Питання для контролю за курсом лекцій «Теорія систем та системний аналіз»
Які завдання належать до завдань управління?
До завдань управління:
Завданняцілепокладання -визначення необхідного стану або поведінки системи.
Завданнястабілізації -утримання системи в існуючому стані в умовах впливів, що обурюють.
Завдання виконання програми - переклад системи в необхідний стан в умовах, коли значення керованих величин змінюються за відомими детермінованими законами.
Завданняспостереження -утримання системи на заданій траєкторії (забезпечення необхідної поведінки) в умовах, коли закони зміни керованих величин невідомі або змінюються.
Завданняоптимізації -утримання або переведення системи у стан з екстремальними значеннями характеристик за заданих умов та обмежень.
Які системи називаються системами з управлінням?Що входить до системи з управлінням?
Система - сукупність елементів і зв'язків між ними, що має певну цілісність.
Система з керуванням включає три підсистеми:
керуючу систему (УС),
об'єкт управління (ОУ) А
та систему зв'язку (СС).
К
Основними групами функцій системи управління є:
• функції прийняття рішень - функції перетворення змісту інформації з >;
• рутинні функції обробки інформації;
• функції обміну інформацією o>.
Що називається циклом управління?
Сукупність функцій управління, виконуваних у системі за зміни середовища, прийнято називати циклом управління.
Які шляхи вдосконаленнясистем з керуванням?
Основними шляхами вдосконалення систем з керуванням є:
1. Оптимізація чисельності управлінського персоналу.
2. Використання нових засобів організації роботи СУ.
3. Застосування нових методів вирішення управлінських завдань.
4. Зміна структури СУ.
5. Перерозподіл функцій та завдань у УС.
6. Механізація управлінської праці.
Як застосовується системний аналіз у процесі створення ІВ?Які завдання входять до складу завдань системного аналізу в процесі створення ІВ?
Сукупність засобів інформаційної техніки та людей, об'єднаних для досягнення певних цілей, у тому числі для управління, утворюєінформаційну систему(ІВ).
До складу завдань системного аналізу у процесі створення ІВ входять завдання декомпозиції, аналізу та синтезу.
Завдання декомпозиціїозначає представлення системи у вигляді підсистем, що складаються з дрібніших елементів. Часто завдання декомпозиції розглядають як складову частину аналізу.
Завдання аналізуполягає у знаходженні різного роду властивостей системи або середовища, що оточує систему. Метою аналізу може бути визначення закону перетворення інформації, що задає поведінку системи. В останньому випадку йдеться проагрегацію(композиції) системи в один-єдиний елемент.
Завдання синтезусистеми протилежне задачі аналізу. Необхідно за описом закону перетворення побудувати систему, що фактично виконує це перетворення за певним алгоритмом. У цьому має бути попередньо визначено клас елементів, у тому числі будується шукана система, реалізує алгоритм функціонування.
Як визначити систему, використовуючи семантичну модель?
Гомоморфізмоммножин, якщо виконується умова
Ізоморфізммножини А на B є взаємно однозначним гомоморфізмом, тобто (а1, a2, . аk) А (f(а1), (a2), . , (аk)) Ст.
Системою називається кортеж
Тут a - підмодель, що визначає поведінку системи. Іноді ця підмодель може розглядатися як «чорна скринька», про яку відомо лише те, що на певні дії він реагує певним чином;
b - підмодель, що визначає структуру системи при її внутрішньому розгляді;
P0 a b -предикат цілісності, що визначає призначення системи, семантику (сенс) моделей a та b, а також семантику перетворення a b
P0 a b = 1, якщо перетворення a b існує при взаємно однозначній відповідності між елементами носіїв моделей a та b в іншому випадку P0 a b = . говорити про те, що система це семантична модель, що має внутрішню інтерпретацію.
Підмодель a може бути представлена у вигляді кортежу, що включає п'ять об'єктів:
a = (1.3) дех=x(t) -вхідний сигнал, тобто. кінцева безліч функцій часу t
вихідний сигнал, що являє собою кінцеву множину функцій y =,
z= z(t) - змінна стан моделі a , що також характеризується кінцевим безліччю функцій z =,знання яких у заданий момент часу дозволяє визначити значення вихідних характеристик моделі a;
іg-функціонали (глобальні рівняння системи), що задають поточні значення вихідного сигналуу (t)та внутрішнього стануz(t ):
Співвідношення (1.4) і (1.5) називають рівнянням спостереження та рівнянням стану системивідповідно.Якщо в опис системи введені функціоналиіg,то вона вже не розглядається як « Однак для багатьох систем визначення глобальних рівнянь виявляється справою важкою і часто навіть неможливою, що і пояснює необхідність використання цього терміна.
Які типи систем Ви знаєте?
Системи прийнято поділяти на:
фізичні та абстрактні, динамічні та статичні, прості та складні, природні та штучні, з управлінням та без управління, безперервні та дискретні, детерміновані та стохастичні, відкриті та замкнуті.
Які системи належать до складних систем? Якимиосновними ознаками характеризуються складні системи?
Розподіл систем напрості та складні (великі)підкреслює, що в системному аналізі розглядаються не будь-які, а саме складні системи великого масштабу. При цьому виділяють структурну та функціональну (обчислювальну) складність.
Складні системи характеризуються трьома основними ознаками:
властивістюробастності, наявністюнеоднорідних зв'язківтаемерджентністю.
Які системи називаються відкритими інформаційнимисистемами?
Системи з нетривіальним вхідним сигналомx(t),джерелом якого не можна керувати (безпосередньо спостерігати), або системи, в яких неоднозначність їхньої реакції не можна пояснити різницею в станах, називаютьсявідкритими.
Простий атрактор, званий математиками нерухомою точкою,є такий вид рівноваги, який характерний для стану стійких систем після короткочасного обурення (стан спокоюємності з водою після струшування).
Другий вид атрактора-граничний цикл маятника.Всі різновиди граничного циклу передбачувані.
Третій різновидназивається дивним атрактором. Виявлено багато систем, що мають вбудовані в них джерела порушень, які не можуть бути заздалегідь передбачені (погода, місце зупинки кульки в рулетці). В експериментах спостерігали за краном, з якого нерегулярно крапали краплі, хоча проміжки повинні бути регулярними та передбачуваними, оскільки вентиль зафіксований і потік води постійний.
Що таке елемент системи, середовище, підсистема?
Елемент–це певний об'єкт (матеріальний, енергетичний, інформаційний), що має низку важливих властивостей і реалізує в системі певний закон функціонуванняFs,внутрішня структура якого не розглядається.
• некерованих вхідних сигналів xi X, i = 1, . kx перетворюваних аналізованим елементом;
• впливів довкілля n v N, v = 1. kn ,що представляють шум, перешкоди;
• керуючих сигналів (подій) um U, т = 1, . , ku, поява яких призводить до переведення елемента з одного стану до іншого.
елемент - це неподільна найменша функціональна частина системи, що досліджується, що включаєs>
Функціональну модель елемента представлятимемо як y(t) = F s (х, n, u, t).
Середовище– це безліч об'єктів S поза даним елементом (системою), які впливають на елемент (систему) і самі перебувають під впливом елемента (системи).
Підсистема- це частина системи, виділена за певною ознакою, що володіє деякою самостійністю іщо допускає розкладання на елементи у межах даного розгляду.
Як можна охарактеризувати елемент?
Законом функціонуванняFs,описує процес функціонування елемента системи в часі, називається залежністьy(t) =Fs(x,n, і,t).
Поняття поведінки прийнято відносити лише доцілеспрямованихсистем і оцінювати запоказниками.
Мета -ситуація чи область ситуацій, яка має бути досягнута при функціонуванні системи за певний проміжок часу.
Показник -характеристика, що відображає якість j-ї системи або цільову спрямованість процесу (операції), що реалізується j-ю системою:
приватні показники якості(абоефективності)
узагальнений показник якості(абоефективності)
Що розуміється під процесом функціонування системи?
Процесомназивається сукупність станів системи z(t0), z(t1), . ,z(tk), упорядкованих щодо зміни будь-якого параметраt,визначального властивості системи.Процес функціонування- це послідовна зміна станів.
Стансистеми-це безліч значень характеристик системи в даний момент часу.
Чи є різниця між ефективністю процесу, що реалізується системою, та якістю системи?
Якість -це сукупність істотних властивостей об'єкта, що зумовлюють його придатність для використання за призначенням.
Ефективність процесу- це ступінь його пристосованості до досягнення мети.
Критерій ефективності -це узагальнений показник і правило вибору найкращої системи(Кращого рішення).
Як визначити структуру системи?
Структура -сукупність утворюють систему елементів та зв'язків між ними.
Це поняття вводиться для опису підмоделі b - підмодель, що визначає структуру системи при її внутрішньому розгляді;
Змінюючи зв'язки при збереженні елементів, можна отримати іншу систему, що має нові властивості або реалізує інший закон функціонування (паралельна або послідовна).
Ситуація -сукупність станів системи та середовища в один і той самий момент часу.
Проблема -невідповідність між існуючим і необхідним (цільовим) станом системи при даному стані середовища в даний момент часу.
Навіщо використовується моделювання систем?
Моделювання систем використовується для: опису, пояснення та прогнозування поведінки реальної системи.
Модель – це відображення об'єкта, що спостерігається, через суб'єктивне уявлення його істотних властивостей.
Які типи моделей систем Ви знаєте?
Найважливішим якістю моделі і те, що вона дає спрощений образ, відбиває в повному обсязі властивості прототипу, лише ті, які істотні на дослідження.
Складні системи характеризуються виконуваними процесами (функціями), структурою та поведінкою у часі. Для адекватного моделювання цих аспектів в автоматизованих інформаційних системах розрізняють функціональні, інформаційні та поведінкові моделі, які перетинаються один з одним.
Які види моделювання систем Ви знаєте?
Які основні принципи побудови математичнихмоделей?
Математичнемоделювання - це процес встановлення відповідності даномуреальному об'єкту деякого математичного об'єкта, що називається математичною моделлю.
Перед побудовою: Провести формалізацію процесу, тобто. побудовано математичну модель. Визначити міру наближення. Визначити форму запису (інваріантна, аналітична, алгоритмічна чи схемна (графічна)).
Основні принципи побудови
Адекватність- відповідність моделі цілям дослідження за рівнем складності та організації, а також відповідність реальній системі щодо обраної множини властивостей.
Відповідність моделі розв'язуваної задачі.Модель повинна будуватися для вирішення певного класу задач або конкретної задачі дослідження системи.
Спрощення за збереження істотних властивостей системи. Модель має бути в деяких відносинах простішою за прототип - у цьому сенс моделювання.
Відповідність між необхідною точністю результатів моделювання і складністю моделі.Моделі за своєю природою завжди мають наближений характер.
Баланс похибок різних видів.
Багатоваріантність реалізацій елементів моделі. Різноманітність реалізацій одного і того ж елемента, що відрізняються за точністю (співвідношення «точність/складність»).
У чому полягають основні засади системного аналізу?
основні принципи системного аналізу: