Моделирование систем

Что такое система?

Что такое модель?

Как строить модель?

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 цельюанализе)

Любой неэлементарный объект можно рассмотреть как систему, выделив в нём отдельные части и определив взаимодействия этих частей, служащих какой-либо функции

Что такое система?

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 терминовIEEE по электротехнике и электронике)

Группа регулярно взаимодействующих или независимых составных частей, образующих единое целое (словарь Вебстера)

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

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.

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.

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

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)

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?

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.www.mashina.info/Ency/slovar/m.shtml

проекция реальности, взятая с определенными допущениями.ooad.asf.ru/books/glossary/glossary.asp

Что такое модель?

Модель (французское modele, от латинского modulus - мера, образец)

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?

Что такое модель?

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

Какие бывают модели?

Математическое моделирование

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.

Как создавать модель?

Система

Модель

выходные данные выходные данные

выходные данные выходные данные

Реальные природные процессы и явления

Реальные природные процессы и явления

Цифровое описание процессов и явлений

Цифровое описание процессов и явлений

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