Системный анализ и моделирование презентация

Введение в общую теорию систем
Необходимость решения проблем в различных сферах практической деятельности способствовало развитию приемов, методов, подходов, которые постепенно накапливались, развивались, обобщались, и сложились в определенную технологию преодоления качественных и количественных сложностей:
в инженерной деятельности: проектирование, инженерное творчество, системотехника;
в военных и экономических вопросах: исследование операций;
в административном и политическом управлении: системный подход, политология, футурология;
в прикладных научных исследованиях: имитационное моделирование, методология эксперимента и т. д.

Введение в общую теорию систем
Эволюция системный представлений

Введение в общую теорию систем
Эволюция системный представлений

Введение в общую теорию систем
Эволюция системный представлений

Введение в общую теорию систем
Системный анализ является прикладной наукой, нацеленной на выявление причин реальных сложностей, возникших перед "обладателем проблемы" (организация, учреждение, предприятие, коллектив), и на выработку вариантов их устранения.
Системный подход — это методология научного познания и практической деятельности, а также объяснительный принцип, в основе которых лежит рассмотрение объекта как системы

Системы. Понятие, структура системы, свойства систем
«Система – это комплекс взаимодействующих компонентов»
«Система – это множество связанных действующих элементов»
«Система – это не просто совокупность единиц... а совокупность отношений между этими единицами»

Системы. Понятие, структура системы, свойства систем

Системы. Понятие, структура системы, свойства систем
Система – это совокупность материальных и нематериальных объектов (элементов, подсистем), объединенных какими-либо связями (информационными, механическими и др.), предназначенных для достижения определенной цели и достигающих ее наилучшим образом.

Основные свойства системы
Система есть совокупность элементов.
Наличие существенных связей между элементами.
Наличие определенной организации
Наличие интегративных свойств.
Эмерджентностъ
Целостность
Делимость
Коммуникативность
Развитие
Иерархичность

Основные свойства системы:
Системная инерция
Многофункциональность
Гибкость
Адаптивность
Надежность
Безопасность
Уязвимость
Структурированность
Динамичность
Наличие обратной связи

Системы. Понятие, структура системы, свойства систем
Любая система имеет цель и ограничения
Цель системы может быть описана целевой функцией
Z=F(х, у, t, ...),
где Z – экстремальное значение одного из показателей качества функционирования системы.
Поведение системы можно описать законом Y = F(x), отражающим изменения на входе и выходе системы, что и определяет состояние системы

Системы. Понятие, структура системы, свойства систем
Состояние системы – это мгновенная фотография, или срез системы, остановка ее развития. Возможные состояния реальной системы образуют в пространстве состояний системы некоторую подобласть ZСД (подпространство) – множество допустимых состояний системы.
Равновесие – способность системы в отсутствие внешних возмущающих воздействий или при постоянных воздействиях сохранять свое состояние сколь угодно долго.
Устойчивость – это способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних или внутренних возмущающих воздействий.

Структура системы
Структура системы – совокупность элементов системы и связей между ними в виде множества.

Структура системы
Элемент – часть системы, обладающая самостоятельностью по отношению ко всей системе и неделимая при данном способе выделения частей
Связь – совокупность зависимостей свойств одного элемента от свойств других элементов системы
Внешняя среда – набор существующих в пространстве и во времени объектов (систем), которые, как предполагается, оказывают действие на систему

Типы структур
Линейная
Кольцевая
Сотовая

Типы структур
Многосвязная
Звездная
Графовая

Типы структур
Иерархическая структура

Обратная связь в системе
Связь - это способ взаимодействия входов и выходов элементов.
В свете такого определения связи делятся на прямые и обратные
Прямой называется связь между выходом одного элемента и входом другого, обратной — связь между выходом и входом одного и того же объекта.
Прямая
Обратная

Обратная связь в системе
Различают положительную (усиливающую) и отрицательную (уравновешивающую) обратные связи. Если ограничиться только внешними причинами изменения выхода, то можно остановиться на таких определениях.
Обратная связь, уменьшающая влияние входного воздействия на выходную величину, называется отрицательной, а увеличивающая это влияние — положительной.
В общем случае
положительная (усиливающая) обратная связь усиливает тенденцию изменения выхода системы, а отрицательная (уравновешивающая) — ее уменьшает.

