Методология и особенности системного анализа при принятии решений в интеллектуальных крупномасштабных системах

Методология KADS

Объектно-ориентир методол

Квалиметрия

1. Зміст системного аналізу, комплекс вирішуваних проблем

Сит. Анализ - совокупность формализованных, слабоформализованных и неформализованных методов и процедур, кот. позволяют реализовывать системный подход к управлению системной деятельностью человека и, как следствие, к функционированию сложных систем.

Сит. подход - рациональная разбивка на составные части, применение к этим частям научно-обоснованнных методов.

Виды подходов:

·параметрический подход - определяет, что такое система (совокупность переменных или показателей, кот характеризуют некоторые свойства объекта; при п.п. для данного объекта можно построить бесконечное число систем)

·объектный подход (определяет систему как выделенную из соц. среды совокупность материальных или абстрактных моделей, взаимодействие кот. обеспечивается достижением заданной цели)

Необходимые атрибуты системного анализа как научного знания:

1. наличие предметной сферы - системы и системные процедуры;

2. выявление, систематизация, описание общих свойств и атрибутов систем;

3. выявление и описание закономерностей и инвариантов в этих системах;

4. актуализация закономерностей для изучения систем, их поведения и связей с окружающей средой;

5. накопление, хранение, актуализация знаний о системах (коммуникативная функция).

Системный анализ базируется на ряде общих принципов, среди которых:

1. принцип дедуктивной последовательности - последовательного рассмотрения системы по этапам: от окружения и связей с целым до связей частей целого;

2. принцип интегрированного рассмотрения - каждая система должна быть неразъемна как целое даже при рассмотрении лишь отдельных подсистем системы;

3. принцип согласования ресурсов и целей рассмотрения, актуализации системы;

4. принцип бесконфликтности - отсутствия конфликтов между частями целого.

Системный анализ предоставляет к использованию в различных науках, системах следующие системные методы и процедуры:

1. абстрагирование и конкретизация; 2. анализ и синтез, индукция и дедукция;

3. формализация и конкретизация; 4. композиция и декомпозиция;

5. линеаризация и выделение нелинейных составляющих;

6. структурирование и реструктурирование; 7. макетирование;

8. реинжиниринг; 9. алгоритмизация; 10. моделирование и эксперимент;

11. программное управление и регулирование; 12. распознавание и идентификация;

13. кластеризация и классификация; 14. экспертное оценивание и тестирование;

15. верификация; 16. и другие методы и процедуры.

2. Система як об’єкт дослідження

Система - объект или процесс, в котором элементы-участники связаны некоторыми связями и отношениями

Сложная ситема:

- степень сложно зависит от количества подсистем, взаимосвязанных функций

- сложность самих подсистем определяет: многокритериальность,

асинхронность ожидаемых решений, процессы слабо или неформализованные;

Сит.подход- рациональная разбивка на составные части, применение к этим частям научно-обоснованнных методов; общенаучное, методолгическое направление, кот. разрабатывает методы и способы теор. исследований при разработке больших систем.

Большая система - система, решающая сложные задачи на основе системного подхода.

Системный подход, как и большая система базируется на следующих принципах:

·принцип многоплановости свойств (линейное/нелинейное программирование)

·принцип многомерности свойств (задача много критериальная, обладает множ-вом входов\выходов)

·принцип иерархичности

·принцип разнопорядковости свойств

·принцип динамичности,реализованный на всех этапах жизненного цикла

Свойства системы:

·каждая система является особенной относительно каждой среды

·открытость (система должна контактировать с ОС)

·структурированность (система должна являться совокупностью связей, частей и времени)

·динамичность (развитие системы; характерны параметры времени и пространства)

·энерджментность - мера сложности системы (сумма свойств системы не равна сумме свойств компонент системы)

·иерархичность (любую систему можно представить в виде совокупности взаимодействия подсистем, при чем это взаимодействие можно представить в виде некоторого дерева)

·распределенность (реализуется на основе сетевых компонент систем, увеличения времени и качества, понижении себестоимости)

·подчиненность системы поставленным целям

3. Классифіаці систем. Життєвий цикл систем.

