5851
.pdfМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Папкова М.Д.
СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям, практическим занятиям
(включая рекомендации по организации самостоятельной работы),
по выполнению курсовой работы
для обучающихся по дисциплине «Системный анализ» по направлению подготовки 09.03.03 Прикладная информатика
направленность (профиль) Прикладная информатика в экономике
Нижний Новгород
2022
УДК 303.732(075)
Папкова М.Д. / Системный анализ: учебно-методическое пособие / М.Д. Папкова; Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет – Нижний Новгород: ННГАСУ, 2022. – 19 с.– Текст: электронный.
В учебно-методическом пособии по дисциплине «Системный анализ» даются конкретные рекомендации учащимся для освоения, как основного, так и дополнительного материала дисциплины и тем самым способствующие достижению целей, обозначенных в учебной программе дисциплины. Цель учебно-методического пособия — это помощь в усвоении лекций, в подготовке к практическим занятиям, а также в написании курсовой работы.
Учебно-методическое пособие предназначено для обучающихся в ННГАСУ по дисциплине «Системный анализ» по направлению подготовки 09.03.03 Прикладная информатика, направленность (профиль) Прикладная информатика в экономике.
© М.Д. Папкова, 2022
© ННГАСУ, 2022
2
Оглавление
1. |
Общие положения................................................................................................................. |
4 |
|
|
1.1 |
Цели изучения дисциплины и результаты обучения .................................................. |
4 |
|
1.2 |
Содержание дисциплины .............................................................................................. |
4 |
|
1.3 |
Вспомогательная литература для изучения дисциплины .......................................... |
5 |
2. |
Методические указания по подготовке к лекциям ............................................................ |
6 |
|
|
2.1 |
Общие рекомендации по работе на лекциях ............................................................... |
6 |
|
2.2 |
Общие рекомендации при работе с конспектом лекций ............................................ |
6 |
|
2.3 |
Контрольные вопросы ................................................................................................... |
7 |
3. |
Методические указания по подготовке к практическим занятиям .................................. |
8 |
|
|
3.1 |
Общие рекомендации по подготовке к практическим занятиям............................... |
8 |
|
3.2 |
Примеры задач для практических занятий .................................................................. |
8 |
4. |
Методические указания по организации самостоятельной работы............................... |
10 |
|
|
4.1 |
Общие рекомендации для самостоятельной работы ................................................ |
10 |
|
4.2 |
Темы для самостоятельного изучения ....................................................................... |
13 |
5. |
Методические указания по выполнению курсовой работы (Общие рекомендации)... |
15 |
|
|
5.1 |
Цели выполнения курсовой работы ........................................................................... |
15 |
|
5.2 |
Общие требования к оформлению курсовой работы ............................................... |
15 |
|
5.3 |
Примерный список тем курсовой работы.................................................................. |
18 |
3
1. Общие положения
1.1 Цели изучения дисциплины и результаты обучения
Основными целями освоения учебной дисциплины «Системный анализ» является достижение результатов обучения, предусмотренных установленным в ОПОП индикаторами достижения компетенций. В процессе освоения дисциплины студент должен
Знать:
–методы системного анализа и теории систем, их место среди научных направлений;
–методы моделирования систем и процессов, виды моделирования, уровни
моделирования, особенности классификации методов моделирования.
Уметь:
применять методы системного анализа и моделирования систем и процессов для решения практических задач прикладных областей, в том числе исследования закономерностей построения,
функционирования и развития систем целеобразования;
применять основные процедуры методов системного анализа для решения системных задач
иразработки приложений.
Овладение материалом дисциплины «Системный анализ» обеспечит студентам систематизацию полученных теоретических знаний, получить и закрепить исследовательские навыки, а также создаст базу для применения результатов освоения дисциплины в междисциплинарных исследованиях.
1.2 Содержание дисциплины
Материал дисциплины сгруппирован по следующим разделам:
1. Возникновение и развитие системных представлений.
1.1.Общие понятия системного представления процессов и явлений.
1.2.Базовые понятия и определения теории систем
1.3.Основы классификации систем
2. Системный подход и общесистемные закономерности.
2.1. Системные признаки, свойства, характеристики
4
2.2. Эффективность функционирования и развития систем. 3. Моделирование систем и процессов
3.1.Структурные методы моделирования. Стандарты моделирования
3.2.Объектно-ориентированное моделирование. UML и стандарты
4. Приложения теории множеств и теории графов в системном анализе
4.1.Основные аспекты приложения теории множеств
4.2.Графы в моделировании систем и процессов
5.Нечеткие множества, нечеткие графы и нечеткие отношения.
5.1.Основные аспекты приложения теории множеств
5.2.Основные понятия. Операции над нечеткими множествами
5.3.Методы приведения к четкости
6.Вероятностные и статистические методы в системном анализе
6.1.Случайные функции, процессы и потоки случайных событий
6.2.Принципы статистической проверки гипотез
1.3Вспомогательная литература для изучения дисциплины
1.Основы теории систем и системный анализ : лабораторный практикум. / Гаврилова, А. А., Диязитдинова, А. Р., Цапенко, М. В. ; составители: А. А. Гаврилова, А. Р. Диязитдинова, М. В. Цапенко. – Самара : Самарский государственный технический университет, ЭБС АСВ, 2019. – 88
с. – URL: http://www.iprbookshop.ru/111704.html. – ISBN 2227-83972.
2.Секлетова Н. Н.. Системный анализ и принятие решений : Учебное пособие. / Секлетова Н. Н., Тучкова А. С. ; Н. Н. Секлетова, А. С. Тучкова. – Самара : Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики, 2017. – 83 с. – URL: http://www.iprbookshop.ru/75407.html.
3.Системный анализ в вопросах и ответах : Учебное пособие. / Сметанина Е. И. ; сост. Е. И. Сметанина. – Томск : Томский политехнический университет, 2016. – 108 с. – URL: http://www.iprbookshop.ru/83984.html. - ISBN 978-5-4387-0678-6.
5
2. Методические указания по подготовке к лекциям
2.1 Общие рекомендации по работе на лекциях
Лекция является главным звеном дидактического цикла обучения. Ее цель — формирование основы для последующего усвоения учебного материала. В ходе лекции преподаватель в устной форме, а также с помощью презентацийи видеоматериалов передает обучаемым знания по основным, фундаментальным вопросам изучаемой дисциплины.
Назначение лекции состоит в том, чтобы четко и структурированно изложить основные положения изучаемой дисциплины, ориентировать на наиболее важные вопросы учебной дисциплины и оказать помощь в овладении необходимых знаний и применения их на практике.
Личное общение на лекции преподавателя со студентами предоставляет большие возможности для реализации образовательных и воспитательных целей. Обсуждение связи нового материала с уже изученным в других дисциплинах способствует созданию и развитию междисциплинарных связей, и формированию профессионального мышления.
При подготовке к лекционным занятиям студенты должны ознакомиться с рекомендованным материалом, презентаций, выделить непонятные положения, подготовить вопросы с целью уточнения правильности понимания терминологии. Предварительная подготовка к лекции обеспечивает эффективность занятия, поскольку его можно организовать в интерактивном режиме.
2.2Общие рекомендации при работе с конспектом лекций
Входе лекционных занятий необходимо вести конспектирование учебного материала, даже если имеется презентация и дополнительный текстовый материал. Конспект помогает внимательно слушать, лучше запоминать в процессе осмысленного записывания, обеспечивает наличие опорных материалов при подготовке к семинару, зачету, экзамену.
Полезно оставить в рабочих конспектах поля, на которых делать пометки из рекомендованной литературы, дополняющие материал прослушанной лекции, а также подчеркивающие особую важность тех или иных теоретических положений.
