Слайд 1Тема№3
Принципы системного анализа
1. Понятие сложной системы. Основные определения.
2. Методы и
принципы системного анализа.
3.Системный анализ и системный синтез.
Слайд 2Определения системы
Под ними понимается упорядоченное определенным образом (для каждой системы
по-своему) множество элементов, которые связаны между собой и в совокупности
образуют нечто целое.
Однако наиболее универсальным следует признать то, в котором под системой понимается совокупность взаимосвязанных объектов, подчиненных определенной единой цели с учетом условий окружающей среды.
Слайд 3Определения системы
«Система - это комплекс взаимодействующих компонентов».
«Система - это множество
связанных действующих элементов».
«Система - это множество взаимосвязанных элементов... не существует
ни одного подмножества элементов, не связанного с другим подмножеством».
«Система - это не просто совокупность единиц, а совокупность отношений между этими единицами»
Слайд 4Определения системы
«Системой можно назвать только такой комплекс избирательно-вовлеченных компонентов, у
которых взаимодействие и взаимоотношение приобретает характер взаимосодействия компонентов на получение
фокусированного полезного результата».
Слайд 5Свойства системы
Структура и функционирование системы определяются поставленными перед ней целями
и задачами.
система представляет собой упорядоченную (а не хаотическую) совокупность элементов.
Слайд 6Элементы системы
элементы системы взаимосвязаны и взаимодействуют в рамках этой системы,
являясь ее подсистемами. Каждый элемент системы, будучи подсистемой, характеризуется самостоятельностью,
качественной обособленностью, в силу чего может рассматриваться как самостоятельная система другого уровня;
Слайд 7Система
система как целое выполняет определенную функцию, которая не может быть
сведена к функциям каждого отдельно взятого ее элемента;
система как целое
выполняет определенную функцию, которая не может быть сведена к функциям каждого отдельно взятого ее элемента;
Слайд 8Внешняя среда
Внешняя среда - набор существующих в пространстве и во
времени объектов (систем), которые, как предполагается, оказывают действие на систему.
Слайд 9Классификация систем
Детерминированные
Стохастические
Неопределенные
Простые
Сложные
Кибернетические
Некибернетические
Слайд 10Кибернетические системы
Управляющая Управляемая
система
система
человек человек
человек машина
машина машина
Слайд 11Оценка сложной системы
Качество функционирования сложной системы будем оценивается при помощи
показателей эффективности. Под показателем эффективности сложной системы будем понимать такую
числовую характеристику системы, которая оценивает степень приспособленности системы к выполнению поставленных перед нею задач.
Слайд 12Основы системного подхода при исследовании СЭП.
Под операцией в настоящее время
понимают совокупность действий, мероприятий, направленных на достижение некоторой цели, т.
е. совокупность целенаправленных действий. Основной задачей исследования операций является поиск путей достижения цели .
Слайд 13Основные направления исследования сложных систем.
1. Создание и описание способов действий,
приводящих к достижению цели; среди которых необходимо производить выбор «наилучших»
способов.
2. Создание модели операции, дающей математическое описание цели, процесса и результатов проведения операции.
Слайд 143. Оценка и сравнение эффективности конкурирующих способов действий на основании
созданной модели.
4. Разработка понимания оптимального выбора действий и математических методов
поиска их.
Слайд 15Этапы исследования
сложных систем
Определение целей;
Составление плана разработки проекта;
Формулировка
проблемы;
Построение модели;
Разработка вычислительного метода;
Слайд 16Разработка технического задания на программирование, программирование и отладка программы;
Сбор
данных;
Проверка модели;
Реализация результатов.
Слайд 17Цели исследования
Цели исследования формулируются, исходя из сущности решения или решений,
на получение которых ориентирована данная работа. Нельзя ставить и излишне
широкие цели, что обычно приводит к безуспешной попытке сразу решить все проблемы фирмы в рамках одного всеобъемлющего исследования.
Слайд 18Алгоритм исследования системы
Для достижения цели оперирующая сторона имеет в своем
распоряжении некоторый запас (ресурс) активных средств, используя и, как правило,
расходуя которые, она может добиваться цели.
В операции по выполнению производственного плана в качестве активных средств выступают: станочный парк, запасы сырья, рабочая сила, денежные средства и т. п.
