероятностей.
При наличии информации о вероятностных характеристиках случайностей (математическое ожидание, дисперсия и т.д.) можно определять вероятностные характеристики выходов в системе.
Перечисленные принципы обладают очень высокой степенью общности. Для непосредственного применения исследователь должен наполнить их конкретным содержанием применительно к предмету исследования. Такая интерпретация может привести к обоснованному выводу о незначимости какого-либо принципа. Однако знание и учет принципов позволяют лучше увидеть существенные стороны решаемой проблемы, учесть весь комплекс взаимосвязей, обеспечить системную интеграцию.
^
Технология решения проблем может быть представлен как цикл (рис. 3.1). При этом в процессе функционирования реальной системы выявляется проблема практики как несоответствие существующего положения дел требуемому.
Рисунок 3.1 - Технология решения проблем
Для решения проблемы проводится системное исследование (декомпозиция, анализ и синтез) системы, снимающее проблему. В ходе синтеза осуществляется оценка анализируемой и синтезируемой систем. Реализация синтезированной системы в виде предлагаемой физической системы позволяет провести оценку степени снятия проблемы практики и принять решение на функционирование модернизированной (новой) реальной системы.
При таком представлении становится очевидным еще один аспект определения системы: система есть средство решения проблем.
Основные задачи системного анализа могут быть представлены в виде трехуровневого дерева функций (рис. 3.2).
Рисунок 2 – Дерево функций системного анализа
На этапе декомпозиции, обеспечивающем общее представление системы, осуществляются:
1. Определение и декомпозиция общей цели исследования и основной функции системы как ограничение траектории в пространстве состояний системы или в области допустимых ситуаций. Наиболее часто декомпозиция проводится путем построения дерева целей и дерева функций.
2. Выделение системы из среды (разделение на систему/«несистему») по критерию участия каждого рассматриваемого элемента в процессе, приводящем к результату на основе рассмотрения системы как составной части суперсистемы.
3. Описание воздействующих факторов.
4. Описание тенденций развития, неопределенностей разного рода.
5. Описание системы как «черного ящика».
6. Функциональная (по функциям), компонентная (по виду элементов) и структурная (по виду отношений между элементами) декомпозиции системы.
Глубина декомпозиции ограничивается. Декомпозиция должна прекращаться, если необходимо изменить уровень абстракции - представить элемент как подсистему. Если при декомпозиции выясняется, что модель начинает описывать внутренний алгоритм функционирования элемента вместо закона его функционирования в виде «черного ящика», то в этом случае произошло изменение уровня абстракции. Это означает выход за пределы цели исследования системы и, следовательно, вызывает прекращение декомпозиции.
В автоматизированных методиках типичной является декомпозиция модели на глубину 5-6 уровней. На такую глубину декомпозируется обычно одна из подсистем. Функции, которые требуют такого уровня детализации, часто очень важны, и их детальное описание дает ключ к секретам работы всей системы.
В общей теории систем доказано, что большинство систем могут быть декомпозированы на базовые представления подсистем. К ним относят: последовательное (каскадное) соединение элементов, параллельное соединение элементов, соединение с помощью обратной связи.
Проблема проведения декомпозиции состоит в том, что в сложных системах отсутствует однозначное соответствие между законом функционирования подсистем и алгоритмом, его реализующим. Поэтому осуществляется формирование нескольких вариантов (или одного варианта, если система отображена в виде иерархической структуры) декомпозиции системы.
Рассмотрим некоторые наиболее часто применяемые стратегии декомпозиции.
^ Декомпозиция базируется на анализе функций системы. При этом ставится вопрос, что делает система, независимо от того, как она работает. Основанием разбиения на функциональные подсистемы служит общность функций, выполняемых группами элементов.
^ Признак выделения подсистем - изменение закона функционирования подсистем на разных этапах цикла существования системы «от рождения до гибели». Рекомендуется применять эту стратегию, когда целью системы является оптимизация процессов и когда можно определить последовательные стадии преобразования входов в выходы.
^ Признак выделения подсистем - шаги выполнения алгоритма функционирования подсистемы, стадии смены состояний. Хотя эта стратегия полезна при описании существующих процессов, результатом ее часто может стать слишком последовательное описание системы, которое не будет в полной мере учитывать ограничения, диктуемые функциями друг другу. При этом может оказаться скрытой последовательность управления. Применять эту стратегию следует, только если целью модели является описание физического процесса как такового.
^ Признак выделения подсистем - сильная связь между элементами по одному из типов отношений (связей), существующих в системе (информационных, логических, иерархических, энергетических и т.п.). Силу связи, например, по информации можно оценить коэффициентом информационной взаимосвязи подсистем , где - количество взаимоиспользуемых информационных массивов в подсистемах, - общее количество информационных массивов. Для описания всей системы должна быть построена составная модель, объединяющая все отдельные модели. Рекомендуется использовать разложение на подсистемы, только когда такое разделение на основные части системы не изменяется. Нестабильность границ подсистем быстро обесценит как отдельные модели, так и их объединение.
