2014

Didaktický obsah kurzu:

informační podpora, informační systémy, databáze, systémy pro správu databází; životní cyklus informačního systému; externí návrh, hlavní etapy návrhu informačních systémů, konstrukční metodika, funkční návrh SADT - technologie; základní požadavky na organizaci dialogu a prezentaci dat; koncepční, logický a fyzický návrh databází; datový model entita-vztah, relační systém, síťové a hierarchické datové modely; jazyky pro popis dat a jazyky pro manipulaci s daty v systémech správy databází; fyzická organizace dat, přístupové metody; multitasking a informační systémy pro více uživatelů; plány a protokoly; ochrana dat a utajení.

Základní pojmy teorie systémů

Pod pojmemSystém budeme si rozumět soubor prvků, které jsou ve vzájemných vztazích a souvislostech, což tvoří určitou celistvost, jednotu.

Soubor prvků existujících mimo systém, které systém ovlivňují, nebo naopak, které jsou systémem ovlivněny, se nazývá vnější prostředí systémy.

Pokud jsou prvky systému samy systémy, pak se obvykle nazývají subsystémy tohoto systému.

Každý systém může být zase prvkem jiného systému vyšší úrovně ( supersystémy).

Charakteristika a vlastnosti systémů

Povaha systémů může být velmi různorodá. Existují materiální, abstraktní (pojmy, hypotézy, teorie...), sociální, technické, informační, biologické, pedagogické aj. systémy. Všechny systémy však mají jedinou sadu charakteristik, i když hodnoty samotných charakteristik se liší.

Každý systém má:

1. Cíle vzniku (existence) systému;

2. Soubor vazeb a vztahů mezi částmi celku nezbytných k dosažení cíle (struktury);

3. Externí propojení (s jinými systémy);

4. Zdroje spotřebované systémem (vstupy) - informace, materiál, energie;

5. Produkty produkované systémem (výstupy);

6. Fungování systému (chování).

Je zvykem rozdělovat systémy na složité a jednoduché. Je třeba poznamenat, že koncept složitosti systému není dosud zcela formulován. Charakteristickými rysy vnitřní složitosti organizace systému jsou složitost struktury a množství vnitřních stavů, potenciálně posuzovaných podle projevů systému, stejně jako složitost ovládání v systému. Vnější složitost organizace systému je charakterizována složitostí vztahů s životní prostředí. Stejný systém může být reprezentován různými strukturami v závislosti na stupni poznávání předmětů nebo procesů, na aspektu jejich zvažování a účelu tvorby. S postupem výzkumu nebo během návrhu se však struktura systému může změnit

Zdůrazněme důležité vlastnosti systémů:

ü Podle definice je hlavní vlastností systému jeho celistvost, tedy vznik nových vlastností, které každá jeho část nemá samostatně.

ü Hlavní vlastností komplexních systémů je přítomnost cíle.
Jakýkoli systém je vytvořen k dosažení nějakých cílů. Velké systémy jsou obvykle víceúčelové. Pod vlivem vnějších podmínek a v průběhu času se mohou cíle měnit.

ü Každý systém je vytvořen v zájmu systému vyšší úrovně.

ü Nejdůležitější vlastností složitých systémů je jejich schopnost kontroly a samosprávy. K efektivnějšímu dosahování cílů je zapotřebí management.

ü Systémy si mohou vyměňovat hmotu, energii a informace.

ü Složité systémy se vyznačují heterogenitou částí, například ve složení a funkcích.

ü Během svého života procházejí systémy 4 významnými fázemi: vznik, vývoj, stárnutí, smrt.

Systémové struktury

Systémové struktury přicházejí v různých topologiích (nebo prostorových strukturách). Podívejme se na hlavní topologie systémových struktur. Odpovídající schémata jsou znázorněna na obrázcích níže.

Lineární struktura:

Hierarchická (stromová) struktura:

Struktura sítě:

Struktura matice (tabulka):

Kromě uvedených hlavních typů konstrukcí se používají další, vytvořené pomocí jejich správných kombinací - spojů a uchycení.

Například,„vnoření do sebe“ rovinné matricové struktury mohou vést ke složitější struktuře – prostorové matricové struktuře (například látka s krystalickou strukturou

Krystalická (prostorová matrice) struktura typu:

Etapy systémové analýzy

Systémová analýza- systém koncepcí, metod a technologií pro studium, popis, implementaci systémů různé povahy a charakteru, interdisciplinární problémy; toto je systém obecných zákonů, metod a technik pro studium takových systémů.

Základy systémové analýzy položil ruský vědec, filozof, ekonom a lékař Alexandr Aleksandrovič Bogdanov (1873-1928).

Navrhl, že v otázkách organizace různých velkých systémů v přírodě, společnosti a technologii je mnoho společného a pomocí stejných metod lze studovat různé systémy v okolním světě.

Systémová analýza je založena na systematickém přístupu ke studiu objektů, který je založen na zvažování libovolných objektů jako systémy.

Shrneme-li výzkum vědců v oblasti systémové analýzy, můžeme zdůraznit následující fáze systémové analýzy různých objektů jako systémů:

1. formulace cílů, jejich priorit a výzkumných problémů;

2. identifikace a objasnění výzkumných zdrojů;

3. oddělení systému (od okolí) pomocí zdrojů;

4. definice a popis subsystémů;

5. definice a popis integrity (spojení) subsystémů a jejich prvků;

6. analýza propojení subsystémů;

7. budování struktury systému;

8. stanovení funkcí systému a jeho subsystémů;

9. koordinace cílů systému s cíli subsystémů;

10. analýza (testování) integrity systému;

11. analýza a hodnocení systémového účinku.

Řídící systémy

V roce 1948 formuloval americký vědec Norbert Wiener (1894-1964) základní principy nové vědy, kterou nazval kybernetika. Zavedl v úvahu novou kategorii – „management“.

Soubor kontrolních akcí směřujících k dosažení stanoveného cíle se nazývá řízení. Management tedy předpokládá, že existuje nějaký orgán, který produkuje kontrolní akce. Takový řídící orgán se obvykle nazývá kontrolní systém. Je volán řídicí objekt pro změnu stavu, jehož řídicí akce jsou řízeny řízený systém.

Aby bylo dosaženo cíle řízení, musí řídicí systém dostávat informace o stavu řízeného systému. Informace o stavu řízeného systému vám umožní upravit akce ovládání.

Informační systémy

Informační systém(v kontextu managementu) je komunikační systém pro sběr, přenos, ukládání a zpracování informací o řídicím objektu.

Informační systém (IS) obvykle obsahuje tyto komponenty:

1. funkční součásti;

2. komponenty systému zpracování dat;

3. organizační složky.

Pod funkční komponenty je chápán jako systém manažerských funkcí - ucelený soubor manažerských prací propojených v čase a prostoru, nezbytných k dosažení cílů stanovených pro řízený systém.

Systémy zpracování dat jsou navrženy tak, aby poskytovaly informační služby přijímajícím specialistům systémů řízení manažerská rozhodnutí. Komponenty tohoto systému jsou: Informační podpora, software, hardware, právní podpora, jazyková podpora.

Identifikace organizační složky je dána zvláštním významem lidského faktoru.

Životní cyklus informační systém se skládá z několika fází: analýza, návrh, implementace, implementace, údržba. Uvažujme dva modely životního cyklu - kaskáda a spirála:

Pozitivní stránky Aplikace kaskádového přístupu jsou následující:

ü v každé fázi se vytvoří kompletní sada projektová dokumentace splňující kritéria úplnosti a konzistence;

ü etapy prováděné práce v logickém sledu nám umožňují naplánovat načasování dokončení všech prací a odpovídající náklady.

V procesu využívání kaskádového přístupu se však ukazuje řada jeho nedostatků způsobených především tím, že skutečný proces tvorby informačního systému nikdy zcela nezapadá do takto rigidního schématu. V procesu tvorby systému je neustále potřeba vracet se k předchozím etapám a dříve si ujasňovat či revidovat přijatá rozhodnutí. K překonání těchto problémů byl navržen spirálový model životní cyklus zdůrazňující v počátečních fázích životního cyklu: analýza a design.

V těchto fázích se ověřuje proveditelnost technických řešení tvorbou prototypy. Každé otočení spirály odpovídá vytvoření fragmentu nebo verze systému, na něm jsou specifikovány cíle a charakteristiky projektu, je určena jeho kvalita a plánována práce na další otáčkě spirály. Dochází tak k prohloubení a důslednému upřesnění detailů projektu a ve výsledku je vybrána rozumná varianta, která je uvedena do realizace.

První typ prototypu je grafický model systému(modely SADT budou popsány níže), přístupné uživatelům. Z takových diagramů je jasná obecná architektura systému.

Druhým typem prototypů jsou rozložení formuláře obrazovky, což vám umožní koordinovat databázová pole a funkce konkrétních uživatelů.

Třetím typem prototypů jsou pracovní obrazovky formuláře, tj. již částečně naprogramován. To vám umožní vyzkoušet program v akci. Zpravidla to způsobuje nový proud připomínek a návrhů.

V souladu s fázemi životního cyklu informačního systému lze rozlišit několik kategorií specialistů, kteří tento životní cyklus zajišťují: systémoví analytici, programátoři, uživatelští specialisté v konkrétní oblasti.

Pojďme si stručně probrat každou z těchto fází.

