Моделирование систем Что такое система? Что такое модель? Как строить модель? - презентация

1 Моделирование систем Что такое система? Что такое модель? Как строить модель?

2 Система (от греч. ύστημα, «составленный») Материал из Википедии свободной энциклопедии Система множество взаимосвязанных объектов, организованных некоторым образом в единое целое. Подсистема система, являющаяся частью другой системы. Надсистема более крупная система, частью которой является рассматриваемая система. Система набор сущностей и их связей, выделенных из среды (в системном на определенное время и с определенной целью анализе) Любой неэлементарный объект можно рассмотреть как систему, выделив в нём отдельные части и определив взаимодействия этих частей, служащих какой-либо функции Что такое система?

3 Зарубежные источники Что такое система? Система это объединение или совокупность элементов, скомбинированных природой или человеком таким образом, чтобы образовать единое или составное целое (Американская энциклопедия) Соединение компонентов,которые взаимодействуют друг с другом для выполнения функций, которые не могут быть исполнены никакой из отдельно взятых частей (стандартный словарь терминов IEEE по электротехнике и электронике) Группа регулярно взаимодействующих или независимых составных частей, образующих единое целое (словарь Вебстера)

4 Определение Что такое система? Система это совокупность элементов (подсистем). При определенных условиях элементы сами могут рассматриваться как системы, а исследуемая система - как элемент более сложной системы - связи между элементами в системе превосходят по силе связи этих элементов с элементами, не входящими в систему. Это свойство позволяет выделить систему из среды; - для любой системы характерно существование интегративных качеств (свойство эмерджентности), которые присущи системе в целом, но не свойственны ни одному ее элементу в отдельности: систему нельзя сводить к простой совокупности элементов - система всегда имеет цели, для которых она функционирует и существует

5 Системный подход как методология Что такое системный подход? Методология системного подхода при решении задач анализа систем сводится к тому, что исследования объекта ориентируются на раскрытие его интегративных качеств, на выявлении многообразных связей и механизмов, обеспечивающих эти качества. Методология системного подхода при решении задач проектирования и синтеза систем состоит в следующем. Задача проектирования системы расчленяется на подзадачи проектирования ее элементов. Причем, каждый из элементов должен рассматриваться не сам по себе, а во взаимодействии с другими элементами. Решение подзадач должно происходить при условии обеспечения интегративных качеств функционирования всей системы.

6 Вопросы Что такое система? Назовите объекты из числа перечисленных ниже, которые можно отнести к понятию "система" и назовите цель их функционирования: компьютер; табурет; часы; ножницы; куча песка, насыпанная человеком; куча песка, нанесенная ветром; человек; человечество; лес; молекула; Солнце; Вселенная; океан Если элементы некоторой системы имеют невысокие показатели, то система в целом всегда будет обладать такими свойствами? Приведите примеры в качестве доказательства. Система всегда имеет одну цель? Всегда ли система используется в соответствии с целью своего существования? Приведите примеры подмены цели в процессе эксплуатации системы. Приведите примеры неправильно поставленной цели в процессе эксплуатации системы.

7 Классификация систем Что такое система? По предметной области Экологическая система - это весь материальный мир обитания человека Физические системы обеспечивают различные взаимодействия тел и полей Химические системы осуществляют непрерывный обмен веществ в природе, их преобразование Биологические системы координируют жизнедеятельность всех организмов и их отдельных органов Социальные системы - это идеально-реальный мир, в котором живет человек (общество, государство, семья, …) Искусственные системы - это системы, созданные человеком в результате научно-технического прогресса

8 Классификация систем Что такое система? По свойствам Динамические (статические) - выход (не) зависит от предыстории Детерминированные (стохастичные) - есть (нет) повторяемость нет (есть) случайности Линейные (нелинейные) Стационарные (нестационарные) - нет (есть) изменения параметров во времени Дискретные (непрерывные) - выход системы изменяется во времени дискретно, через шаг t (непрерывно)

9 Вопросы Что такое система? Является ли устройство, возводящее x(t) в квадрат, динамическим? Триггер-динамическое или статическое устройство? Компьютер - стохостическая или детерминированная, статическая или динамическая, непрерывная или дискретная система?

10 Определения термина МОДЕЛЬ в Интернете: практическое описание принципов работы чего-либо, что может принести пользу; обобщенная, усеченная или искаженная копия nlpr.ru/books/teach/nlp_vved/4.shtml отражение одной системы в другой raai.org/library/pvoc/ образец (эталон, стандарт) для массового изготовления какого-либо изделия или конструкции; тип, марка изделия. проекция реальности, взятая с определенными допущениями. ooad.asf.ru/books/glossary/glossary.asp Что такое модель? Модель (французское modele, от латинского modulus - мера, образец)

11 Материал из Википедии свободной энциклопедии Модель образец (эталон, стандарт) для массового изготовления какого-либо изделия или конструкции Модель в конструировании, промышленном дизайне изделие или деталь изделия которое воспроизводит форму и/или другие характеристики сложного иделия или детали. Модель, как правило, намного дешевле и быстрее в изготовлении, чем моделируемое изделие. Используется для уточнения характеристик изделия или детали. Модель Устройство, воспроизводящее, имитирующее строение и действие какого-либо другого («моделируемого») устройства в научных, образовательных, производственных (при испытаниях) или спортивных целях Модель любой образ, аналог (мысленный или условный: изображение, описание, схема, чертеж, график, карта и т.п.) какого-либо объекта, процесса или явления («оригинала» данной модели) Что такое модель?

12 Модель соответствует реальному объекту или явлению Модель упрощенное представление некоторого объекта или явления. Модель содержит в себе те характеристики и свойства, которые имеют отношение к решаемой задаче Модель дает упрощенное описание объекта или явления Модель создается для решения некоторой задачи

13 Какие бывают модели?

14 Математическое моделирование процесс построения и изучения математических моделей реальных процессов и явлений. Математическая модель это упрощенное описание реальности с помощью математических понятий. Все естественные и общественные науки, использующие математический аппарат, по сути занимаются математическим моделированием: заменяют реальный объект его моделью и затем изучают последнюю. Как и в случае любого моделирования, математическая модель не описывает полностью изучаемое явление, и вопросы о применимости полученных таким образом результатов являются весьма содержательными.

15 Как создавать модель? Система Модель выходные данные Реальные природные процессы и явления Цифровое описание процессов и явлений

16 Поставить задачу (сформулировать вопрос) Определить уровень абстракции, метрики, параметры Создать модель (написать формулы или программу) Найти и проанализировать данные Провести измерения на системе и провести параметризацию модели Провести верификацию модели Исследовать чувствительность модели к параметрам Как создавать модель? Процесс моделирования системы