На этапе анализа, обеспечивающем формирование детального представления системы, осуществляются:
1. Функционально-структурный анализ существующей системы, позволяющий сформулировать требования к создаваемой системе. Он включает уточнение состава и законов функционирования элементов, алгоритмов функционирования и взаимовлияний подсистем, разделение управляемых и неуправляемых характеристик, задание пространства состояний Z, задание параметрического пространства Т, в котором задано поведение системы, анализ целостности системы, формулирование требований к создаваемой системе.
2. Морфологический анализ - анализ взаимосвязи компонентов.
3. Генетический анализ - анализ предыстории, причин развития ситуации, имеющихся тенденций, построение прогнозов.
4. Анализ аналогов.
5. Анализ эффективности (по результативности, ресурсоемкости, оперативности). Он включает выбор шкалы измерения, формирование показателей эффективности, обоснование и формирование критериев эффективности, непосредственно оценивание и анализ полученных оценок.
6. Формирование требований к создаваемой системе, включая выбор критериев оценки и ограничений.
Этап синтеза системы, решающей проблему, представлен в виде упрощенной функциональной диаграммы на рис. 3.3.
Рисунок 3 – Упрощенная функциональная диаграмма
этапа синтеза системы, решающей проблему
На этом этапе осуществляются:
1. Разработка модели требуемой системы (выбор математического аппарата, моделирование, оценка модели по критериям адекватности, простоты, соответствия между точностью и сложностью, баланса погрешностей, многовариантности реализаций, блочности построения).
2. Синтез альтернативных структур системы, снимающей проблему.
3. Синтез параметров системы, снимающей проблему.
4. Оценивание вариантов синтезированной системы (обоснование схемы оценивания, реализация модели, проведение эксперимента по оценке, обработка результатов оценивания, анализ результатов, выбор наилучшего варианта).
Оценка степени снятия проблемы проводится при завершении системного анализа.
Наиболее сложными в исполнении являются этапы декомпозиции и анализа. Это связано с высокой степенью неопределенности, которую требуется преодолеть в ходе исследования.
Рассмотрим процесс формирования общего и детального представления системы, включающий девять основных стадий.
^
Стадия 1 . Выявление главных функций (свойств, целей, предназначения) системы. Формирование (выбор) основных предметных понятий, используемых в системе. На этой стадии речь идет об уяснении основных выходов в системе. Именно с этого лучше всего начинать ее исследование. Должен быть определен тип выхода: материальный, энергетический, информационный, они должны быть отнесены к каким-либо физическим или другим понятиям (выход производства - продукция (какая?), выход системы управления - командная информация (для чего? в каком виде?), выход автоматизированной информационной системы - сведения (о чем?) и т.д.).
Стадия 2. Выявление основных функций и частей (модулей) в системе. Понимание единства этих частей в рамках системы. На этой стадии происходит первое знакомство с внутренним содержанием системы, выявляется, из каких крупных частей она состоит и какую роль каждая часть играет в системе. Это стадия получения первичных сведений о структуре и характере основных связей. Такие сведения следует представлять и изучать при помощи структурных или объектно-ориентированных методов анализа систем, где, например, выясняется наличие преимущественно последовательного или параллельного характера соединения частей, взаимной или преимущественно односторонней направленности воздействий между частями и т.п. Уже на этой стадии следует обратить внимание на так называемые системообразующие факторы, т.е. на те связи, взаимообусловленности, которые и делают систему системой.
Стадия 3. Выявление основных процессов в системе, их роли, условий осуществления; выявление стадийности, скачков, смен состояний в функционировании; в системах с управлением - выделение основных управляющих факторов. Здесь исследуется динамика важнейших изменений в системе, ход событий, вводятся параметры состояния, рассматриваются факторы, влияющие на эти параметры, обеспечивающие течение процессов, а также условия начала и конца процессов. Определяется, управляемы ли процессы и способствуют ли они осуществлению системой своих главных функций. Для управляемых систем уясняются основные управляющие воздействия, их тип, источник и степень влияния на систему.
Стадия 4 . Выявление основных элементов «несистемы», с которыми связана изучаемая система. Выявление характера этих связей. На этой стадии решается ряд отдельных проблем. Исследуются основные внешние воздействия на систему (входы). Определяются их тип (вещественные, энергетические, информационные), степень влияния на систему, основные характеристики. Фиксируются границы того, что считается системой, определяются элементы «несистемы», на которые направлены основные выходные воздействия. Здесь же полезно проследить эволюцию системы, путь ее формирования. Нередко именно это ведет к пониманию структуры и особенностей функционирования системы. В целом данная стадия позволяет лучше уяснить главные функции системы, ее зависимость и уязвимость или относительную независимость во внешней среде.
