Ату в качестве учебного пособия для все форм обучения, обучающихся по направлениям 080800(230700) «Прикладная информатика», 230100 «Информатика и вычислительная техника» Уфа 2012



страница1/31
Дата10.12.2017
Размер3,72 Mb.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   31
Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Уфимский государственный авиационный технический университет»

Г.Г. Куликов, К.А. Конев, В.А. Суворова


Теория систем и системный анализ
Допущено Редакционно-издательским советом УГАТУ

в качестве учебного пособия для все форм обучения,

обучающихся по направлениям 080800(230700) «Прикладная

информатика», 230100 «Информатика и вычислительная техника»

Уфа 2012

УДК 681.5 (07)

ББК 32.365я7

К90

Рецензенты:

директор по развитию консалтинга в сфере IT-технологий ООО «Джи-Эм-Си-Эс Вертекс», д-р техн. наук, проф. А. В.Речкалов, зав. каф. информатики и информационных технологий в образовании ГОУ ВПО «Башкирский государственный педагогический университет им. Акмуллы», канд. пед. наук, доц. Горбунов В. М.

Куликов Г.Г., Конев К.А., Суворова В.А.

К90 Теория систем и системный анализ. Учебное пособие / Уфимск. гос. авиац. техн. ун-т. – Уфа: УГАТУ, 2012. – с.


ISBN 978-5-4221-0266-2
В части содержания пособие соответствует требованиям федерального государственного образовательного стандарта к дисциплине "Теория систем и системный анализ" направления подготовки бакалавров (080800) 230700 "Прикладная информатика".

Рассмотрены основные понятия и методы системного анализа и теории систем. Главное внимание уделено формированию системного мышления и развитию у студентов умений использования основных системных закономерностей и принципов при исследовании сложных систем.

Предназначено для студентов 2 и более старших курсов, изучающих дисциплину «Теория систем и системный анализ»
Табл. 6. Ил. 98. Библиогр.: 37 назв.

УДК 681.5 (07)

ББК 32.365я7
ISBN 978-5-4221-0266-2

© Уфимский государственный

авиационный технический университет, 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ


Введение 5

1.Основы теории систем 6

1.1.Подходы к исследованию окружающего мира 6

1.2.Система и её основные признаки 10

1.3.Свойства, функции и цели системы 22

1.4.Условия применения системного подхода 27

1.5.Контрольные вопросы 32

2.Функционирование сложных систем 34

2.1.Целостность систем 34

2.2.Жизненный цикл сложных систем 36

2.3.Возрастание и убывание энтропии и негэнтропии 38

2.4.Синергетический подход и самоорганизация сложных систем 41

2.5.Функционирование сложных систем 47

2.6.Контрольные вопросы 56

3.Управление в сложных системах 58

3.1.Основы теории управления 58

3.2.Принципы управления 59

3.3.Современные методы управления 62

3.4.Системы управления 64

3.5.Управление в организационных системах 67

3.6.Контрольные вопросы 70

4.Моделирование 71

4.1.Основные понятия моделирования 71

4.2.Принципы моделирования 74

4.3.Виды моделирования 77

4.4.Характеристика известных способов моделирования 80

4.5.Теория игр и принятие решений 83

4.6.Моделирование бизнес-процессов 86

4.7.Контрольные вопросы 97

5.Измерение в системном анализе 99

5.1.Понятие шкалы 99

5.2.Виды измерительных шкал 102

5.3.Квалиметрия в системном анализе 108

5.4.Представление справочников на шкалах 111

5.5.Контрольные вопросы 114

6.Системный анализ 115

6.1.Системный анализ как метод исследования 115

6.2.Онтологический аспект системного анализа 125

6.3.Гносеологический и структурный аспекты системного анализа 133

6.4.Этапы системного анализа 138

6.5.Системный анализ в экономике 157

6.6.Системная инженерия 159

6.7.Контрольные вопросы 161

Примерный перечень вопросов для теста по дисциплине «Теория систем и системный анализ» 163

Терминологический словарь 169

Список литературы 181



Введение

Подготовка студентов по направлению «Прикладная информатика» предусматривает изучение в сфере информационных технологий, ориентированных на определённую предметную область. Данное направление предполагает углублённое изучение информатики и тех областей научного знания, на которые она опирается. В числе таких областей: теория систем, системология, методология системного подхода к явлениям окружающего нас мира – множество областей научного знания, объединённого в рамках дисциплины «Теория систем и системный анализ».

