Системный анализ
内容描述: Данный курс направлен на создание целостного представления о месте и роли теории систем и системного анализа в исследованиях и разработках современных сложных систем, моделирующих проблемную ситуацию в той или иной области.
贷款数: 5
Пререквизиты:
- Нелинейные системы автоматического регулирования
*СomplexityDiscipline(zh-CN)*:
| *TypesOfClasses(zh-CN)* | *hours(zh-CN)* |
|---|---|
| *Lectures(zh-CN)* | 15 |
| *PracticalWork(zh-CN)* | 15 |
| *LaboratoryWork(zh-CN)* | 15 |
| *srop(zh-CN)* | 30 |
| *sro(zh-CN)* | 75 |
| *FormOfFinalControl(zh-CN)* | экзамен |
| *FinalAssessment(zh-CN)* | Устный экзамен |
零件: Компонент по выбору
循环次数: Базовые дисциплины
Цель
- формирование профессиональных компетенций в области теоретических основ применения системного анализа и моделирования в решении сложных проблем, возникающих в различных сферах производственной деятельности, а также приобретение практических навыков по использованию подходов и методов системного анализа в решении задач в процессе проектирования, эксплуатации сложных систем различной физической природы.
Задача
- формирование знания о методологии системного анализа сложных объектов различной физической природы;
- изучение общих принципов и закономерностей управления процессами функционирования и развития сложных систем;
- формирование знания о содержании задач управления,в том числе задач оптимизации, планирования, принятия решений, адаптации и других задач, возникающих в сложных управляемых системах различной физической природы;
- овладение технологией системного анализа для структурирования проблем, формирования целей, критериев и показателей достижения целей;
- приобретение навыков проведения системного анализа и формирования структур систем управления сложными объектами различной физической природы.
Результат обучения: знание и понимание
- описывать принципы и подходы системного анализа, позволяющие исследовать сложные технические системы управления
Результат обучения: применение знаний и пониманий
- осуществлять поиск, критический анализ и синтез информации при выявлении проблем в системе управления;
- применять системный подход и общенаучные, формализованные и специальные методы системного анализа для решения поставленных задач в области автоматизации технических систем;
Результат обучения: формирование суждений
- применять методы и средства познания, обучения и самоконтроля, осознавать перспективность интеллектуального, культурного, нравственного, физического и профессионального саморазвития и самосовершенствования, уметь критически оценивать свои достоинства и недостатки
Результат обучения: коммуникативные способности
- озвучивать состояние научно-технической проблемы путем подбора, изучения и анализа литературных и патентных источников
Результат обучения: навыки обучения или способности к учебе
- демонстрировать навыки разработки методики системного анализа в проблемных ситуациях, применения методов системного анализа, осуществления поиска, критического анализа и синтеза информации при исследовании систем управления технических объектов.
*TeachingMethods(zh-CN)*
Модульная технология обучения
Технологии учебно-исследовательской деятельности
Информационно-коммуникационные технологии
*AssessmentKnowledge(zh-CN)*
Преподаватель проводит все виды работ текущего контроля и выводит соответствующую оценку текущей успеваемости обучающихся два раза в академический период. По результатам текущего контроля формируется рейтинг 1 и 2. Учебные достижения обучающегося оцениваются по 100-балльной шкале, итоговая оценка Р1 и Р2 выводится как средняя арифметическая из оценок текущей успеваемости. Оценка работы обучающегося в академическом периоде осуществляется преподавателем в соответствии с графиком сдачи заданий по дисциплине. Система контроля может сочетать письменные и устные, групповые и индивидуальные формы.
| *Period2(zh-CN)* | *TypeOfTask(zh-CN)* | *Total(zh-CN)* |
|---|---|---|
| 1 *Rating(zh-CN)* | Выполнение и защита лабораторной работы "Разработка функциональной модели для решаемой задачи" | 0-100 |
| Выполнение и защита лабораторной работы "Построение диаграммы вариантов использования" | ||
| Выполнение и защита лабораторной работы "Построение диаграммы классов" | ||
| Выполнение и защита практического задания "Экспертные методы". | ||
| Выполнение и защита практического задания "Анализ систем с использованием методов автоматической классификации". | ||
| Выполнение и защита практического задания "Анализ динамики систем". | ||
| Выполнение и защита практического задания "Анализ систем с использованием методов дискретной математики". | ||
| Индивидуальное задание 1 | ||
| Индивидуальное задание 2 | ||
| Рубежный контроль 1 | ||
| 2 *Rating(zh-CN)* | Выполнение и защита лабораторной работы "Построение диаграммы состояний" | 0-100 |
| Выполнение и защита лабораторной работы "Построение диаграммы деятельности" | ||
| Выполнение и защита лабораторной работы "Построение диаграммы последовательности" | ||
| Выполнение и защита практического задания "Анализ систем с использованием Марковских случайных процессов". | ||
| Выполнение и защита практического задания "Формализованный анализ предметной области". | ||
| Индивидуальное задание 3 | ||
| Индивидуальное задание 4 | ||
| Рубежный контроль 2 | ||
