Файл: Методические указания к лабораторным работам по дисциплине Основы теории сложных систем Лабораторная работа 1. "Система".docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 06.12.2023
Просмотров: 67
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Федеральное агентство связи
Федеральное государственное образовательное
бюджетное учреждение высшего профессионального образования
«Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций
им. проф. Бонч-Бруевича »
Кафедра информационных управляющих систем
Методические указания
к лабораторным работам по дисциплине
«Основы теории сложных систем»
Лабораторная работа №1. "Система"
Пример 1. Описать входные, выходные данные, возможные состояния системы ВУЗ (цель - обучение студентов).
Примерами параметров системы могут быть: входные - уровень подготовки поступающих, уровень проведения вступительных экзаменов; выходные - уровень профессиональной подготовки и адаптационные возможности молодых специалистов после окончания ВУЗа; внутренние - уровень и качество научной методической работы, уровень организации самостоятельной работы студентов, профессиональный уровень и состав преподавателей
ВУЗа.
Пример 2. Указать подсистемы системы приведенной в предыдущем примере.
Примерами подсистем системы ВУЗ могут быть такие системы: деканат (цель - управления факультетом), бухгалтерия (цель - обеспечение финансово-экономической жизни ВУЗа), студенческий совет (цель этой подсистемы - обеспечение студенческого самоуправления) и др.
Пример 3. Классифицировать приведенные выше системы и подсистемы.
Системы - "ВУЗ", "Деканат", "Бухгалтерия", "Студенческий совет" можно отнести:
-
по взаимоотношениям со средой - к открытым; -
по происхождению - к смешанным (организационного типа); -
по описанию - к смешанным; -
по управлению - к комбинированным; -
по функционированию - типа непараметрических систем.
Задачи для решения
1. Указать пропущенные атрибуты системы и охарактеризовать их:
| № | Вход | Выход | Цель | Система |
| 1 | Студенты | Знание | Образование | Лекция |
| 2 | Студенты | Оценка | Проверка знаний | Экзамен |
| 3 | Циферблат | Текущее время | Показ времени | Будильник |
| 4 | Клиент | Продажа | Передвижение | Автосалон |
| 5 | Экспонат | Предмет коллекции | Продажа | Аукцион |
| 6 | Собеседование | Специалист | Работа | Компания |
| 7 | Гражданин | Адвокат | Защита прав | Суд |
2. Заполнить места, отмеченные знаком вопроса:
| а) | Если входные посылки, цель, условие задачи или решение плохо описываемы, формализуемы, то такие задачи называются? |
| б) | Если структура проблем (модели, алгоритма, решения) плохо описываемы или определяемы, то такая проблема называется? |
| в) | Сложные системы бывают сложности структурной (т.е. ?), или динамической (т.е. ?), или вычислительной (т.е. ?). |
3. Указать подсистемы систем приведенных в задаче 1. Какие связи между ними существуют? Опишите их внешнюю и внутреннюю среду, структуру. Классифицировать (с пояснением) системы, приведенные в задаче 1 и указать какие из них большие, а какие сложные системы и почему. Описать вход, выход, цель, связи указанной системы и ее подсистем.
4. Привести синонимы и антонимы следующих понятий:
| а) | целостность, структурированность, системность, системный анализ; |
| б) | междисциплинарность, междисциплинарная проблема. |
5. Привести пример системы, указать её связи с окружающей средой, входные и выходные параметры, возможные состояния системы, подсистемы.
Лабораторная работа №2. "Описания систем"
Пример 1. Система "Налоговая инспекция (ГНИ)". Информации может быть типа:
-
входная и выходная информация: информация о физических и юридических лицах; заявления; акты; декларации о доходах; уставы и учредительские договоры; свидетельства о регистрации, лицензии; ИНН и даты регистрации, реестры и др.; балансы; информация о платежах; иски, справки и др.; отчёты, приказы и др.; юридические документы и правовые акты и др.; нормативно-справочная информация; сведения о финансовых операциях и др.; -
внутрисистемная информация: информация об отдельных физических и юридических лицах; заявления; акты; декларации о доходах; сведения о доходах; материалы к балансу; иски, справки и др.; постановления, приказы, заключения и др.; письма, запросы, инструкции и др.; нормативно-справочная информация; сведения о финансовых операциях и др.
Основные системные функции: учёт налогоплательщиков; анализ налоговых платежей; организация и проведение необходимых налоговых мероприятий; внедрение систем новых информационных технологий; совершенствование функционирования налоговых систем и др. Основные системные цели системы: обеспечение соблюдения правовых актов и законов; обеспечение учета платежей и плательщиков, правильности исчисления платежей; обеспечение взаимодействия с другими органами; обеспечение правильного применения штрафных санкций; обеспечение представления отчётности и документации другим органам. Представим инспекцию упрощённо - в виде подсистем линейной структуры (рис.):
Внутреннее описание системы может иметь вид: x(t+1,i)= x(t,i) - a(t,i) x(t,i) + b(t,i) x(t,i),
где x(t,i) - объём затрат на налоговые мероприятия в i-ой подсистеме в момент времени t (t=0, 1, 2,...,T); a(t,i) - коэффициент недобора (например, отношение объёма обложенных налогами к потенциально возможному объёму или его эквиваленту) в i-ой подсистеме в момент времени t; b(t,i) - коэффициент экономии затрачиваемых ресурсов в i-ой подсистеме в момент времени t (a, b - входные параметры).
