Руководство по изучению дисциплины «Теория информационных процессов и систем» / Шахтинский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института) icon

Руководство по изучению дисциплины «Теория информационных процессов и систем» / Шахтинский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института)


Смотрите также:
Руководство по изучению дисциплины «Электротехника и электроника» / Шахтинский институт (филиал)...
Руководство по изучению дисциплины «Теория экономических информационных систем»...
Руководство по изучению Дисциплины...
Руководство по изучению дисциплины «Системы искусственного интеллекта»...
Руководство по изучению дисциплины «Локальные сети эвм»...
Восьмая Международная научно-практическая конференция «Теория, методы проектирования...
Учебно-методического обеспечения дисциплины «иностранный язык» для вузов неязыкового профиля...
Концепция создания профильных учебников по иностранному языку для технических вузов...
Хii международная научно-практическая конференция «Моделирование. Теория...
Всероссийская конференция с элементами...
Xii международная научно-практическая конференция «микропроцессорные...
Xii международная научно-практическая конференция «микропроцессорные...



Загрузка...
скачать





К
Федеральное агентство по образованию


Шахтинский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета

(Новочеркасского политехнического института)


АФЕДРА МАТЕМАТИКИ, ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ И ТЕХНОЛОГИЙ



Меньшенин С.Е.,

Луценко В.В.


Руководство по изучению

дисциплины «Теория информационных

процессов и систем»


Шахты 2005

Меньшенин С.Е., Луценко В.В. Руководство по изучению дисциплины «Теория информационных процессов и систем» / Шахтинский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института).- Шахты, 2005.-26 с.


Рассмотрено и обсуждено на заседании кафедры математики, информационных систем и технологий

«_____»______________ 2005 г. Протокол № ______


Зав.кафедрой А.М. Безуглов


© Меньшенин С.Е., Луценко В.В. 2005 г.

© Шахтинский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института), 2005 г.

Содержание

  1. Основные сведения об авторах 4

  2. Место дисциплины в процессе подготовки специалиста 4

  3. Для изучения данной дисциплины студент должен знать 6

  4. Перечень основных тем изучаемой дисциплины 6

4.1. Тема 1. Основные задачи и понятия теории систем.

Типовые информационные процессы и их модели 6

4.2. Тема 2. Системный анализ и уровни представления

информационных систем. Кибернетический подход к описанию

информационных систем и их динамическое описание 10

4.3. Тема 3. Синтез и декомпозиция информационных систем

и их агрегатное описание. Возможности использования общей

теории систем в практике проектирования информационных систем 13

  1. Список литературы ..17

  2. Глоссарий ..19

  3. Средства обеспечения освоения дисциплины ..24

  4. Материально-техническое обеспечение дисциплины ..24

  5. Перечень лабораторных работ ..24

  6. Рейтинг-план…………………………………………………………...26



1. Основные сведения об авторах


^ Фамилия, имя, отчество

Меньшенин Сергей Евгеньевич

Ученая степень, ученое звание

Кандидат технических наук

^ Место работы, должность

Кафедра МИСТ, доцент

Рабочий телефон

(8636) 22-15-74

^ Фамилия, имя, отчество

Луценко В.В.

Ученая степень, ученое звание

Кандидат химических наук

^ Место работы, должность

Кафедра МИСТ, доцент

Рабочий телефон

(8636) 22-15-74

E-mail




^ Страница на сайте ШИ (ф)

ЮРГТУ(НПИ)







  1. Место дисциплины в процессе подготовки специалиста

Аннотация:

Дисциплина «Теория информационных процессов и систем» имеет лекционную составляющую и курс лабораторных работ. Лекционный материал разъясняет элементы общей теории систем и их применение при построении информационных систем. В области информационных систем рассматривается история возникновения и развития понятия информации, информационных процессов, их свойства и существующие классификации, изучаются методы оценки количества информации и основные проблемы теории информации. В области теории систем рассматриваются методы описания систем: количественные и качественные, кибернетический, динамический подходы и агрегатное описание систем. При моделировании систем уделяется внимание изучению анализа и синтеза систем, их декомпозиции и вопросам принятия решений.

В часы, отведенные на лабораторные работы, решаются практические задачи с использованием компьютеров и различных пакетов программ MatLab, Simulinc, MathCad.

^ Формы проведения занятий: лекции (51 час), лабораторные работы (34 часа).

Формы контроля: рубежный контроль, экзамен.

Ведущий преподаватель: С.Е. Меньшенин, к.т.н., доцент кафедры МИСТ

Цель: Обучение студентов основным принципам и методам построения информационных систем, необходимых при создании, исследовании и эксплуатации систем различной природы: технических, социально-экономических, экологических и т.д.

Задачи: Освоение информационных процессов, их основных параметров и характеристик, а также способов описания, базовых принципов и методов построения информационных систем.

В результате изучения дисциплины студент должен:

- знать основы интеллектуализации и информационных систем различного назначения с раскрытием проблемной области искусственного интеллекта, моделями представления данных и знаний, классификацией интеллектуальных систем;

- знать сущность методов устранения неопределенности при представлении знаний, их обобщении и классификации;

- уметь разбираться в задачах компьютерной логики и лингвистики;

- уметь разбираться в вопросах интеллектуализации процедур прикладного характера в предметной области – поиск, управление и контроль;

- иметь представление о методологических аспектах построения экспертных систем и связанных с ними структурных и технологических задачах;

- иметь представление о диалоговых системах.

^ Сфера профессионального использования:

Курс «Теория информационных процессов и систем» служит базой для курса «Интеллектуальные информационные системы» (8 семестр) и дипломного проектирования (специальная часть).

^ Список специальностей (специализаций), для которых предназначен курс:

Курс предназначен для студентов 4-го курса, обучающихся по специальности 230201 «Информационные системы и технологии»

^ 3. Для изучения данной дисциплины студент должен знать следующие разделы (определения, понятия, законы):

  • из математики: системы обыкновенных дифференциальных уравнений, производная и дифференциал, определенный интеграл;

  • из информационных технологий: организация информационных процессов в системах, модели процессов передачи, обработки, накопления данных в информационных системах.


^ 4. Перечень основных тем

4.1. Тема 1. Основные задачи и понятия теории систем. Типовые информационные процессы и их модели

4.1.1. Основные задачи теории систем

Основные задачи теории систем. Краткая историческая справка возникновения и развития системных представлений. Системность как всеобщее свойство материи. Множественность моделей систем. Терминология теории систем: система, элемент, подсистема, структура и связь, иерархия, состояние, поведение, внешняя среда, открытые и закрытые системы, модель и цель системы, управление. Различные классификации систем. Понятие больших и сложных систем. Задачи, решаемые в системном анализе и системотехнике.

^ 4.1.2. Понятие информации, информационных систем и информационных процессов

Понятие информации, свойства информации. Понятие информационного процесса. Информационные процессы в природе и обществе. Основные составляющие информационного процесса. Информационный процесс как составляющая часть информационной технологии.

Понятие информационной системы. Информационные системы и системы управления. Виды информационных систем. Качественные и количественные методы описания информационных систем.

Кибернетический подход: информационные аспекты изучения систем. Энтропия. Количество информации. Основные результаты Шенноновской теории информации: информационные характеристики источника сообщений, количество и скорость передачи информации по дискретному и непрерывному каналам, пропускная способность канала.

^ 4.1.3. Типовые информационные процессы и их модели

Эталонная модель открытых систем и ее характеристика. Базовые информационные процессы и их классификация. Модель процесса доставки сообщений. Модель процесса хранения и накопления данных. Модель процесса обработки.

Изучив данную тему, студент должен:

иметь представление:

  • о возникновения и развития системных представлений;

  • об информационных процессах в природе и обществе;

  • о кибернетическом подходе;

знать:

  • основную терминологию теории систем;

  • основные задачи теории систем;

  • что понимается под большими и малыми системами;

  • основные составляющие информационного процесса;

  • Шенноновскую теорию информации;

  • что понимается под энтропией;

  • что понимается под количеством информации;

  • базовые информационные процессы и их классификацию;

  • эталонную модель открытых систем и ее характеристики;

  • основные понятия и особенности модели процесса доставки сообщений;

  • основные понятия и особенности модели процесса хранения и накопления данных;

  • основные понятия и особенности модели процесса обработки;

уметь:

  • классифицировать системы;

  • использовать качественные и количественные методы описания информационных систем;

владеть навыком:

  • решения задач в системном анализе и системотехнике.

При изучении темы необходимо:

  • читать пособия [1 – 22] (часть предлагаемого материала и литературы представлена в электронном виде);

  • акцентировать внимание на следующих понятиях: терминология теории систем: система, элемент, подсистема, структура и связь, иерархия, состояние, поведение, внешняя среда, открытые и закрытые системы, модель и цель системы, управление; различные классификации систем; качественные и количественные методы описания информационных систем.

Для самооценки темы необходимо ответить на вопросы:

  1. Сформулируйте основные задачи теории систем.

  2. Охарактеризуйте множественность моделей систем.

  3. Как научно-технический прогресс влияет на определение системы?

  4. Какие составные части системы вы знаете? Приведите их краткую характеристику.

  5. Что понимается под термином «элемент»?

  6. Что понимается под термином «структура»?

  7. Что понимается под термином «связь»?

  8. Что понимается под термином «компонент»?

  9. Что понимается под термином «подсистема»?

  10. Что понимается под термином «иерархия»?

  11. Что понимается под термином «состояние»?

  12. Что понимается под термином «поведение «?

  13. Что понимается под термином «внешняя среда»?

  14. Что понимается под термином «цель системы»?

  15. Что понимается под термином «модель»?

  16. Что понимается под термином «управление»?

  17. Что понимается под термином «поведение»?

  18. Что представляют собой большие и сложные системы? Охарактеризуйте их и дайте сравнительный анализ.

  19. Что представляют собой открытые и закрытые системы? Охарактеризуйте их и дайте сравнительный анализ.

  20. Какие классификации систем вы знаете?

  21. Задачи, решаемые в системном анализе и системотехнике.

  22. Дайте определение понятия «информация»?

  23. Что понимается под свойствами информации? Какие свойства информации вы знаете?

  24. Что понимается под информационным процессом?

  25. Информационные процессы в природе и обществе.

  26. Какие основные составляющие информационного процесса вы знаете? Охарактеризуйте их.

  27. Информационный процесс как составляющая часть информационной технологии.

  28. Что понимается под информационной системой?

  29. Информационные системы и системы управления. Виды информационных систем.

  30. Качественные и количественные методы описания информационных систем.

  31. Информационные аспекты изучения систем.

  32. Что такое энтропия?

  33. Что понимается под термином количество информации?

  34. Основные результаты Шенноновской теории информации.

  35. Количество и скорость передачи информации по дискретному и непрерывному каналам, пропускная способность канала.

  36. Базовые информационные процессы и их классификация.

  37. Что представляет собой модель процесса доставки сообщений?

  38. Что представляет собой модель процесса хранения и накопления данных?

  39. Что представляет собой модель процесса обработки?


^ 4.2. Тема 2. Системный анализ и уровни представления информационных систем. Кибернетический подход к описанию информационных систем и их динамическое описание

^ 4.2.1. Системный анализ

Системообразующие свойства. Системный подход и системный анализ. Целостность и итегративность. Коммуникативность. Иерархичность. Эквифинальность (предельные возможности). Закономерности целеобразования и осуществимости информационных систем. Системный подход и системные исследования.

^ 4.2.2. Уровни представления информационных систем

Характеристика уровней представления информационных систем: лингвистический, теоретико-множественный, абстрактно-алгебрагический, динамический, логико-математический.

^ 4.2.3. Кибернетический подход к описанию информационных систем

Кибернетический подход к описанию информационных систем. Процесс управления как информационный процесс. Этапы управления.

^ 4.2.4. Динамическое описание информационных систем

Динамическое описание информационных систем. Модели информационных систем «вход – выход» и «вход – состояние – выход». Детерминированные информационные системы без последствия и с последствием. Стохастические системы. Математические схемы для описания элементов информационных систем: булевы функции, высказывательные функции, марковские процессы, конечные автоматы, системы массового обслуживания. Математические модели теории катастроф. Динамический хаос. Фрактальные структуры. Самоорганизация в распределенных информационных системах. Потенциальные возможности динамического хаоса при передаче информации.

Изучив данную тему, студент должен:

иметь представление:

  • о системообразующих свойства;

знать:

  • что представляют собой системный подход и системный анализ;

  • что такое целостность и итегративность, коммуникативность, иерархичность и эквифинальность;

  • закономерности целеобразования и осуществимости информационных систем;

  • что представляют собой системные исследования;

  • лингвистический, теоретико-множественный, абстрактно-алгебрагический, динамический, логико-математический уровни представления информационных систем;

  • что представляет собой кибернетический подход к описанию информационных систем;

  • что представляет собой динамическое описание информационных систем;

  • что представляют собой модели информационных систем «вход – выход» и «вход – состояние – выход»;

  • что представляют собой детерминированные информационные системы без последствия и с последствием;

  • что представляют собой стохастические системы;

  • что представляют собой математические схемы для описания элементов информационных систем;

  • математические модели теории катастроф;

  • что такое динамический хаос;

  • что такое фрактальные структуры;

  • что понимается под самоорганизацией в распределенных информационных системах;

  • потенциальные возможности динамического хаоса при передаче информации.

владеть навыком:

  • решения задач в системном анализе и системотехнике.

При изучении темы необходимо:

  • читать пособия [1 – 22] (часть предлагаемого материала и литературы представлена в электронном виде);

  • акцентировать внимание на следующих понятиях: булевы функции, высказывательные функции, марковские процессы, конечные автоматы, системы массового обслуживания; целостность и итегративность, коммуникативность, иерархичность и эквифинальность.

Для самооценки темы необходимо ответить на вопросы:

  1. Какие системообразующие свойства вы знаете?

  2. Что представляют собой системный подход и системный анализ?

  3. Что такое целостность и итегративность?

  4. Что представляют собой коммуникативность, иерархичность и эквифинальность?

  5. Какие закономерности целеобразования и осуществимости информационных систем вы знаете?

  6. Что представляют собой системные исследования? Перечислите основные этапы системных исследований.

  7. Какие уровни представления информационных систем вы знаете? Охарактеризуйте их.

  8. Что представляет собой кибернетический подход к описанию информационных систем?

  9. Что представляет собой динамическое описание информационных систем?

  10. Что представляют собой модели информационных систем «вход – выход» и «вход – состояние – выход»?

  11. Что представляют собой детерминированные информационные системы без последствия и с последствием? Приведите их сравнительный анализ.

  12. Что представляют собой стохастические системы?

  13. Что представляют собой математические схемы для описания элементов информационных систем?

  14. Математические модели теории катастроф.

  15. Что такое динамический хаос?

  16. Что представляют собой фрактальные структуры?

  17. Что понимается под самоорганизацией в распределенных информационных системах?

  18. Каковы потенциальные возможности динамического хаоса при передаче информации?


4.3. Тема 3. Синтез и декомпозиция информационных систем и их агрегатное описание. Возможности использования общей теории систем в практике проектирования информационных систем

^ 4.3.1. Агрегатное описание информационных систем

Агрегатное описание информационных систем. Понятие агрегата. Операторы входов и выходов. Обрывающийся случайный процесс. Случайный поток. Агрегат как случайный процесс. Кусочно-марковский агрегат. Последовательное раскрытие элементарного события. Кусочно-непрерывные и кусочно-линейные агрегаты. Приведение кусочно-непрерывных и кусочно-линейных агрегатов к каноническому виду.

Структура сложных систем. Полюсы и внутренние элементы. Виды связей между агрегатами системы. Принцип минимальности информационных связей агрегатов. Типичные структурные конфигурации. Структурный анализ информационных систем.

^ 4.3.2. Агрегат как случайный процесс

Автономный и неавтономный агрегат. Функционирование агрегата. Реализация процессов на основе агрегатов. Математическая модель как частный случай агрегатного описания систем. Кусочно-марковские, кусочно-непрерывные и кусочно-линейные агрегаты. Каноническое представление информационных систем.

^ 4.3.3. Синтез и декомпозиция информационных систем

Синтез и декомпозиция информационных систем. Анализ и синтез в системных исследованиях. Алгоритмизация процесса декомпозиции. Анализ и синтез как этапы системного проектирования информационных систем.

Модели информационных систем. Модели потоков данных в информационных системах. Методология функционального моделирования SADT. Основные средства моделирования данных: диаграммы «сущность – связь» (ERD) и CASE-метод Баркера. Имитационное моделирование информационных систем. Формула Поллячека-Хинчина.

^ 4.3.4. Возможности использования общей теории систем в практике проектирования информационных систем

Возможности использования общей теории систем в практике проектирования информационных систем. Информационные модели принятия решений.

Изучив данную тему, студент должен:

иметь представление:

  • о структурном анализе информационных систем;

  • о принципах минимальности информационных связей агрегатов;

  • об реализации процессов на основе агрегатов;

  • об основных средствах моделирования данных;

  • о анализе и синтезе в системных исследованиях;

знать:

  • что представляет собой агрегатное описание информационных систем;

  • что такое агрегат;

  • что представляют собой операторы входов и выходов;

  • что такое обрывающийся случайный процесс;

  • что такое случайный поток;

  • что представляет собой кусочно-марковский агрегат;

  • что представляют собой кусочно-непрерывные и кусочно-линейные агрегаты;

  • виды связей между агрегатами системы;

  • что представляют собой автономный и неавтономный агрегаты;

  • кусочно-марковские, кусочно-непрерывные и кусочно-линейные агрегаты;

  • что представляют собой синтез и декомпозиция информационных систем;

  • этапы системного проектирования информационных систем;

  • модели потоков данных в информационных системах;

  • методологию функционального моделирования;

  • что представляет собой имитационное моделирование информационных систем;

  • что представляют собой информационные модели принятия решений;

  • что такое алгоритмизация процесса декомпозиции;

уметь:

  • привести кусочно-непрерывный и кусочно-линейный агрегаты к каноническому виду;

  • составить каноническое представление информационных систем;

владеть навыком:

  • канонического представления информационных систем решения задач в системном анализе и системотехнике;

  • реализации процессов на основе агрегатов.

При изучении темы необходимо:

  • читать пособия [1 – 22] (часть предлагаемого материала и литературы представлена в электронном виде);

акцентировать внимание на следующих понятиях: модели информационных систем; модели потоков данных в информационных системах; методология функционального моделирования SADT.: диаграммы «сущность – связь» (ERD) и CASE-метод Баркера; формула Поллячека-Хинчина; возможности использования общей теории систем в практике проектирования информационных систем.

Для самооценки темы необходимо ответить на вопросы:

  1. Что такое структурный анализ информационных систем?

  2. Назовите и охарактеризуйте принципы минимальности информационных связей агрегатов.

  3. Что вы можете рассказать об реализации процессов на основе агрегатов?

  4. Что вы можете рассказать об основных средствах моделирования данных?

  5. Что вы можете рассказать о анализе и синтезе в системных исследованиях?

  6. Что представляет собой агрегатное описание информационных систем?

  7. Что такое агрегат?

  8. Что представляют собой операторы входов и выходов?

  9. Что такое обрывающийся случайный процесс?

  10. Что такое случайный поток?

  11. Что представляет собой кусочно-марковский агрегат?

  12. Что представляют собой кусочно-непрерывные и кусочно-линейные агрегаты?

  13. Назовите виды связей между агрегатами системы.

  14. Что представляют собой автономный и неавтономный агрегаты?

  15. Дайте характеристику и сравнительный анализ кусочно-марковским, кусочно-непрерывным и кусочно-линейным агрегатам.

  16. Что представляют собой синтез и декомпозиция информационных систем?

  17. Перечислите этапы системного проектирования информационных систем.

  18. Какие модели потоков данных в информационных системах вам известны. Охарактеризуйте их.

  19. Что представляет собой имитационное моделирование информационных систем?

  20. Что представляют собой информационные модели принятия решений? Какие модели вы знаете?

  21. Что такое алгоритмизация процесса декомпозиции?

  22. Составте каноническое представление информационных систем.

  23. Приведите примеры реализации процессов на основе агрегатов.


^ 5. Список литературы


  1. Криницкий Н.А., Миронов Г.А., Фролов Г.Д. Автоматизированные информационные системы. – М.:Высшая школа, 1990.

  2. Саркисян С.А. Анализ и прогноз развития больших технических сиситем. М.:Наука, 1983.

  3. Бородакий Ю.В, Лободинский Ю.Д. Информационные технологии. Методы, процессы, системы. – М.: Радио и связь. 2002, – 460 с.

  4. Бусленко Н.П. Лекции по теории сложных систем. – М.: Сов. радио, 1973. – 439 с.

  5. Дж. Уолренд Телекоммуникационные и компьютерные сети. Вводный курс. – М.: Постмаркет, 2001. – 480с.

  6. Романов А.Н. Советующие информационные системы в экономике: Уч. пособие для вызов. – М.: ЮНИТИ, 2000, – 487 с.

  7. Вендеров А.М. Проектирование программного обеспечения экономических информационных систем. – М.: Финансы и статистика,2000, – 352 с.

  8. Острейковский В.А. Теория систем. – М.: Высшая школа, 1997. – 240 с.

  9. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ. – М.: Высшая школа, 1989. – 367 с.

  10. Шилейко А.В. и др. Введение в информационную теорию систем. – М.: Радио и связь, 1985. – 278 с.

  11. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. – М.: Наука, 1978. – 399 с.

  12. Дегтярев Ю.И. Системный анализ и исследование операций. – М.: Высшая школа, 1996. – 336 с.

  13. Калашников В.В. Качественный анализ поведения сложных систем методом пробных функций. – М.: Наука, 1978. – 247 с.

  14. Клейнрок Л. Вычислительные системы с очередями. – М.: Мир, 1979. – 600 с.

  15. Максименко А.В., Селезнев М.Л. Основы проектирования информационно-вычислительных систем и сетей. – М.: Радио и связь, 1991. – 320 с.

  16. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. – М.: Наука, 1981. – 487 с.

  17. Николаев В.И., Брук В.М. Системотехника: методы и приложения. – Л.: Машиностроение, 1985. – 199 с.

  18. Бенькович Е.С., Колесов Ю.Б., Сениченков Ю.Б. Практическое моделирование динамических систем. – Спб.: БХВ-Петербург, 2002, – 464 с.

  19. Советов Б.Я. Яковлев С.А. Моделирование систем. Практикум. – М.:Высшая школа,1999, – 224 с.

  20. Цимбал А. Технология CORBA для профессионалов. – СПб:Питер,2001. – 624 с.

  21. Вендров А.М. CASE-технологии. Современные методы и средства проектирования информационных систем. – М.: Финансы и статистика, 1998. – 176 с.

  22. Иванов П.М. Алгебраическое моделирование сложных систем. – М.: Наука, 1996. – 272 с.


6. Глоссарий


Элемент – простейшая неделимая часть системы. Элемент – это предел деления системы с точек зрения решения конкретной задачи и поставленной цели. Систему можно расчленить на элементы различными способами в зависимости от формулировки цели и ее уточнения в процессе исследования.

Подсистема – составная часть системы, обладающая свойствами системы (в частности, свойством целостности) и содержащая несколько элементов. Система может быть разделена на элементы не сразу, а последовательным расчленением на подсистемы, которые представляют собой компоненты более крупные, чем элементы, и в то же время более детальные, чем система в целом. Возможность деления системы на подсистемы связана с вычленением совокупностей взаимосвязанных элементов, способных выполнять относительно независимые функции, подцели, направленные на достижение общей цели системы.

^ Компонент (подсистема) – группы элементов, для которой не сформулирована подцель и не выполняются свойства целостности.

Названием "подсистема" подчеркивается, что такая часть должна. Этим подсистема отличается от простой (для такой группы используется название "компоненты"). Например, подсистемы АСУ, подсистемы пассажирского транспорта крупного города.

Структура (от латинского слова structure) – строение, расположение, порядок. Структура отражает наиболее существенные взаимоотношения между элементами и их группами (компонентами, подсистемами), которые мало меняются при изменениях в системе и обеспечивают существование системы и ее основных свойств. Структура - это совокупность элементов и связей между ними. Структура может быть представлена графически, в виде теоретико-множественных описаний, матриц, графов и других языков моделирования структур. Структуру часто представляют в виде иерархии.

Иерархия – это упорядоченность компонентов по степени важности (многоступенчатость, служебная лестница). Между уровнями иерархической структуры могут существовать взаимоотношения строгого подчинения компонентов (узлов) нижележащего уровня одному из компонентов вышележащего уровня, т. е. отношения так называемого древовидного порядка. Такие иерархии называют сильными или иерархиями типа "дерева". Они имеют ряд особенностей, делающих их удобным средством представления систем управления. Однако могут быть связи и в пределах одного уровня иерархии. Один и тот же узел нижележащего уровня может быть одновременно подчинен нескольким узлам вышележащего уровня. Такие структуры называют иерархическими структурами «со слабыми связями». Между уровнями иерархической структуры могут существовать и более сложные взаимоотношения, например, типа "страт", "слоев", "эшелонов". Примеры иерархических структур: энергетические системы, АСУ, государственный аппарат.

Связь – входит в любое определение системы наряду с понятием "элемент" и обеспечивает возникновение и сохранение структуры и целостных свойств системы. Это понятие характеризует одновременно и строение (статику), и функционирование (динамику) системы.

Связь характеризуется направлением, силой и характером (или видом). По первым двум признакам связи можно разделить на направленные и ненаправленные, сильные и слабые, а по характеру - на связи подчинения, генетические, равноправные (или безразличные), связи управления. Связи можно разделить также по месту приложения (внутренние и внешние), по направленности процессов в системе в целом или в отдельных ее подсистемах (прямые и обратные). Связи в конкретных системах могут быть одновременно охарактеризованы несколькими из названных признаков.

Важную роль в системах играет понятие "обратной связи". Это понятие, легко иллюстрируемое на примерах технических устройств, не всегда можно применить в организационных системах. Исследованию этого понятия большое внимание уделяется в кибернетике, в которой изучается возможность перенесения механизмов обратной связи, характерных для объектов одной физической природы, на объекты другой природы. Обратная связь является основой саморегулирования и развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования.

Состояние. Понятием "состояние" обычно характеризуют мгновенную фотографию, "срез" системы, остановку в ее развитии. Его определяют либо через входные воздействия и выходные сигналы (результаты), либо через макропараметры, макросвойства системы (например, давление, скорость, ускорение - для физических систем; производительность, себестоимость продукции, прибыль - для экономических систем).

Состояние – это множество существенных свойств, которыми система обладает в данный момент времени.

Поведение. Если система способна переходить из одного состояния в другое (например, z1z2z3), то говорят, что она обладает поведением. Этим понятием пользуются, когда неизвестны закономерности переходов из одного состояния в другое. Тогда говорят, что система обладает каким-то поведением и выясняют его закономерности.

^ Внешняя среда – множество элементов, которые не входят в систему, но изменение их состояния вызывает изменение поведения системы.

Модель – описание системы, отображающее определенную группу ее свойств. Углубление описания – детализация модели. Создание модели системы позволяет предсказывать ее поведение в определенном диапазоне условий.

^ Модель функционирования (поведения) системы – это модель, предсказывающая изменение состояния системы во времени, например: натурные (аналоговые), электрические, машинные на ЭВМ и др.

Равновеcие – это способность системы в отсутствие внешних возмущающих воздействий (или при постоянных воздействиях) сохранить свое состояние сколь угодно долго.

Устойчивость – способность системы возвращаться в состояние равновесия после того, как она была из этого состояния выведена под влиянием внешних возмущающих воздействий. Эта способность обычно присуща системам при постоянном и„ если только отклонения не превышают некоторого предела.

^ Устойчивое состояние равновесия состояние равновесия, в которое система способна возвращаться, по аналогии с техническими устройствами. Равновесие и устойчивость в экономических и организационных системах – гораздо более сложные понятия, чем в технике, и до недавнего времени ими пользовались только для некоторого предварительного описательного представления о системе. В последнее время появились попытки формализованного отображения этих процессов и в сложных организационных системах, помогающие выявлять параметры, влияющие на их протекание и взаимосвязь.

Развитие. Исследованию процесса развития, соотношения процессов развития и устойчивости, изучению механизмов, лежащих в их основе, уделяют в кибернетике и теории систем большое внимание. Понятие развития помогает объяснить сложные термодинамические и информационные процессы в природе и обществе.

Цель. Применение понятия "цель" и связанных с ним понятий целенаправленности, целеустремленности, целесообразности сдерживается трудностью их однозначного толкования в конкретных условиях. Это связано с тем, что процесс целеобразования и соответствующий ему процесс обоснования целей в организационных системах весьма сложен и не до конца изучен. Его исследованию большое внимание уделяется в психологии, философии, кибернетике. В Большой Советской Энциклопедии цель определяется как "заранее мыслимый результат сознательной деятельности человека". В практических применениях цель - это идеальное устремление, которое позволяет коллективу увидеть перспективы или реальные возможности, обеспечивающие своевременность завершения очередного этапа на пути к идеальным устремлениям.

