16.Реализация выбора и принятия решений. Целевое предназначение всего системного анализа состоит в том, чтобы в результате осуществить выбор.

Для того, чтобы обоснованно подойти к решению задачи выбора анализируется система и строится ее модель, изучаются цели, которые ставит перед собой заказчик, исследуются возможные пути развития системы, т.е. генерируются альтернативы. После проработки проблемной ситуации наступает завершающий этап - этап принятия решения. Процедура принятия решения представляет собой действие над мн-вом альтернатив, в результате которого получается подмн-во выбранных альтернатив. Сужение множества альтернатив возможно, если есть способ сравнения альтернатив м/у собой и определения наиболее предпочтительных. Для того чтобы имелась возможность сравнивать альтернативы, необходимо выработать критерий предпочтения.

Сложности, возникающие при решении задач выбора и принятия решений:

- мн-во альтернатив может быть конечным, счетным или бесконечным;

- оценка альтернативы может осуществляться по одному или по нескольким критериям;

-критерии могут иметь количественное выражение или допускать только качественную оценку;

- режим выбора может быть однократным или повторяющимся, допускающим обучение на опыте;

- последствия выбора могут быть точно известны, иметь вероятностный характер или иметь неоднозначный исход, не допускающий введение вероятностей.

Для решения задач выбора предлагаются различные подходы. Критериальный подход. Основным предположением критериального подхода является следующее: каждую отдельно взятую альтернативу можно оценить конкретным числом - значением критерия. Критерии, на основе которых осуществляется выбор, имеют различные названия - критерий качества, целевая ф-ция, ф-ция предпочтений, ф-ция полезности и т.д. Сравнение альтернатив сводится к сравнению результатов расчетов соответствующих критериев. Если выбор любой альтернативы приводит к однозначно определяемым последстви­ям и заданный критерий численно выражает оценку этих последствий, то наилучшей альтернативой является та, которая обладает наибольшим значением критерия.

Подходы к решению многокритериальных задач: метод сведения многокритериальной задачи к однокритериальной, метод условной максимизации, поиск альтернативы с заданными свойствами, нахождение паретовского мн-ва альтернатив. Выбор альтернативы на основании критериального подхода предполагает, что выполненными являются несколько условий: известен критерий, задан способ сравнения вариантов и метод нахождения лучшего из них. Оптимизационный подход. Особенности, накладывающие ограничения на применение оптимизационного подхода при решении задач принятия решений.

1. Оптимальное решение часто оказывается чувствительным к изменению условий задачи.

2. Обычно система, для которой принимается решение, входит в структуру более общей системы, т.е. является ее подсистемой, и решения оптимальные для этой подсистемы, могут входить в противоречие с целями надсистемы; т.е. возникает необходимость увязывать критерии подсистем с критериями надсистем.

3. Критерий должен выбираться из анализа цели исследования.

4. Важны ограничения. Анализ существа проблемной ситуации и качественное обоснование ограничений задачи имеют значительное влияние на принимаемое решение.

Экспертный подход применяется в тех случаях, когда при исследовании сложных систем возникают проблемы, которые не удается представить в виде формальных мат. задач. Для решения задач выбора в сложных проблемных ситуациях создаются спец. человеко-машинные, проблемно-ориентированные системы. Системы поддержки решений ориентированы не на автоматизацию ф-ий лица, принимающего решение, а на предоставление ему помощи в проведении данной работы.

Проблема выбора и принятия решений - центральная проблема системного анализа.

17.Анализ и синтез – методы исследования систем. Анализ - совокупность операций разделения целого на части. Синтез - объединение частей в целое.

Аналитический метод состоит в расчленении сложного целого на все менее сложные части. Он также предполагает, что части снова образуют единое целое в случае их соединения надлежащим образом. Этот момент соединения частей в целое является конечным этапом анализа, т.к. только после этого появляется возможность объяснить целое ч/з его части и представить результат анализа в виде структурной схемы целого.

Синтетическое мышление объясняет поведение системы. На первом шаге анализа вещь, подлежащая объяснению, разделяется на части; в синтетическом мышлении она должна рассматриваться как часть большего целого. На втором шаге анализа объясняются содержимые части; в синтетическом мышлении объясняется содержащее вещь целое. На последнем шаге анализа знание о частях агрегируется в знание о целом; в синтетическом мышлении понимание содержащего целого дезагрегируется для объяснения частей. Это достигается путем вскрытия их ролей или функций в целом. Синтетическое мышление открывает не структуру, а ф-цию; почему система работает так, а не то, как она делает это. Проведение системного анализа требует совмещения анализа и синтеза.

Автономное применение аналитического метода возможно лишь в тех случаях, когда систему удается разделить на не зависимые друг от друга части. В этом случае отдельное рассмотрение частей позволяет составить правильное представление об их вкладе в общий эффект функционирования системы.