1 . Výběr problému

Tato fáze zahrnuje výběr správné výzkumné metody k vyřešení naléhavého environmentálního problému. Jak ukazuje zkušenost, v praxi se na významné praktické aspekty ekologie často na jedné straně nebere zřetel; a na druhé straně je řada myšlenek o environmentálních procesech natolik rozšířená, že je lze použít bez dalšího zdůvodnění. Na jedné straně tedy můžete přijmout řešení problému, který není přístupný systémové analýze, a na druhé straně si můžete vybrat problém, který lze vyřešit ekonomičtěji bez použití plné síly metod systémové analýzy. . Tato dualita první fáze ji činí kritickou pro úspěch (nebo neúspěch) celé studie.

2 . Vyjádření problému a omezení stupně jeho složitosti

Jakmile je uznána existence problému, je nutné problém natolik zjednodušit, aby měl co možná nejanalytické řešení a zároveň zachovat všechny prvky, které umožňují smysluplnou praktickou interpretaci. Toto je také kritická fáze, charakteristická pro každý systémový výzkum, v němž úspěch či neúspěch do značné míry závisí na křehké rovnováze mezi zjednodušováním a komplikací – rovnováha, ve které jsou zachovány všechny podstatné souvislosti s původním problémem a zároveň je možné získat řešení, které je přístupné kvalitativní analýze a má vizuální interpretaci.

3 . Stanovení hierarchie cílů a záměrů

Po stanovení problému a omezení míry jeho složitosti (obvykle rozumné zjednodušení) můžete začít stanovovat cíle a záměry studie. Typicky jsou cíle a cíle uspořádány v určitém řetězci (tvoří hierarchii) podle stupně jejich možnosti; přitom hlavní úkoly rozdělují (rozkládají) na řadu jednodušších (vedlejších). Zde je však třeba mít na paměti, že úkoly, které jsou důležité z hlediska získávání vědeckých informací, mají v některých případech spíše slabý vliv na typ rozhodnutí o dopadu na ekosystém a jeho řízení. Proto je stanovení priority určitých úkolů v hierarchickém řetězci jedním z ústředních problémů systémové analýzy. To je patrné zejména v situaci, kdy je výzkumník zjevně omezen na určité formy řízení a maximální úsilí soustředí na úkoly přímo související se samotnými environmentálními procesy.

4 . Výběr způsobů řešení problémů

V této fázi si můžete vybrat několik způsobů řešení problému. V obecném případě je přirozené hledat co nejobecnější analytické řešení, protože to umožní maximálně využít výsledky výzkumu podobných problémů a odpovídající matematický aparát. Výběr rodiny, ve které se hledá analytické řešení, přitom do značné míry závisí na specialistovi na systémovou analýzu. Analytik obvykle vyvine několik alternativních řešení a vybere to, které se nejlépe hodí pro zkoumaný problém.

5 . Modelování

Jakmile byly analyzovány vhodné alternativy, začíná důležitý krok modelování komplexních dynamických vztahů mezi různými aspekty problému. Zde je třeba poznamenat, že simulované procesy, stejně jako mechanismy zpětné vazby, se vyznačují vnitřní nejistotou, která výrazně komplikuje pochopení jak samotného systému, tak jeho ovladatelnosti.

6 . Posouzení možných strategií

Jakmile je modelování pokročilo do fáze, kdy lze model (alespoň předběžně) používat, začíná fáze vyhodnocování potenciálních strategií odvozených z modelu. Hodnocení zkoumá citlivost výsledků na předpoklady učiněné při konstrukci modelu. Pokud se zjistí, že základní předpoklady jsou nesprávné, může být nutné vrátit se do fáze modelování a upravit model.

1. Vlastnosti metod systémové analýzy. Etapy systémové analýzy.

2. Základní principy systémové analýzy. Systémový přístup.

3. Metody systémové analýzy.

1. Vlastnosti systémové analýzy. Etapy systémové analýzy

Rozdíl mezi systémovou analýzou a jinými výzkumnými metodami:

Hlavní rozdíly mezi systémovou analýzou a jinými více či méně formalizovanými přístupy při zdůvodňování rozhodnutí učiněných v souvislosti se zkoumaným problémem spočívají v následujícím:

Zvažují se všechny teoretické možné alternativní metody a prostředky k dosažení stanovených cílů (výzkumné, konstrukční, technologické, provozní atd.), jejich správná kombinace a kombinace různé metody a fondy;

Alternativy řešení je třeba posuzovat z dlouhodobého hlediska (zejména u systémů, které mají strategický účel);

Neexistují žádná standardní řešení;

Jsou jasně uvedeny různé pohledy na řešení stejného problému;

Vztahuje se na problémy, pro které nejsou plně definovány náklady nebo časové požadavky;

Uznává se zásadní význam organizačních a subjektivních faktorů v rozhodovacím procesu a v souladu s tím jsou vyvíjeny postupy pro široké použití kvalitativních úsudků při analýze a koordinaci různých úhlů pohledu;

Zvláštní pozornost je věnována rizikovým faktorům a nejistotě, jejich zohlednění a posouzení při výběru nejoptimálnějších řešení z možných variant.

Systémová analýza poskytuje základ pro spojení znalostí a zkušeností specialistů z mnoha oborů k nalezení řešení, jejichž obtíže nelze překonat na základě úsudku jediného odborníka.

Chápou-li nedostatečnost a potřebu vyvinout prostředky pro zachování integrity, v poslední době se často vracejí k definici systémové analýzy jako formalizované selský rozum, k pochopení systémové analýzy jako umění, které vyžaduje matematickou podporu, k hlubšímu studiu vzoru integrity a role člověka při jejím utváření a zachování.

Hlavním rysem metod systémové analýzy je tedy jejich kombinace formálních metod a neformálních (expertních) znalostí.

Vezmeme-li v úvahu výše uvedené, při definování systémové analýzy je nutné v ní zohlednit, že systémová analýza:

Slouží k řešení problémů, které nelze položit a vyřešit jednotlivými metodami matematiky;

Využívá nejen formálních metod, ale i metod kvalitativní analýzy („formalizovaný zdravý rozum“), tzn. metody zaměřené na posílení využití intuice a zkušeností specialistů (rozhodovačů);

Kombinuje různé metody pomocí jediné metodiky;

Umožňuje kombinovat znalosti, úsudek a intuici specialistů v různých oblastech poznání a zavazuje je k určité disciplíně myšlení.

Hlavním rysem systémové analýzy je, že vede výzkumníka a designéra k tomu, aby se nesnažili okamžitě nabídnout konečný model objektu nebo rozhodovacího procesu (jako je tomu v matematickém modelování nebo ve vynálezecké činnosti), ale aby vyvinuli metodologii která obsahuje nástroje, které umožňují postupně formovat model, zdůvodňující jeho přiměřenost v každém kroku formování za účasti rozhodovatele: nejprve při výběru základny prvků, poté při formulování cílů a výběru kritérií, poté při výběru metod modelování, kdy získání možností řešení, ze kterých si ten, kdo rozhoduje, nejlépe vybere.

Systémová analýza může být provedena na úrovni logiky nebo zdravého rozumu. Systémová analýza je vědeckou metodou pouze tehdy, je-li ve všech jejích fázích použit vědecký přístup založený na kvantitativní analýze.

Ve zvětšené podobě se systémová analýza skládá z následujících fází:

Formulace problému;

Strukturování systému;

Konstrukce a výzkum modelů.

První fází je fáze formulace problému, která je velmi důležitá pro následnou práci. Obecně se uznává, že kompetentní formulace problému zajišťuje 60-70% úspěšnosti při získávání výsledků.

Druhou fází analýzy systému je strukturování. V první řadě je nutné lokalizovat hranice systému a určit jeho vnější prostředí. K tomu je nutné určit množinu všech prvků a rozdělit je do dvou tříd: zkoumaný systém a jeho vnější prostředí. Strukturování systému spočívá v jeho rozdělení na subsystémy v souladu s úkolem. Fáze strukturování končí identifikací všech významných vazeb mezi ním a systémy identifikovanými ve vnějším prostředí. Pro každý z vybraných systémů (subsystémů) jsou tedy určeny jeho vstupy a výstupy.

Další - třetí fáze systémové analýzy - je konstrukce a studium matematického modelu. Model je odrazem reálného systému (originálu), který umožňuje předpovídat jeho funkční systémy s vnějším prostředím. Úkol sestavit definici matematického modelu systému se nazývá identifikační problém. Identifikační problém lze formulovat následovně: na základě výsledků pozorování vstupních a výstupních proměnných systému je třeba sestavit optimální, v určitém smyslu matematický model.

2. Základní principy systémové analýzy. Systémový přístup

Systémová analýza je založena na řadě obecných principů.

1. Principem zobecnění experimentálních dat je zákon jevů zjištěných z pozorování. Proto je jejich pravda spojena pouze s fakty, a ne s žádnými spekulacemi.

2. Princip optimality. Je známo, že charakteristickým rysem moderní vývoj je výběr nejvhodnější varianty vývoje. V živé přírodě se to děje ve formě přírodní výběr, i když umělá selekce také probíhá, například v činnosti chovatelů. Při vývoji jakéhokoli objektu se musíme zabývat také výběrem. V průběhu praktického rozvoje vědeckých úspěchů je důležité volit taková kreativní řešení, která jsou z hlediska souboru ukazatelů pro dané podmínky nejlepší.