Обратная связь в системе
Обратная связь является основой саморегуляции, развития системы, приспособления ее к меняющимся условиям существования. Весь наш жизненный опыт состоит из циклов обратной связи.

Примеры обратной связи
Положительная обратная связь. На входе - вклад в банке, на выходе-сумма денег на счету.
Положительная обратной связи: рост живых клеток, накопление знаний, распространение слухов, уверенность в себе, эпидемия, ядерная реакция, паника, рост коралловых рифов.
Отрицательная обратная связь: воздушный кондиционер, температура тела, процентное содержание сахара в крови, кровяное давление, выздоровление, езда на велосипеде, хищники и жертвы, спрос и предложение на рынке, регулирование ассортимента.

Примеры систем

Классификация систем

Классификация систем

Классификация систем

Классификация систем

Классификация систем

Классификация систем

Классификация систем

Классификация систем

Классификация систем

Классификация систем

Классификация систем

Классификация систем

Классификация систем

Классификация систем

Функционирование (движение) системы – процесс
последовательного изменения ее состояния
Цель – заранее мыслимый результат сознательной деятельности человека,
идеальное устремление деятельности, конечное состояние системы или ее выхода,
к которому она стремится в силу своей структурной организации
Задачи – цели, которые желательно достичь к определенному моменту
времени в пределах определенного периода функционирования системы
в рамках достижения ее общей цели
Состояния системы – совокупность
состояний ее элементов и связей между
ними
СИСТЕМА
Входы – различные
точки приложения
влияния (воздействия)
внешней среды на
систему
Выходы – различные
точки приложения
влияния (воздействия)
системы на внешнюю
среду
Обратная связь – то, что соединяет выход
со входом, используется для контроля
за изменением выхода
Ограничения системы – то, что определяет условия реализации процесса
(процесс – последовательность операций по преобразованию чего-либо,
то есть то, что преобразует вход и выход). Ограничения бывают внутренние и внешние.
Внешняя среда

Системный подход
Основные принципы системного подхода
Первый принцип заключается в необходимости рассматривать совокупность элементов системы как одно целое
Второй принцип – признание того, что свойства системы это не просто сумма свойств её элементов
Третий принцип определяет иерархичность, требующую многоуровневое изучение предмета
Четвертый принцип - требование получения количественных характеристик, создание методов, сужающих неоднозначность понятий, определений, оценок
Пятый принцип - нацеленность на эффективность системы управления.

СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД
Понятие
Системный подход - это подход к исследованию объекта (проблемы, явления, процесса) как к системе, в которой выделены элементы, внутренние и внешние связи, наиболее существенным образом влияющие на исследуемые результаты его функционирования, а цели каждого из элементов определены исходя из общего предназначения объекта.

Внешняя среда
Внешняя среда
Системный подход
Системное представление объектов реального мира
Объект
реального мира
Системный
подход
СИСТЕМА
Системный
анализ
Решение проблем
объектов реального
мира
Направление методологии
научного познания и
социальной практики, в
основе которого лежит
рассмотрение объектов
как системы
Анализ объекта как системы на основе изучения ее свойств для выявления ее сильных и слабых сторон, возможностей и угроз, формирования стратегии функционирования и развития

Системный подход
На практике для реализации системного подхода необходимо предусмотреть выполнение следующей последовательности действий:
формулировку задачи исследования;
выделение объекта исследования как системы из окружающей среды;
установление внутренней структуры системы и выявление внешних и внутренних связей;
определение (или постановка) целей перед элементами исходя из проявляющегося (или ожидаемого) результата и всей системы в целом;
разработку модели системы и проведение на ней исследований.

Системный подход
Системные задачи могут быть двух типов: системного анализа и системного синтеза.
Задачи анализа - определение свойств системы по известной структуре, изучение свойств уже существующего образования.
Задачи синтеза - определение структуры системы по ее свойствам, т.е. создание новой структуры, которая должна обладать желаемыми свойствами.