Классификацию систем можно осуществить по разным критериям. Проводить ее четко - невозможно, она зависит от цели и ресурсов. Основные способы классификации.

По отношению системы к окружающей среде:

- открытые (есть обмен ресурсами с окружающей средой);

- закрытые (нет обмена ресурсами с окружающей средой).

По происхождению системы (элементов, связей, подсистем):

- искусственные (орудия, механизмы, машины, автоматы, роботы и т.д.);

- естественные (живые, неживые, экологические, социальные и т.д.);

- виртуальные (воображаемые и, хотя реально не существующие, но функционирующие так же, как и в случае, если бы они существовали);

- смешанные (экономические, биотехнические, организационные и т.д.).

По описанию переменных системы:

- с качественными переменными (имеющие лишь содержательное описание);

- с количественными переменными (имеющие дискретно или непрерывно описываемые количественным образом переменные);

- смешанного (количественно - качественное) описания.

По типу описания закона (законов) функционирования системы:

- типа "Черный ящик" (неизвестен полностью закон функционирования системы; известны только входные и выходные сообщения);

- не параметризованные (закон не описан; описываем с помощью хотя бы неизвестных параметров; известны лишь некоторые априорные свойства закона);

- параметризованные (закон известен с точностью до параметров и его возможно отнести к некоторому классу зависимостей);

- типа "Белый (прозрачный) ящик" (полностью известен закон).

По способу управления системой (в системе):

- управляемые извне системы (без обратной связи, регулируемые, управляемые структурно, информационно или функционально);

- управляемые изнутри (самоуправляемые или саморегулируемые - программно управляемые, регулируемые автоматически, адаптируемые - приспосабливаемые с помощью управляемых изменений состояний, и самоорганизующиеся - изменяющие во времени и в пространстве свою структуру наиболее оптимально, упорядочивающие свою структуру под воздействием внутренних и внешних факторов);

- с комбинированным управлением (автоматические, полуавтоматические, автоматизированные, организационные).

Жизненный цикл сис можно представить как ряд событий, происходящих с системой в процессе ее создания и использования.

В простейшем варианте набор этапов жизненного цикла таков:

- анализ требований; - проектирование (предварительное и детальное);

- кодирование и отладка ("программирование");

- тестирование; - эксплуатация и сопровождение.

Модель жизненного цикла отражает различные состояния системы, начиная с момента возникновения необходимости в данной ИС и заканчивая моментом ее полного выхода из употребления.

Модель жизненного цикла - структура, содержащая процессы, действия и задачи, которые осуществляются в ходе разработки, функционирования и сопровождения программного продукта в течение всей жизни системы, от определения требований до завершения ее использования.

4. Циклічність процесів аналізу та розробки.

процессы анализа - определение соответствия плана и исполнения проекта поставленным целям и критериям успеха и принятие решений о необходимости применения корректирующих воздействий;

процессы разработки - определение целей и критериев успеха проекта и разработка рабочих схем их достижения;

5. Класи методів системного аналізу

Классы методов

1) строгоформализованные

·методы классической математики(диф. исчислесния, анализы экстремумов)

·методы стохастической математики (методы динамики + вероятн. процессы +время)

·методыдискретнойматематики(предикаты 1,2,n - порядков(n - местный предикат - предикат,кот. зависит от своих состовляющих)

·методы оптимизации (линейное/нелинейное программирование)

2) методы, направленныена формализацию

·метод построения модели

·планирование и проведение эксперимента(Matlab)

3)слабоформаизованные

·экспертные оценки

·социологические исследования

·нечеткая логика и теория нечетких мн-в->работает эксперт

·субоптимизационные методы

4) неформализованные методы(методы,направленные на творческое начало,на них держитсяпроэктирование при выборе систем):

·формулировкапроблемы(вербальное изложение)

·выявление и выбор целей системы

·разбивка и выбор целей системы + критерииразличных уровней

·генерированные альтернативы (интернет - ресурсы и др.сетевые ресурсы)

·морфологический анализ(рассматривает составныечасти и их взаимодействие)

6. Задачі системного аналізу:

В состав задач системного анализа в процессе создания информационных систем входят задачи декомпозиции, анализа и синтеза.

