47 Математическое моделирование управляемого развития научных способностей, "Известия Академии наук", серия "Теория и системы управления", 3, 2000, С.100-106

48, Системный мониторинг уровня сформированности универсальных компетенций студентов (выпускников) высших учебных заведений// Материалы XYIII Всероссийской научно-методической конференции. «Проектирование федеральных государственных образовательных стандартов и образовательных программ высшего профессионального образования на компетентностной основе». – М.: Уфа: Исследовательский центр проблем качества подготовки специалистов, 2008. С.11-18.

5. Общие вопросы проектирования ИСТ в науке и образовании

Стадии проектирования ИСТ

Содержание стадий проектирования ИСТ описано описано в таблице 10. Информационная система называется в этом документе автоматизированной системой (АС).

Таблица 10 - Стадии и этапы создания автоматизированной системы

(по ГОСТ 34.601-90)

Стадии

Этапы работ

1. Формирование требований к АС

1.1. Обследование объекта и обоснование необходимости создания АС.

1.2. Формирование требований пользователя к АС.

1.3. Оформление отчёта о выполненной работе и заявки на разработку АС (тактико-технического задания).

2. Разработка концепции АС

2.1. Изучение объекта.

2.2. Проведение необходимых научно-исследовательских работ.

2.3. Разработка вариантов концепции АС, удовлетворяющих требованиям пользователя.

2.4. Оформление отчёта о выполненной работе.

3. Техническое задание

3.1. Разработка и утверждение технического задания на создание АС.

4. Эскизный проект

4.1. Разработка предварительных проектных решений по системе и её частям.

4.2. Разработка документации на АС и её части.

5. Технический проект

5.1. Разработка проектных решений по системе и её частям.

5.2. Разработка документации на АС и её части.

5.3. Разработка и оформление документации на поставку изделий для комплектования АС и (или) технических требований (технических заданий) на их разработку.

5.4. Разработка заданий на проектирование в смежных частях проекта объекта автоматизации.

Продолжение таблицы 10

6. Рабочая документация

6.1. Разработка рабочей документации на систему и её части.

6.2. Разработка или адаптация программ.

7. Ввод в действие

7.1. Подготовка объекта автоматизации к вводу АС в действие.

7.2. Подготовка персонала.

7.3. Комплектация АС поставляемыми изделиями (программными и техническими средствами, программно-техническими комплексами, информационными изделиями).

7.4. Строительно-монтажные работы.

7.5. Пусконаладочные работы.

7.6. Проведение предварительных испытаний.

7.7. Проведение опытной эксплуатации.

7.8. Проведение приёмочных испытаний.

8. Сопровождение АС

8.1. Выполнение работ в соответствии с гарантийными обязательствами.

8.2. Послегарантийное обслуживание.

Системный анализ используется, в основном, на ранних стадиях проектирования: при разработке требований к системе, ее концепции, технического задания и эскизного проекта. На этих стадиях, в соответствии с рекомендациями ГОСТ 34.601-90, проводят:

·  сбор данных об объекте автоматизации и осуществляемых видах деятельности;

·  оценку качества функционирования объекта в осуществляемых видах деятельности, выявление проблем, решение которых возможно средствами автоматизации;

·  оценку (технико-экономической, социальной и т. д.) целесообразности создания АС;

·  формулировку и оформление требований пользователя к АС;

·  детальное изучение объекта автоматизации и необходимые научно-исследовательские работы (НИР), связанные с поиском путей и оценкой возможности реализации требований пользователя;

·  разработку альтернативных вариантов концепции создаваемой АС и планов их реализации; оценку необходимых ресурсов на их реализацию и обеспечение функционирования; оценку преимуществ и недостатков каждого варианта; определение порядка оценки качества и условий приёмки системы; оценку эффектов, получаемых от системы;

·  определение функций АС и ее подсистем, их целей и эффектов; состава комплексов задач и отдельных задач; концепции информационной базы, её укрупнённой структуры; функций системы управления базой данных; состава вычислительной системы; функций и параметров основных программных средств.

При выполнении всех этих работ необходим системный подход. Он должен исходить из положения, что эффективная информатизация является существенным фактором в эволюции объекта информатизации, приводящим к смене его парадигмы или, как минимум, к смене структуры, подготавливающей в последующем смену парадигмы.

Принципы системного подхода при проектировании ИСТ

Системный подход должен, прежде всего, обеспечить использование при проектировании ИС основных систмных принципов. К ним можно отнести синергетические принципы и систему принципов проектирования, сформулированную .

Синергические принципы включают:

·  принцип эволюции системы, необратимости процессов её развития;

·  принцип возможного решающего воздействия (при определенном стечении обстоятельств) малых изменений поведения системы на её эволюцию;

·  принцип многовариантности путей развития системы и возможности выбора оптимальных из них;

·  принцип невмешательства в процессы самоуправляемого развития и непредсказуемости эволюционного поведения системы и, в то же время, учёт возможности организовать управляющие воздействия на ресурсы и процессы в системе;

·  принцип учёта стохастичности и неопределённости процессов (поведения систем);

·  принцип взаимовоздействия усложнения организации, устойчивости и темпов развития систем;

·  принцип учёта факторов стабильности и нестабильности системы (возникновения устойчивости из неустойчивого поведения), порядка и хаоса в системе (возникновения порядка из хаоса), определенности и неопределенности;

·  принцип взаимовлияния устойчивости среды отдельной подсистемы или элемента (микросреды) и процессов во всей системе (макросреды);

·  принцип существенного влияния человеческого фактора.

Следует также ориентироваться на принципы построения информационных (автоматизированных) систем, сформулированные еще в 60-х гг. ХХ в. :

·  новых задач;

·  системности;

·  обратной связи;

·  первого руководителя;

·  типизации проектных решений;

·  одноразовости ввода данных;

·  согласованности пропускных способностей частей системы.

Принцип новых задач заключается в том, что в ходе аналитического и информационного анализа системы управления предприятием выявляются новые задачи, которые до внедрения ИС были осознаны или не могли решаться из-за их сложности. Например, последовательная поэлементная автоматизация элементов уже сложившегося бизнес-процесса, как правило, не дает существенного эффекта. А коренная перестройка бизнес-процесса, основанная на его информатизации, приносит существенный эффект. Примеры этого приведены в разделе 3.3.3. В частности, задачи, решаемые в оптимизационном режиме, дают высокий экономический эффект с одновременным сокращением затрат ручного труда управленческого персонала предприятия.

При поиске новых задач полезно иметь в виду две основные концепции подхода к исследованию возможностей информатизации объекта (третья концепция - их комбинации):

·  ориентацию на проблемы, которые необходимо решать с помощью этой информационной системы, т. е. проблемно-ориентированный (или индуктивный) подход;

·  ориентацию на технологию, которая доступна в данное время в данной системе, т. е. технологично-ориентированный (или дедуктивный) подход.

Выбор концепции зависит от стратегических (тактических) и\или долгосрочных (краткосрочных) критериев, проблем, ресурсов. Если вначале изучаются возможности имеющейся технологии, а после их выяснения определяются актуальные проблемы, которые можно решить с их помощью, то необходимо опираться на технология-ориентированный подход. Если же вначале определяются актуальные проблемы, а затем внедряется технология, достаточная для решения этих проблем, то необходимо опираться на проблемно-ориентированный подход. При этом обе концепции построения информационной системы зависят друг от друга: внедрение новых технологии изменяют решаемые проблемы, а изменение решаемых проблем приводит к необходимости внедрения новых технологий; и то и другое влияет на принимаемые решения.

Принцип системности и комплексного подхода к проектированию ИС состоит в том, что все вопросы, связанные с проектированием, должны решаться на основе определенной цели и критериев функционирования системы, взаимной увязки организационно-технологических решений, программно-математического, информационного, правового и технического обеспечения ИС. С этим принципом тесно связан принцип субоптимизации, заключающийся в том, что несистемная оптимизация конкретной подсистемы нередко дает эффект, но не позволяет оптимизировать систему в целом. Успешное решение взаимоувязанных задач ИС возможно только при условии открытости и доступности электронных баз данных по всем управленческим вертикалям и горизонталям.

Функционирование системы Internet позволяет получить для решения задачи ИС любую требуемую информацию (исключая "защищенные" сведения) из баз данных, если они подключены к глобальной компьютерной сети. Системный подход неразрывно связан с эффективным использованием человеко-машинного диалога, с системой программ, обеспечивающих четкое управление диалогом. При реализации человеко-машинного диалога необходимо предусматривать тесное взаимодействие управленческого персонала с компьютерным комплексом ИС, передачу системе возрастающих объемов рутинных работ с тем, чтобы большую часть времени работники использовали для решения творческих задач управления.

Принцип обратной связи заключается в том, что процесс разработки и внедрения ИС следует рассматривать как непрерывный с использованием предшествующего опыта. В частности, после выполнения всех этапов работ в соответствии с таблицей 10, последний их них – «Сопровождение АС» - должен плавно перетекать в первый – «Формирование требований к АС». Это означает, что работа по созданию информационной системы начнется вновь, только на другом, более высоком уровне.

Принцип первого руководителя означает, что руководитель организации или подразделения, в интересах которых разрабатывается информационная система, должен ощущать единоличную ответственность за своевременность и качество разработки и ее эффективное функционирование. Первый руководитель отвечает за облик системы, четкое взаимодействие заказчика и разработчиков, рациональное распределение обязанностей между ними. Когда создание ИС передоверяется второстепенным лицам, эта система используется, как правило, для решения рутинных задач и, в конечном счете, оказывается малоэффективной.

Принцип типизации проектных решений предусматривает максимальное использование при проектировании ИС типовых проектных решений. Учитывая, что наибольший объем работ по созданию ИС связан с подготовкой программно-математического обеспечения, особенное внимание следует уделять типовым программным комплексам (например, задачи бухгалтерского учета и отдела кадров, подсистемы разработки расписаний и планирования планов поставок материально-технической продукции, и др.). Единство ИС, расположенных по горизонтали, достигается использованием общих подходов к их построению, а по вертикали - использованием общих форм документов и современных стандартов электронных баз данных, общих принципов формирования комплексов технических и программных средств, систем коммуникации и связи.

Проектирование ИС на базе интегрированных программных систем значительно упрощает процессы связывания и встраивания электронных документов, их передачи как внутри предприятия, так и другим информационным системам. Прикладные программы, созданные на основе интегрированных программных средств, отличаются максимально-возможной открытостью и достаточно просто могут улучшаться непосредственно инженерно-техническими работниками предприятия. Интегрированных программные системы максимально упрощают и эксплуатацию ИС, так как все задачи решаются с применением единообразного пользовательского интерфейса.

Принцип одноразовости ввода данных в орган управления означает, что информация, введенная один раз в компьютерную систему, используется затем для решения всех тех задач, в которых она необходима, без повторного ввода. Соблюдение этого принципа позволяет избежать дублирования информации, исключить несуразности и ошибки, уменьшить потоки вводимой и обрабатываемой информации. Сокращение потоков информации также достигается в результате исключения из вводимых данных сведений нормативно-справочного характера, имеющихся в машинных базах данных.

Принцип полной информационной совместимости между автоматизированными системами различных уровней управления предусматривает применение согласованных подходов к разработке машинных баз данных, входным и выходным документам, программным комплексам для ИС различных предприятий. Это упростит использование разделённых (общих) баз данных, снизит затраты на разработку и поддержку информационного обеспечения (в том числе систем управления базами данных), придаст корпоративным информационным технологиям большую гибкость и адаптируемость.

Принцип независимости структуры автоматизированных систем управления от используемой техники и базовых технологий заключается в применении таких технологий создания информационной среды ИС, которые были бы инвариантны по отношению к техническому обеспечению и легко трансформировались при создании новых программных инструментариев информатизации. На реализацию этого принципа, в частности, направлены объектные подходы к формированию информационной среды, основанные на CASE-технологиях.

Принцип согласованности пропускной способности частей системы заключается в том, что пропускная способность последующего устройства должна быть не ниже пропускной способности предыдущего. Например, компьютерные сети ИС должны иметь пропускную способность, соответствующую быстродействию ЭВМ.

Структура системного анализа ИСТ

Таким образом, используя системный анализ на стадиях разработки концепции и эскизного проекта ИС, необходимо:

1.  Провести исторический анализ на примере как самого объекта информатизации, так и его прототипов и аналогов, позволяющий выявить определяющие параметры эволюции объекта, их значения, приводящие к смене парадигмы, характер влияния информатизации на значения этих параметров.

2.  Сформулировать предыдущую, текущую и, предположительно, ближайшую следующую парадигмы объекта информатизации, оценить время перехода к следующей парадигме и увязать с ним время жизни разрабатываемой информационной системы.

3.  Проанализировать проявление и роль всех системных феноменов (взаимодействие с окружающей средой, системное время, хаос и порядок, простота и сложность, самоорганизация, странные аттракторы, бифуркации и катастрофы, фракталы, эффективность, ресурсы, цели и целеполагание, принятие решений, неопределенность, человеческий фактор) при эволюции объекта, оценить возможность их проявления в период функционирования разрабатываемой ИС, учесть эту возможность при формулировании требований к разрабатываемой ИС.

4.  Проанализировать текущую структуру объекта информатизации, кратко описать функции ее элементов, характер изменений, начиная от предыдущей парадигмы, тенденции изменения и увязать с ней планируемую структуру ИС.

5.  Оценить возможности и роль информатизации в повышении эффективности функционирования объекта и ускорении его закономерной эволюции.

6.  На основании проведенного системного анализа объекта информатизации сформулировать системное описание проектируемой ИС, включающее:

·  парадигму,

·  общие принципы,

·  цели,

·  критерии эффективности функционирования,

·  описание системных отношений и связей с окружающей средой, другими системами,

·  описание системных ресурсов - материальных, энергетических, информационных, организационных, людских, пространственных и временных,

·  структуру и краткое описание ее элементов,

·  системные требования к процессу разработки ИС.

Результаты перечисленных исследований должны быть отражены в виде отдельных параграфов в разделе «Системное исследование объекта информатизации», включаемом в Концепцию информационной системы или Эскизный проект.

Методы получения информации об автоматизируемой системе

Методы получения и использования информации о системе можно разделить на три группы, иногда условно разграничиваемые (рисунок 50):

эмпирические методы или методы получения эмпирической информации (эмпирических данных);

теоретические методы или методы получения теоретической информации (построения теорий);

эмпирико - теоретические методы (смешанные, полуэмпирические) или методы получения эмпирико-теоретической информации.

Рисунок 50 - Структура познания системы

Охарактеризуем кратко эмпирические методы.

Наблюдение - сбор первичной информации или эмпирических утверждений о системе (в системе).

Сравнение - установление общего и различного в исследуемой системе или системах.

Измерение - нахождение, формулирование эмпирических законов, фактов.

Эксперимент - целенаправленное преобразование исследуемой системы (систем) для выявления ее (их) свойств.

Кроме классических форм их реализации в последнее время используются и такие формы как опрос, интервью, тестирование и другие формы.

Охарактеризуем кратко эмпирико - теоретические методы.

Абстрагирование - установление общих свойств и сторон объекта (или объектов), замещение объекта или системы ее моделью. Абстракция в информатике и в математике играет важнейшую роль, понимается в двух следующих смыслах:

·  абстракция, абстрагирование - метод исследования (изучения) некоторых явлений, объектов, в результате которого можно выделить основные, наиболее важные для исследования свойства, стороны исследуемого объекта или явления и игнорировать несущественные и второстепенные;

·  абстракция - как описание или представление объекта (явления), полученного с помощью метода абстрагирования; особо важно и используемо в информатике такое понятие, как абстракция потенциальной осуществимости, которое позволяет нам исследовать конструктивно объекты, системы с потенциальной осуществимостью, т. е. они могли бы быть осуществимы, если бы не было ограничений по ресурсам (время, пространство, вещество, энергия, информация, организация, человек); используются и абстракция актуальной бесконечности - существования бесконечных, неконструктивных множеств и систем, процессов, а также абстракция отождествления - возможности отождествления любых двух одинаковых букв, символов любого алфавита, объектов - независимо от места их появления в словах, конструкциях, хотя их информационная ценность при этом может быть различна.

Анализ - разъединение системы на подсистемы с целью выявления их взаимосвязей.

Синтез - соединение подсистем в систему с целью выявления их взаимосвязей.

Индукция - получение знания о системе по знаниям о подсистемах; индуктивное мышление - распознавание эффективных решений, ситуаций и затем проблем, которые оно может разрешать.

Дедукция - получение знания о подсистемах по знаниям о системе; дедуктивное мышление - определение проблемы и поиск затем ситуации его разрешающей.

Эвристики, использование эвристических процедур - получение знания о системе по знаниям о подсистемах и наблюдениям, опыту.

Моделирование и/или использование приборов - получение знания об объекте с помощью модели и/или приборов; моделирование основано на возможности выделять, описывать и изучать наиболее важные факторы и игнорировать при формальном рассмотрении второстепенные.

Исторический метод - нахождение знаний о системе путем использования его предыстории - реально существовавшей или же мыслимой, возможной (виртуальной).

Логический метод - метод нахождения знаний о системе путём воспроизведения его некоторых подсистем, связей или элементов в мышлении, в сознании.

Макетирование - получение информации по макету объекта или системы, т. е. с помощью представления структурных, функциональных, организационных и технологических подсистем в упрощенном виде, сохраняющем информацию, необходимую для понимания взаимодействия и связей этих подсистем.

Актуализация - получение информации с помощью активизации, инициализации ее, т. е. переводом из статического (неактуального) состояния в динамическое (актуальное) состояние; при этом все необходимые связи и отношения (открытой) системы с внешней средой должны быть учтены (именно они актуализируют систему).

Визуализация - получение информации с помощью наглядного или визуального представления состояний актуализированной системы; визуализация предполагает возможность выполнения в системе операции типа “передвинуть”, “повернуть”, “укрупнить”, “уменьшить”, “удалить”, “добавить” и т. д. (как по отношению к отдельным элементам, так и к подсистемам системы), т. е. это метод визуального восприятия информации.

Кроме указанных классических форм реализации теоретико - эмпирических методов, в последнее время часто используются и такие формы как мониторинг (система наблюдений и анализа состояний системы), деловые игры и ситуации, экспертные оценки (экспертное оценивание), имитация (подражание) и другие формы.

Охарактеризуем кратко теоретические методы.

Восхождение от абстрактного к конкретному - получение знаний о системе на основе знаний о его абстрактных проявлениях в сознании, в мышлении.

Идеализация - получение знаний о системе или о ее подсистемах путём мысленного конструирования, представления в мышлении систем и/или подсистем, не существующих в действительности.

Формализация - получение знаний о системе с помощью знаков или же формул, т. е. языков искусственного происхождения, например, языка математики (или математическое, формальное описание, представление).

Аксиоматизация - получение знаний о системе или процессе с помощью некоторых, специально для этого сформулированных аксиом и правил вывода из этой системы аксиом, т. е. правил получения выводов, знаний из аксиом.

Виртуализация - получение знаний о системе созданием особой среды, обстановки, ситуации (в которую помещается исследуемая система и/или ее исследующий субъект), которую реально, без этой среды невозможно реализовать и получить соответствующие знания.

Эти методы получения информации применяются системно.

Например, для построения модели планирования и управления производством в рамках страны, региона, отрасли необходимо решить следующие проблемы:

·  определить структурные связи системы (как вертикальные, так и горизонтальные), уровни управления и принятия решений, ресурсы; при этом чаще используются методы наблюдения, сравнения, измерения, эксперимента, анализа и синтеза, дедукции и индукции, эвристический, исторический и логический, макетирование и др.;

·  определить гипотезы, цели, возможные проблемы планирования; наиболее используемые при этом методы: наблюдение, сравнение, эксперимент, абстрагирование, анализ, синтез, дедукция, индукция, эвристический, исторический, логический и др.;

·  конструирование эмпирических моделей системы; наиболее при этом используемые методы: абстрагирование, анализ, синтез, индукция, дедукция, формализация, идеализация и др.;

·  поиск решения проблемы планирования и просчет различных вариантов, директив планирования, поиск оптимального решения; наиболее при этом используемые методы: измерение, сравнение, эксперимент, анализ, синтез, индукция, дедукция, актуализация, макетирование, визуализация, виртуализация и др.

Общие методы моделирования систем

Виды моделей систем

Модель - объект или описание объекта, системы для замещения (при определенных условиях предложениях, гипотезах) одной системы (т. е. оригинала) другой системы для изучения оригинала или воспроизведения его каких - либо свойств. Модель - результат отображения одной структуры на другую. Отображая физическую систему (объект) на математическую систему (например, математический аппарат уравнений), получим физико - математическую модель системы или математическую модель физической системы. В частности, физиологическая система - система кровообращения человека подчиняется некоторым законам термодинамики и описав эту систему на физическом (термодинамическом) языке, получим физическую, термодинамическую модель физиологической системы. Если записать эти законы на математическом языке, например, выписать соответствующие термодинамические уравнения, то получим математическую модель системы кровообращения.

Модели, если отвлечься от областей, сфер их применения, бывают трех типов: познавательные, прагматические и инструментальные.

Познавательная модель - форма организации и представления знаний, средство соединение новых и старых знаний. Познавательная модель, как правило, подгоняется под реальность и является теоретической моделью.

Прагматическая модель - средство организации практических действий, рабочего представления целей системы для ее управления. Реальность в них подгоняется под некоторую прагматическую модель. Это, как правило, прикладные модели.

Инструментальная модель является средством построения, исследования и/или использования прагматических и/или познавательных моделей.

Познавательные отражают существующие, а прагматические - хоть и не существующие, но желаемые и, возможно, исполнимые отношения и связи.

По уровню, "глубине" моделирования модели бывают:

·  эмпирические - на основе эмпирических фактов, зависимостей;

·  теоретические - на основе математических описаний;

·  смешанные, полуэмпирические - использующие эмпирические зависимости и математические описания.

Основные требования к модели:

·  наглядность построения;

·  обозримость основных его свойств и отношений;

·  доступность ее для исследования или воспроизведения;

·  простота исследования, воспроизведения;

·  сохранение информации, содержавшиеся в оригинале (с точностью рассматриваемых при построении модели гипотез) и получение новой информации.

Проблема моделирования состоит из трех задач:

    построение модели (эта задача менее формализуема и конструктивна, в том смысле, что нет алгоритма для построения моделей); исследование модели (эта задача более формализуема, имеются методы исследования различных классов моделей); использование модели (конструктивная и конкретизируемая задача).

Модель называется статической, если среди ее параметров нет временного параметра. Статическая модель в каждый момент времени дает лишь "фотографию" сиcтемы, ее срез.

Модель - динамическая, если среди ее параметров временной параметр, т. е. она отображает систему (процессы в системе) во времени.

Модель - дискретная, если она описывает поведение системы только в дискретные моменты времени.

Модель - непрерывная, если она описывает поведение системы для всех моментов времени из некоторого промежутка времени.

Модель - имитационная, если она предназначена для испытания или изучения, проигрывания возможных путей развития и поведения объекта путем варьирования некоторых или всех параметров xi модели М.

Модель - детерминированная, если каждому входному набору параметров соответствует вполне определенный и однозначно определяемый набор выходных параметров; в противном случае - модель недетерминированная, стохастическая (вероятностная).

Свойства, жизненный цикл моделей, операции с моделями

Свойства любой модели таковы:

    конечность: модель отображает оригинал лишь в конечном числе его отношений и, кроме того, ресурсы моделирования конечны; упрощенность: модель отображает только существенные стороны объекта; приблизительность: действительность отображается моделью грубо или приблизительно; адекватность: модель успешно описывает моделируемую систему; информативность: модель должна содержать достаточную информацию о системе - в рамках гипотез, принятых при построении модели.

Жизненный цикл модели:

1.  Сбор информации об объекте, выдвижение гипотез, предмодельный анализ.

2.  Проектирование структуры и состава моделей (подмоделей).

3.  Построение спецификаций модели, разработка и отладка отдельных подмоделей, сборка модели в целом, идентификация (если это нужно) параметров моделей.

4.  Исследование модели - выбор метода исследования и разработка алгоритма (программы) моделирования.

5.  Исследование адекватности, устойчивости, чувствительности модели.

6.  Оценка средств моделирования (затраченных ресурсов).

7.  Интерпретация, анализ результатов моделирования и установление некоторых причинно - следственных связей в исследуемой системе.

8.  Генерация отчетов и проектных (народно - хозяйственных) решений.

9.  Уточнение, модификация модели, если это необходимо, и возврат к исследуемой системе с новыми знаниями, полученными с помощью моделирования.

Основными операциями используемыми над моделями являются:

1.  Линеаризация. Пусть М=М(X, Y,A), где X - множество входов, Y - выходов, А - состояний системы. Схематически можно это изобразить:

X -> A -> Y

2.  Если X, Y, A - линейные пространства (множества), а -> - линейные операторы, то система (модель) называется линейной. Другие системы (модели) - нелинейные. Нелинейные системы трудно поддаются исследованию, поэтому их часто линеаризуют - сводят к линейным каким-то образом.

3.  Идентификация. Пусть М=М(X, Y,A), A={ai }, ai=(ai1,ai2,...,aik) - вектор состояния объекта (системы). Если вектор ai зависит от некоторых неизвестных параметров, то задача идентификации (модели, параметров модели) состоит в определении по некоторым дополнительным условиям, например, экспериментальным данным, характеризующим состояние системы в некоторых случаях. Идентификация - решение задачи построения по результатам наблюдений математических моделей, описывающих адекватно поведение реальной системы.

4.  Агрегирование. Операция состоит в преобразовании (сведении) модели к модели (моделям) меньшей размерности (X, Y, A).

5.  Декомпозиция. Операция состоит в разделении системы (модели) на подсистемы (подмодели) с сохранением структур и принадлежности одних элементов и подсистем другим.

6.  Сборка. Операция состоит в преобразовании системы, модели, реализующей поставленную цель из заданных или определяемых подмоделей (структурно связанных и устойчивых).

7.  Макетирование. Эта операция состоит в апробации, исследовании структурной связности, сложности, устойчивости с помощью макетов или подмоделей упрощенного вида, у которых функциональная часть упрощена (хотя вход и выход подмоделей сохранены).

8.  Экспертиза, экспертное оценивание. Операция или процедура использования опыта, знаний, интуиции, интеллекта экспертов для исследования или моделирования плохо структурируемых, плохо формализуемых подсистем исследуемой системы.

9.  Вычислительный эксперимент. Это эксперимент, осуществляемый с помощью модели на ЭВМ с целью распределения, прогноза тех или иных состояний системы, реакции на те или иные входные сигналы. Прибором эксперимента здесь является компьютер (и модель!).

Когнитивная структуризация

При системном анализе систем удобным инструментом их изображения является инструментарий когнитивной структуризации.

Когнитология - междисциплинарное (философия, нейропсихология, психология, лингвистика, информатика, математика, физика и др.) научное направление, изучающее методы и модели формирования знания, познания, универсальных структурных схем мышления.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13