В настоящее время в связи с усилением программно-целевых принципов в планировании исследованию закономерностей целеобразования и представления целей в конкретных условиях уделяется все больше внимания. Например: энергетическая программа, продовольственная программа, жилищная программа, программа перехода к рыночной экономике. Понятие цель лежит в основе развития системы.

^ Граф модели – структурная схема имитационной модели, представляющая собой направленный граф.

Модель (лат. modulus – мера) объект-заместитель объекта-оригинала, обеспечивающий изучение некоторых свойств оригинала.

Модель условный образ объекта исследования, конструируемый исследователем так, чтобы отобразить характеристики объекта (свойства, взаимосвязи, параметры), существенные для исследования.

Моделирование это замещение одного объекта другим с целью получения информации о важнейших свойствах объекта-оригинала с помощью объекта-модели путем проведения эксперимента с моделью.

Моделирование метод исследования объектов, процессов или явлений на их моделях, построение и изучение моделей реально существующих предметов и явлений и конструируемых объектов для определения или улучшения их характеристик, рационализации способов их построения, управления ими и т.п.

^ Объект (лат. objectum - предмет) все то, на что направлена человеческая деятельность.

Процесс это устойчивая, целенаправленная совокупность взаимосвязанных видов деятельности, которая по определенной технологии преобразует входы в выходы, представляющие ценность для потребителя.

Ресурс – исчисляемые в целых единицах объекты, необходимые для дальнейшего обслуживания в модели.

^ Ресурс процесса – материальный или информационный объект, постоянно используемый для выполнения процесса, но не являющийся входом процесса.

Система это совокупность объектов, например людей или механизмов, функ­ционирующих и взаимодействующих друг с другом для достижения определенной цели.

Эксперимент процедура организации наблюдений каких-то явлений, которые осуществляют в условиях, близких к естественным, либо имитируют их.


^ 7. Средства обеспечения освоения дисциплины

Стандартное программное обеспечение с установленными программными пакетами MatLab и Simulinc.


8. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Стандартный компьютерный класс с установленными программами из п.7.


^ 9. Перечень лабораторных работ


  1. Освоение пакета MatLab и описание информационных систем в MatLab.

  2. Освоение пакета Simulinc и моделирование в Simulinc.

  3. Исследования информационно-вычисли­тель­ных процессов в системе.

  4. Агрегатное представление информационных систем.

  5. Построение моделей потоков данных в информационных системах.

  6. Декомпозиция моделей систем.

  7. Информационный подход к описанию систем: энтропия случайного процесса, скорость передачи информации, пропускная способность информационного канала.

    1. Рейтинг-план




ОЦЕНКИ:

«отлично» - более 850 баллов;

«хорошо» - 701-850

баллов;

«удовлетворительно» - 551-700 баллов


По дисциплине

«Теория информационных процессов и систем»

Курсовая работа – нет

Лекции – 51 час.

Лабор. работы – 34 час.

Практические занятия – нет


Для студентов специальности 230201 “Информационные системы

и технологии”

На 7 семестр 2005/2006 уч. года

Лектор – Меньшенин С.Е..

Номер модуля

Тема

количество баллов

Рубежный контроль

Макс. балл модуля

Лекции

Лабораторные

занятия

Курсовая работа

1

2

3

4

5

6

Модуль 1

Основные задачи и понятия теории систем. Типовые информационные процессы и их модели

1. Освоение пакета MatLab

2. Описание информационных систем в MatLab

3. Освоение пакета Simulinc

4. Моделирование в Simulinc




Текущий контроль







100

200







300

Модуль 2

Системный анализ и уровни представления информационных систем. Кибернетический подход к описанию информационных систем и их динамическое описание

1. Исследования информационно-вычисли­тель­ных процессов в системе

2. Агрегатное представление информационных систем

3. Построение моделей потоков данных в информационных системах

4. Декомпозиция моделей систем




Текущий контроль







100

200







300

Модуль 3

Синтез и декомпозиция информационных систем и их агрегатное описание. Возможности использования общей теории систем в практике проектирования информационных систем

1. Информационный подход к описанию систем: энтропия случайного процесса, скорость передачи информации, пропускная способность информационного канала




Текущий контроль






100

100







200

Итого

300

500







800

Текущая аттестация – экзамен

200

Всего по дисциплине

1000






Скачать 336,21 Kb.
оставить комментарий
Дата29.09.2011
Размер336,21 Kb.
ТипРуководство, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх