ФГБОУ ВО Калининградский государственный технический университет Институт цифровых технологий Арунянц Геннадий Георгиевич Учебно-методическое пособие по изучению дисциплины «ТЕОРИЯ СИСТЕМ И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ» Калининград, 2022 2 Пособие рассмотрено и одобрено методической комиссией Института цифровых технологий. Протокол от «____»___________2022 г., №____ Институт цифровых технологий 3 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................................... 4 Тематический план ............................................................................................................ 6 Содержание дисциплины и указания к изучению .......................................................... 8 ТРЕБОВАНИЯ К АТТЕСТАЦИИ ПО ДИСЦИПЛИНЕ ................................................................. 16 Текущая аттестация ..................................................................................................... 19 Порядок применения рейтинговой системы ............................................................. 19 Условия получения положительной оценки ............................................................. 20 Примерные вопросы к экзамену по дисциплине ...................................................... 21 Заключение ....................................................................................................................... 23 Литература ........................................................................................................................ 24 Институт цифровых технологий 4 ВВЕДЕНИЕ Данное учебно-методическое пособие предназначено для студентов направления 09.03.03 – Прикладная информатика и 09.03.01 = Информатика и вычислительная техника, изучающих дисциплину «Теория систем и системный анализ». Цель освоения дисциплины: Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» относится к Блоку 1 вариативной части образовательной программы бакалавриата по направлениям подготовки 09.03.03 "Прикладная информатика" и 09.03.01 "Информатика и вычислительная техника". Целью освоения дисциплины «Введение в профессию» является: ознакомление с основными существующие методы и алгоритмы решения задач системного анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации; изучение основных понятий будущей профессиональной деятельности, раскрывающих сущность ее области, объектов и видов задач; освоение первичных навыков работы с различными источниками информации, сбора, анализа и обобщения необходимых сведений и данных; ознакомление с методами и средствами исследования процессов создания, накопления и обработки информации; ознакомление с методологией формализации и постановки задач системного анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации; ознакомление с языками и технологиями описания и манипулирования данными и знаниями; ознакомление с методами и средствами поддержки и интеллектуальной обработки данных. Задача изучения дисциплины: В результате освоения дисциплины обучающийся должен владеть: математическим и интеллектуальным аппаратом исследования процессов создания, накопления и обработки информации; программным инструментарием исследования и реализации процессов создания, накопления и обработки информации; формально-математическим и технико-экономическим аппаратом, программноаппаратными средствами обоснования корректности поставленных задач системного анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации; навыками разработки новых методов и алгоритмов решения задач системного анализа, оптимизации, управления, принятия решений и обработки информации. Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» опирается на компетенции, знания, умения и навыки обучающихся, полученные при изучении следующих дисциплин: Б1.Б.10.02 «Математический анализ», Б1.Б.10.05 «Дискретная математика», Б1.Б.10.03 «Теория вероятностей и математическая статистика», Б1.В.05 «Математическая логика и теория алгоритмов». Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» является базовой при изучении дисциплин: Б1.В.17 «Моделирование систем»; Б1.В.ДВ.06.01.04 «Надежность и качество АСОИУ», Б1.В.ДВ.06.01.02 «Исследование систем организационного управления», а также при выполнении выпускной квалификационной работы. Институт цифровых технологий 5 В разделе «Содержание дисциплины» приведены подробные сведения об изучаемых вопросах по которым вы можете ориентироваться в случае пропуска каких-то занятий, а также методические рекомендации преподавателя для самостоятельной подготовки, каждая тема имеет ссылки на литературу (или иные информационные ресурсы), а также контрольные вопросы для самопроверки. Раздел «Текущая аттестация» содержит описание обязательных мероприятий контроля самостоятельной работы и усвоения разделов или отдельных тем дисциплины. Далее изложены требования к завершающей аттестации – зачету и/или экзамену. В разделе «Бально-рейтинговая система» приведен порядок применения бальнорейтинговой системы контроля успеваемости. Помимо данного пособия, студентам следует использовать материалы, размещенные в соответствующем данной дисциплине разделу ЭИОС, в которые более оперативно вносятся изменения для адаптации дисциплины под конкретную группу. Институт цифровых технологий 6 ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН Объем аудиторной работы, ч Объем самостной работы, ч Тема 1. Основы системного анализа Тема 2. Классификация систем Тема 3. Закономерности организации систем и принципы их 2 2 6 6 структурного анализа Тема 4. Основы оценки сложных систем Тема 5. Система, информация, знания Тема 6. Система и управление Тема 7. Информационные системы 2 4 2 2 2 16 8 10 6 6 6 48 Раздел (модуль) дисциплины Тема Лекции 1.1 1.1 Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» Практические занятия Тема 1. (содержание): Задачи системного анализа. Принципы системного анализа. Структура