Лекции и учебные пособия по системному анализу

Системный анализ

«Системный анализ и проектирование»

Е. Н. Живицкая

Оглавление    
Содержание дисциплины Лекция 1, «Системный анализ как методология решения проблем»

Содержание лекционного материала

1. Предмет и содержание дисциплины (1 час)

Цель: иметь представление о содержании дисциплины и ее связи с другими дисциплинами.

Предмет и содержание дисциплины, ее связь с другими дисциплинами.

2. Основные понятия и описание систем (1 час)

Цель: изучить основные понятия и описание систем.

Понятие системы. Развитие системных представлений. Системностьпрактической деятельности. Системность и алгоритмичность . Системностьпознавательной деятельности. Системность как всеобщее свойство материи.

3. Системы. Модели систем (1 час)

Цель: ознакомиться с моделями систем

Первое определение системы. Модель «черного ящика». Модель составасистемы. Модель структуры системы. Второе определение системы.Структурная схема системы. Динамические модели систем. Функционированиеи развитие Типы динамических моделей. Общая математическая модельдинамики Стационарные системы.

4. Математическое описание систем (1 час)

Цель: знать понятие энтропии и изучить математическое описание систем

Внутреннее описание Внешнее описание. Описание систем с конечнымчислом состояний. Энтропия и потенциальная функция. Множества иотношения

5. Основные системно-теоретические задачи (1 час)

Цель: ознакомиться с основными системно-теоретическими задачами

Управляемы и неуправляемые динамические системы. Идентификация. Ограничения. Оптимизация. Стохастические системы.

6. Основные положения теории систем (1 час)

Цель: изучить основные положения теории систем

Глобальные свойства системы. Эксцентриситет. Образ.  Гомотопия.  Сложность Устойчивость. Катастрофы и адаптируемость

7. Сигналы в системах (1 час)

Цель: оз накомиться с разновидностями представления сигналов в системах

Случайный процесс - математическая модель сигналов. Моделированиеконкретных реализаций. Частотно-временное представление сигналов.Дискретное представление сигналов.

8. Энтропия и количество информации (1 час)

Цель: изучить свойства энтропии и единицы измерения энтропии и количества информации

Понятие неопределенности. Энтропия и ее свойства. Дифференциальнаяэнтропия. Фундаментальное свойство энтропии случайного процессаКоличество информации. Количество информации как мера снятойнеопределенности. Количество информации как мера соответствия случайныхпроцессов. Свойства количества информации. Единицы измерения энтропии иколичества информации. Количество информации в индивидуальных событиях.

9. Декомпозиция систем (1 час)

Цель: освоить алгоритмизацию процесса декомпозиции.

Модели систем как основание декомпозиции. Алгоритмизация процессадекомпозиции. Компромиссы между полнотой и простотой. Алгоритмдекомпозиции.

10. Агрегирование, эмерджентность, внутренняя целостность системы (1 час)

Цель: освоить виды и результат агрегирования

Эмерджентность как результат агрегирования. Виды агрегирования. Конфигуратор. Агрегаты-операторы. Агрегаты-структуры.

11.Методы и процедуры принятия решений (2 часа)

Цель: освоить методы и процедуры принятия решений

Принятие решений на основе метода Монте-Карло. Принятие решений на основе метода «эффективность-стоимость» . Принятиерешений в условиях риска и неопределенности. Анализ и оптимизациярешений на основе эконометрических моделей. Анализ и принятие решенийна основе методов кластерного анализа и распознавания. Процедурыпредставления и обработки знаний с использованием нечетких множеств.

12. Методы приобретения знаний для систем поддержки принятия решений (2 часа)

Цель: изучить методы приобретения знаний для СППР

Приобретение знаний: постановка задачи и основные методы.Многомерное шкалирование. Иерархическая кластеризация. Обучениеэкспертных систем по набору примеров

13. Системный анализ как методология решения проблем (20 часов)

Цель: уяснить роль системного анализа в структуре современных системных исследований, уметь применять методологию решения хорошо структуризованных, слабоструктуризованных и нес труктуризованных проблем для решения практических задач.

13.1 Системный анализ в структуре современных системных исследований (4 часа)

Классификация проблем по степени их структуризации. Принципы решенияхорошо структуризованных проблем. Принципы решения неструктуризованныхпроблем. Принципы решения слабоструктуризованных проблем.Основные этапыи методы СА. Система предпочтений ЛПР и системный подход к процессупринятия решений.

13.2 Методология решения хорошо структуризованных проблем (1 час)

13.3 Методология решения неструктуризованных проблем (2 часа)

Классификация и общая характеристика методовэкспертных оценок. Принципы формализации эвристической информации.Метод парных сравнений. Метод последовательных сравнений. Методвзвешивания экспертных оценок. Метод предпочтения. Метод ранга. Методполного попарного сопоставления. Ранжирование проектов методом парныхсравнений. Ранжирование критериев по их важности методом Перстоуна.Поиск наилучшей альтернативы на основе принципа Кондорсе. Поискрезультирующего ранжирования на основе Кемени-Снелла. Выборрациональной структуры системы методом экспертных оценок. Энтропийнаяоценка согласованности экспертов.

13.4 Методология решения слабо структуризованных проблем (9 часов)

Категория целей в системном анализе. Структуризация конечной цели ввиде дерева целей. Особенности построения целевых комплексных программ.Основные методы научно-технического прогнозирования. Поиск новыхтехнических решений на основе морфологического анализа. Проектированиесистем с использованием системных принципов. Организация экспериментовс использованием системных принципов. Переоценка альтернатив на основеБайесовского подхода. Процедура структуризации проблемы в виде дереварешений. Выбор оптимальной стратегии на основе байесовской теориирешений. Критерий для оптимизации решений в условиях риска инеопределенности. Выбор рациональной стратегии с использованием многихкритериев.

13.5 Основы принятия решений при многих критериях (4 часа)

Постановка задачи векторной оптимизации и классификациямногокритериальных методов. Принцип согласованного оптимума В. Парето.Приемы поиска Парето-оптимальных решений. Общая технологическая схемапринятия решений при многих критериях. Циклы проектирования и уровниоптимизации сложных технических систем. Структурная оптимизация систем,как процесс принятия решений. Метод ФСА (функционально-стоимостногоанализа). Метод комлексной оценки структур. Методикамногокритериального выбора рациональных структур. Структурнаяоптимизация локальной информационно-вычислительной сети. Принятиерешений в процессе системного проектирования. Схема информационноговзаимодействия при формировании облика системы. Сущность задачсистемного проектирования и природа многоканальности. Методикасравнительной оценки 2-х структур по степени доминирования. Методикаструктурного анализа с использованием функций полезности. Интерактивнаяпроцедура идентификации предпочтений ЛПР на множестве частныхкритериев. Методика для экспресс анализа структур при многих критериях(оперативного анализа структур). Методика скаляризации векторных оценокдля ранжирования структур. Отсев неперспективных структур в процессе ихпроверки на перспективность. Современные тенденции в области системногоанализа. Принципы организации систем поддержки принятия решений.Состояние проблемы и перспективы системных исследований

Оглавление    
Содержание дисциплины Лекция 1, «Системный анализ как методология решения проблем»