Целью изучения данной дисциплины является рассмотрение принципов и закономерностей разработки и функционирования систем, методов принципов их анализа и синтеза, формирование навыков применения этих методов при системном анализе.

Основной задачей дисциплины являются приобретение студентами общих теоретических знаний по системному подходу к исследованию систем и практических навыков по их моделированию. Для освоения данного курса требуются базовые знания, полученные при изучении дисциплины «Математика», «Информатика».

Пособие создано как на основе опыта преподавания, так и с учётом практического опыта применения методик системного анализа при управлении учебными ресурсами, что нашло отражение в сквозном примере, иллюстрирующем содержание пособия.

Пособие рекомендовано в качестве основной литературы для студентов, обучающихся на направлении 230700 «Прикладная информатика».

Для повышения удобства изучения дисциплины термины в тексте пособия выделены полужирным курсивным шрифтом, примеры обозначены курсивным шрифтом, для иллюстрации излагаемого материала использованы таблицы и рисунки.

Пособие включает 5 глав, терминологический указатель и список использованной литературы.


  1. Основы теории систем


В данном разделе мы рассмотрим основы теории систем и системный подход к изучению окружающего нас мира.
    1. Подходы к исследованию окружающего мира


Известный нам мир безграничен и необъятен. Понять и описать его – задача современной науки.

По способу создания все объекты в мире делятся на 2 класса:



  • естественные, созданные природой;

  • искусственные, созданные человеком.

Искусственные объекты имеют важнейшее ограничение, состоящее в том, что они должны быть полезны для человека, а для этого и сохранять свою жизнеспособность в течение длительного времени. Если естественные объекты создавала природа и их форма и структура оттачивалась тысячелетиями, то у человека нет такого времени. Поэтому при создании искусственного объекта необходимо учесть объективные системные законы и закономерности, относящиеся к его созданию, функционированию и развитию, понять которые можно благодаря исследованию естественных объектов.

Рис.1 Иерархия уровней научного познания

Следовательно, для создания жизнеспособных, полезных для человека искусственных объектов необходимо познать законы функционирования естественных.

В современной науке можно выделить три основных уровня исследования сложных объектов, процессов и явлений (рис.1).

Каждый уровень научного познания относится к нижестоящему как «один ко многим». Например, закон диалектики, известный как «закон отрицания отрицания» в теории систем отражается как закономерность эволюции, закон жизненной кривой системы и т.д.

Анализ рис.1 показывает, что «теория систем – наука о правилах перехода с уровня на уровень, а естественные науки поставляют информацию о характере систем своего уровня» [15]. При этом теория систем не имеет смысла в отрыве от естественных наук, а они, в свою очередь, неспособны к серьёзным обобщениям без инструментария теории систем.

Цель и задачи дисциплины «Теория систем и системный анализ» в формировании системного мышления и выработке навыков исследования сложных систем с позиций системного подхода.

Исследованию предметной области теории систем и системного анализа посвящено множество работ, включая учебники (см., например [1, 4, 5, 7, 10, 15, 26, 27, 33, 37]).

Системный подход к научному познанию природы, общества и человека дал мощный импульс для развития в науке направления, известного под названием «теория систем». Главное научно-методическое значение системного подхода заключается в том, что он позволяет исследователям выявить и осознать принцип системности, проявляющейся практически во всех явлениях и процессах в природе и обществе и отдельно взятом человеке. Принцип системности состоит в том, что всякое целое, имеет свойства, отличные от свойств частей и должно рассматриваться и как отдельная сущность, связанная с более общими системами и как совокупность взаимосвязанных частей.

Помимо системного подхода, значительное влияние на развитие современной науки оказывают синергетический и информационный подходы, которые можно рассматривать как его дальнейшее развитие, дающее новые возможности для исследования сложных объектов, процессов и явлений (табл.1).



Таблица 1

Соотношение системных исследований и синергетики [14]

Системный подход

Синергетический подход

1. Акцент на статике систем, их морфологическом и функциональном описании

1. Внимание на процессах роста, развития и разрушения систем

2. Большое значение придаётся упорядоченности и равновесию

2. Хаосу отводится важная роль в процессах движения систем

3. Изучаются процессы организации систем

3. Исследуется процессы самоорганизации систем

4. Останавливается на стадии анализа структуры системы, абстрагируются от кооперативных процессов

4. Подчеркивается кооперативность процессов, лежащих в основе самоорганизации и развития систем

5. Проблема взаимосвязи рассматривается, в основном, как взаимосвязь компонентов внутри системы

5. Учитывается совокупность внутренних и внешних взаимосвязей системы

6. Источник движения в самой системе

6. Подчёркивается большая роль среды в процессе изменения

Синергетический подход позволил науке выявить новые грани факта самоорганизации и внутреннего развития системы. Дал возможность по-новому взглянуть на роль хаоса в природе и обществе. С позиции синергетики хаос – это не только стадия полной дезорганизации и разрушения структуры системы, но также и необходимое условие для зарождения нового процесса, это потенциальный источник нового развития более сложной и более высокоорганизованной системы.

Информационный подход открывает исследователю новую, информационную картину мироздания, качественно отличающуюся от классической вещественно-энергетической картины, которая сегодня не достаточна для современного представления об устройстве мироздания. Информационные процессы лежат в основе практически всех явлений в природе и обществе. Информационный подход позволяет увидеть многие процессы и явления в совершенно новом свете и выявить ранее не замеченные качества, которые оказываются важными для понимания сущности рассматриваемых явлений и их дальнейшего развития.

Толчок к развитию системных идей и системного подхода дали следующие три фактора (рис.2):



  • современные научные фундаментальные и прикладные исследования с подходом целостности и организованности объектов исследования (пример кибернетика, биология, психология и т.д.);

  • современная сложная техника и программное обеспечение, использующих системный подход как ведущий принцип разработки и проектирования;

  • организация производства и управления, социально-экономическая сфера общества, в которых при анализе процессов необходимо учитывать комплекс разнообразных факторов (экономические, экологические, социологические, организационные, психологические, правовые и этические аспекты).


Рис.2. Базис развития системного подхода

Следует отметить, что понятие «система», использованное в данном изложении не всегда правильно и однозначно интерпретируется, поэтому необходимо его отдельно рассмотреть и прокомментировать.



    1. Каталог: library
      library -> Практикум по дисциплине «Основы организационного управления в информационной сфере»
      library -> Лабораторная работа № Изучение микроконтроллера msp430. Последовательный ввод-вывод и измерение температуры
      library -> Программа вступительного экзамена для магистерской подготовки по специальности 1-40 80 01
      library -> Лабораторная работа № Изучение микроконтроллера msp430. Аналоговый ввод-вывод и коммуникация
      library -> Энциклопедия авиации. Главный редактор: Г. П. Свищёв. Издательство: Москва, «Большая Российская Энциклопедия»
      library -> Космодром Байконур. Наша гордость или боль?: Проблема крупным планом/Г. Искакова // Индустриальная Караганда. 2002. 19 янв
      library -> Системы мониторинга региональных финансов


      Поделитесь с Вашими друзьями:
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   31


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2019
обратиться к администрации

войти | регистрация
    Главная страница


загрузить материал