Стадия 5 . Выявление неопределенностей и случайностей в ситуации их определяющего влияния на систему (для стохастических систем).
Стадия 6. Выявление разветвленной структуры, иерархии, формирование представлений о системе как о совокупности модулей, связанных входами-выходами.
Стадией 6 заканчивается формирование общих представлений о системе. Как правило, этого достаточно, если речь идет об объекте, с которым мы непосредственно работать не будем. Если же речь идет о системе, которой надо заниматься для ее глубокого изучения, улучшения, управления, то нам придется пойти дальше по спиралеобразному пути углубленного исследования системы.
^
Стадия 7 . Выявление всех элементов и связей, важных для целей рассмотрения. Их отнесение к структуре иерархии в системе. Ранжирование элементов и связей по их значимости.
Стадии 6 и 7 тесно связаны друг с другом, поэтому их обсуждение полезно провести вместе. Стадия 6 - это предел познания «внутрь» достаточно сложной системы для лица, оперирующего ею целиком. Более углубленные знания о системе (стадия 7) будет иметь уже только специалист, отвечающий за ее отдельные части. Для не слишком сложного объекта уровень стадии 7 - знание системы целиком - достижим и для одного человека. Таким образом, хотя суть стадий 6 и 7 одна и та же, но в первой из них мы ограничиваемся тем разумным объемом сведений, который доступен одному исследователю.
При углубленной детализации важно выделять именно существенные для рассмотрения элементы (модули) и связи, отбрасывая все то, что не представляет интереса для целей исследования. Познание системы предполагает не всегда только отделение существенного от несущественного, но также уделение дополнительного внимания более существенному. Детализация должна затронуть и уже рассмотренную в стадии 4 связь системы с «несистемой». На стадии 7 совокупность внешних связей считается проясненной настолько, что можно говорить о доскональном знании системы.
Стадии 6 и 7 подводят итог общему, цельному изучению системы. Дальнейшие стадии уже рассматривают только ее отдельные стороны. Поэтому важно еще раз обратить внимание на системообразующие факторы, на роль каждого элемента и каждой связи, на понимание, почему они именно таковы или должны быть именно таковыми в аспекте единства системы.
Стадия 8 . Учет изменений и неопределенностей в системе. Здесь исследуются медленное, обычно нежелательное изменение свойств системы, которое принято называть «старением», а также возможность замены отдельных частей (модулей) на новые, позволяющие не только противостоять старению, но и повысить качество системы по сравнению с первоначальным состоянием. Такое совершенствование искусственной системы принято называть развитием. К нему также относят улучшение характеристик модулей, подключение новых модулей, накопление информации для лучшего ее использования, а иногда и перестройку структуры, иерархии связей.
Основные неопределенности в стохастической системе считаются исследованными на стадии 5. Однако недетерминированность всегда присутствует и в системе, не предназначенной работать в условиях случайного характера входов и связей. Добавим, что учет неопределенностей в этом случае обычно превращается в исследование чувствительности важнейших свойств (выходов) системы. Под чувствительностью понимают степень влияния изменения входов на изменение выходов.
Стадия 9. Исследование функций и процессов в системе в целях управления ими. Введение управления и процедур принятия решения. Управляющие воздействия как системы управления. Для целенаправленных и других систем с управлением данная стадия имеет большое значение. Основные управляющие факторы были уяснены при рассмотрении стадии 3, но там это носило характер общей информации о системе. Для эффективного введения управлений или изучения их воздействий на функции системы и процессы в ней необходимо глубокое знание системы. Именно поэтому мы говорим об анализе управлений только сейчас, после всестороннего рассмотрения системы. Напомним, что управление может быть чрезвычайно разнообразным по содержанию - от команд специализированной управляющей ЭВМ до министерских приказов.
Однако возможность единообразного рассмотрения всех целенаправленных вмешательств в поведение системы позволяет говорить уже не об отдельных управленческих актах, а о системе управления, которая тесно переплетается с основной системой, но четко выделяется в функциональном отношении.
На данной стадии выясняется, где, когда и как (в каких точках системы, в какие моменты, в каких процессах, скачках, выборах из совокупности, логических переходах и т.д.) система управления воздействует на основную систему, насколько это эффективно, приемлемо и удобно реализуемо. При введении управлений в системе должны быть исследованы варианты перевода входов и постоянных параметров в управляемые, определены допустимые пределы управления и способы их реализации.
Стадии 6-9 были посвящены углубленному исследованию системы. Далее идет специфическая стадия моделирования. О создании модели можно говорить только после полного изучения системы.
Скачать файл (664 kb.)gendocs.ru