Слайд 19Факторы операции
Способы действий, т. е. способы использования активных средств, принято
называть стратегиями оперирующей стороны, каковыми являются, например
способы использования экономических ресурсов. Оценка приемлемости и сравнение стратегий составляют основу работы исследователя операций.
Слайд 20
Результаты операции по достижению цели зависят, конечно, при данном количестве
активных средств от выбора стратегий, т. е. от факторов, находящихся
в распоряжении оперирующей стороны (контролируемые факторы).
Слайд 21Неконтролируемые факторы
Эти факторы и составляют то, что обычно называют обстановкой
проведения операции. Так, в сельском хозяйстве неконтролируемым фактором является метеорологическая
обстановка; в экономике социальный фактор….
Слайд 22Учет неконтролируемых факторов
Самое общее качественное описание элементов любой операции заканчивается
указанием на информированность оперирующей стороны и исследователя операции об обстановке
операции, т. е. на точность знания значений неконтролируемых факторов в данной конкретной операции. Кроме этой информированности важна также и информированность различных частей оперирующей стороны о решениях, действиях и результатах действия этих частей.
Слайд 23Описание операции
Как и всякий процесс, ход операции должен описываться некоторым
количеством n фазовых координат Φi. Задание функций Φi (t) полностью
описывает изменение операции в данной модели. Чем больше фазовых координат, тем, вообще говоря, точнее описание операций, но тем и сложнее исследование модели.
Слайд 24Критерий эффективности.
Степень соответствия хода операции поставленной цели характеризуется достигаемым значением
функционала W= F [Φ 1 (t), ..., Φ n (t)]
который является критерием эффективности. Цель операции математически означает стремление к увеличению (или уменьшению) величины критерия эффективности.
Слайд 25Критерий эффективности.
Стремление к увеличению критерия эффективности, таким образом,
является математическим описанием цели операции. В модели он
полностью заменяет собой цель, и исследователь операции имеет дело только с ним.
Слайд 26Активные средства
Активные средства характеризуются своим количеством. Если они состоят из
различных вещей (например, станки, деньги, рабочая сила), то количество активных
средств различного вида образует вектор А = {a1, ..., аn}, а ограниченность активных средств математически выражается как ограниченность компонент вектора: ai ≤ ai max.
Слайд 27Действия по достижению цели
Возможности действий - набор некоторых величин xj(1≤
j ≥ k), влияющих на фазовые координаты. Эти величины выбираются
произвольно оперирующей стороной из некоторого заданного множества. Этот выбор изменяется со временем или с получением информации о ходе операции, т. е. о фазовых координатах. Величины хj можно трактовать как реальное разбиение активных средств на группы, используемые в разных местах и в разное время.
Слайд 28Стратегия исследователя
Стратегией оперирующей стороны с точки зрения исследователя операции является
в общем случае правило поведения, разрешенное ожидающейся информацией, т. е.
операторы xj[t, Φ 1 (t), ..., Φ n (tn)], где tn<=t - δi, δ- неизбежное запаздывание во времени, необходимое на получение и обработку информации о течении операции и реализацию решения на назначение xj в момент t.
Слайд 29Неконтролируемые факторы
Неконтролируемые факторы, можно разделить на три группы
I. Фиксированные факторы,
значения которых известны исследователю операции.
II. Случайные фиксированные факторы, т. е.
случайные процессы с известными законами распределения.
Слайд 30
III. Неопределенные факторы, для которых известна только область распределения фактора,
внутри которой они могут находиться, или область, внутри которой находятся
законы, если известно, что фактор случаен, но неизвестен точно закон распределения. В последнем случае лучше говорить о неопределенном законе распределения случайного фактора.
Слайд 31Неопределенные факторы
Неопределенные факторы, делят на следующие подгруппы:
а) неопределенные факторы, появляющиеся
за счет наличия независимо от оперирующей стороны условий и факторов
внешней среды;
Слайд 32
б) неопределенные факторы, появляющиеся из-за недостаточной изученности каких-либо процессов или
величин; такие неопределенности можно назвать природными;
Слайд 33в) неопределенные факторы, отражающие нечеткость знания цели операции или критерия
эффективности; формально этот вид неопределенных факторов может быть, конечно, отнесен
к природным, однако необходимо подчеркнуть его особое место в исследовании операций