18.Сущность имитационного моделирования. Имитационное моделирование проводится в тех случаях, когда исследователь имеет дело с такими мат. моделями, которые не позволяют заранее вычислить или предсказать результат. В этом случае для предсказания поведения реальной сложной системы необходим эксперимент, имитация на модели при заданных исходных параметрах. Имитация представляет собой численный метод проведения на ЭВМ экспериментов с мат. моделями, описывающими поведение сложной системы в течение заданного или формируемого периода времени. Поведение компонентов сложной системы и их взаимодействие в имитационной модели описывается набором алгоритмов, реализуемых на некотором языке моделирования. Термин «имитационная модель» используют в том случае, когда речь идет о проведении численных расчетов и в частности о получении статистической выборки на мат. модели, например, для оценки вероятностных характеристик некоторых выходных параметров. Моделирование на системном уровне применяется в системном анализе для проведения расчетов характеристик будущей системы. При построении имитационной модели исследователя интересует возможность вычисления некоторого функционала, заданного на мн-ве реализаций процесса функционирования изучаемой системы. Наиболее важным функционалом является показатель эффективности системы. Имитируя различные реальные ситуации на модели, исследователь получает возможность решения таких задач как оценка эффективности тех или иных принципов управления системой, сравнение вариантов структурных схем, определение степени влияния изменений параметров системы и начальных условий на показатель эффективности системы.

Этап составления формального описания объекта моделирования сложной системы. Цель этапа - получение исследователем формального представления алгоритмов поведения компонентов сложной системы и отражение вопросов взаимодействия м/у собой этих компонентов. В зависимости от сложности объекта моделирования и внешней среды могут использоваться 3 вида формализации: аппроксимация явлений функциональными зави­симостями, алгоритмическое описание происходящих в системе процессов, комбинированное представление в виде формул и алгоритмических записей.

Сложность системы и вероятностный характер процессов, происходящих в объекте исследования, свидетельствуют о том, что для определения выходных характеристик системы необходимо использовать стохастические модели. При моделировании сложных систем применяется способ алгоритмического описания происходящих в системе процессов.

В социотехнических системах люди решают часть задач из общей после­довательности задач, решаемых системой. Следовательно, они не устранимы из системы и должны быть представлены в модели системы как ее элементы. При выполнении человеком производственных операций требуется учитывать квалификацию конкретного исполнителя его опыт и стаж работы. Необходимо также иметь в виду, что на качество выполняемых процедур могут оказывать влияние состояние его здоровья, эмоционально-психологический настрой и прочие факторы, которые практически не удается формализовать при составлении модели. Поэтому в моделях принимают определенного рода допущения, приводящие к упрощению модели, задают некоторые средние характеристики выполнения человеком своих функций и при данных значениях проводят расчеты модели. Для того, чтобы учесть возможные отклонения в процессе выполнения операций различными исполнителями, необходимо проводить анализ чувствительности модели.

19.Модели и виды подобия. При использовании моделей необходимо теоретически обосновать аналогию м/у моделью и реальным физическим явлением. Только в этом случае результаты, полученные на модели, могут быть перенесены на исследуемый объект. В основе док-ва степени соответствия модели и объекта лежит теория подобия.

Моделирование представляет собой процесс проведения исследований объекта, базирующийся на подобии модели и объекта, и включает в себя построение модели, ее изучение и перенос полученных результатов на объект исследования. Под моделью понимают объект (явление, процесс, систему, экспериментальную установку, знаковое образование, мат. выражения), находящиеся в отношении подобия к исследуемому объекту. Мат. моделирование использует подобие м/у величинами, входящими в мат. выражения, описывающие поведение изучаемого объекта. Т.е., в мат. моделировании предполагается замена явления его мат. описанием, воспроизводимым вычислительными средствами.

Физическое моделирование использует подобие м/у объектом и моделью, имеющей физическую природу. Основой физического или мат. экспериментального исследования являются методы теории подобия, которые применяются при постановке эксперимента, обработке данных о результатах экспериментальных исследований и испытаний.

Модель и отображаемый ею объект находятся в отношении сходства, а не тождества. Это означает, что модель по определенным признакам подобна изучаемой системе, а по каким-то может быть от нее отлична. Важное условие при проведении исследований - реализовать подобие по наиболее важным признакам с точки зрения проведения конкретного, данного исследования. Модель обеспечивает подобие тех процессов, которые удовлетворяют критериям, полученным с помощью теории подобия. Характеристики любого явления в группе подобных явлений могут быть реализованы с помощью критериев подобия путем некоторого преобразования характеристик другого подобного явления. Пример такого преобразования - масштабирование.

Чтобы некоторая конструкция могла быть отражением, т.е. замещала в некотором смысле оригинал, между оригиналом и моделью должно быть установлено отношение подобия.

Виды подобия: 1) подобие, устанавливаемое в результате физического взаимодействия в процессе создания моделей. Примеры: масштабированные модели самолетов, кораблей, автомобилей, макеты зданий и т.п. Такое подобие называется прямым. 2) косвенное подобие объективно в природе, обнаруживается в виде совпадений или достаточной близости оригинала и модели. Пример: подобие некоторых электрических и механических процессов, описываемых одинаковыми уравнениями. 3) условное подобие - подобие оригиналу не является ни прямым, ни косвенным, а устанавливается в результате соглашения. Примеры: чертежи (модели будущих объектов), карты (модели местности), сигналы (модели сообщений).