где используются следующие обозначения: k(x,t,i) - коэффициент профессионализма работников отдела или эффективности управления; l(x,t,i) - коэффициент оснащённости отдела (например, охвата новыми информационными технологиями); X(t) - объём затрат во всей системе (инспекции); s(i) - начальный, при t=0, объём затрат в отделе номер i.
Это открытая, смешанного происхождения система, основные переменные которой можно описывать также смешанным образом (количественно и качественно), в частности, собираемость налогов - это обычно количественно описываемая характеристика; структуру налоговой инспекции можно описать и качественно, и количественно. По типу описания закона (законов) функционирования системы, эту систему можно отнести к не параметризованным в целом, хотя возможно выделение подсистем различного типа и описания, в частности, подсистемы анализа, информационного обеспечения, работы с юридическими и физическими лицами, юридический отдел и др.
Основные управляющие параметры в системе - параметры, стимулирующие своевременную и полную уплату налогов, прибыльность предприятий, а не штрафные санкции. Например, налог на прибыль - основной управляющий фактор. В налоговых системах имеются два основных типа управляющих параметров - фискального и стимулирующего характера. Пример 2. Морфологическое описание экосистемы может включать структуру обитающих в ней хищников и жертв, их трофическую структуру или структуру пищи, их свойства, связи. Трофическая структура типа "хищники и жертвы" образуют две непересекающиеся совокупности X и Y со свойствами S(X) и S(Y). Возьмем в качестве языка морфологического описания русский язык с элементами алгебры. Тогда можно предложить следующее упрощённое модельное морфологическое описание такой системы:
S = < A, B, R, V, Q > ,
где A={человек, тигр, коршун, щука, баран, газель, пшеница, кабан, клевер, полевая мышь (полёвка), змея, жёлудь, карась},
X={человек, тигр, коршун, щука, кабан, змея, баран},
Y={газель, пшеница, клевер, полёвка, жёлудь, карась}, S(X)={пресмыкающееся, двуногое, четырёхногое, плавающее, летающее}, S(Y)={живое существо, зерно, трава, орех},
B={обитатель суши, обитатель воды, растительность},
R={хищник, жертва}. Трофическую структуру системы можно описать таблицей (рис.):
| Y \ X | Человек | Тигр | Коршун | Щука | Змея | Кабан | Баран |
| Газель | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Пшеница | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| Клевер | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| Полевка | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| Желудь | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 |
| Карась | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 |
Информационное описание системы с помощью графа представлен на рис.
Рис. Граф информационного описания: 1 - человек, 2 - тигр, 3 - коршун, 4 - щука, 5 - змея, 6 - кабан, 7 - баран, 8 - газель, 9 - пшеница, 10 - клевер, 11 - жёлудь, 13 - карась.
Пример 3. 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). Например, морфологическое описание автомата для производства некоторого изделия может включать геометрическое описание изделия, программу (описание последовательности действий автомата), описание операционной обстановки (маршрут обработки, ограничения действий и др.). При этом это описание зависит от типа и глубины связей, структуры изделия, заготовки и др.
Пример 4. Структурная когнитивная схема для анализа проблемы налогообложения фирмы может иметь следующий, упрощённый вид (рис.):
Рис. Когнитивная схема налоговой проблемы.
Когнитивная решетка образуется с помощью системы факторных координат, где каждая координата соответствует одному фактору, показателю (например, финансовому) или некоторому интервалу изменения этого фактора. Каждая область решетки соответствует тому или иному поведению. Показатели могут быть относительными (например, от 0 до 1), абсолютными (например от минимального до максимального), биполярными ("высокий или большой" - "низкий или маленький)". Решётка для анализа и распределения основной группы налогов между федеральным и региональным бюджетами показана на рис. (в биполярной системе показателей); зона В - наиболее благоприятная, зона С - наименее благоприятная. 
Рис. Когнитивная решетка финансовой устойчивости фирмы.
-
Задачи для решения -
Построить (привести) пример двух систем, указать входную и выходную, внутрисистемную информацию, системные функции и системные цели, построить внутреннее и внешнее описание, указать тип системы в зависимости от вида типизации, описать основные управляющие параметры, сделать рисунки. -
Привести морфологическое описание двух систем. Привести графовое или другое описание, представление, указать оценку глубины связей. -
Построить две когнитивные схемы и проанализировать с их помощью одной-двумя системами для принятия решений.