| *TotalControl(zh-CN)* | экзамен | 0-100 |
*PolicyAssignmentTask(zh-CN)*
| *TypeOfTask(zh-CN)* | 90-100 | 70-89 | 50-69 | 0-49 |
|---|---|---|---|---|
| Excellent | *Grade4(zh-CN)* | *Grade3(zh-CN)* | *Grade2(zh-CN)* | |
| Лабораторная работа | Проявлена превосходная теоретическая подготовка. Необходимые навыки и умения полностью освоены. Результат лабораторной работы полностью соответствует её целям. | Проявлена хорошая теоретическая подготовка. Необходимые навыки и умения в основном освоены. Результат лабораторной работы в основном соответствует её целям. | Проявлена удовлетворительная теоретическая подготовка. Необходимые навыки и умения частично освоены. Результат лабораторной работы частично соответствует её целям. | Проявлена неудовлетворительная теоретическая подготовка. Необходимые навыки и умения не своены. Результат лабораторной работы не соответствует её целям. |
| Практическое задание | Выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности действий; в ответе правильно и аккуратно выполняет все записи, таблицы, рисунки, чертежи, графики, вычисления; правильно выполняет анализ ошибок. При ответе на вопросы правильно понимает сущность вопроса, дает точное определение и истолкование основных понятий; сопровождает ответ новыми примерами, умеет применить знания в новой ситуации; может установить связь между изучаемым и ранее изученным материалом, а также с материалом, усвоенным при изучении других дисциплин. | Выполнил работу по требованию к оценке «5», но допущены 2-3 недочета. Ответ обучающегося на вопросы удовлетворяет основным требованиям к ответу на 5, но дан без применения знаний в новой ситуации, без использования связей с ранее изученным материалом и материалом, усвоенным при изучении других дисциплин; допущены одна ошибка или не более двух недочетов, обучающийся может их исправить самостоятельно или с небольшой помощью преподавателя. | Выполнил работу не полностью, но не менее 50% объема, что позволяет получить правильные результаты и выводы; в ходе проведения работы были допущены ошибки. При ответе на вопросы обучающийся правильно понимает сущность вопроса, но в ответе имеются отдельные проблемы в усвоении вопросов курса, не препятствующие дальнейшему усвоению программного материала; допущено не более одной грубой ошибки и двух недочетов. | Выполнил работу не полностью или объем выполненной части работ не позволяет сделать правильных выводов. При ответе на вопросы демонстрирует не владение основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы; допущены больше ошибок и недочетов, чем необходимо для оценки 3 или не может ответить ни на один из поставленных вопросов. |
| Рубежный контроль | рубежный тест оценивается по шкале: 18-20 баллов – продемонстрированы знания на высоком уровне | рубежный тест оценивается по шкале: 14-17 баллов – продемонстрированы знания на базовом уровне | рубежный тест оценивается по шкале: 13-10 баллов – продемонстрированы знания на удовлетворительном уровне | рубежный тест оценивается по шкале: 0-9 баллов – знания считаются не освоенными |
| Индивидуальное задание | В ответе качественно раскрыто содержание темы. Ответ хорошо структурирован. Прекрасно освоен понятийный аппарат. Продемонстрирован высокий уровень понимания материала. Превосходное умение формулировать свои мысли, обсуждать дискуссионные положения. | Основные вопросы темы раскрыты. Структура ответа в целом адекватна теме. Хорошо освоен понятийный аппарат. Продемонстрирован хороший уровень понимания материала. Хорошее умение формулировать свои мысли, обсуждать дискуссионные положения. | Тема частично раскрыта. Ответ слабо структурирован. Понятийный аппарат освоен частично. Понимание отдельных положений из материала по теме. Удовлетворительное умение формулировать свои мысли, обсуждать дискуссионные положения. | Тема не раскрыта. Понятийный аппарат освоен неудовлетворительно. Понимание материала фрагментарное или отсутствует. Неумение формулировать свои мысли, обсуждать дискуссионные положения. |
*EvaluationForm(zh-CN)*
Итоговая оценка знаний обучающего по дисциплине осуществляется по 100 балльной системе и включает:
- 40% результата, полученного на экзамене;
- 60% результатов текущей успеваемости.
Формула подсчета итоговой оценки:
| И= 0,6 | Р1+Р2 | +0,4Э |
| 2 |
где, Р1, Р2 – цифровые эквиваленты оценок первого, второго рейтингов соответственно; Э – цифровой эквивалент оценки на экзамене.
Итоговая буквенная оценка и ее цифровой эквивалент в баллах:
Буквенная система оценки учебных достижений обучающихся, соответствующая цифровому эквиваленту по четырехбалльной системе:
| Оценка по буквенной системе | Цифровой эквивалент | Баллы (%-ное содержание) | Оценка по традиционной системе |
|---|---|---|---|
| A | 4.0 | 95-100 | Отлично |
| A- | 3.67 | 90-94 | |
| B+ | 3.33 | 85-89 | Хорошо |
| B | 3.0 | 80-84 | |
| B- | 2.67 | 75-79 | |
| C+ | 2.33 | 70-74 | |
| C | 2.0 | 65-69 | Удовлетворительно |
| C- | 1.67 | 60-64 | |
| D+ | 1.33 | 55-59 | |
| D | 1.0 | 50-54 | |
| FX | 0.5 | 25-49 | Неудовлетворительно |
| F | 0 | 0-24 |
Темы лекционных занятий
- Введение в системный анализ и его место в научном познании. История развития системного подхода. Современный этап научно-технической революции. Особенности современной науки. Системный анализ в структуре современных системных исследований.
