Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московской области

«Международный университет природы, общества и человека «Дубна»

(университет «Дубна»)

УТВЕРЖДАЮ

проректор по учебной работе

С.В. Моржухина «_»_20_ г.

ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Теория систем и системный анализ по специальности 080801 65 Прикладная информатика (в менеджменте) Форма обучения: очная Уровень подготовки: специалист Курс (семестр): 4 (8) г. Дубна, 2010 г.

Автор программы: Тятюшкина Ольга Юрьевна, ст. преп. кафедры САУ_ Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования и учебным планом по специальности 080801 65 Прикладная информатика (в менеджменте).

Программа рассмотрена на заседании кафедры (название кафедры) Протокол заседания № _ от «» 200 г.

Заведующий кафедрой /_ / (ученое звание) (подпись) (фамилия, имя, отчество)

СОГЛАСОВАНО

заведующий выпускающей кафедрой1 /_ / (ученое звание) (подпись) (фамилия, имя, отчество) «» _ 20 г.

Рецензент: _ (ученая степень, ученое звание, Ф.И.О., место работы, должность)

ОДОБРЕНО

декан факультета (директор института, филиала) _ // (ученое звание, степень) (подпись) (ФИО) «» _ 20 г.

Руководитель библиотечной системы _ /_/ (подпись) (ФИО) Аннотация Системные исследования интенсивно развивающаяся область научной деятельности, которая является одним из наиболее результативных проявлений интегративных тенденций в науке. Специфика системных исследований состоит в их направленности на изучение сложных, комплексных, крупномасштабных проблем. В ходе проведения данного вида работ исследователи ориентируются не только на познание существа изучаемых проблем и соответствующих объектов, но и на создание средств, позволяющих обеспечить рациональное управление этими объектами, содействовать разрешению имеющихся проблем. Системный анализ является синтетической дисциплиной. В нем находит отражение междисциплинарный характер системных исследований, реализуется современная форма синтеза знаний.

В процессе изучения дисциплины студенты познакомятся с основными принципами и возможностями системного анализа; научатся опознавать и классифицировать конкретные проблемы, возникающие при системном анализе, для выяснения принадлежности стоящих перед исследователем задач к определенным областям знания и привлечения к решению этих задач соответствующих специалистов; получат представление об организации системного исследования и методологии его проведения, о математическом аппарате, используемом для формализации задач выбора и принятия решения. Дисциплина относится к блоку «Общие математические и общие естественно-научные дисциплины» (федеральная компонента) учебного плана подготовки специалистов 080801 65 Прикладная информатика (в менеджменте).

Требования ГОС ВПО к обязательному минимуму содержания дисциплины

ЕН.Ф.05 ТЕОРИЯ СИСТЕМ И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ

Системы и закономерности их функционирования и развития. Переходные процессы. Принцип обратной связи. Методы и модели теории систем. Управляемость, достижимость, устойчивость. Элементы теории адаптивных систем.

Информационный подход к анализу систем. Основы системного анализа: система и ее свойства; дескриптивные и конструктивные определения в системном анализе; принципы системности и комплексности; принцип моделирования; типы шкал.

Понятие цели и закономерности целеобразования: определение цели; закономерности целеобразования; виды и формы представления структур целей (сетевая структура или сеть, иерархические структуры, страты и эшелоны); методики анализа целей и функций систем управления. Соотношения категорий типа событие, явление, поведение. Функционирование систем в условиях неопределенности; управление в условиях риска.

Конструктивное определение экономического анализа: системное описание экономического анализа; модель как средство экономического анализа. Принципы разработки аналитических экономико-математических моделей; понятие имитационного моделирования экономических процессов. Факторный анализ финансовой устойчивости при использовании ординальной шкалы.

Методы организации сложных экспертиз. Анализ информационных ресурсов.

Развитие систем организационного управления.

Формы работы студентов Формы работы студентов предусматривают освоение дисциплины в рамках лекционных занятий (2 часа в неделю) и практических семинарских занятий (1 час в неделю). Лекционные занятия проходят с использованием средств мультимедийного представления информации (презентации, схемы, иллюстрации). Практические занятия проходят в компьютерной аудитории, оснащенной необходимым программным обеспечением, и предусматривают самостоятельные задания для домашней работы.

Виды контроля В процессе освоения данной дисциплины предусмотрены сдача домашних заданий, в качестве итогового контроля экзамен.

Методика формирования результирующей оценки В течение всего периода изучения дисциплины практические занятия включают плановые задания, индивидуальные домашние задания, оцениваемые преподавателем. Формирование результирующей оценки экзамена предусматривает ответы на теоретические вопросы.

Требования к студентам Приступая к изучению данной дисциплины студенты должны обладать знаниями в области моделирования и проектирования систем. В области теории вероятностей: иметь представление о вероятностном описании процессов, дискретных и непрерывных случайных величинах, наиболее распространенных распределениях случайных величин, способах их моделирования на компьютере. Кроме того, студенты должны уметь пользоваться офисными технологиями, графическими средствами отображения информации.

2. Цели и задачи дисциплины Целью изучения дисциплины уяснение сущности системного анализа как методологии исследования сложных объектов и процессов, а также особенностей анализа и синтеза технических, эргатических и организационных систем.

Задачи изучения дисциплины.

Научится распознавать и классифицировать конкретные проблемы, возникающие при системном анализе, дать представление об организации системного исследования и методологии его проведения, методах, используемых для формализации задач выбора и принятия решения.

3. Требования к уровню освоения содержания дисциплины По окончании изучения дисциплины студент должен иметь представление: об основных этапах становления теории систем как научной дисциплины; о мировоззренческом, научном и прикладном значении теории систем и системного анализа; о месте теории систем в системе научного знания.

закономерности функционирования и развития систем;

методы теории систем и системного анализа;

информационный подход к анализу систем;

понятие цели и закономерностей целеобразования;

методы организации сложных экспертиз.

применять методы описания сложных объектов с системных позиций;

формализовать проблемную ситуацию в системную задачу;

применять системные методы моделирования для анализа и синтеза сложных систем.

представлять знания о структуре системы с помощью изобразительных средств современных вычислительных систем.

Список дисциплин, знание которых необходимо для изучения данной дисциплины:

1. Математический анализ 2. Дискретная математика 3. Методы оптимизации 4. Теория принятия решений 5. Высокоуровневые методы информатики и программирования 6. Проектирование информационных систем 7. Основы теории управления Список дисциплин, для изучения которых необходимы знания данной дисциплины:

1. Теоретические основы автоматизированного управления 2. Интеллектуальные информационные системы 3. Человеко-машинное взаимодействие 4. Объём дисциплины и виды учебной работы (час):

Практические занятия (ПЗ) Лабораторные работы (ЛР) Курсовой проект (работа) Расчетно-графические работы 5. Содержание дисциплины 5.1. Разделы дисциплины, содержание и виды занятий стем. Определения системы. Понятия строения и функционирования системы.

Классификация систем.

сти целеобразования.

систем. Имитационное моделирование.

Ситуационное моделирование.

использования интуиции и опыта специалистов.

7. Понятие о методике системного анализа. 8. Структурный, функциональный, инфор- мационный и параметрический анализ и 5.2. Содержание разделов дисциплины Тема 1.

ИСТОРИЯ СТАНОВЛЕНИЯ ОБЩЕЙ ТЕОРИИ СИСТЕМ. ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИСТЕМЫ.

ПОНЯТИЯ СТРОЕНИЯ И ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМЫ (2 часа).

Предмет курса, его цели и задачи. Содержание курса и его связь с другими дисциплинами специальности. Основы теории систем как метод научного познания. Основные понятия курса. Использование системных представлений для решения различных задач.

Системотехника и системология. Различные определения системы.

Понятия элемента, подсистемы, связи, компонента. Понятия, основанные на теории множеств. Свойства. Наблюдатель как элемент системы. Субъективное и объективное в определении системы. Система и среда.

Понятие цели, лежащее в основе развития систем. Структура как отражение взаимосвязей частей системы.

Тема 2.

ВИДЫ И ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СТРУКТУР. КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ (4часа).

Структурное представление - средство исследования систем. Сетевая структура - декомпозиция системы во времени. Иерархическая структура как декомпозиция системы в пространстве. Древовидная структура. Стратифицированное представление объектов. Уровни сложности принимаемого решения - слои сложности. Многослойные системы. Ограничения на принимаемые решения, определяемые слоями. Смешанные иерархические структуры. Структуры с произвольными связями.

Понятие открытой системы. Закрытые системы. Целенаправленные системы. Классификация систем по сложности. Классификация систем по степени организованности. Особенности самоорганизующихся систем.

Тема 3.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ СИСТЕМ. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЦЕЛЕОБРАЗОВАНИЯ (2 часа).

Закономерность взаимодействия части и целого для систем с активными элементами. Закономерность целостности. Физическая аддитивность, независимость, суммативность, обособленность. Интегративность как синоним целостности. Закономерности иерархической упорядоченности. Коммуникативность. Закономерность иерархичности.

Закономерности функционирования и развития систем. Закономерность историчности. Закономерность самоорганизации. Закономерность осуществимости систем. Закон необходимого разнообразия, сформулированный Эшби.

Закономерности возникновения и формулирования целей. Закономерности формулирования структур целей. Зависимость способа представления целей от стадии познания объекта. Закономерность целостности. Закономерность формирования иерархических структур целей.

Тема 4.

КЛАССИФИКАЦИЯ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ СИСТЕМ. ИМИТАЦИОННОЕ

МОДЕЛИРОВАНИЕ. СИТУАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ. (4 часа).

Проблема получения выражения, связывающего цель со средствами достижения. Критерии функционирования. Классификация методов моделирования систем. Проблема создания "механизма моделирования" для сложных развивающихся систем. Имитационное динамическое моделирование. Ситуационное моделирование. Структурно - лингвистическое моделирование. Теория информационного поля и информационных цепей.

Тема 5.

МЕТОДЫ ФОРМАЛЬНОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ СИСТЕМ (4 часа).

Классификация методов формального представления систем. Классификация методов по Ф.Е.

Темникову.

Аналитические и статистические методы. Математическое программирование как метод научного исследования. Статистические представления. Дискретные процессы и непрерывные процессы.

Понятие о методах дискретной математики. Теоретико - множественное представление систем. Принцип свертывания.

Базовые понятия математической логики. Высказывание, предикат, логические функции, кванторы, логические алгоритмы. Логический анализ и синтез систем.

Лингвистические, семиотические представления систем. Тезаурус языка. структура языка.

Грамматика, семантика, прагматика. Формальный язык, порождающая грамматика. Распознающая грамматика.

Формальное описание систем управления. Процесс управления и его этапы. Кибернетический подход к описанию систем.

Тема 6.

МЕТОДЫ, НАПРАВЛЕННЫЕ НА АКТИВИЗАЦИЮ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНТУИЦИИ И

ОПЫТА СПЕЦИАЛИСТОВ (4 часа).

Понятие о методах, называемых качественными или экспертными. Методы типа "мозговой атаки" или коллективной генерации идей. Деловая игра как способ проведения метода мозговой атаки. Методы типа сценариев. Методы структуризации.

Методы экспертных оценок. Проблемы, возникающие при проведении опроса. Методы типа "Дельфи". Методы организации сложных экспертиз. Метод решающих матриц, предложенный Г.С. Поспеловым, как средство стратифицированного представления проблемы с большой неопределенностью.

Морфологические методы. Особенности этих методов. Метод систематического покрытия поля. Метод морфологического ящика. Исследование объекта с помощью этого метода.

Тема 7.

ПОНЯТИЕ О МЕТОДИКЕ СИСТЕМНОГО АНАЛИЗА (2 часа) Необходимость в методике для проведения системного анализа. Методики С. Оптнера, Э.Квейда, С. Янга, Е.П. Голубкова, Ю.И.Черняка. Методики для задач принятия решения.

Выбор подходов и методов при разработке и реализации методики.

Тема 8.

СТРУКТУРНЫЙ, ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ, ИНФОРМАЦИОННЫЙ И ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ

АНАЛИЗ И СИНТЕЗ СИСТЕМ. (4 часа) Цели и задачи анализа и синтеза систем. Структурный, функциональный, информационный и параметрический анализ и синтез систем. Особенности анализа и синтеза технических, эргатических и организационных систем. Системный анализ и синтез проблемы.

Тема 9.

ПРЕДЕЛЬНЫЕ ЗАКОНЫ СИСТЕМ. (2 часа) Взаимосвязь основных эксплуатационных свойств систем. Закон надежности систем. Закон помехоустойчивости систем. Законы управляемости и живучести систем.

6. Практические занятия (семинары) № п/п Наименование практических занятий (семинаров) Описание сложных объектов с использованием языка теории систем Описание систем с помощью структур. Многоуровневые иерархические структуры. Матричные структуры.

5-6 4 Построение моделей трудноформализуемых объектов.

7 6 Использование качественных методов для описания систем.

7. Учебно-методическое обеспечение дисциплины Рекомендуемая литература Основная:

1. В.Н. Волкова, А.А. Денисов. Теории систем: Учеб. пособие. – М.:Высш.шк., 2. В.В. Качала. Основы теории систем и системного анализа. Учебное пособие для вузов. – М.: Горячая линия – Телеком, 2007.

3. Теория систем и системный анализ в управлении организациями: Справочник. Учеб. пособие/ Под ред. В.Н. Волковой, А.А. Емельянова. – М.: Финансы и статистика, 2006.

4. В.С. Анфилатов, А.А. Емельянов, А.А. Кукушкин. Системный анализ в управлении: Учеб.

пособие – М.: Финансы и статистика, 2009.

Дополнительная:

1. В.А. Острейковский. Теория систем. – М.: 1997.

2. П.М. Хомяков. Краткий курс лекций / Под ред. В.П. Прохорова. Изд. 2-е, стереотипное. М.: КомКнига, 2007.