системного анализа. Формирование общего представления систем. Формирование детального представления системы. Понятие системы как семантической модели. Тема 2. (содержание): Системы типа «черный ящик», «белый ящик», не параметризованные и параметризованные системы, детерминированные и стохастические системы. «Жесткие» и «Мягкие» системы. Мера сложности системы. Институт цифровых технологий 6 2 7 Тема 3. (содержание): Закономерности целеполагания и принципы структурно-целевого анализа Тема 4. (содержание): Методы качественного и количественного оценивания систем. Оценка сложных систем на основе теории полезности; оценка полезности систем в условиях определенности; оценка сложных систем в условиях неопределенности; оценка систем на основе модели ситуационного управления. Тема 5. (содержание): Особенности филосовских аспектов информации. Основные свойства информации и сообщений. Методы получения и использования информации. Особенности эмпирико-теоретических методов. Структура познания системы. Информация и самоорганизация систем. Тема 6. (содержание): Особенности функционирования и развития системы. Сущность автоматизации управления в сложных системах: структура системы управления; цель автоматизации управления; место и роль человека в автоматизированных системах управления Тема 7. (содержание): Информационная среда. Особенности маркетингового информационного управления. Основные типы информационных систем управления. Два основных подхода (концепции) к построению информационных систем. Некоторые аксиомы управления информационными системами. Рубежный (текущий) и итоговый контроль Итоговый контроль (экзамен) Всего Институт цифровых технологий 6 8 6 6 6 44 36 36 80 48 8 СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ И УКАЗАНИЯ К ИЗУЧЕНИЮ Раздел 1. Модуль Б1.В.01 Тема 1. Основы системного анализа Содержание История, предмет, цели системного анализа. Основные определения системного анализа. Модели сложных систем: классификация видов моделирования систем; Принципы и подходы к построению математических моделей; Этапы построения математических моделей. Задачи системного анализа. Принципы системного анализа. Структура системного анализа. Формирование общего представления систем. Формирование детального представления системы. Понятие системы как семантической модели. Методические указания Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» относится к Блоку 1 вариативной части образовательной программы бакалавриата по направлениям подготовки 09.03.03 "Прикладная информатика" и 09.03.01 "Информатика и вычислительная техника". Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» опирается на компетенции, знания, умения и навыки обучающихся, полученные при изучении следующих дисциплин: Б1.Б.10.02 «Математический анализ», Б1.Б.10.05 «Дискретная математика», Б1.Б.10.03 «Теория вероятностей и математическая статистика», Б1.В.05 «Математическая логика и теория алгоритмов». Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» является базовой при изучении дисциплин: Б1.В.17 «Моделирование систем»; Б1.В.ДВ.06.01.04 «Надежность и качество АСОИУ», Б1.В.ДВ.06.01.02 «Исследование систем организационного управления», а также при выполнении выпускной квалификационной работы. Для успешного освоения дисциплины «Теория систем и системный анализ», используется авторская технология системного обучения, включающая следующие этапы: глубокое изучение терминологического базиса дисциплины (оцениваемое по результатам написания студентом соответствующей контрольной работы) и соотношений между терминами (оцениваемое по результатам построения студентом онтологии дисциплины); осуществление системного анализа объекта будущей профессиональной деятельности. В результате выпускник данного направления бакалавриата способен: анализировать проблемные ситуации, ставить цели и находить рациональные пути их достижения в условиях формирования и развития информационного общества; анализировать социально-значимые проблемы и процессы профессиональных задач с применением методов системного анализа; при решении ставить и решать прикладные задачи с использованием современных информационно-коммуникационных технологий; применять системный подход и методы системного анализа для формализации и решения прикладных задач. По теме предусмотрены практические занятия (ПЗ) в объеме 6 ак. часа; самостоятельная работа студентов (СРС) в объеме 6 ак. час, Институт цифровых технологий 9 Основное содержание практических занятий: Задачи системного анализа. Принципы системного анализа. Структура системного анализа. Формирование общего представления систем. Формирование детального представления системы. Понятие системы как семантической модели. Литература 1. Арунянц Г.Г. Теория систем и системный анализ: учебное пособие для студентов бакалавриата по направлениям подготовки:09.03.03 ="Прикладная информатика" и 09.03.01 = "Информатика и вычислительная техника" Калининград: Издво ФГБОУ ВО "КГТУ" . = 2021 - 189 с. 2. Волкова, В.Н. Теория систем : учеб. пособие / В. Н. Волкова, А. А. Денисов. Москва : Высшая школа, 2006. - 511 с. Контрольные вопросы 1. Каковы основные системные ресурсы общества? Что характеризует каждый тип ресурсов по отношению к материи? 2. Что такое системный анализ? Что входит в предметную область системного анализа? 3. Каковы основные системные методы и процедуры? 4. Что такое цель, структура, система, подсистема, задача, решение задачи, проблема? 5. Каковы основные признаки и топологии систем? Каковы их основные типы описаний? 6. Каковы этапы системного анализа? Каковы основные задачи этих этапов? 7. В чем состоят основные принципы системного анализа? 8. Как осуществляется декомпозиция системы? 9. Какие типы задач решаются при анализе системы? 10. Что такое элемент системы, среда, подсистема? 11. Как можно охарактеризовать элемент? 12. Что понимается под процессом функционирования системы? 13. Ест ли разница между эффективностью процесса, реализуемого системой,и качеством системы? 14. Как определить структуру системы? 15. Как применяется системный анализ в процессе создания ИС? Какие задачи входят в состав задач системного анализа в процессе создания ИС? 16. Как определить систему, используя семантическую модель? Тема 2. Классификация систем Содержание Основные признаки классификации систем. Материальные и абстрактные системы. Простые, сложные и большие системы. Открытые и закрытые системы. Искусственные, естественные, виртуальные, смешанные системы. Системы типа «черный ящик», «белый ящик», не параметризованные и параметризованные системы, детерминированные и стохастические системы. «Жесткие» и «Мягкие» системы. Мера сложности системы. Методические указания Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» относится к Блоку 1 вариативной части образовательной программы бакалавриата по направлениям Институт цифровых технологий 10 подготовки 09.03.03 "Прикладная информатика" и 09.03.01 "Информатика и вычислительная техника". Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» опирается на компетенции, знания, умения и навыки обучающихся, полученные при изучении следующих дисциплин: Б1.Б.10.02 «Математический анализ», Б1.Б.10.05 «Дискретная математика», Б1.Б.10.03 «Теория вероятностей и математическая статистика», Б1.В.05 «Математическая логика и теория алгоритмов». Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» является базовой при изучении дисциплин: Б1.В.17 «Моделирование систем»; Б1.В.ДВ.06.01.04 «Надежность и качество АСОИУ», Б1.В.ДВ.06.01.02 «Исследование систем организационного управления», а также при выполнении выпускной квалификационной работы. Для успешного освоения дисциплины «Теория систем и системный анализ», используется авторская технология системного обучения, включающая следующие этапы: глубокое изучение терминологического базиса дисциплины (оцениваемое по результатам написания студентом соответствующей контрольной работы) и соотношений между терминами (оцениваемое по результатам построения студентом онтологии дисциплины); осуществление системного анализа объекта будущей профессиональной деятельности. В результате выпускник данного направления бакалавриата способен: анализировать проблемные ситуации, ставить цели и находить рациональные пути их достижения в условиях формирования и развития информационного общества; анализировать социально-значимые проблемы и процессы профессиональных задач с применением методов системного анализа; при решении ставить и решать прикладные задачи с использованием современных информационно-коммуникационных технологий; применять системный подход и методы системного анализа для формализации и решения прикладных задач. По теме предусмотрены: лекции (Л) в объеме 2 ак. часа, практические занятия (семинары) (ПЗ) в объеме 6 ак. часов, самостоятельная работа студентов (СРС) в объеме 8 ак. часов, Основное содержание практических занятий: Системы типа «черный ящик», «белый ящик», не параметризованные и параметризованные системы, детерминированные и стохастические системы. «Жесткие» и «Мягкие» системы. Мера сложности системы. Литература 1. Арунянц Г.Г. Теория систем и системный анализ: учебное пособие для студентов бакалавриата по направлениям подготовки:09.03.03 ="Прикладная информатика" и 09.03.01 = "Информатика и вычислительная техника" Калининград: Издво ФГБОУ ВО "КГТУ" . = 2021 - 189 с. 2. Волкова, В.Н. Теория систем : учеб. пособие / В. Н. Волкова, А. А. Денисов. Москва : Высшая школа, 2006. - 511 с. Контрольные вопросы Институт цифровых технологий 11 1. По каким основным признакам классифицируются системы? Какие типы систем Вы знаете? В чем отличия просты и сложных систем? 2. Какие системы относятся к сложным системам? Какими основными признаками характеризуются сложные системы? 3. Какая система называется большой? Чем отличается большая система от сложной? 4. Чем определяется вычислительная (структурная, динамическая) сложность системы? Приведите примеры таких систем. 5. Какие системы называются открытыми информационными системами? 6. Как классифицируются системы по временной зависимости? 7. Как классифицируются системы по типу описания закона (законов) функционирования системы? 8. Как классифицируются системы по происхождению системы (элементов, связей, подсистем)? Тема 3. Закономерности целеполагания и принципы структурноцелевого анализа Содержание Закономерности строения, функционирования и развития систем. Закономерности целеполагания и принципы структурно-целевого анализа Методические указания Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» относится к Блоку 1 вариативной части образовательной программы бакалавриата по направлениям подготовки 09.03.03 "Прикладная информатика" и 09.03.01 "Информатика и вычислительная техника". Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» опирается на компетенции, знания, умения и навыки обучающихся, полученные при изучении следующих дисциплин: Б1.Б.10.02 «Математический анализ», Б1.Б.10.05 «Дискретная математика», Б1.Б.10.03 «Теория вероятностей и математическая статистика», Б1.В.05 «Математическая логика и теория алгоритмов». Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» является базовой при изучении дисциплин: Б1.В.17 «Моделирование систем»; Б1.В.ДВ.06.01.04 «Надежность и качество АСОИУ», Б1.В.ДВ.06.01.02 «Исследование систем организационного управления», а также при выполнении выпускной квалификационной работы. Для успешного освоения дисциплины «Теория систем и системный анализ», используется авторская технология системного обучения, включающая следующие этапы: глубокое изучение терминологического базиса дисциплины (оцениваемое по результатам написания студентом соответствующей контрольной работы) и соотношений между терминами (оцениваемое по результатам построения студентом онтологии дисциплины); осуществление системного анализа объекта будущей профессиональной деятельности. В результате выпускник данного направления бакалавриата способен: анализировать проблемные ситуации, ставить цели и находить рациональные пути их достижения в условиях формирования и развития информационного общества; анализировать социально-значимые проблемы и процессы профессиональных задач с применением методов системного анализа; ставить и решать прикладные задачи с использованием современных Институт цифровых технологий при решении 12 информационно-коммуникационных технологий; применять системный подход и методы системного анализа для формализации и решения прикладных задач. По теме предусмотрены: лекции (Л) в объеме 2 ак. часа, практические занятия (семинары) (ПЗ) в объеме 6 ак. часов, самостоятельная работа студентов (СРС) в объеме 8 ак. часов, Основное содержание практических занятий: Закономерности целеполагания и принципы структурно-целевого анализа Литература 1. Арунянц Г.Г. Теория систем и системный анализ: учебное пособие для студентов бакалавриата по направлениям подготовки:09.03.03 ="Прикладная информатика" и 09.03.01 = "Информатика и вычислительная техника" Калининград: Издво ФГБОУ ВО "КГТУ" . = 2021 - 189 с. 2. Волкова, В.Н. Теория систем : учеб. пособие / В. Н. Волкова, А. А. Денисов. Москва : Высшая школа, 2006. - 511 с. Контрольные вопросы 1. В чем основная суть иерархического представления системы при ее анализе? Какие свойства характеризуют строгую иерархию систем? 2. Что такое системный анализ? Что входит в предметную область системного анализа? 3. Представьте основные особенности трех классов иерархических структур со специфическими уровнями: страты, слои и эшелоны. 4. В чем особенности смешанных иерархических структур с вертикальными и горизонтальными связями, матричных структур и структур с произвольными связями? 5. Представьте основные закономерности функционирования и развития систем. 6. Дайте определение эмерджентности и объясните основную суть этого свойства. 7. В чем основная суть закономерности целеполагания? Назовите и представьте основные принципы структурно-целевого анализа. Тема 4. Основы оценки сложных систем Содержание Системные типы шкал измерения: понятие шкалы; шкалы номинального типа; шкалы порядка; шкалы интервалов; шкалы соотношений; шкалы разностей; абсолютные шкалы. Обработка характеристик измерений в разных шкалах. Показатели и критерии эффективности функционирования систем. Методы качественного оценивания систем: методы типа «мозговая атака» или «коллективная генерация идей»; методы типа сценариев; методы экспертных оценок; методы типа Дельфи; методы типа дерева целей; морфологические методы. Методы количественного оценивания систем: оценка сложных систем на основе теории полезности; оценка полезности систем в условиях определенности; оценка сложных систем в условиях неопределенности; оценка систем на основе модели ситуационного управления. Институт цифровых технологий 13 Методические указания Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» относится к Блоку 1 вариативной части образовательной программы бакалавриата по направлениям подготовки 09.03.03 "Прикладная информатика" и 09.03.01 "Информатика и вычислительная техника". Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» опирается на компетенции, знания, умения и навыки обучающихся, полученные при изучении следующих дисциплин: Б1.Б.10.02 «Математический анализ», Б1.Б.10.05 «Дискретная математика», Б1.Б.10.03 «Теория вероятностей и математическая статистика», Б1.В.05 «Математическая логика и теория алгоритмов». Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» является базовой при изучении дисциплин: Б1.В.17 «Моделирование систем»; Б1.В.ДВ.06.01.04 «Надежность и качество АСОИУ», Б1.В.ДВ.06.01.02 «Исследование систем организационного управления», а также при выполнении выпускной квалификационной работы. Для успешного освоения дисциплины «Теория систем и системный анализ», используется авторская технология системного обучения, включающая следующие этапы: глубокое изучение терминологического базиса дисциплины (оцениваемое по результатам написания студентом соответствующей контрольной работы) и соотношений между терминами (оцениваемое по результатам построения студентом онтологии дисциплины); осуществление системного анализа объекта будущей профессиональной деятельности. В результате выпускник данного направления бакалавриата способен: анализировать проблемные ситуации, ставить цели и находить рациональные пути их достижения в условиях формирования и развития информационного общества; анализировать социально-значимые проблемы и процессы профессиональных задач с применением методов системного анализа; при решении ставить и решать прикладные задачи с использованием современных информационно-коммуникационных технологий; применять системный подход и методы системного анализа для формализации и решения прикладных задач. По теме предусмотрены: лекции (Л) в объеме 4 ак. часа, практические занятия (семинары) (ПЗ) в объеме 8 ак. часов, самостоятельная работа студентов (СРС) в объеме 10 ак. часов, Основное содержание практических занятий: Методы качественного и количественного оценивания систем. Оценка сложных систем на основе теории полезности; оценка полезности систем в условиях определенности; оценка сложных систем в условиях неопределенности; оценка систем на основе модели ситуационного управления Литература 1. Арунянц Г.Г. Теория систем и системный анализ: учебное пособие для студентов бакалавриата по направлениям подготовки:09.03.03 ="Прикладная информатика" и 09.03.01 = "Информатика и вычислительная техника" Калининград: Издво ФГБОУ ВО "КГТУ" . = 2021 - 189 с. Институт цифровых технологий 14 2. Волкова, В.Н. Теория систем : учеб. пособие / В. Н. Волкова, А. А. Денисов. Москва : Высшая школа, 2006. - 511 с. Контрольные вопросы 1. Для каких целей проводится оценка сложных систем? 2. Каковы основные этапы оценивания сложных систем? 3. Что называется шкалой в современной теории измерений? 4. Как определяется тип шкалы? 5. Какие шкалы называются шкалами номинального типа? 6. Какая шкала называется ранговой (шкалой порядка)? Когда она применяется? 7. Какие шкалы относятся к шкалам типа интервалов? Когда они применяются? 8. Какая шкала называется шкалой отношений? Когда они применяются? 9. Какая шкала называется шкалой типа разностей? Когда они применяются? 10. Какая шкала называется абсолютной шкалой? Где она применяется? 11. Какие правила надо соблюдать при работе с величинами, измеренными в разных шкалах? 12. Какие основные формулы осреднения показателей используются при оценке сложных систем? 13. Какие критерии качества используются при оценивании качества систем с управлением? 14. В чем разница между количественными и качественными методами оценивания систем? 15. Какие качественные методы оценивания систем чаще всего применяются? 16. В чем заключается метод типа «мозговая атака» или «коллективная генерация идей»? 17. Какие методы относятся к методам типа сценариев? Где на практике применяются эти методы? 18. Какие методы относятся к методам экспертных оценок? Какие из них чаще всего используются? 19. Какие методы относятся к методам типа Дельфи? В чем заключается процедура этого метода? Каковы недостатки этого метода? 20. В чем заключается основная идея морфологических методов? Какие методы морфологического исследования Вы знаете? Где применяются эти методы? 21. Какие основные методы количественной оценки систем вы знаете? 22. Как производится оценка сложных систем на основе теории полезности? 23. В чем заключается сущность методов векторной оптимизации? Какие методы решения задач векторной оптимизации Вы знаете? 24. Как осуществляется оценка сложных систем в условиях риска на основе функции полезности? 25. Что лежит в основе метода ситуационного управления? Какие основные этапы системы на основе этого метода можно выделить? Тема 5. Система, информация, знания Содержание Информация. Информация и самоорганизация систем Методические указания Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» относится к Блоку 1 вариативной части образовательной программы бакалавриата по направлениям Институт цифровых технологий 15 подготовки 09.03.03 "Прикладная информатика" и 09.03.01 "Информатика и вычислительная техника". Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» опирается на компетенции, знания, умения и навыки обучающихся, полученные при изучении следующих дисциплин: Б1.Б.10.02 «Математический анализ», Б1.Б.10.05 «Дискретная математика», Б1.Б.10.03 «Теория вероятностей и математическая статистика», Б1.В.05 «Математическая логика и теория алгоритмов». Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» является базовой при изучении дисциплин: Б1.В.17 «Моделирование систем»; Б1.В.ДВ.06.01.04 «Надежность и качество АСОИУ», Б1.В.ДВ.06.01.02 «Исследование систем организационного управления», а также при выполнении выпускной квалификационной работы. Для успешного освоения дисциплины «Теория систем и системный анализ», используется авторская технология системного обучения, включающая следующие этапы: глубокое изучение терминологического базиса дисциплины (оцениваемое по результатам написания студентом соответствующей контрольной работы) и соотношений между терминами (оцениваемое по результатам построения студентом онтологии дисциплины); осуществление системного анализа объекта будущей профессиональной деятельности. В результате выпускник данного направления бакалавриата способен: анализировать проблемные ситуации, ставить цели и находить рациональные пути их достижения в условиях формирования и развития информационного общества; анализировать социально-значимые проблемы и процессы профессиональных задач с применением методов системного анализа; при решении ставить и решать прикладные задачи с использованием современных информационно-коммуникационных технологий; применять системный подход и методы системного анализа для формализации и решения прикладных задач. По теме предусмотрены: лекции (Л) в объеме 2 ак. часа, практические занятия (семинары) (ПЗ) в объеме 6 ак. часов, самостоятельная работа студентов (СРС) в объеме 6 ак. часов, Основное содержание практических занятий: Особенности филосовских аспектов информации. Основные свойства информации и сообщений. Методы получения и использования информации. Особенности эмпирикотеоретических методов. Структура познания системы. Информация и самоорганизация систем. Литература 1. Арунянц Г.Г. Теория систем и системный анализ: учебное пособие для студентов бакалавриата по направлениям подготовки:09.03.03 ="Прикладная информатика" и 09.03.01 = "Информатика и вычислительная техника" Калининград: Издво ФГБОУ ВО "КГТУ" . = 2021 - 189 с. 2. Волкова, В.Н. Теория систем : учеб. пособие / В. Н. Волкова, А. А. Денисов. Москва : Высшая школа, 2006. - 511 с. Институт цифровых технологий 16 Контрольные вопросы 1. Арунянц Г.Г. Теория систем и системный анализ: учебное пособие для студентов бакалавриата по направлениям подготовки:09.03.03 ="Прикладная информатика" и 09.03.01 = "Информатика и вычислительная техника" Калининград: Изд-во ФГБОУ ВО "КГТУ" . = 2021 - 189 с. 2. Волкова, В.Н. Теория систем : учеб. пособие / В. Н. Волкова, А. А. Денисов. Москва : Высшая школа, 2006. - 511 с. Контрольные вопросы 1. Что такое информация? Как классифицируется информация? Чем отличается информация от сообщения? 2. Каковы основные эмпирические методы получения информации? 3. Каковы основные теоретические методы получения информации? 4. Что такое самоорганизация, самоорганизующаяся система? 5. Является ли любая система самоорганизующейся? Какие системы всегда приводят к самоорганизации? 6. Что такое синергетика? Какова связь между информацией и синергетикой? 7. Каковы основные аксиомы информационной синергетики? Каковы основные синергетические принципы И. Пригожина? 8. В чем заключается основная суть процесса познания?Представьте упрощенно структуру познания системы. 9. Что такое устойчивость и эффективность системы? В чем суть эволюции системы? 10. Объясните понятие «коэволюция» и какова связь этого понятия с понятием «самоорганизация»? Тема 6. Системы и управление Содержание Функционирование и развитие системы. Сущность автоматизации управления в сложных системах: структура системы управления; пути усовершенствования систем управления; цель автоматизации управления Методические указания Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» относится к Блоку 1 вариативной части образовательной программы бакалавриата по направлениям подготовки 09.03.03 "Прикладная информатика" и 09.03.01 "Информатика и вычислительная техника". Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» опирается на компетенции, знания, умения и навыки обучающихся, полученные при изучении следующих дисциплин: Б1.Б.10.02 «Математический анализ», Б1.Б.10.05 «Дискретная математика», Б1.Б.10.03 «Теория вероятностей и математическая статистика», Б1.В.05 «Математическая логика и теория алгоритмов». Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» является базовой при изучении дисциплин: Б1.В.17 «Моделирование систем»; Б1.В.ДВ.06.01.04 «Надежность и качество АСОИУ», Б1.В.ДВ.06.01.02 «Исследование систем организационного управления», а также при выполнении выпускной квалификационной работы. Институт цифровых технологий 17 Для успешного освоения дисциплины «Теория систем и системный анализ», используется авторская технология системного обучения, включающая следующие этапы: глубокое изучение терминологического базиса дисциплины (оцениваемое по результатам написания студентом соответствующей контрольной работы) и соотношений между терминами (оцениваемое по результатам построения студентом онтологии дисциплины); осуществление системного анализа объекта будущей профессиональной деятельности. В результате выпускник данного направления бакалавриата способен: анализировать проблемные ситуации, ставить цели и находить рациональные пути их достижения в условиях формирования и развития информационного общества; анализировать социально-значимые проблемы и процессы профессиональных задач с применением методов системного анализа; при решении ставить и решать прикладные задачи с использованием современных информационно-коммуникационных технологий; применять системный подход и методы системного анализа для формализации и решения прикладных задач. По теме предусмотрены: лекции (Л) в объеме 2 ак. часа, практические занятия (семинары) (ПЗ) в объеме 6 ак. часов, самостоятельная работа студентов (СРС) в объеме 6 ак. часов, Основное содержание практических занятий: Особенности функционирования и развития системы. Сущность автоматизации управления в сложных системах: структура системы управления; цель автоматизации управления; место и роль человека в автоматизированных системах управления Литература 1. Арунянц Г.Г. Теория систем и системный анализ: учебное пособие для студентов бакалавриата по направлениям подготовки:09.03.03 ="Прикладная информатика" и 09.03.01 = "Информатика и вычислительная техника" Калининград: Изд-во ФГБОУ ВО "КГТУ" . = 2021 - 189 с. 2. Волкова, В.Н. Теория систем : учеб. пособие / В. Н. Волкова, А. А. Денисов. Москва : Высшая школа, 2006. - 511 с. Контрольные вопросы 1. Каковы основные сходства и отличия функционирования и развития, развития и саморазвития системы? 2. В чем состоит гибкость, открытость, закрытость системы? 3. Какие системы называются эквивалентными? Что такое инвариант систем? Что такое изоморфизм систем? 4. Что такое управление системой и управление в системе? Поясните их отличия и сходства. Сформулируйте функции и задачи управления системой. 5. В чем состоит принцип Эшби? Каковы типы устойчивости систем? Как связаны сложность и устойчивость системы? Какова взаимосвязь функции и задач управления системой? Институт цифровых технологий 18 6. Что такое когнитология? Что такое когнитивная схема (решетка)? Для чего и как ее можно использовать? 7. Какие задачи относятся к задачам управления? 8. Какие системы называются системами с управлением? Что входит в систему управления? 9. Каковы основные группы функций системы управления? 10. Что называется циклом управления? 11. Каковы пути совершенствования систем с управлением? Тема 7. Информационные системы Содержание Информация, используемая для управления. Основные подсистемы информационных систем. Информационная среда. Информационная система управления. Основные типы информационных систем управления. Два основных подхода (концепции) к построению информационных систем Методические указания Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» относится к Блоку 1 вариативной части образовательной программы бакалавриата по направлениям подготовки 09.03.03 "Прикладная информатика" и 09.03.01 "Информатика и вычислительная техника". Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» опирается на компетенции, знания, умения и навыки обучающихся, полученные при изучении следующих дисциплин: Б1.Б.10.02 «Математический анализ», Б1.Б.10.05 «Дискретная математика», Б1.Б.10.03 «Теория вероятностей и математическая статистика», Б1.В.05 «Математическая логика и теория алгоритмов». Дисциплина Б1.В.06 «Теория систем и системный анализ» является базовой при изучении дисциплин: Б1.В.17 «Моделирование систем»; Б1.В.ДВ.06.01.04 «Надежность и качество АСОИУ», Б1.В.ДВ.06.01.02 «Исследование систем организационного управления», а также при выполнении выпускной квалификационной работы. Для успешного освоения дисциплины «Теория систем и системный анализ», используется авторская технология системного обучения, включающая следующие этапы: глубокое изучение терминологического базиса дисциплины (оцениваемое по результатам написания студентом соответствующей контрольной работы) и соотношений между терминами (оцениваемое по результатам построения студентом онтологии дисциплины); осуществление системного анализа объекта будущей профессиональной деятельности. В результате выпускник данного направления бакалавриата способен: анализировать проблемные ситуации, ставить цели и находить рациональные пути их достижения в условиях формирования и развития информационного общества; анализировать социально-значимые проблемы и процессы профессиональных задач с применением методов системного анализа; при решении ставить и решать прикладные задачи с использованием современных информационно-коммуникационных технологий; применять системный подход и методы системного анализа для формализации и решения прикладных задач. Институт цифровых технологий 19 По теме предусмотрены: лекции (Л) в объеме 2 ак. часа, практические занятия (семинары) (ПЗ) в объеме 6 ак. часов, самостоятельная работа студентов (СРС) в объеме 6 ак. часов, Основное содержание практических занятий: Информационная среда. Особенности маркетингового информационного управления. Основные типы информационных систем управления. Два основных подхода (концепции) к построению информационных систем. Некоторые аксиомы управления информационными системами. Литература 1. Арунянц Г.Г. Теория систем и системный анализ: учебное пособие для студентов бакалавриата по направлениям подготовки:09.03.03 ="Прикладная информатика" и 09.03.01 = "Информатика и вычислительная техника" Калининград: Изд-во ФГБОУ ВО "КГТУ" . = 2021 - 189 с. 2. Волкова, В.Н. Теория систем : учеб. пособие / В. Н. Волкова, А. А. Денисов. Москва : Высшая школа, 2006. - 511 с. Контрольные вопросы 1. Что такое информационная система? Что такое информационная среда? 2. Что такое информационная система управления? Каковы ее типы? 3. В чем суть системного проектирования информационной системы? Каков его жизненный цикл? 4. Раскройте суть понятия «реинжиниринг» систем. На какие ключевые процессы опирается индустрия информационных систем? 5. Дайте определение «информационной системы управления», какие типы информационных систем управления, определяемых целью, ресурсами, характером использования и предметной областью, Вы знаете? 6. Какие этапы жизненного цикла информационных систем Вы знаете? ТРЕБОВАНИЯ К АТТЕСТАЦИИ ПО ДИСЦИПЛИНЕ Текущая аттестация В ходе изучения дисциплины студентам предстоит пройти следующие этапы текущей аттестации: Преподаватель вправе выбрать методику оценивания знаний студентов: традиционная зачетно-экзаменационная, либо балльно-рейтинговая. Порядок применения рейтинговой системы В рамках балльно-рейтинговой системы выставляется оценка за качество выполнения и защиту лабораторных и контрольных работ. Виды деятельности и соотношение трудоемкости. Институт цифровых технологий 20 Ниже приведен пример распределения баллов. Может использоваться более сложный «авторский» подход. Ключевое – оценивать «качество» текущей деятельности, установить критерий положительной аттестации. При распределении трудоемкости стоит ориентироваться на отводимое на изучение дисциплины время (общий объем часов, часы на СР) и сложность заданий (требуемое время для выполнения, добросовестным, но «средним» студентом). КолМакс. балл за Вид деятельности Доля Всего во ед. ед. Обязательные виды деятельности 1 семестр Посещаемость занятий 20% N1 =200/N1 200 Выполнение лаб. работ (защита) 40% 2 200 400 Контрольная работа 1 40% 1 400 400 Итого: 100% 1000 2 семестр Посещаемость занятий 20% N2 =200/N2 200 Выполнение лаб. работ (защита) 40% 2 200 400 Контрольная работа 2 40% 1 400 400 Итого: 100% 1000 Всего 2000 Дополнительные задания (по выбору студента в каждом семестре) Подготовка реферата (видео-доклада) 20% 200 200 Решение дополнительных задач контрольной работы 10% 100 100 Выполнение задания в рамках НИРС 50% 500 500 Условия получения положительной оценки Экзамен проводится в аудитории с использованием экзаменационных билетов, утвержденной формы. Вопросы в билетах формируются в соответствии с прилагаемым перечнем экзаменационных вопросов. Окончательная оценка за экзамен (зачет) выставляется с учетом результатов полученных ответов на экзаменационные вопросы, а также результатов оценки выполненной работы по формированию и представлению докладов (рефератов) во время проводимых семинаров. Институт цифровых технологий 21 Примерные вопросы к экзамену по дисциплине 1. Каковы основные системные ресурсы общества? Что характеризует каждый тип ресурсов по отношению к материи? 2. Что такое системный анализ? Что входит в предметную область системного анализа? 3. Каковы основные системные методы и процедуры? 4. Что такое цель, структура, система, подсистема, задача, решение задачи, проблема? 5. Каковы основные признаки и топологии систем? Каковы их основные типы описаний? 6. Каковы этапы системного анализа? Каковы основные задачи этих этапов? 7. В чем состоят основные принципы системного анализа? 8. Как осуществляется декомпозиция системы? 9. Какие типы задач решаются при анализе системы? 10. Что такое элемент системы, среда, подсистема? 11. Как можно охарактеризовать элемент? 12. Что понимается под процессом функционирования системы? 13. Есть ли разница между эффективностью процесса, реализуемого системой, и качеством системы? 14. Как определить структуру системы? 15. Как применяется системный анализ в процессе создания ИС? Какие задачи входят в состав задач системного анализа в процессе создания ИС? 16. Как определить систему, используя семантическую модель? 17. По каким основным признакам классифицируются системы? Какие типы систем Вы знаете? В чем отличия просты и сложных систем? 18. Какие системы относятся к сложным системам? Какими основными признаками характеризуются сложные системы? 19. Какая система называется большой? Чем отличается большая система от сложной? 20. Чем определяется вычислительная (структурная, динамическая) сложность системы? Приведите примеры таких систем. 21. Какие системы называются открытыми информационными системами? 22. Как классифицируются системы по временной зависимости? 23. Как классифицируются системы по типу описания закона (законов) функционирования системы? 24. Как классифицируются системы по происхождению системы (элементов, связей, подсистем)? 25. В чем основная суть иерархического представления системы при ее анализе? Какие свойства характеризуют строгую иерархию систем? 26. Что такое системный анализ? Что входит в предметную область системного анализа? 27. Представьте основные особенности трех классов иерархических структур со специфическими уровнями: страты, слои и эшелоны. 28. В чем особенности смешанных иерархических структур с вертикальными и горизонтальными связями, матричных структур и структур с произвольными связями? 29. Представьте основные закономерности функционирования и развития систем. 30. Дайте определение эмерджентности и объясните основную суть этого свойства. 31. В чем основная суть закономерности целеполагания? Назовите и представьте основные принципы структурно-целевого анализа. Институт цифровых технологий 22 32.Что такое информация? Как классифицируется информация? Чем отличается информация от сообщения? 33.Каковы основные эмпирические методы получения информации? 34.Каковы основные теоретические методы получения информации? 35. Что такое самоорганизация, самоорганизующаяся система? 36. Является ли любая система самоорганизующейся? Какие системы всегда приводят к самоорганизации? 37. Что такое синергетика? Какова связь между информацией и синергетикой? 38. Каковы основные аксиомы информационной синергетики? Каковы основные синергетические принципы И. Пригожина? 39. В чем заключается основная суть процесса познания? Представьте упрощенно структуру познания системы. 40. Что такое устойчивость и эффективность системы? В чем суть эволюции системы? 41. Объясните понятие «коэволюция» и какова связь этого понятия с понятием «самоорганизация»? 42. Что такое информационная система? Что такое информационная среда? 43. Что такое информационная система управления? Каковы ее типы? 44. В чем суть системного проектирования информационной системы? Каков его жизненный цикл? 45. Раскройте суть понятия «реинжиниринг» систем. На какие ключевые процессы опирается индустрия информационных систем? 46. Дайте определение «информационной системы управления», какие типы информационных систем управления, определяемых целью, ресурсами, характером использования и предметной областью, Вы знаете? 47. Какие этапы жизненного цикла информационных систем Вы знаете? Таблица – Система оценок и критерии выставления оценки 2 3 Система 0-40% 41-60% оценок «неудовлетворительно» «удовлетворите льно» Критерий «не зачтено» 4 61-80 % «хорошо» 5 81-100 % «отлично» «зачтено» 1 Системность и полнота знаний в отношении изучаемых объектов Обладает частичными и Обладает Обладает Обладает разрозненными знаниями, минимальным набором полнотой знаний которые не может научно- набором знаний, знаний, и системным корректно связывать необходимым для достаточным взглядом на между собой (только системного для системного изучаемый объект некоторые из которых взгляда на взгляда на может связывать между изучаемый изучаемый собой) объект объект 2 Работа с Не в состоянии находить Может найти Может найти, Может найти, информацией необходимую необходимую интерпретирова систематизировать информацию, либо в информацию в ть и необходимую состоянии находить рамках систематизиров информацию, а отдельные фрагменты поставленной ать еобходимую также выявить Институт цифровых технологий 23 2 3 0-40% 41-60% оценок «неудовлетворительно» «удовлетворите льно» Критерий «не зачтено» Система информации в рамках поставленной задачи задачи 4 61-80 % «хорошо» 5 81-100 % «отлично» «зачтено» информацию в рамках поставленной задачи новые, дополнительные источники информации в рамках поставленной задачи 3.Научное Не может делать научно В состоянии В состоянии В состоянии осмысление корректных выводов из осуществлять осуществлять осуществлять изучаемого имеющихся у него научно систематически систематический и явления, сведений, в состоянии корректный й и научно научно-корректпроцесса, проанализировать только анализ корректный ный анализ объекта некоторые из имеющихся предоставленной анализ предоставленной у него сведений информации предоставленно информации, й информации, вовлекает в вовлекает в исследование исследование новые релевантновые ные поставленной релевантные задаче данные, задаче данные предлагает новые ракурсы поставленной задачи 4. Освоение В состоянии решать только В состоянии В состоянии Не только владеет стандартных фрагменты поставленной решать решать алгоритмом и алгоритмов задачи в соответствии с поставленные поставленные понимает его решения заданным алгоритмом, не задачи в задачи в основы, но и профессиональ освоил предложенный соответствии с соответствии с предлагает новые ных задач алгоритм, допускает заданным заданным решения в рамках ошибки алгоритмом алгоритмом, поставленной понимает задачи основы предложенного алгоритма ЗАКЛЮЧЕНИЕ Институт цифровых технологий 24 ЛИТЕРАТУРА Основная литература: Арунянц Г.Г. Автоматизированные системы управления электроснабжением / Г.Г. Арунянц – Калининград: ФГБОУ ВПО «КГТУ». 2014.– 209 с. Смилянский Г.Л., Амлинский Л.З., Баранов ВюЛю и др. Справочник проектировщика АСУ ТП / под ред Г.Л. Смилянского. – М.: Машиностроение, 1983. –527 с. Дополнительная литература: Арунянц Г.Г., Хузмиев И.К. Автоматизация регулирования субъектов естественных монополий в сфере энергетики // Вестник ФЭК – 2000. – №7 – 8 Арунянц Г.Г., Моделирование экономических процессов: курс лекций. – Калининград: БИЭФ, 2009. – 159 с. Арунянц Г.Г., Хузмиев И.К., Калинкин А.Ю. Особенности построения программного комплекса расчета и анализа потерь в электрических сетях. Вестник ФЭК РФ, №4. Москва: 2001. Институт цифровых технологий 25 Институт цифровых технологий