Задачи декомпозиции: означает представление системы в виде подсистем, состоящих из более мелких частей. Иногда эту задачу рассматривают как основную задачу системного анализа.

Задача анализа состоит в нахождении различного рода свойств системы или среды, окружающей систему. Целью анализа может быть определение закона преобразования информации, задающего поведение системы.

Задача синтеза противоположна задаче анализа. Здесь необходимо по описанию закона преобразования построить систему, фактически выполняющую это преобразование по определенному алгоритму. При этом предварительно должен быть определен класс элементов, из которых строится система, реализующая алгоритм функционирования.

7. Об’єкти та системи

Объектом системного анализа в прикладном аспекте являются конкретные различные проблемы, возникающие при создании и функционировании систем, и выработка рекомендаций по конструированию новых или усовершенствованию действующих систем. В то же время они являются и объектом целого ряда других научных дисциплин как общетеоретических, так и прикладных. Системный анализ играет роль каркаса, объединяющего все необходимые методы, знания и действия.

Объектами системного анализа в теоретическом аспекте являются:

- общие закономерности проведения исследований, направленные на поиск наилучшего решения проблем на основе системного подхода

- конкретные научные методы исследования

- процесс интегрирования различных методов и приемов исследования

8. Опис системи: вербальний; формальний. Особливості використання. Сфера застосування

Формальное описание системы

·представленное в любой форме произвольного представления данных. Представление на первых этапах проэктирования

·математическое представления

·информационное представление

Формальное описание

Предметное описание Формальное описание

Система

Информационное описание Искибрическое описание

1 - описание на уровне состава и структуры

2 - на уровне внешвнешних и внутренних взаимодействий

3 - описание свойств и потоков

4 - генетический ряд: прогноз + эволюционные алгоритмы

Словесное (или вербальное) описание системы (или процесса), как правило представляет собой нагромождение нечетких высказываний, которые лишь затуманивают существо дела. Избавиться от таких нечетких и не до конца продуманных соображений помогает компактная математическая символика. Математическое описание дает нам аналог знакомой картины и оказывается информативнее любого словесного описания.

9. Морфологічний опис системи.

Морфологическое (структурное или топологическое) описание системы - это описание строения или структуры системы или описание совокупности А элементов этой системы и необходимого для достижения цели набора отношений R между этими элементами системы.

С точки зрения морфологического описания, система может быть:

* гетерогенной системой - содержащей элементы разного типа, происхождения (подсистемы, не детализируемые на элементы с точки зрения выбранного подхода морфологического описания);

* гомогенной системой - т.е. содержать элементы только одного типа, происхождения;

* смешанной системой - с гетерогенными и гомогенными подсистемами.

Морфологическое описание системы зависит от учитываемых связей, их глубины (связи между главными подсистемами, между второстепенными подсистемами, между элементами), структуры (линейная, иерархическая, сетевая, матричная, смешанная), типа (прямая связь, обратная связь), характера (позитивная, негативная).

10. Параметричний підхід у системному аналізі

При использовании параметрического подхода определяется система, т.е. совокупность переменных или показателей, которые характеризуют некоторые свойства обьекта.

11. Об’єктний підхід у системному аналізі

Объектный подход в системном анализе определяет систему как выделенную из среды совокупность материальных или абстрактных моделей, взаимодействие которых обеспечивает достижение поставленной цели.

Дата добавления: 2017-02-01