3. Электронное научное издание (ЭНИ) «Системный анализ в науке и образовании»

(свидетельство о регистрации СМИ Эл № ФС77-30312 от 30 ноября 2007 года, ISSN:

4. Месарович М., Такахара И. Общая теория систем: математические основы. – М.: Мир, 8. Средства обеспечения освоения дисциплины Лекционная аудитория с техническими средствами (компьютер, проектор, экран) Компьютерный класс на 12 рабочих мест.

Программное обеспечение:

объектно-ориентированные инструментальные средства автоматизации математических вычислений (MathCad);

табличный процессор (Microsoft Excel).

Класс персональных ЭВМ достаточной мощности для эксплуатации вышеназванного программного обеспечения с установленной на них соответствующей операционной системой.

9. Примерный список экзаменационных вопросов по дисциплине «Теория систем и системный анализ»

1. Наука о системах. Компоненты науки о системах.

2. Основные понятия теории систем.

3. Определение понятия «система».

4. Основные понятия, характеризующие строение и функционирование системы.

Элемент. Подсистема. Структура.

5. Основные понятия, характеризующие строение и функционирование системы. Связь.

Состояние. Поведение.

6. Основные понятия, характеризующие строение и функционирование системы.

Поведение. Внешняя среда. Модель функционирования.

7. Основные понятия, характеризующие строение и функционирование системы. Цель.

Установление целей системы. Классификация целей.

8. Виды и формы представления структур.

9. Классификация систем. Закрытые и открытые системы 10. Классификация систем. Абстрактные и материальные, детерминированные и стохастические системы.

11. Классификация систем по формам существования материи. Органичные и неорганичные системы.

12. Классификация систем. Адаптивные, целенаправленные и самоорганизующиеся системы.

13. Понятие большой системы. Сложность системы. «Свойства» сложной системы.

14. Понятие общесистемных закономерностей. Целостность. Интегративность. Коммуникативность. Закономерность зависимости потенциала системы от характера взаимодействия элементов или степени организованности системы.

15. Понятие общесистемных закономерностей. Закономерность зависимости потенциала системы от характера взаимодействия элементов или степени организованности системы. Иерархичность. Эквифинальность. Историчность. Закон необходимого разнообразия Эшби.

16. Понятие общесистемных закономерностей. Закономерности целеобразования.

17. Понятия «системный подход» и «системные исследования». Основные преимущества и принципы системного подхода.

18. Научные предпосылки возникновения и основные этапы развития системного анализа.

19. Понятие «системный анализ». Основные отличия системного анализа.

20. Методика системного анализа.

21. Качественные методы описания систем. Методы типа мозговой атаки для коллективной генерации идей.

22. Качественные методы описания систем. Методы экспертных оценок.

23. Качественные методы описания систем. Методы типа «Дельфи».

24. Качественные методы описания систем. Метод синектики.

25. Количественные методы описания систем. Уровни описания систем.

26. Кибернетический подход к описанию систем. Управление как процесс.

27. Классификация систем управления. Задачи стабилизации, выполнения программы, слежения и оптимального управления.

28. Кибернетический подход к описанию систем. Этапы управления сложной системой.

29. Методы описания систем. Имитационное моделирование. Основные понятия и определения.

30. Понятие, цели и задачи анализа систем.

31. Понятие, цели и задачи синтеза систем.

32. Структурный анализ и синтез систем.

33. Функциональный анализ и синтез систем.

34. Информационный анализ и синтез систем.

35. Параметрический анализ и синтез систем.

36. Особенности анализа и синтеза технических систем.

37. Особенности анализа и синтеза эргатических систем.

38. Особенности анализа и синтеза организационных систем.

39. Гомеостаз систем.

40. Безопасность систем. Оценка безопасности систем. Организация системы мер по безопасности систем.

41. Устойчивость систем. Управляемость и наблюдаемость систем.

42. Факторы повышения устойчивости систем. Проблема устойчивости сложных систем.

43. Надежность функционирования систем. Зависимость надежности систем от числа элементов и последовательности их соединения. Требования к надежности элементов Живучесть системы.

44.

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московской области

КАЛЕНДАРНЫЙ ПЛАН (РАБОЧАЯ ПРОГРАММА)

кафедра системного анализа и управления специальность 080801 «Прикладная информатика (по областям)» курс 4 семестр 2010/2011 уч. года 1 неделя по 13. 3 неделя по 13. по 20. 7 неделя по 03. 9 неделя с 04. 10 неделя по 17. 11 неделя 12 неделя по 01. 13 неделя по 08. 14 неделя 15 неделя 16 неделя по 26. 1 В.С. Анфилатов, А.А. Емельянов, А.А. Кукушкин. Системный анализ в управлении: Учеб. пособие – М.: Финансы и статистика, 2009.

3 Теория систем и системный анализ в управлении организациями: Справочник.

Учеб. пособие/ Под ред. В.Н. Волковой, А.А. Емельянова. – М.: Финансы и статистика, 2006.

хина