3. Princip konzistence. Aby člověk skutečně poznal předmět, musí přijmout a studovat všechny jeho stránky, všechna spojení a zprostředkování. Nikdy toho nedosáhneme úplně, ale požadavek komplexnosti nám brání dělat chyby. Princip systematičnosti předpokládá přístup k novému objektu jako komplexnímu objektu reprezentovanému souborem vzájemně propojených privátních prvků. Zahrnuje studium objektu na jedné straně jako jednoho celku a na druhé straně jako součásti většího systému, ve kterém je analyzovaný objekt v určitých vztazích s jinými systémy. Princip systematičnosti tedy pokrývá všechny aspekty objektu a subjektu v prostoru a čase!

4. Princip hierarchie. Hierarchické vztahy se vyskytují v mnoha systémech, které se vyznačují jak strukturní, tak funkční diferenciací, tzn. schopnost implementovat určitý rozsah funkcí. V reálných systémech není hierarchická struktura nikdy absolutně rigidní, protože hierarchie je kombinována s větší či menší autonomií nižších úrovní ve vztahu k vyšším a management využívá schopnosti samoorganizace vlastní každé úrovni.

5. Princip integrace. Integrační vlastnosti objektu se projevují jak v důsledku spojování prvků do celku, tak i při kombinování funkcí v čase a prostoru.

6. Princip formalizace je založen na použití formální metody popisu systému (například matematické metody) a získávání kvantitativních a komplexních charakteristik.

Podle principů systémové analýzy je tedy třeba ten či onen komplexní problém, kterému společnost čelí, posuzovat v holistickém kontextu – jako systém v interakci všech jeho složek, nejčastěji jako organizaci složek, která má společný cíl.

Systémový přístup je teoretickým a metodologickým základem systémové analýzy. Jedná se o přístup ke studiu objektu (problému, jevu, procesu) jako systému, ve kterém jsou prvky, vnitřní a Vnější vztahy, nejvýrazněji ovlivňující studované výsledky jeho fungování, a cíle každého z prvků, vycházející z obecného účelu objektu. Zaměřuje se na odhalení integrity objektu a mechanismů, které ji poskytují, identifikaci různých typů spojení komplexního objektu a jejich spojení do jediného teoretického obrazu.

Systémový přístup vychází z obecné systémové teorie (Ludwig von Bertalanffy) a kybernetiky - teorie řízení (Norbert Wiener, W. Ross Ashby, Stafford Beer). Vznikla ve 40-60 letech dvacátého století. Nejúplnější a nejnapínavější představení systémového přístupu, jeho historie, principů a existujících směrů je prezentováno v nádherné knize amerického fyzika F. Capry „The Web of Life“.

Cílem systémového přístupu je na základě studia objektivních zákonitostí vývoje systémů dát pravidla pro organizování myšlení podle víceobrazovkového schématu.

Podstatou systémového přístupu ke studiu vědeckého problému je prezentace tohoto problému jako systému. Systémový přístup navíc představuje jakýkoli systém jako subsystém, protože nad jakýmkoli systémem je supersystém, který je umístěn více vysoká úroveň hierarchie systémů.

Definujme vlastnosti systémového přístupu. Systémový přístup je formou metodologických znalostí spojených se studiem a tvorbou objektů jako systémů a týká se pouze systémů.

Systematický přístup vyžaduje zvažovat problém ne izolovaně, ale v jednotě spojení s prostředím, chápat podstatu každého spojení a jednotlivého prvku a vytvářet asociace mezi obecnými a konkrétními cíli.

Zdá se rozumné považovat systémový výzkum prováděný určitým způsobem za systémovou analýzu a jejich metodologii nazývat systémovým přístupem.

3. Metody systémové analýzy

Podívejme se na hlavní metody zaměřené na využití intuice a zkušeností specialistů a také na metody formalizované reprezentace systémů, které se používají v systémové analýze.

Metoda brainstormingu

Metody tohoto typu mají za hlavní cíl hledání nových myšlenek, jejich širokou diskusi a konstruktivní kritiku. Základní hypotézou je předpoklad, že mezi velkým množstvím nápadů je alespoň pár dobrých. Při vedení diskusí o zkoumaném problému platí následující pravidla:

1) formulovat problém v základních pojmech s důrazem na jeden ústřední bod;

2) neprohlašujte myšlenku za falešnou a nepřestávejte ji zkoumat;

3) podporovat myšlenku jakéhokoli druhu, i když se vám v tu chvíli zdá její relevance pochybná;

4) poskytovat podporu a povzbuzení účastníkům diskuse od zábran.

Přes veškerou zdánlivou jednoduchost poskytují tyto diskuse dobré výsledky.

Metody odborného posouzení

Základem těchto metod je různé tvary expertního průzkumu s následným vyhodnocením a výběrem nejvýhodnější varianty. Možnost využití odborných posudků a zdůvodnění jejich objektivity vychází ze skutečnosti, že neznámá charakteristika zkoumaného jevu je interpretována jako náhodná veličina, jejímž odrazem distribučního zákona je individuální posouzení spolehlivosti a spolehlivosti znalcem. význam konkrétní události. Předpokládá se, že skutečná hodnota sledované charakteristiky je v rozmezí odhadů získaných od skupiny expertů a že zobecněný kolektivní názor je spolehlivý. Většina kontroverzní bod Tyto metody zahrnují stanovení váhových koeficientů na základě odhadů vyjádřených odborníky a přivedení protichůdných odhadů k určité průměrné hodnotě.

Nejběžnější metody expertního posouzení pro klasifikaci na základě posouzení preferencí jsou v současnosti následující:

Metoda hodnocení;

Metoda přímého hodnocení;

Srovnávací metoda.

Poslední metoda (srovnávací metoda) zahrnuje dvě varianty: párové srovnání a sekvenční srovnání.

V zásadě má každý z nich mnoho společného a jediný rozdíl je v tom, že hodnocení (měření) studovaných objektů se provádí různé způsoby. Navíc každá metoda má určité výhody a nevýhody.

Společná vlastnost každé metody spočívá v posloupnosti postupů jejich použití. Tyto zahrnují:

Organizování odborných posudků;

Provádění sběru znaleckých posudků;

Zpracování výsledků znaleckých posudků.

Praxe ukazuje, že snížení subjektivity a tím i zvýšení objektivity výsledků používání znaleckých metod výrazně závisí na dodržování pravidel organizace, přípravy a vedení znalecké práce. To závisí především na organizaci odborného posuzování, určení osoby odpovědné za organizaci a provádění odborných posudkových prací a také na sestavování odborných komisí.

Pro obecné řízení odborné práce by měl být jmenován vedoucí odborné komise. Komise se skládá ze dvou skupin: pracovní a expertní.

V čele pracovní skupiny stojí její vedoucí (organizátor). Do jeho podřízenosti patří techničtí pracovníci, kteří provádějí technické práce na přípravě podkladů pro práci znalců, zpracování výsledků práce znalců atd.

V expertní skupině jsou odborníci - specialisté na řešené problémy.

Sestavení expertní skupiny provádí vedoucí (organizátor) pracovní skupiny. V tomto případě se provádí řada po sobě jdoucích činností:

Vyjádření problému a vymezení oblasti činnosti skupiny;

Vypracování předběžného seznamu odborníků - specialistů v uvažované oblasti činnosti;

Analýza kvalitativního složení předběžného seznamu znalců a objasnění seznamu;

Získání odborného souhlasu k účasti na práci;

Sestavení konečného seznamu expertní skupiny.

Delphi metoda

Zpočátku byla metoda Delphi navržena jako jeden z postupů pro provádění brainstormingu a měla pomoci snížit vliv psychologické faktory a zvýšit objektivitu znaleckých posudků. Poté se metoda začala používat samostatně. Jeho základem je zpětná vazba, seznámení odborníků s výsledky předchozího kola a zohlednění těchto výsledků při posuzování významu expertů.

Metoda Delphi je tedy postup iterativního dotazníkového šetření. Zároveň je dodržován požadavek, aby mezi odborníky nedocházelo k osobním kontaktům a aby jim byly poskytovány úplné informace o všech výsledcích hodnocení každého kola šetření při zachování anonymity hodnocení argumentace a kritiky.

Podstatou metody Delphi je nástroj, který umožňuje zohlednit nezávislý názor všech členů skupiny odborníků na diskutovanou problematiku důsledným spojováním nápadů, závěrů a návrhů a dosahováním shody. Metoda je založena na opakovaných anonymních skupinových rozhovorech.

Metodický postup zahrnuje několik po sobě jdoucích fází rozhovoru. V první fázi se provádí individuální průzkum mezi odborníky, obvykle formou dotazníků. Odborníci odpovídají bez udání důvodů. Poté se zpracují výsledky průzkumu, vytvoří se kolektivní názor skupiny odborníků a zjišťují se a shrnují argumenty ve prospěch různých úsudků. Ve druhé fázi jsou všechny informace sděleny odborníkům a ti jsou požádáni, aby přehodnotili svá hodnocení a vysvětlili důvody svého nesouhlasu s kolektivním úsudkem. Nové odhady se znovu zpracují a provede se přechod do další fáze. Jak ukazuje praxe, po třech nebo čtyřech fázích se odpovědi odborníků ustálí a postup lze zastavit.

Rýže. 2.1. Algoritmus pro organizaci a provádění expertního hodnocení metody Delphi

Algoritmus pro organizaci a provádění odborného posouzení metody Delphi se skládá z následujících fází (obr. 2.1):

1. Vytvořte pracovní skupinu pro sběr a shrnutí odborných posudků.

2. Vytvořit expertní skupinu specialistů, kteří mají znalosti o problematice projednávaného tématu.

3. Připravte si dotazník s uvedením problému a objasněním otázek. Formulace musí být jasná a jednoznačně interpretovaná a naznačovat jednoznačné odpovědi.

4. Proveďte průzkum mezi odborníky v souladu s metodikou, který v případě potřeby zahrnuje opakování postupu. Získané odpovědi slouží jako základ pro formulaci otázek pro další fázi.

5. Shrnout odborné posudky a vydat doporučení k nastolenému problému.

Výhodou metody Delphi je využití zpětné vazby při průzkumu, což výrazně zvyšuje objektivitu odborných posouzení. nicméně tato metoda vyžaduje značný čas na provedení celého vícefázového postupu. Pro zkrácení času se navrhuje vytvořit a používat počítačový systém.

Metoda Delphi je tedy metodou pro rychlé nalezení řešení na základě jejich generování v procesu brainstormingu prováděného skupinou specialistů a výběru nejlepšího řešení na základě expertních posouzení.

Metoda stromu cílů

Termín „strom“ naznačuje použití hierarchické struktury získané rozdělením celkového cíle na dílčí cíle. Pro případy, kdy stromové pořadí není striktně dodržováno v celé struktuře, V.I. Glushkov představil koncept „grafu prognózy“. Metoda „goal tree“ je zaměřena na získání relativně stabilní struktury cílů, problémů a směrů. Abychom toho dosáhli, je třeba při konstrukci počáteční verze struktury vzít v úvahu vzorce stanovování cílů a použít principy tvorby hierarchických struktur.

Morfologické metody

Hlavní myšlenkou morfologického přístupu je systematicky najít vše možné možnostiřešení problému kombinací vybraných prvků nebo jejich charakteristik. V systematické podobě byla metoda morfologické analýzy poprvé navržena F. Zwickym a je často nazývána „Zwickyho metoda“. Existují tři hlavní schémata metody:

Metoda systematického pokrytí oboru, založená na identifikaci tzv. bašt vědění ve zkoumané oblasti a využití některých formulovaných principů myšlení k naplnění oboru;

Metoda negace a konstrukce, která spočívá ve formulaci některých předpokladů a jejich nahrazení opačnými, s následnou analýzou vzniklých nesrovnalostí;

Metoda morfologického boxu, která spočívá v určení všech možných parametrů, na kterých může záviset řešení problému. Identifikované parametry tvoří matice obsahující všechny možné kombinace parametrů, jednu z každého řádku, s následným výběrem nejlepší kombinace.

Jedna z nejúplnějších klasifikací, založená na formalizované reprezentaci systémů, tzn. na matematickém základě zahrnuje následující metody:

Analytické (metody klasické matematiky i matematického programování);

Statistika (matematická statistika, teorie pravděpodobnosti, teorie front);

Množinové, logické, lingvistické, sémiotické (považované za obory diskrétní matematiky);

Grafika (teorie grafů atd.).

Třída špatně organizovaných systémů odpovídá v této klasifikaci statistickým reprezentacím. Pro třídu samoorganizujících se systémů jsou nejvhodnější modely diskrétní matematiky a grafické modely a také jejich kombinace.

Aplikované klasifikace jsou zaměřeny na ekonomické a matematické metody a modely a jsou určeny především funkčním souborem problémů řešených systémem.

Závěr. Jsou zvažovány rozdíly mezi systémovou analýzou a jinými výzkumnými metodami a vlastnosti metod systémové analýzy. Jsou popsány fáze systémové analýzy a základní principy systémové analýzy. Uvažuje se o systematickém přístupu a metodách systémové analýzy: metoda „brainstorming“; metody odborného posouzení; Delphi metoda; metoda „cílového stromu“ a morfologické metody

Kontrolní otázky

1. Jak se systémová analýza liší od jiných výzkumných metod?

2. Vlastnosti metod systémové analýzy.

3. Etapy systémové analýzy.

4. Základní principy systémové analýzy.

5. Systematický přístup.

6. Metody systémové analýzy.

7. Metoda brainstormingu.

8. Metody znaleckých posudků.

9. Delphi metoda.

10. Metoda „stromu cílů“.

11. Morfologické metody.

Dáváme do pozornosti časopisy vydávané nakladatelstvím "Akademie přírodních věd"

V různých fázích výzkumu, který postupuje od intuitivní a dosti slabě formulované formulace problému k výběru optimálního řešení pomocí rigorózních matematických modelů, je využívána rozsáhlá skupina metod. Proto je vhodné stanovit základní posloupnost fází pro provádění systémové analýzy. Vzhledem k nejoriginálnějším pracím v oblasti systémové analýzy je snadné vidět, že různí autoři identifikují různé počty fází.

S. Young tedy v procesu používání systémové analýzy v řízení organizací identifikuje 10 fází:

Definování cílů organizace;

Identifikace problémů v procesu dosahování těchto cílů;

Zkoumání problémů a stanovení diagnózy;

Hledání řešení problému;

Vyhodnocení všech alternativ a výběr té nejlepší;

Koordinace rozhodování v organizaci;

Schvalování rozhodnutí;

Příprava na uvedení rozhodnutí v platnost;

Řízení aplikace řešení;

Kontrola účinnosti.

Yu. I. Chernyak, když používá systémovou analýzu v problémech ekonomického řízení, identifikuje následující fáze:

Analýza problémů;

Definice systému (rozpor mezi požadovaným a skutečným je problém a za účelem řešení problémů lidé vytvářejí systémy a v nejobecnějším smyslu je systém způsob, jak vyřešit problém);

Analýza struktury systému;

Vytvoření společného cíle a kritéria systému;

Dekompozice cíle, identifikace potřeb zdrojů;

Identifikace zdrojů, složení cílů;

Předpověď a analýza budoucích podmínek;

Hodnocení cílů a prostředků;

Výběr možností;

Diagnóza stávající systém;

Výstavba komplexního rozvojového programu;

Navrhování organizace pro dosažení cílů.

O.I. Larichev identifikuje 4 fáze:

Stanovení cílů a zdrojů;

Identifikace alternativ k řešení problému;

Porovnání alternativ mezi sebou;

Výběr nejvýhodnější alternativy.

E. Quaid neklasifikuje fáze, ale identifikuje hlavní prvky systémové analýzy:

Alternativní prostředky;

Náklady na zdroje;

Modely nebo vztah cílů k prostředkům;

Kritéria. (To se týká kritérií pro výběr nejvýhodnější možnosti pro dosažení cíle).

Na základě analýzy těchto přístupů si lze všimnout zásadní jednoty pohledů na hlavní fáze systémové analýzy:

Problém formulujte správně a co nejjasněji, převeďte jej z kategorie nestrukturovaných do kategorie slabě strukturovaných;

Shromáždit informace relevantní pro daný případ, aby bylo možné nastínit alespoň přibližné aktivity pro studium problému a následný vývoj systému;

Plně identifikovat účel systému, který řeší problém, aby bylo možné určit jeho složení, způsoby působení a interakci s jinými systémy;

Vyvinout několik možností pro systém / řešení problému / za různých vnějších podmínek;

- stanovit vztah mezi cíli, možnostmi tohoto systému a prostředky k jejich dosažení;

Vybrat nejlepší možnostřešení problému.

Na tomto základě zvážíme metodologii pro provádění systémové analýzy a zdůrazníme následujících 7 fází:

Fáze 1: Pochopení problému.

Fáze 2: Definování konečných cílů.

3. fáze: Vývoj alternativ k dosažení cílů, tzn. možnosti a prostředky k dosažení cílů.

Fáze 4: Identifikace požadovaných zdrojů a jejich omezení.

Fáze 5: Analýza vzájemného vlivu cílů, alternativ a zdrojů.

Fáze 6: Rozhodování.

Fáze 7: Implementace řešení.

Tato klasifikace fází systémové analýzy se do značné míry shoduje s klasifikací uvedenou v práci A. Halla.

Na Obr. Je naznačena souvislost mezi výše uvedenými fázemi. Mezi fázemi „Ujasnění úkolu“ a „Definování cílů“ existuje obousměrný vztah. Ne nadarmo se v řadě děl zaměňují a v některých se tyto dvě etapy spojují do jedné. To je vysvětleno skutečností, že není možné formulovat cíl, aniž bychom měli představu o podmínkách, za kterých bude jeho realizace provedena. Tyto představy mohou být velmi přibližné, ale přesto nám umožňují formulovat cíl, a to i ve formě jakési deklarace. Na druhou stranu je celý výzkumný proces dán daným cílem, tzn. Již v prvních krocích pochopení problému je třeba mít na paměti cíl, který je výzkumu vlastní. První dvě fáze systémové analýzy jsou tedy založeny na rekurzivních postupech výměny informací a probíhají převážně paralelně.

Zpětná vazba od fáze „Rozhodování“ po fáze „Definice cílů“, „Vývoj alternativ“, „Identifikace požadovaných zdrojů“ odhaluje princip cyklických procedur systémová analýza.

