Информационно поисковая система.

1) ввод новых документов

2) отыскания во множестве документов тех, которые содержатся в информационно запросе

3) выдача информации, соответствует запросу пользователя

 

Открытые и закрытые системы

Открытая система способна обмениваться с внешней средой энергией и информацией. Закрытая (замкнутая) система изолирована от внешней среды

 

Организация

1) Хорошо организованная система – где определены все элементы, взаимосвязи, правила объединения элементов в более крупные компоненты.

Чтобы представить такую систему необходимо определить все связи между элементами и целями, с точки зрения которых, рассматривается данный объект. Это можно сделать в виде математического выражения связывающего цель и средства системы.

При описании хорошо организованной системы учитываются только существенные связи для выполнения заданной цели.

2) Плохо организованная система (диффузная) – для таких систем не ставится задача определить все возможные компоненты. Система будет характеризоваться набором некоторых параметров, которые находятся с помощью правил, которые характеризуют исследуемый объект на основании такого выбора получают некие общие характеристики, которые распространяются на всю систему в целом с соответствующими оговорками. К таким системам относятся системы массового обслуживания.

3) Само организованная система – для неё характерна стохастичность поведения, не стационарность отдельных параметров., способность адаптироваться к изменяемым условиям среды, способность изменять свою структуру, но при этом сохранять свойство целостности, способность формировать варианты поведения и выбирать из них наилучший в соответствии с заданными критериями.

Сложности систем.

1) Большие – от 10⁴ - 10⁷

2) Маленькие – от 10 - 10³ элементов

3) Сложные

4) Простые

ультра сложные: 10⁸ - 10³⁰

суперсистемы: 10⁸ - 10³⁰

 

Сложные системы – это те, которые нельзя корректно описать математическими методами.

Для случая моделирования систем с помощью ЭВМ, используются 2 основных ресурса:

1. Объем памяти

2. Использованное машинное время

Эти ресурсы ограничивают решение больших задач в реальном масштабе времени.

Будем считать системы, моделирование которых затруднено в следствии большой размерности – большими. Эти системы можно перевести в малые использую ложные вычислительные средства (разбиение на маленькие задачи).

1. Использование более мощных вычислительных систем
2. разбиение исходной задачи на задачи малой размерности

Информация – третий ресурс системы и главным признаком простоты системы является достаточность информации для управления.

В таком случае сложными будем называть системы, в моделях которых не хватает информации для эффективного управления. В данном случае свойства сложности будут отражать отношения между самой системой и её моделью.

 

Существуют 2 способа перевести сложную систему в простую:

1.Выяснение конкретной причины случайности, получение недостающей информации и внесения её в модель.

2.Смена цели – этот способ в технических системах малоэффективен, но в социальных системах это единственный выход.

Типы систем:

1.МП – малые простые системы (для пользователя: исправный утюг, холодильник; для профи: неисправный утюг)

2.МС – малая сложная (неисправный бытовой прибор)

3.БП – большие простые – кодовый замок для вора.

4.БС – организм.

Для больших систем существует ряд характерных особенностей:

1.Большое число элементов в системе

2.Взаимосвязь и взаимодействие между элементами

3.Иерархичность систем управления

4.Наличие человека в контуре управления, на которого возлагаются большие функции:

Сложность систем имеет двоякую природу:

1.Сложность структуры (статическая сложность)

2.Сложность поведения системы (динамическая сложность)

Это свойства независимы.

 

1) Даже в элементарных системах могут возникнуть неожиданные явления, если сложность взаимосвязей и взаимодействия не изучена должным образом. Это может быть вызвано существующей в системе структурой.

Пример: Существует система из n элементов. Для ее изучения, при условии, что все элементы не связаны друг с другом, необходимо провести n исследований, а если все элементы связаны и связь AàB ≠ BàA, то надо рассмотреть n(n-1) вариантов.

Если в данной системе связи могут быть или отсутствовать в данный момент, то общее число состояний системы будет , поэтому при описании системы стараются сократить число изучаемых состояний системы или разбить ее на подсистемы.

С другой стороны, порядок системы может быть большим, а схема взаимосвязи достаточно простой. Тогда поведение системы легко предсказуемо и сложность системы может быть охарактеризована взаимодействием всех схем взаимодействия подсистем.

2) Для динамических систем характерна высокая степень трудности наглядного объяснения и предсказания её движения. Структура системы оказывает большое влияние на её динамическую сложность. Если структура простая, а поведение системы сложное, то значит на систему происходит воздействие некоторых случайных факторов. При изучении динамической системы встает вопрос о различных шкалах времени для различных частей процессов. Скорости изменения компонентов одного и того же процесса могут быть различны, следовательно встает вопрос связывания шкал времени.

Существует еще одна сторона сложности систем.

Сложность управления – способность системы реализовывать различные типы поведения. Это есть способность системы преобразовывать многообразие входных сигналов в многообразие выходных, это называется принцип необходимого многообразия: Многообразие выходных сигналов системы может быть достигнуто только с помощью достаточного многообразия входных воздействий.

Смысл в том, что если необходимо, чтобы система управления реализовывала заданный вид поведения в независимости от внешних помех, то подавить многообразие в её поведении можно только за счет увеличения управляющих воздействий.

Многообразие может быть разрушено только многообразием.

Это кибернетический аналог 2-го закона термодинамики.

 

Роль человека в системе:

1. Управление должно учитывать социальные, психологические, моральные и физические факторы воздействия, которые не поддаются формализации, но должны быть учтены в системе управления.

2. Необходимость принятия решений в условиях неполной информации (нужен опыт работы)

3. Могут быть системы в которых нет отношения подчиненности и существует лишь отношения взаимодействия.

Методы описания систем

Они характеризуются в порядке возрастания формализационности: качественные и количественные. Граница между ними условна.

 

В качественных методах основное внимание уделяется организации постановки задач, формированию вариантов, выбору подхода к оценке вариантов, использование опыта человека и его предпочтений. Качественные методы применяются тогда, когда отсутствует описание закономерностей в системах в виде каких-либо аналитических зависимостей.

 

Количественные методы связаны с анализом вариантов, сравнении их количественных характеристик, оценкой корректности и точности.

 

Качественные:

1 метод мозговой атаки

Получил развитие в конце 50гг, как метод творческого мышления, с помощью которой достигались новые идеи при согласии целой группы людей. При проведении мозговой атаки выполняются некоторые правила:

• Обеспечить свободу мышления для участников и для высказывания ими новых идей.

• Приветствуются любые идеи, даже те, что сначала кажутся сомнительными или абсурдными
• Не допускается никакая критика, не прекращается обсуждение и не объявляется ложной ни одна идея
• Желательно высказывать как можно больше идей, особенно нетривиальных.

2 метод сценариев:

Представляется о проблеме подготовки и согласования в письменном виде. Сценарий – любой документ, содержащий анализ проблемы и предлагается по ее решению. Все предя-я пишутся индивидуально, а затем формируется согласованный текст. Сценарий является предварительной информацией, на основании которой производится дальнейшая работа по разработке вариантов проекта. В дальнейшем эти варианты могут быть подвергнуты анализу, чтобы исключить из рассмотрения то, что невозможно выполнить.

 

3 метод экспертных оценок:

Исходя из того, что мнение группы экспертов надежнее, чем мнение одного эксперта. Все множество проблем, решаемых этим методом, делится на 2 класса:

• В 1 классе рассматриваются проблемы в отношении которых имеется достаточно количество информации. В данном случае эксперты используются как измеритель и групповое мнение близкое к истинному решению
• Во 2 классе рассмотрим проблемы, в отношении которых знаний не хватает. В этом случае к результату экспертизы необходимо подготовиться с осторожностью.

 

При обработке экспертных оценок используется теория рангов корреляции для оценки мнения экспертов используется коэффициент конкордации:

где m-количество экспертов, n-кол-во рассмотренных свойств, - место, занятое i – тыл свойством - отклонение рангов по i – тому свойству от среднего арифметического сумм рангов по всем n свойствам.

Коэффициент конкордации позволяет оценить насколько согласованны между собой мнения экспертов. Каждый эксперт выстраивается ряд предпочтительности по отношению к свойствам.

, w=0.7-0.8 уверенная согласность

 

4метод Делфи.

Полный отказ о коллективного обсуждения авторитетных специалистов и влияния большинства. В данном случае тщательно разрабатываются программы последовательных опросов в форме анкетирования. После этого ответы обобщаются и опять поступают в распоряжение экспертов, после чего они уточняют свои первоначальные ответы. И так несколько раз, до тех пор, пока не будет достигнута приемлемая обобщенная оценка внимания.

