Методы моделирования

1. Имитационное динамическое моделирование. Использует методы статистики и специальный язык программирования взаимодействия структурных элементов.

2. Ситуативное моделирование. использует методы теории множеств, теории алгоритмов, математической логики и специальный язык анализа проблемных ситуаций.

3. Информационное моделирование. Использует математические методы теории информационного поля и теории информационных цепей.

Классификация моделей.

• Графическая модель – объект, геометрически подобный оригиналу (географическая карта).

• Геометрическая модель – объект, подобный оригиналу по форме (слепок).

• Функциональная модель – объект, отображающий поведение оригинала (любая действующая модель).

• Символическая модель – выражается с помощью абстрактных символов.

• Описательная (дескриптивная модель) – словесное описание, сравнительные характеристики (различные определения).

• Математическая модель – совокупность уравнений или неравенств, таблицы, матрицы.

• Модель «чёрного ящика».

Понятие «чёрного ящика» было предложено У.Р. Эшби. В кибернетике оно позволяет изучать поведение систем, то есть их реакций на разнообразные внешние воздействия, в то же время абстрагироваться от их внутреннего устройства. Таким образом, система изучается не как совокупность взаимосвязанных элементов, а как нечто целое, взаимодействующее со средой на своих входах и выходах.

Метод «чёрного ящика» применим в различных ситуациях. Например, он используется при недоступности внутренних процессов системы для исследования (лекарственные средства). Метод используется также при исследовании систем, все элементы и связи которых в принципе доступны, но многочисленны и сложны, что приводит к огромным затратам времени и средств при непосредственном изучении, или такое изучение недопустимо по каким-либо соображениям.

Исследование с помощью «чёрного ящика» заключается в том, что сначала осуществляется предварительное наблюдение за взаимодействием системы с внешней средой и установление списка входных и выходных воздействий, среди которых выделяются существенные воздействия. Затем осуществляется выбор входов и выходов для исследования с учётом имеющихся средств воздействия на систему и средств наблюдения за её поведением.

На следующем этапе производятся воздействие на входы системы и регистрация её выходов. В процессе изучения образуется система с обратной связью, а первичные результаты исследования – множество пар состояний входа и выхода, анализ которых позволяет установить между ними причинно-следственную связь.

Классификация систем

В основе классификации лежит какой-либо наиболее существенный признак или сочетание признаков, которые описывают некоторую общность свойств систем. Так можно построить классификацию систем по степени сложности, по содержанию (экономические, физические, технические), по степени взаимосвязи с внешней средой (открытые, закрытые) и пр.

Часто системы разделяют на три класса: абстрактные, естественные и искусственные. При этом первая группа является основой для анализа эволюции научных теорий познания. К ней относятся системы теоретико-методологического характера, позволяющие описывать свойства организационной структуры, связей и отношений при изучении, проектировании сложного объекта.

Естественные используются для выявления закономерностей и формулирования законов природы. К ним относятся системы, которые имеют естественно-природное происхождение. Они включают подсистемы: живые (любое животное), неживые (земная кора), экологические (водоём), социальные (семья).

Искусственные применяются для развития отраслевых научных знаний. Они включают системы, которые были созданы человеком (орудия труда, машины, механизмы, автоматы, роботы).

Смешанные системы объединяют искусственные и естественные системы: эргономические (рабочее место и человек), биотехнологические (микроорганизмы и технологическое оборудование), организационные (персонал и средства производства), автоматизированные (автомат и оператор).

Лекция 4. Анализ систем

Анализ и синтез систем. Агрегирование и эмерджентность систем. Области применения системного анализа в экономике. Система методов анализа. Этапы системного анализа.

Анализ и синтез систем. Системный анализ используется в случаях, когда нет достаточной информации о существе проблемной ситуации, но требуется принятие решения для управления системой. неопределённость ситуации затрудняет принятие решения. Основу системного анализа составляет общая теория систем, которая позволяет осуществлять исследование проблем, не решаемых аналитически.

Под анализом понимается процесс исследования систем, основанный на их декомпозиции с последующим определением статических и динамических характеристик элементов, рассматриваемых во взаимосвязи с другими элементами систем и окружающей средой.

В процессе системного анализа происходит системное формулирование проблем, установление причинно-следственных связей, формулируются цели и способы их достижения.

Суть анализа состоит в разделении целого на части, в представлении сложного в виде простых составляющих. Цель анализа заключается в стремлении повысить эффективность функционирования системы.

Процедуру анализа систем управления можно разложить на совокупность последовательных шагов:

• определение объекта анализа;
• структурирование системы;
• определение функциональных особенностей системы управления;
• исследование информационных характеристик системы;
• определение количественных и качественных показателей системы управления;
• обобщение и оформление результатов анализа.

Синтез или агрегирование заключается в соединении (мысленном или реальном) простых составляющих объекта в единое целое. Особенность синтеза заключается в том, что вклад каждой части в общесистемный эффект зависит от вклада других частей. Важным фактором является взаимодействие частей. Таким образом, агрегирование – это процедура объединения частей в целое. Декомпозиция – разложение целого на части.

Агрегирование позволяет получить систему, которая принято называть агрегатом. Все агрегаты обладают свойством эмерджентности (от англ. – появляться, возникать). Эмерджентность – особенность систем, состоящая в том, что свойство системы не сводится к совокупности свойств частей, из которых она состоит, и не выводится их них.

Процедуры исследования систем

Анализ	Синтез
Объект разделяется на части	Объект рассматривается как часть большего целого
Объясняются части	Объясняется целое, содержащее исследуемую часть
Знание о частях агрегируется в знание о целом объекте	Целое декомпозируется для объяснения частей

Последовательность процедур системного анализа в экономике:

• анализ окружения системы;
• анализ внутреннего содержания системы;
• анализ социально-экономических параметров системы;
• анализ целей и функций;
• повышение эффективности процедур анализа проблем и принятия решений;
• разработка организационной структуры;
• определение содержания системы и связей между её частями.

Система методов анализа. Системный анализ является не только направлением общей теории систем. Он исследует общие закономерности функционирования сложных систем, которые изучаются любой наукой. Таким образом, системный анализ – это совокупность методов и средств исследования и конструирования сложных объектов, методов обоснования решений при создании и управлении техническими, экономическими и социальными системами. Применительно к социальным системам системный анализ используется как один из важнейших методов системного управления.

в системном анализе используются следующие методы:

1. Аналитические методы. Аналитические методы являются основой классической математики и математического программирования. Они применяются, когда свойства системы могут быть представлены в детерминированных параметрах или в виде зависимостей между ними. Описание свойств системы происходит посредством функции или функционала.

2. Статистические методы. Они отображают систему с помощью случайных (стохастических) событий, процессов, которые описываются вероятностными (статистическими) характеристиками и статистическими закономерностями.

3. Теоретико-множественные методы. Позволяют описывать систему в универсальных общих понятиях: множество, элемент множества и отношениями на множествах. Здесь используется математическая логика, которая является формальным языком описания отношений между элементами.

4. Лингвистические методы. Предназначены для создания специальных языков описания систем в виде понятий тезауруса. Тезаурус – это множество смысловыражающих элементов языка с заданными смысловыми отношениями и связями. Лингвистические методы используются в прикладной информатике для формального представления правил (грамматики) и соединения понятий в содержание смысловых значений.

5. Графические методы. Позволяют наглядно отображать объект в виде образа системы, её структуры и связей в обобщённом виде. Наиболее употребительные методы изображения – диаграммы, гистограммы, рисунки и структурные схемы.

Дата добавления: 2014-01-11