Файл: Контрольная работа 1 по дисциплине "Математические основы теории систем1" учебнометодическое пособие "Математические основы теории систем".doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 12.01.2024

Просмотров: 121

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство образованияРоссийской ФедерацииТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)Кафедра компьютерных систем в управлениии проектировании (КСУП)Контрольная работа № 1по дисциплине "Математические основы теории систем-1"учебно-методическое пособие "Математические основы теории систем"Автор А.Г. КарповТомск Контрольные вопросы первой группыВопрос 2: Модели и моделирование. Основания классификации.Ответ:Существуют множество понятий термина «модель». Ниже приведены некоторые понятия:Модель - упрощенное представление о реальном объекте, процессе или явлении.Модель - это, как правило, искусственно созданный объект в виде схемы, математических формул, физической конструкции, наборов данных и алгоритмов их обработки и т.п. Модель воспроизводит в специально оговоренном виде строение и свойства исследуемого объекта. Исследуемый объект, по отношению к которому изготавливается модель, называется оригиналом, образцом, прототипом.Модель - это объект, используемый вместо другого объекта с какой-то целью. Модель — это некий новый объект, который отражает  существенные особенности изучаемого объекта, явления или процесса.Разные науки исследуют объекты и процессы под разным углом зрения и строят различные типы моделей.Из этого следует, что модель представляет то, что в данный момент нас интересует. Одна и та же модель может служить разным целям.Моделирование - это процесс создания и использования моделей для решения практических задач.Процесс моделирования возникает при решении любой задачи, всегда занимает какое-то время и проходит в несколько этапов.Основные этапы процесса моделирования:1. постановка задачи; 2. оценка имеющейся информации и выбор плана создания модели; 3. создание модели; 4. проверка адекватности модели; 5. получения решения с помощью модели. Основание для классификации служит цель применения модели. Их разделяют на следующие типы:
1. Прагматические и познавательные;2. Статические и динамические;3. Абстрактные;4. Мтериальные.Вопрос 6: Сходство между моделью и оригиналом.Ответ:В большинстве случаях, модель стараются максимально точно воспроизвести к оригиналу. Отсюда и выходит, что модель отображает оригинал. Модель есть системное отображение оригинала.Вопрос 9: Второе определение системы.Ответ:Второе определение системы: "Система есть совокупность взаимосвязанных элементов, обособленная от среды и взаимодействующая с нею как целое". Это определение охватывает модели черного ящика, состава и структуры. Оно называется структурной схемой системы (белый ящик).Вопрос 12: Динамический вариант структурной схемы.Ответ:Структурная схема это подробное описание планируемого или происходящего процесса.При наличии динамического варианта структурной схемы системы соответствие между входом и выходом можно описать тем или иным способом. Способ же описания зависит от наших знаний и формы их использования.Вопрос 19: Классификация систем по способам управления.Ответ:Классификация по типу управления определяется тем, входит ли управляющая часть в систему или является внешней по отношению к ней. В соответствии с этим могут быть выделены, во-первых, системы, управляемые извне, во-вторых, самоуправляемые системы и, в-третьих, системы, управление которыми частично осуществляется извне, а частично – изнутри самой системы. В соответствии со степенью известности траектории (стратегии), приводящей систему к цели и возможности управляющей части удерживать управляемую часть системы на этой траектории (вне зависимости от того, включена ли управляющая часть в систему или нет), можно выделить четыре основных способа управления: без обратной связи (или программное управление), регулирование (или автоматическое регулирование), по параметрам (параметрическая адаптация), по структуре (или структурная адаптация).Примечание. В скобках приведены названия способов уп­рав­ле­ния для случая самоуправляемых систем.Первый способ применяется, когда точно известна нужная траектория, и, следовательно, известно правильное управление. Второй способ имеет место, когда неконтролируемые воздействия отличаются от ранее предполагаемых, и наблюдается разница между текущей и нужной траекториями, которую необходимо устранить.

Третий способ управления характеризуются тем, что траекторию, приводящую систему к цели, принципиально невозможно задать. И управление состоит в такой подстройке параметров системы, обеспечивающей пересечение траекторией целевой области.
Для четвертого способа характерно то, что целевая область не будет достигнута ни при каких возможных комбинациях значений управляемых параметров. В этом случае необходимо изменять структуру системы в поисках такой, при которой возможно попадание в целевую область. Интересным развитием этого способа является управление (адаптация) по целям для случая принципиальной недостижимости ранее поставленной цели при всевозможных преобразованиях структуры (ресурсов) системы.

Как было ранее сказано, нужное управление U системой отыскивается с помощью отбора среди возможных управлений путем сравнения по каким-либо критериям последствий каждого из них. Определить эти последствия и сравнить их можно, если в управляющей части имеется модель системы. Учет этого факта приводит еще к двум классификациям систем.
Контрольные вопросы второй греппы.
Вопрос 2: Понятие конечного автомата.
Ответ:

Автоматом называют дискретный преобразователь информации, способный принимать различные состояния, переходить под воздействием входных сигналов из одного состояния в другое и выдавать выходные сигналы.

Если множество состояний автомата, а также множества входных и выходных сигналов конечны, то автомат называют конечным автоматом. Все реальные автоматы конечны.
Вопрос 9: Понятие покрытия и совместимости состояний автоматов.
Ответ:

Состояние qi автомата S покрывает (включает) состояние rjавтомата T(S и Tмогут совпадать), если для любого x из того, что T(rj, x) определено, следует, что S(qi, x) определено и T(rj, x) = S(qi,x). Автомат S покрывает ( включает) автомат T, если для любого состояния T найдётся покрывающее его состояние S.

Состояние qi автомата S и состояние rj автомата T совместимы, если существует состояние pk


покрывающее и qi и rj.Вопрос 11: Представление событий автоматами.Ответ:Пусть X={x1,…,xm} произвольный входной алфавит, а X* - множество всех слов в этом алфавите. Тогда любое подмножество EX* называется событием в алфавите X. Далее будем рассматривать автоматы без выходов.Событие E называется представимым в автомате S = <X, Q, , q1, F>, если (q1,x)F тогда и только тогда, когда xE. Всякому автомату при данных q1 и F однозначно соответствует представимое в нём событие: на графе автомата оно соответствует множеству путей, ведущих из q1 в вершины, принадлежащие множеству заключительных состояний F. Событие называется представимым, если существует конечный автомат, в котором оно представимо. Синонимом этого понятия является: множество определимое или допустимое, или распознаваемое автоматом. Другими словами представимое в автомате событие можно назвать множеством, разрешимым автоматом.Оказывается, что не все события представимы в автоматах. Об этом говорит следующаяТеорема. Существуют события, не представимые в автоматах, а именно: никакая непериодическая бесконечная последовательность не распознаваема конечным автоматом.Из этой теоремы следует, что класс множеств, распознаваемых автоматом, есть лишь часть (собственное подмножество) класса разрешимых множеств. Отсюда и из теоремы Райса вытекает, что свойство множества “быть представимым в конечном автомате” алгоритмически неразрешимо.Вопрос 14: Понятие регулярного события.Ответ:Определим три операции над событиями R и S в алфавите X.a)Объединением (дизъюнкцией) событий R и S называется событие P, обозначаемое P = RS, которое образуется обычным теоретико-множественным объединением множеств R и S.b)Умножением (конкатенацией) событий R и S будет событие U =RS, состоящее из слов вида: u = rs, где uU, rR, sS, то есть слова события U образуются приписыванием справа любого слова события S к любому слову события R.
c)Итерацией события R называется событие R* = eRRRRRRRn = Ri .Одноэлементные события, т.е. события {xi}, где xiX, называются элементарными и обозначаются буквами xi. Событие e, образованное пустым словом e, состоит из одного слова нулевой длины и также относится к элементарным.Событие называется регулярным, если оно может быть получено из элементарных событий путём конечного применения операций: объединение, умножение и итерация, которые также называются регулярными.Вопрос 16: Понятие источника.Ответ:Источник (переходный граф сигналов, сигнальный граф) – это ориентированный граф, в котором выделены начальные и заключительные вершины, и на каждом ребре написана буква из алфавита X, либо e – пустое ребро. Каждый источник H однозначно определяет некоторое событие E в алфавите X, порождаемое множеством путей из начальных вершин в заключительные. Источники, представляющие одно и то же событие, называются эквивалентными. Частный случай источника – автомат без выхода.Для любого источника H можно построить эквивалентный источник H0 с двумя полюсами (с одной начальной вершиной и одной заключительной). Для такого построения нужно в H0 ввести новую вершину q0 (единственная начальная вершина) и соединить её пустыми рёбрами с прежними начальными вершинами в H, а также новую вершину qz (единственную заключительную) и соединить с ней все заключительные вершины в H пустыми рёбрами. В остальном H0 совпадает с H.