- Системный анализ как методология решения проблем. Цель и задачи системного анализа. Основные понятия системного анализа и теории систем. Классификация проблем по степени их структуризации.
- Системные свойства, классификация систем. Основные свойства системы: эмерджентность, целостность, организованность, функциональность, структурность, надёжность, адаптируемость. Классификация систем, критерии, области.
- Методология системного анализа. Принцип системности. Системный подход – основа методологии системного анализа. Основные закономерности организации материального мира.
- Моделирование технических систем. Определение понятия «модель». Классификация моделей. Общие требования к моделям. Структура моделей.
- Этапы моделирования технических систем. Значение и содержание этапа «Постановка задачи». Формализация задачи. Некоторые типовые проблемы, возникающие при исследовании. Планирование эксперимента. Проверка модели. Анализ результатов и внедрение рекомендаций.
- Принципы и закономерности исследования и моделирования систем. Закономерности взаимодействия части и целого. Закономерности иерархической упорядоченности систем. Закономерности осуществимости систем. Закономерности развития систем. Закономерности возникновения и формулирования целей.
- Функциональное описание и моделирование систем. Графические способы функционального описания систем. Описание синтаксиса языка моделирования.
- Морфологическое описание и моделирования систем. Описание структуры системы, анализ элементного состава, виды связей, отношения координации и субординации. Методы описания структур.
- Информационное описание и моделирование систем. Необходимость информационного описания. Организованность системы. Синтаксический, семантический и прагматический аспекты информации. Ценность информации.
- Основы теоретико-множественного описания и анализа систем. Система объекта. Структура системы. Полное множество состояний системы. Функция ограничения на полном множестве состояния. Мера нечеткости множества состояний системы.
- Анализ системной сложности. Системная сложность. Предел Бремермана. Вычислительная сложность задачи. Мера сложности системы. Классы систем. Методы упрощения систем. Характеристическая функция. Динамическая система. Устойчивость динамических систем. Управляемость динамических систем. Интегративные свойства систем. Качество системы. Эффективность. Показатели эффективности.
- Структура системного анализа. Общий подход к решению проблемы. Основные задачи системного анализа. Стратегии декомпозиции. Этап синтеза системы. Формирование общего представления системы. Формирование детального представления системы.
- Классификация видов моделирования систем. Виды моделирования. Принципы и подходы к построению математических моделей. Этапы построения математической модели.
- Выбор решения при системном анализе и моделировании технических систем. Основные положения. Формализация задачи принятия решения. Постановка задачи. Декомпозиция задачи принятия решения и оценка альтернатив. Композиция оценок свойств и сравнение альтернатив. Пример модели принятия решения в условиях неопределенности. Примеры решения оптимизационной задачи методом динамического программирования.
Основная литература
- Оразбаев Б.Б., Курмангазиева Л.Т., Коданова Ш.К. Теория и методы системного анализа: учебное пособие. – М.: Издательский дом Академии Естествознания, 2017. – 248 с.
- Качала В. В. Основы теории систем и системного анализа. Учебное пособие для вузов. - 2-е изд., испр. - М.: Горячая линия - Телеком,2015. - 210 с: ил.
- Родионов И.Б. Теория систем и системный анализ. https://victor-safronov.ru/systems-analysis/lectures/rodionov.html
- Калугян К. Х., Хубаев Г. Н.К. Теория систем и системный анализ : учеб. пособие. – Ростов н/Д : издательско-полиграфический комплекс РГЭУ (РИНХ), 2016. – 77 с.
- Мартин Фаулер. UML.Основы, 3-издание. - пер. с англ. - СПб: Символ-Плюс, 2004.- 192с.
Дополнительная литература
- Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. - М.: Высшая школа, 1989 - 360с.
- Горлушкина Н.Н. Системный анализ и моделирование информационных процессов и систем. – СПб: Университет ИТМО, 2016. – 120 с.
- Живицквя Е.Е. Системный анализ и проектирование. https://victor-safronov.ru/systems-analysis/lectures/zhivickaya.html
- Основы теории систем и системного анализа: учеб. пособие / М.П. Силич, В.А. Силич. – Томск: Изд-во Томск. гос. ун-та систем управления и радиоэлектроники, 2013. – 340 с.
- Методология объектно-ориентированного моделирования. Язык UML/ И.Р. Петрова, Р.Х. Фахртдинов, А.А.Сулейманова, И.О.Разживин, А.Г. Фазулзянов. – Казань: Казан. ун-т, 2018. – 79 с.
- Ковин Р.В., Мирошниченко Е.А. Методы и средства разработки информационных систем. - ТПУ. - 2021. - 98с.