 

«–» очень долго, неоднократно пересмотрение экспертами своих мнений

5 метод типа «дерево целей»

Этот метод в основном используют для принятия решений и подразумевает под собой построение и исполнение иерархической структуры. Которая может быть получена путем разделения цели на подцели, подцелей й структуры. ы последовательных опросов в форме акетирования. используется коэффициент конко- на более мелкие составные. Получение новой цели и функции.

 

6 Морфологические методы

Идея: систематически находят все мыслимые варианты решения проблемы и реализация системы путем комбинирования выделения элементов или их свойств:

6.1 Метод отрицания и конструирования.

На пути прогресса стоят догмы и ограничения, которые есть смысл отрицать и заменять их на противоположные и уже эту схему испытывать при проведении анализа.

6.2 Метод морфологического ящика.

Для него определяется все мыслимыми параметрами которые хоть в какой то мере пожжет зависеть решение проблемы и представление этих параметров в виде строки. Эти строки составляют матрицу, называемую ящиком. После построения ящика определяются все возможные сочетания параметров по 1 из каждой строки. Все эти варианты подвергнуты оценке и анализу и выбираемым наилучшим.

 

7 Методы системного анализа

Формализировавшийся процесс исследования систем и решения проблемы в то случае, если нет достаточных сведений о системе.

Анализ делиться на 2 этапа:

1. Формирование вариантов

2. Выбор наилучшего

 

1. Формирование вариантов

1.1 Отделение системы от среды

1.2 Выбор подход к представлению системы

1.3 Формирование вариантов представления системы

 

2. Выбор подхода к оценке

2.1 Выбор критической оценки и ограничения

2.2 Оценка и обработка результатов

2.3 Анализ результатов и выбор наилучших

Количественные.

Используются для:

1) оценки показателей, характеристик различных свойств системы

2) выбор оптимальной структуры системы

3) выбор оптимальных значений параметров системы

Выполнение таких исследований возможно лишь при условии существования математического описания процесса функционирования системы, т.е. существование ее математической модели. Для полного описания необходимо изучить одну и ту же систему для всех целей, которые дают описание системы для заданного уровня абстракции.

Уровни абстракции:

1) символический (лингвистический)

2) теоретико-множественный

3) абстрактно-алгебраический

4) топологический

5) логико-математический

6) теоретико-информационный

7) динамический

8) эвристический

Из описания на лингвистическом уровне можно получить в виде частного сложения любые другие уровни описания системы более низкого ранга. Это описательный уровень в виде высказываний. Понятие высказывания означает, что имеется некоторое предложение, построенное на правилах данного языка.

Высказывание:

1) обозначающие предметы (термины)

2) обозначающие отношения (функторы)

Tеоретико-множественный:

На этом уровне можно получиться только наиболее общие сведения о системе, которая представляется в виде множеств и функций соответствия между этими множествами. Если между элементами этих множеств установить с помощью некоторой функции однозначного отображения элементов этого множества на само себя, то получится абстрактно-алгебраический уровень. Если на элементах множества определить какие либо топологические структуры, то проходим к топологическому уровню.

Логико-математический уровень.

Используется для формирования функционирования автоматов.

Теоретико-информационный.

Информация выступает как некоторое свойство объектов и процессов, которые последовательно отображаются от одного объекта в другому и запечатлевают в его образе/структуре. При таком подходе кодирование информации можно рассмотреть с помощью некоторой математической модели, при которой существует некоторое абстрактное множество с заданными на нем логическими условиями. Эти условия определяют тип элементов кода и их расположение друг относительно друга.

Динамический.

Система представляется в виде объекта, куда в определенный момент времени можно вводить информацию, энергию, вещество, а в другой момент времени выводить их. Таким образом динамические системы имеют свойство входов и выходов. Процессы могут протекать непрерывно и дискретно.

Эвристический.

Заключается в поиске удовлетворяющего решения задач управления при обязательном нахождении в этой системе человека.

Эвристика – это прием, позволяющий сократить количество просматриваемых вариантов. Он не гарантирует поиск наилучшего решения, но создает методы отсечения заведомо ложных путей решения.