Z tohoto rozdělení systémové analýzy do fází je zřejmé, že řešení jakéhokoli problému musí začít ujasněním formulace problému a určením konečných cílů. Můžeme říci, že definování cílů je hlavní fází systémové analýzy. Protože cíle jsou neoddělitelné od prostředků k jejich dosažení, další fází metodiky je vývoj alternativních možností k dosažení cílů. V této fázi je jedním z hlavních rysů systémové analýzy hledání nových alternativ. V tomto ohledu se často zdůrazňuje, že zkušený systémový analytik by mohl přinést mnohem větší výhody, pokud by se nezabýval detailním hodnocením zřejmých cest k dosažení cílů, ale hledáním nových, někdy nezřejmých a nečekaných alternativ. Úlohou čtvrté etapy je identifikovat a objasnit omezení v možnostech řešení problému.

V páté fázi je provedena srovnávací analýza vypracovaných alternativních možností pro dosažení stanovených cílů. Vzhledem ke složitosti zkoumaných problémů se tato etapa vyznačuje širokým využitím simulační metody.

Ve fázi „Rozhodování“ je vybrána nejúspěšnější varianta, která je převedena k implementaci, nebo v případě, že všechny možnosti nejsou uspokojivé, je proveden návrat do počátečních fází systémové analýzy, aby se změnily konečné cíle, hledání pro nové alternativy a objasnění omezení při jejich implementaci.

Na rozdíl od použití metod operačního výzkumu není při použití systémové analýzy vůbec nutné jasné úvodní a komplexní vyjádření problému. . Této jasnosti musí být dosaženo v samotném procesu analýzy a je považována za jeden z jeho hlavních cílů;

Teorie optimálních systémů nám umožňuje odhadnout hranici, které lze v optimálním systému dosáhnout, porovnat ji s ukazateli současného neoptimálního systému a zjistit, zda je v uvažovaném případě vhodné vyvinout optimální systém. Pro automaticky řízený proces automaticky řízeného systému se rozlišují dva stupně optimalizace: statický a dynamický. Statická optimalizace řeší otázky tvorby a implementace optimálního procesního modelu, zatímco dynamická...

Sdílejte svou práci na sociálních sítích

Pokud vám tato práce nevyhovuje, dole na stránce je seznam podobných prací. Můžete také použít tlačítko vyhledávání

Ministerstvo školství a vědy Ruská Federace

Federální státní rozpočtová vzdělávací instituce

vyšší odborné vzdělání

Volgogradská státní technická univerzita

Katedra počítačově podporovaného navrhování a vyhledávače

design"

Test

Podle disciplína: „Systémová analýza“.

Vyplnil: student 3. ročníku FPIC

Skupina AUZ 361с Tyulyaeva I.A.

číslo knihy rekordů 20161639

Kontroloval: Ass. Dmitriev A.S.

Volgograd 2012

Etapy systémové analýzy, jejich hlavní cíle a cíle

Cíle a cíle optimalizace technologických systémů.

Rychlý rozvoj technologií, intenzifikace výroby a potřeba zvýšení produktivity práce postavily vědecké inženýry působící v oblasti automatizace před úkol vytvořit kvalitní systémy automatického řízení (ASS), které jsou schopny řešit stále složitější řízení. problémy a nahrazování lidí ve složitých oblastech jejich činností.

Souběžně s rozvojem technologií se rozvíjela technická kybernetika, která je základem moderní automatizace a telemechaniky. Jednou z nejdůležitějších oblastí technické kybernetiky je teorie optimálních automatických systémů, která vznikla koncem 40. let.

Optimálním ACS rozumíme v určitém smyslu nejlepší systém. Řešení problému optimality nám umožní maximalizovat efektivitu využití výrobních jednotek, zvýšit produktivitu a kvalitu výrobků, ušetřit energii a cenné suroviny atd. V různých odvětvích řídicí techniky vede zvažování problémů optimality systémů k problémům sestrojit automatické řídicí systémy, které jsou optimální z hlediska rychlosti, optimální filtrace.

signál přijímaný na pozadí rušení, konstrukce optimálních prediktivních zařízení, optimální metody rozpoznávání vzorů, optimální organizace automatického vyhledávání atd. Mezi všemi těmito zdánlivě odlišnými úkoly existuje vnitřní souvislost, která je základem pro konstrukci jednotné teorie optimálních systémů.

Kritéria optimality, na základě kterých je systém postaven, mohou být různá a závisí na specifikách řešeného problému. Mohou to být jednoduchost, efektivita, spolehlivost. Pro procesy ACS mohou být kritérii doba řízení, typ přechodové křivky, přesnost reprodukce vstupního signálu v přítomnosti rušení atd.

Význam teorie optimálních systémů pro praxi je mimořádně velký. Bez něj je obtížné vytvořit optimální samohybná děla. Teorie optimálních systémů nám umožňuje vyhodnotit hranici, které lze v optimálním systému dosáhnout, porovnat ji s výkonností současného neoptimálního systému a zjistit, zda je v uvažovaném případě vhodné vyvinout optimální systém.

Principy optimálního řízení se v praxi stále více rozšiřují. Umožnily vytvořit nové automatické regulátory a dosáhnout výrazného zlepšení jejich základních vlastností. Navzdory získaným výsledkům zůstává řada nejdůležitějších problémů optimálního řízení nevyřešena. Patří mezi ně problémy konstrukce systémů blízkých optimu, syntéza optimálních řídicích zařízení atd.

Optimalizace jakéhokoli procesu spočívá v nalezení optima uvažované funkce, respektive optimálních podmínek pro provádění tohoto procesu.

Chcete-li vyhodnotit optimum, musíte nejprve vybrat kritéria optimalizace. V závislosti na konkrétních podmínkách lze jako optimalizační kritérium brát technologické kritérium, například maximální odběr produktu na jednotku objemu zařízení; ekonomické kritérium minimální náklady na výrobek při dané produktivitě atd.

Na základě zvoleného optimalizačního kritéria se sestaví tzv. účelová funkce nebo užitková funkce, která představuje závislost optimalizačního kritéria na parametrech ovlivňujících jeho hodnotu. Problém optimalizace spočívá v nalezení extrému účelové funkce. Je třeba mít na paměti, že optimalizační problémy vznikají v případech, kdy je nutné vyřešit kompromisní problém preferenčního zlepšení dvou nebo více kvantitativních charakteristik, které ovlivňují procesní proměnné různými způsoby, vyvažujícími jednu proti druhé. Například efektivita procesu je v rovnováze s produktivitou; kvalita versus kvantita; zásoby výrobních jednotek versus jejich prodej; produktivita versus náklady atd.

Pro automaticky řízený proces, automaticky řízený systém, se rozlišují dva stupně optimalizace: statický a dynamický.

Statická optimalizace řeší otázky tvorby a implementace optimálního modelu procesu a dynamická optimalizace řeší problémy tvorby a implementace optimálního systému řízení procesů.

V závislosti na povaze uvažovaných matematických modelů se používají různé metody matematické optimalizace. Všechny se scvrkají na nalezení minima nebo maxima popsaného rovnicí účelové funkce.

Při výběru optimalizační metody je nutné vzít v úvahu výpočetní potíže, které mohou nastat: množství výpočtů, složitost samotné metody, velikost problémů atd. Je vhodné, kdykoli je to možné, provést předběžné odhady polohy optima jakéhokoli konkrétního problému. K tomu je nutné podrobně zvážit zdrojová data a hlavní vztahy mezi proměnnými. Pro zmenšení rozměru problému se často používá technika redukce několika proměnných na ty nejpodstatnější.

Je vhodné použít stejný typ výpočetních schémat. Při použití počítačů, pomocí standardních podprogramů, je možné zjednodušit výpočty a pouze pro cílové funkce je nutné vytvořit speciální program.

Není možné stanovit pevná pravidla pro zjednodušení úkolů pro každého možné případy; Pokaždé je nutné přistupovat k volbě optimalizační metody a řešení problému na základě konkrétní podstaty samotného problému.

Základy systémové analýzy procesů a zařízení

Systémová analýza je metodologie pro studium jakýchkoli objektů jejich prezentováním jako systémy a analýzou těchto systémů. Systém je soubor vzájemně propojených prvků spojených k dosažení stanoveného cíle. Pro identifikaci prvků je systém rozložen. Technologický systém soubor technologických postupů a prostředků pro jejich realizaci.

Každý technologický systém je rozdělen do 4 hlavních prvků:

• samotný technologický proces;
• přístroje pro provádění procesu;
• nástroje kontroly a řízení;
• informační propojení mezi třemi předchozími subsystémy.

V závislosti na měřítku jsou technologické systémy:

• malé systémy (jeden standardní proces, jeden standardní přístroj);
• velké systémy - kolekce malých systémů.

Procesy v systémové analýze mohou být deterministické a stochastické. Deterministické se vyznačují jednoznačným spojitým vztahem mezi vstupními a výstupními veličinami. v tomto případě každá hodnota vstupní veličiny odpovídá určité hodnotě výstupní veličiny. Ve stochastických procesech dochází ke změnám definujících veličin náhodně, chaoticky a nejčastěji diskrétně. Hodnota výstupní veličiny není v souladu se vstupem.

Hlavní fáze systémové analýzy.

Fáze 1.

• analýza aktuální stav objekt. Studium fyzikálních a chemických vlastností, návrh a hardwarový návrh systému, technologické vlastnosti;
• prostředky kontroly a řízení, technické, ekonomické, environmentální a sociální rysy systému.

Fáze 2: Stanovení problému optimalizace.

• generování výchozího numerického materiálu pro matematické modelování (pro suroviny, činidla, energii, prodej, množství);
• formulace optimalizačního kritéria.

Fáze 3: Výběr matematického modelu.

• výběr standardního matematického modelu;
• formulování pracovní hypotézy o fungování procesního mechanismu;
• vytváření předpokladů, které idealizují reálný systém;
• vytváření algoritmů, které implementují matematické modely.

Fáze 4: Identifikace matematického modelu.

• ověření experimentu;
• porovnání výsledků experimentů a výpočtů.

Fáze 5: Analýza výsledků simulace.

• analýza hlavních souvislostí nezávislých proměnných se vstupními veličinami a optimalizačními kritérii (analýza statických charakteristik);
• citlivostní analýza možných optimalizačních kritérií a eliminace nevýznamně ovlivňujících spojení;
• analýza proveditelných řešení optimalizačních problémů;
• analýza ekonomické proveditelnosti automatické optimalizace systému

Fáze 6: Upřesnění optimalizačního problému.

• analýza možnosti implementace optimalizačního algoritmu pomocí stávajícího softwaru;
• vytvoření optimalizačního algoritmu. Vypracování kvalitativního posouzení varianty kontroly.

Fáze 7: Analýza výsledků experimentu.

• identifikace vlastností optimální režimy systémy;
• vývoj struktury automatického optimalizačního systému;
• vývoj úlohy na vytvoření optimalizačních algoritmů s využitím vlastností optimálních režimů.

Bibliografie.

1. Systémová analýza a rozhodování: Příručka slovníku: Učebnice pro univerzity / Ed. V. N. Volková, V. N. Kozlová. M.: postgraduální škola, 2004. 616 s.
   

Relační algebra jako univerzální aparát teorie systémů

Relační algebra

Relační algebra se často nazývá relační algebra, jejíž základní myšlenkou je, že vzhledem k tomu, že vztahy jsou množiny, mohou být prostředky manipulace s vztahy založeny na tradičních operacích teorie množin, doplněných o některé speciální operace specifické pro databáze.

Existuje mnoho přístupů k definování relační algebry, které se liší množinou operací a způsoby jejich interpretace, ale v zásadě jsou víceméně rovnocenné. Popíšeme mírně rozšířenou počáteční verzi algebry, kterou navrhl Codd. V této verzi se množina základních algebraických operací skládá z osmi operací, které jsou rozděleny do dvou tříd: množinově teoretické operace a speciální relační operace. Operace teorie množin zahrnují následující operace:

• kombinování vztahů;
• průsečíky vztahů;
• brát rozdíl poměrů;
• přímý produkt vztahů.

Mezi speciální relační operace patří:

• omezení postoje;
• projekce postoje;
• spojovací vztahy;
• rozdělení vztahů.

Algebra dále obsahuje operaci přiřazení, která umožňuje uložit výsledky výpočtu algebraických výrazů do databáze, a operaci přejmenování atributů, která umožňuje správně sestavit hlavičku (schéma) výsledného vztahu.

Obecný výklad relačních operací

Aniž bychom zacházeli do některých jemností, téměř všechny operace ve výše navržené sadě mají zřejmý a jednoduchý výklad.

Když se provede operace spojení dvou relací, vytvoří se relace, která zahrnuje všechny n-tice zahrnuté v alespoň jednom z relací operandů.

Operace průniku dvou relací vytvoří relaci, která zahrnuje všechny n-tice zahrnuté v obou relacích operandů.

Relace, která je rozdílem dvou relací, zahrnuje všechny n-tice zahrnuté v prvním operandu vztahu tak, že žádná z nich není zahrnuta ve vztahu, který je druhým operandem.

Při provádění přímého součinu dvou relací vzniká relace, jejíž n-tice jsou zřetězením (zřetězením) n-tic prvního a druhého operandu.

Výsledkem omezení relace nějakou podmínkou je relace obsahující n-tice relace operandu, která tuto podmínku splňuje.

Provedení projekce relace na danou množinu jejích atributů vytvoří relaci, jejíž n-tice jsou vytvářeny převzetím odpovídajících hodnot z n-tic relace operandu.

Když jsou dva relace spojeny podle nějaké podmínky, vznikne výsledný vztah, jehož n-tice jsou zřetězením n-tic prvního a druhého vztahu a splňují tuto podmínku.

Operace relačního dělení má dva operandy – binární a unární relace. Výsledný vztah se skládá z n-tic s jedním atributem, včetně hodnot prvního atributu prvních n-tic operandů tak, že množina hodnot druhého atributu (s pevnou hodnotou prvního atributu) se shoduje s množinou hodnot druhého operandu.

Operace přejmenování vytvoří vztah, jehož tělo je stejné jako tělo jeho operandu, ale názvy atributů byly změněny.

Protože výsledkem jakékoli relační operace (kromě operace přiřazení) je relace, je možné tvořit relační výrazy, ve kterých je místo relace operandu nějaké relační operace vnořený relační výraz.

Uzavřenost relační algebry a operace přejmenování

Každý vztah je charakterizován schématem (nebo hlavou) a sadou n-tic (nebo tělem). Pokud tedy opravdu chcete mít algebru, jejíž operace jsou uzavřené vzhledem k pojmu relace, pak každá operace musí produkovat relaci v plném smyslu, tzn. musí mít tělo i název. Pouze v tomto případě bude skutečně možné sestavit vnořené výrazy.

Záhlaví vztahu představuje množinu párů<имя-атрибута, имя-домена>. Pokud se podíváte na obecný přehled relačních operací, můžete vidět, že domény atributů výsledné relace jsou jednoznačně určeny doménami relací operandů. S názvy atributů výsledků to však není vždy tak jednoduché.

Představte si například, že vztahy operandů přímé produktové operace mají stejnojmenné atributy se stejnými doménami. Jaký by byl název výsledného vztahu? Protože se jedná o sadu, neměla by obsahovat stejné prvky. Ale ztráta atributu v důsledku toho je nepřijatelná. To znamená, že v tomto případě je obecně nemožné správně provést přímou operaci produktu.

Podobné problémy mohou nastat i v případech jiných dvojitých operací. K jejich vyřešení je do operací relační algebry zavedena operace přejmenování. Měl by být použit v každém případě, kdy existuje konflikt pojmenování mezi atributy v relacích a operandy stejné relační operace. Poté se operace přejmenování nejprve aplikuje na jeden z operandů a poté se bez problémů provede hlavní operace.

Vlastnosti množinových operací relační algebry

Ačkoli množinová část relační algebry je založena na klasické teorii množin, odpovídající operace relační algebry mají některé speciální rysy.

Začněme operací sjednocení (vše, co bude řečeno o sjednocení, se přenese do operací průniku a převzetí rozdílu). Význam sjednocovací operace v relační algebře jako celku zůstává množinově teoretický. Ale pokud je v teorii množin operace sjednocení smysluplná pro libovolné dvě sady operandů, pak v případě relační algebry musí být výsledkem operace sjednocení relace. Pokud připustíme v relační algebře možnost množinově teoretické kombinace libovolných dvou relací (s různými schématy), pak samozřejmě výsledkem operace bude množina, ale množina n-tic různých typů, tzn. ne postoj. Vyjdeme-li z požadavku, že relační algebra je uzavřená vzhledem k pojmu relace, pak taková sjednocovací operace postrádá smysl.

Všechny tyto úvahy vedou ke konceptu kompatibility spojení: dva vztahy jsou kompatibilní právě tehdy, když mají stejné záhlaví. Přesněji to znamená, že hlavičky obou vztahů obsahují stejnou sadu názvů atributů a stejné atributy jsou definovány ve stejné doméně.

Pokud jsou dva relace sjednocující, pak když se na nich normálně provádějí operace sjednocení, průnik a rozdíl, výsledkem operace je relace se správně definovanou hlavičkou, která odpovídá hlavičce každého z relace operandu. Připomeňme, že pokud jsou dva vztahy asociací „téměř“ kompatibilní, tzn. jsou kompatibilní ve všem kromě názvů atributů, pak před provedením operace typu spojení mohou být tyto vztahy plně kompatibilní s použitím operace přejmenování.

Všimněte si, že zahrnutí tří operací sjednocení, průniku a převzetí rozdílu do operací relační algebry je zjevně nadbytečné, protože je známo, že kterákoli z těchto operací je vyjádřena prostřednictvím ostatních dvou. Codd se však svého času rozhodl zahrnout všechny tři operace na základě intuitivních potřeb potenciálního uživatele relačního databázového systému, daleko od matematiky.

Další problémy vyvstávají z operace převzetí přímého součinu dvou vztahů. V teorii množin lze přímý součin získat pro libovolné dvě množiny a prvky výsledné množiny jsou dvojice složené z prvků první a druhé množiny. Protože relace jsou množiny, je možné získat přímý součin pro libovolné dvě relace. Ale výsledkem nebude postoj! Prvky výsledku nebudou n-tice, ale dvojice n-tic.

Proto relační algebra používá specializovanou formu operace přímého součinu, rozšířeného přímého součinu relací. Při použití rozšířeného přímého součinu dvou relací je prvkem výsledné relace n-tice, což je zřetězení (nebo sloučení) jedné n-tice první relace a jedné n-tice druhé relace.

Nyní však vyvstává druhá otázka: jak získat správně vytvořenou hlavičku vztahu výsledků? Je zřejmé, že pojmenování atributů výsledné relace může být problém, pokud relace operandů mají atributy stejného jména.

Tyto úvahy vedou ke vzniku konceptu kompatibility tím, že se vezme rozšířený přímý produkt. Dva vztahy jsou kompatibilní tím, že vezmou přímý součin právě tehdy, když se množiny jmen atributů těchto vztahů neprotínají. Jakékoli dva vztahy mohou být přímo kompatibilní s použitím operace přejmenování na jeden z vztahů.

Je třeba poznamenat, že operace odběru přímého produktu není v praxi příliš smysluplná. Za prvé, síla jejího výsledku je velmi vysoká i s přípustnými mocninami operandů a za druhé, výsledek operace není o nic vypovídající než operandy dohromady. Hlavním bodem zahrnutí rozšířené operace přímého součinu do relační algebry je to, že definuje skutečně užitečnou operaci spojení.

Pokud jde o operace teorie množin relační algebry, je třeba také poznamenat, že všechny čtyři operace jsou asociativní. To znamená, že pokud kteroukoli ze čtyř operací označíme OP, pak (A OP B) OP C = A (B OP C), a proto, aniž bychom vnášeli nejednoznačnost, můžeme psát A OP B OP C (A, B a C - vztahy, které mají vlastnosti potřebné pro správné provedení příslušné operace). Všechny operace, kromě převzetí rozdílu, jsou komutativní, tzn. A OP B = B OP A.

Bibliografie.

1. Antonov A.V. Systémová analýza. Učebnice pro vysoké školy/A. V. Antonov M.: Vyšší škola, 2004. 454 s.
2. Lukinykh I. G. Základy systémové analýzy: Přednáškové poznámky k disciplínám „Systémová analýza“ a „Systémová teorie a systémová analýza“. Kirov: VyatGU Publishing House, 2006. 90 s.
3. Anfilatov V. S. aj. Systémová analýza v managementu: učebnice / V. S. Anfilatov, A. A. Emelyanov, A. A. Kukushkin; Ed. A. A. Emeljanová. M.: Finance a statistika, 2002. 368 s.: ill.
4. Systémová analýza a rozhodování: Příručka slovníku: Učebnice pro univerzity / Ed. V. N. Volková, V. N. Kozlová. M.: Vyšší škola, 2004. 616 s.

Úkoly

1. Jaké jsou podsystémy systému „VŠ“? Jaká spojení mezi nimi existují? Popište jejich vnější a vnitřní prostředí, strukturu. Klasifikujte (s vysvětlením) subsystémy. Popište vstup, výstup, účel, zapojení zadaného systému a jeho podsystémů. Nakreslete topologii systému.

2. Uveďte příklad systému, uveďte jeho souvislosti s okolím, vstupní a výstupní parametry, možné stavy systému, subsystémy. Na tomto příkladu (tj. na příkladu jednoho z problémů) vysvětlete konkrétní význam pojmů „vyřešit problém“ a „vyřešit problém“, které v tomto systému vznikají. Uveďte jeden problém tohoto systému.

3. Poskytněte morfologické, informační a funkční popisy jednoho nebo dvou systémů. Jsou tyto systémy špatně strukturované, špatně formalizované systémy? Jak můžete zlepšit jejich strukturu a formalizovatelnost?

4. Vypracujte specifikace pro systémy (popište systémy), které jsou ve vývojovém a provozním režimu. Zadejte všechny systémové atributy.

5. Uveďte příklady systémů, které jsou ve vztahu: a) reflexivní, symetrický, tranzitivní; b) asymetrické, reflexivní, tranzitivní; c) netranzitivní, reflexivní, symetrické; d) nereflexní, symetrické, tranzitivní; d) rovnocennost.

6. Najděte a popište dva systémy, které mají invariant. Jsou tyto systémy izomorfní?

Úkol 1.

Subsystémy univerzitního systému mohou být systémy jako děkanství, účetnictví, studentská rada atd.

Cíle těchto subsystémů:

• děkanát vedení fakulty;
• účetnictví zajišťující finanční a ekonomický život univerzity;
• studentská rada zajišťující studentskou samosprávu) atp.

Příklady parametrů systému mohou být:

• přijímací úroveň přípravy uchazečů, úroveň přijímacích zkoušek;
• víkendy úroveň odborné přípravy a adaptačních schopností mladých odborníků po ukončení studia;
• vnitřní úroveň a kvalitu vědecké metodická práceúroveň organizace samostatné práce studentů, profesionální úroveň a složení vysokoškolských učitelů.

Systémy „Univerzita“, „děkanát“, „Účetnictví“, „ Studentská rada"lze připsat:

• na vztahy s okolím otevřít;
• podle původu smíšené (typ organizace);
• dle popisu na smíšené;
• na řízení ke kombinovanému;
• o fungování typu neparametrických systémů.

Úkol 2.

Systém "Daňová inspekce". Informace mohou být následujícího typu:

• vstupní a výstupní informace:
• informace o fyzických a právnických osobách;
• prohlášení;
• akty;
• výkazy zisku a ztráty;
• charty a zakládající smlouvy;
• osvědčení o registraci, licence;
• DIČ a data registrace, registry atd.;
• zůstatky;
• Informace o platbě;
• pohledávky, certifikáty atd.;
• zprávy, objednávky atd.;
• právní dokumenty a právní úkony apod.;
• informace o finanční transakce atd.;
• intrasystémové informace:
• informace o jednotlivých fyzických a právnických osobách;
• prohlášení;
• akty;
• výkazy zisku a ztráty;
• informace o příjmech;
• materiály k vyvážení;
• pohledávky, certifikáty atd.;
• usnesení, příkazy, závěry atd.;
• dopisy, žádosti, pokyny atd.;
• regulační a referenční informace;
• informace o finančních transakcích atd.

Hlavní funkce systému:

• registrace plátce daně;
• analýza plateb daní;
• organizace a provádění nezbytných daňových činností;
• implementace nových systémů informační technologie;
• zlepšení fungování daňových systémů atd.

Hlavní systémové cíle systému:

• zajištění souladu s právními akty a zákony;
• zajištění účtování plateb a plátců, správný výpočet plateb;
• zajištění interakce s jinými orgány;
• bezpečnostní správná aplikace pokuty;
• zajištění předkládání zpráv a dokumentace jiným orgánům.

Jedná se o otevřený systém se smíšeným původem, jehož hlavní proměnné lze také popsat smíšeně (kvantitativně i kvalitativně), zejména výběr daní - to je obvykle kvantitativně popisovaná charakteristika; Strukturu daňové inspekce lze popsat jak kvalitativně, tak kvantitativně. Podle typu popisu zákona (zákonů) fungování systému lze tento systém klasifikovat jako neparametrizovaný jako celek, i když je možné rozlišit subsystémy různých typů a popisů, zejména subsystémy analýzy , informační podpora, práce s právnickými a fyzickými osobami, právní oddělení atp.

Hlavními kontrolními parametry v systému jsou parametry, které stimulují včasné a úplné placení daní, ziskovost podniků, nikoli sankce. Hlavním kontrolním faktorem je například daň z příjmu. V daňových systémech existují dva hlavní typy kontrolních parametrů: fiskální a motivační.

Úkol 3.

Příklad 1. Když se mechanická část nebo elektronická jednotka opotřebuje, dojde ke ztrátě informací (ztráta materiálu může být buď nevýznamná, nebo zcela chybí). Výměna dílu za provozuschopný znamená nahradit ztrátu informací systému (v tomto případě použití systému vyššího řádu). Apriorní informace jsou obsaženy ve zbývajících částech (blocích) systému, u kterých se předpokládá, že jsou provozuschopné a bez kterých je nová část k ničemu.

Příklad 2. Člověk vnímá obrazné a sémantické informace přicházející z receptorů díky dříve vyvinutému pojmovému a kategorizačnímu aparátu. Emocionální jazyk kategorií umění nelze vyjádřit žádným přirozeným nebo formálním jazykem. Umění vyžaduje a priori data pro vnímání, tzn. určitou přípravu. Fráze „skutečné umění je srozumitelné každému“ znamená pouze to, že estetické potěšení generované určitými druhy umění je založeno na velmi běžných a snadno stravitelných pojmech, které se objevují u lidí v raná létaživot v procesu komunikace s přírodou a ostatními lidmi. Asociace vzniká v procesu formování osobní zkušenost: "Vůně nám může připomínat celou květinu, ale pouze pokud nám byla dříve známá." Veřejné mínění se tvoří na základě zobecněných pozorování a zakořeněných představ.

Existuje extrémní závislost množství vnímaných informací na množství apriorních informací. S nulovou a nekonečnou apriorní informací je z nosiče čerpána nulová informace. Existuje určitá hodnota apriorních informací, při kterých je asimilováno maximum informací. Pro maximální asimilaci musí být morfologie apriorního informačního nosiče dostatečně blízká morfologii nového informačního nosiče (prvky nového dílu musí být kompatibilní se zbytkem strojních dílů).
Výsledkem strukturálního, funkčního a informačního popisu systému by mělo být úplné pochopení mechanismu jeho fungování. Vlastnosti systémového přístupu jsou v tomto případě následující:

• při systematickém zvažování objektů získáváme informace o souvislosti mezi jejich možnými stavy a stavy jiných objektů;
• použití systémového přístupu v jednotlivých případech dává nezkreslenou představu o skutečném mechanismu fungování systému, který je nejlepší alternativa běžná metoda „černé skříňky“;
• Při zvažování téměř jakéhokoli objektu se objevují určitá omezení, která jsou uvalena na jeho možné stavy. Tato omezení jsou důležitým faktorem ovlivňujícím proces facility managementu. Použití systémového přístupu umožňuje co nejvíce objasnit model omezení stavu objektu zohledněním omezení uložených strukturou a mechanismem fungování systému na možné stavy objektu;
• Při řešení problémů plánování a optimalizace relativně složitých systémů poskytuje použití systémového přístupu řešení, které je optimální právě s přihlédnutím k systémové povaze uvažovaného objektu, která se může kvalitativně lišit od řešení získaného bez použití systémového přístupu.

Úkol 4.

Činnost (práce) systému může probíhat ve dvou hlavních režimech: vývoj (evoluce) a fungování. Fungování je činnost, provoz systému beze změny (hlavního) cíle systému. To je projevem funkce systému v čase. Rozvoj je činnost systému se změnou účelu systému. Během provozu systému jednoznačně nedochází ke kvalitativní změně systémové infrastruktury; Jak se systém vyvíjí, jeho infrastruktura se kvalitativně mění.

Rozvoj boje mezi organizací a dezorganizací v systému, je spojen s hromaděním a komplikováním informací a jejich organizací.

Příklad. Informatizace země v jejím nejvyšší stupeň plné využití různých znalostních bází, expertních systémů, kognitivních metod a nástrojů, modelování, komunikačních nástrojů, komunikačních sítí, zajišťování informací a tedy jakékoli bezpečnosti atd.; To je revoluční změna, vývoj společnosti. Elektronizace společnosti, regionu, organizace bez nových palčivých problémů, tzn. „zavěšení počítačů na staré metody a technologie zpracování informací“ funguje, nikoli vývoj.

Úkol 5.

a) reflexivní, symetrický, tranzitivní;

Příklad: rozdělení studentské populace konkrétní školy do tříd.

b) asymetrické, reflexivní, tranzitivní;

Příklad: na množině reálných čísel jsou vztahy „více než“ a „méně než“ vztahy striktního řádu a „více než nebo rovno“ a „menší než nebo rovno“ nejsou striktní.

c) netranzitivní, reflexivní, symetrické;

Příklad: toleranční vztah, používaný při klasifikaci informací ve znalostních bázích.

d) nereflexní, symetrické, tranzitivní;

Příklad: výraz „2*2“ je liché číslo, protože 4 je sudé.

d) rovnocennost.

Příklad: lék předepsaný lékařem, ve skutečnosti předpis označuje třídu rovnocenných léků, protože lékař nemůže uvést zcela konkrétní kopii balení tablet nebo ampulí. Tito. Všechny druhy léků jsou rozděleny do tříd podle vztahů ekvivalence.

Úkol 6.

Pokud vezmeme v úvahu proces poznání v jakékoli předmětové oblasti, poznání jakéhokoli systému, pak globálním invariantem tohoto procesu je jeho spirálovitý tvar. Proto spirála poznání– jedná se o invariant jakéhokoli procesu poznávání, nezávislý na vnějších podmínkách a stavech (ačkoliv parametry spirály a jejího rozmístění, např. rychlost a strmost rozmístění závisí na těchto podmínkách). Cena– invariant ekonomických vztahů, ekonomický systém; může určovat peníze, hodnotu a výdaje. Pojem "systém"– invariantní ve všech oblastech vědění.

Za určitých podmínek lze udržet téměř jakoukoli hodnotu. Například rychlost při rovnoměrném pohybu, hmotnost při nízkých rychlostech, zrychlení s konstantní silou. Při inflaci reálná hodnota dolaru klesá. Příjem vázaný na cenovou hladinu je symetrický vzhledem k inflačním procesům. Podmínky pro uchovávání množství v uvedených příkladech jsou specifické a oblasti jejich uchování jsou omezené. Jedná se o soukromé invarianty.

jiný podobná díla to by vás mohlo zajímat.vshm>
10946.			9,7 kB
	V závislosti na tom se rozlišují tyto typy průzkumů trhu: Průzkumný průzkum - marketingový průzkum vedený za účelem sběru předběžných informací nezbytných pro co nejlepší identifikaci problémů a hypotéz, v rámci kterých se očekává realizace marketingových aktivit, jakož i pro ujasnění terminologie a nastavení priorit mezi výzkumnými úkoly. Nejčastěji se úsilí výzkumníků soustředí na takové objekty, jako je objem trhu Objem trhu je měřen...
16911.		Místo a role partnerství veřejného a soukromého sektoru v systému ekonomických kategorií: pokus o systémovou analýzu	10,23 kB
	Moskva Místo a role partnerství veřejného a soukromého sektoru v systému ekonomických kategorií: pokus o systémovou analýzu Partnerství veřejného a soukromého sektoru PPP ve světové ekonomické teorii a praxi je chápáno ve dvou významech. Formy PPP jsou: státní smlouva o provedení práce nebo poskytování služeb s investičními závazky soukromého sektoru, pronájem státního a obecního majetku, smíšené podniky, smlouvy o sdílení výroby, koncese. PPP je jedním ze základních kamenů teorie...
559.		Cíle a cíle běloruských železnic	7,29 kB
	Cíle a cíle běloruských železnic Pracovní a životní podmínky člověka a ochrana jeho zdraví znepokojovaly lidstvo od pradávna. S příchodem dvacátého století, se začátkem éry vědeckého a technologického pokroku se však vědci začali úzce zabývat otázkami bezpečnosti lidské činnosti a její interakce s prostředím. Disciplína Life Safety je koncipována tak, aby shrnula poznatky nutné k zajištění komfortního stavu a bezpečnosti člověka v interakci s prostředím. Bezpečnost života je věda, která studuje...
7686.		Předmět, cíle a záměry ekologie	19,59 kB
	Fotosyntéza Syntéza organických látek z anorganických látek probíhá v zelené vegetaci pod vlivem sluneční energie. Tok energie v ekosystému se řídí 1. termodynamickým zákonem. Oxidaci organického kyslíku provází rušení chemických vazeb a uvolňování energie ve formě tepla – tzv. buněčné dýchání.
18769.		Oceňování nemovitostí, jeho cíle, cíle a účel	20,87 kB
	Právní prostředí pro fungování nemovitosti je tvořeno soustavou zákonodárných, výkonných a soudních orgánů a jejich institucí v interakci s podnikatelskými subjekty, vlastníky nemovitostí a trhy využívající moc na základě předpisů. Právní pojem nemovitosti je nejdůležitější. Nemůžete mít ponětí o ekonomické náplni nemovitosti a zároveň být aktivním účastníkem vztahů s tím spojených: vlastnictví nemovitosti, její koupě a prodej...
10641.		Předmět, úkoly, cíle, obsah ekologie	76,59 kB
	Předmět a cíle disciplíny Termín ekologie z řeckého obydlí oikos byl zaveden do literatury v roce 1866. Reimers ve slovníkové referenční knize Nature Management 1990 uvádí, že ekologie je: 1 část biologie, bioekologie, která studuje vztahy mezi organismy , jedinci, populace biocenóz atd. Stejný autor v jiné práci podotýká, že ekologie se vyznačuje širokým systémovým interdisciplinárním pohledem Ekologie je soubor oborů vědění, které studují interakci mezi biologicky významnými jedinci a mezi nimi a...
7910.		Smysl, cíle a cíle inovací ve vzdělávání	10,99 kB
	Všechny ostatní změny modernizace vzdělávání se mění v délce střední resp vysokoškolské vzděláníškolní přístup k internetu apod. Vývoj je dán nejen příkazem společnosti a jednotlivce změnit vzdělávací systém, ale také potřebou pedagogické podpory pro propojení minulosti s budoucností. Pedagogické inovace je věda, která studuje povahu vzorců vzniku a vývoje pedagogických inovací ve vztahu k předmětům vzdělávání a také poskytuje spojení mezi pedagogickými tradicemi a designem...
7222.		Cíle, cíle, funkce identifikace produktu	18,41 kB
	Cíle úkolu funkce identifikace produktu Identifikace je identifikace vytvoření shody mezi něčím a něčím. Provedení kvalitní identifikace je velmi složitý, časově náročný a často i nákladný proces. Účelem identifikace je identifikace a potvrzení pravosti konkrétního typu a názvu produktu, jakož i splnění určitých požadavků nebo informací o něm uvedených na štítku a/nebo v přepravních dokladech. K dosažení těchto cílů je zapotřebí dalšího rozvoje. teoretické základy A...
11336.		POJEM, PODSTATA, CÍLE A CÍLE TRESTNÍHO ŘÍZENÍ	93,88 kB
	Relevantnost zvoleného tématu spočívá v tom, že trestní proces je jedním z hlavních institutů práva ve státě, v kontextu humanizace legislativy obecně se řeší otázka pojmu trestního procesu, jeho podstaty, právního řádu, právního řádu, právního řádu, právního řádu, právního řádu, právního předpisu. a účel jako instituce práva potřebuje výzkum.
20061.		Stručná historie vývoje ochrany práce. Cíle a cíle disciplíny	15 kB
	Cíle a cíle disciplíny Nejvyšší prioritou každé činnosti je lidský život a zdraví, o tom svědčí i logika vývoj ekonomiky. V průběhu 19. století většina evropských zemí postupně přijala legislativu odpovídající novým trendům v průmyslovém rozvoji, v Německu a Francii byly přijaty zákony na ochranu práce, které začaly fungovat v polovině století. V roce 1890 na konferenci v Berlíně přijali zástupci patnácti zemí první mezinárodní pracovní normy a schválili předpisy o dozoru nad...