В случае неясности по тем или иным вопросам необходимо задавать преподавателю уточняющие вопросы как в процессе лекции, так и после ее окончания. Сформулированные преподавателем вопросы, задаваемые во время занятия, позволяют усиливать концентрацию внимания на отдельных проблемах и активизировать мыслительную деятельность студентов.
6
2.3Контрольные вопросы
1.Роль понятия системности в развитии научных направлений.
2.Перечислить основные признаки системных проблем и оценить возможности и направления их решения.
3.Синергетический подход и самоорганизация систем. Перечислить принципы синергетического подхода и пояснить их влияние на развитие системного анализа
4.Базовые понятия и определения теории систем. Классификация систем, возможность формального описания системы.
5.Системные признаки, свойства, характеристики. Основные положения системного анализа
6.Эффективность функционирования и развития систем. Принципы системного управления.
7.Применение теории множеств в системном анализе.
8.Использование теории графов в системном анализе.
9.Применение нечеткой информации и нечеткого вывода в интеллектуальных системах. Примеры некоторых классов нечетких мер, используемых при принятии решений.
10.Операции над нечеткими множетвами. Роль дополнительных операций концентрирования и растяжения.
11.Методы приведения к четкости: Метод определения «центра тяжести», Метод центра площади, Метод максимума функции принадлежности.
12.Неопределённости описания задач принятия решений. Привести примеры.
13.Роль вероятностных и статистических методов в системном анализе
14.Основные задачи системного анализа, при решении которых используются методы теории вероятностей и математической статистики.
15.Методы, используемые для анализа и моделирования систем.
16.SADT, DFD, IDEFX модели. Основные свойства и особенности применения в системном анализе.
17.Основные нотации структурного моделирования.
18.Методы функционального моделирования. Стандарты и их роль в разработке моделей.
19.Расчет надежности системы на основе построения дерева отказов.
20.Системный подход к управлению рисками. Классификация рисков и возможности оценки.
7
3. Методические указания по подготовке к практическим занятиям
3.1Общие рекомендации по подготовке к практическим занятиям
Входе подготовки к практическим занятиям необходимо изучать основные библиографические источники, знакомиться с дополнительной литературой, а также с новыми публикациями в периодических изданиях: журналах, газетах и т.д. При этом необходимо учесть рекомендации преподавателя и требования учебной программы.
Всоответствии с этими рекомендациями и подготовкой полезно дорабатывать свои конспекты лекции, делая в нем соответствующие записи из литературы, рекомендованной преподавателем и предусмотренной учебной программой. Целесообразно также подготовить тезисы для возможного выступления по всем учебным вопросам, выносимым на занятие.
При подготовке к практическим занятиям можно также подготовить краткие конспекты по вопросам темы. Очень эффективным приемом является составление схем и презентаций.
Готовясь к докладу или реферативному сообщению, желательно обращаться за методической помощью к преподавателю, составить план-конспект своего выступления, продумать примеры с демонстрирующие связи изучаемой теории с реальной жизнью. Своевременное и качественное выполнение самостоятельной работы базируется на соблюдении настоящих рекомендаций и изучении рекомендованной литературы. Студент может дополнить список использованной литературы современными источниками, не представленными в списке рекомендованной литературы, и в дальнейшем использовать собственные подготовленные учебные материалы при написании курсовых и дипломных работ.
3.2 Примеры задач для практических занятий
Задание 1
1. Выполнить структурный анализ предметной области и проектирование системы одним из структурно-функциональных подходов для задач по вариантам:
1.1. Исходные данные: Библиотека вуза включает издания различных лет. Каждые два года выполняется ревизия и списание пособий с учетом потребности в учебном процессе. Для преподавателей кафедр публикуются сводки и отчеты.
Цель: определить действия, необходимые для составления сводок и отчетов по наличию
пособий и их востребованности среди студентов.
Точка зрения: отдел комплектования.
1.2. Исходные данные: Компьютерная компания предоставляет населению кроме Интернет-услуг – сопровождение ПО и обслуживание ВТ. Для привлечения клиентов используется система скидок. За отчетный период клиентам выставляется счет с описанием оказанных услуг.
Цель: определить действия, необходимые для выставления счета клиенту. Точка зрения: Бухгалтерия
8
1.3.Исходные данные: Художественная галерея периодически проводит выставки персоналий и распродажи художественных произведений. Информация как публикуется, так и рассылается постоянным клиентам галереи.
Цель: определить действия, необходимые для оповещения потенциальных посетителей выставки.
Точка зрения: организатор выставки
1.4.Редколлегия газеты для оплаты собкоров использует систему учета публикаций и рейтинга статей среди читателей и критиков. Раз в месяц подводятся итоги и выплачиваются премии.
Цель: определить действия, необходимые для ведения рейтинга и назначения премий. Точка зрения: редколлегия
Задание 2
2.Работа с нечеткими множествами
2.1. Исходные данные: Для всякого нечеткого множества А можно провести операцию декомпозиции – разложения его на произведения обычных подмножеств по назначенным или необходимым для проведения исследований уровням αi:
А max[(α1A |
1 |
), (α2 A |
2 |
),...,(αn A |
n |
)] ; 0 αi 1 |
, i = 1,2,…,n. |
|
|
|
|
|
Выполнить: Разложить нечеткое множество
А {(0,2 / x1), (0 / x2 ), (0,5 / x3 ), (1/ x4 ), (0,7 / x5 )}
по уровням: α = {(0,2),(0,5),(0,7),(1)}
2.2. Подмножество Аα нечеткого множества определяется α-уровнем α [0,1], который задается в зависимости от целей проводимых исследований и является обычным подмножеством
Аα {x | μ A (x) α}.
Определить подмножество уровня α = 0,3 нечеткого множества А, где
А {(0,8 / x1),(0,1/ x2 ),(1/ x3 ),(0,3/ x4 ),(0,6 / x5 ),(0,2 / x6 ),(0,5 / x7 )}.
Задание 3.
3.Построение диаграмм Венна
3.1.Исходные данные: На предприятии электрических сетей (ПЭС) работают 10
рабочих. Трое из них относятся к ремонтному персоналу (множество А), пятеро – к оперативному (множество В), а двое являются неквалифицированными рабочими (множество С).
Построить диаграмму Венна.
3.2. Исходные данные: На предприятии электрических сетей (ПЭС) работают 10 рабочих. Трое из них относятся к ремонтному персоналу (множество А), пятеро – к оперативному (множество В), а двое являются неквалифицированными рабочими (множество С). Пусть, кроме того, на ПЭС работают 8 инженеров (множество D), три мастера (множество Е) и 2 мастера, которые одновременно являются инженерами (множество DE).
Построить диаграмму Венна для работников ПЭС.
9
4. Методические указания по организации самостоятельной работы
4.1 Общие рекомендации для самостоятельной работы
Самостоятельная работа студентов является основным способом овладения учебным материалом в свободное от обязательных учебных занятий время.
Целями самостоятельной работы студентов являются:
-систематизация и закрепление полученных теоретических знаний и умений студентов;
-углубление и расширение теоретических знаний;
-формирование умений использовать нормативную, правовую, справочную документацию и специальную литературу;
-развитие познавательных способностей и активности студентов:
-формирования самостоятельности мышления, способностей к саморазвитию, самосовершенствованию и самореализации.
Запланированная в учебном плане самостоятельная работа студента рассматривается как связанная либо с конкретной темой изучаемой дисциплины, либо с подготовкой к курсовой, дипломной работе, а также к защите ВКР. Самостоятельная работа выполняется в два этапа: планирование и реализация.
Планирование самостоятельной работы включает:
-уяснение задания на самостоятельную работу;
-подбор рекомендованной литературы;
-составление плана работы, в котором определяются основные пункты предстоящей подготовки.
Составление плана дисциплинирует и повышает организованность в работе.
На втором этапе реализуется составленный план. Реализация включает в себя:
-изучение рекомендованной литературы;
-составление плана (конспекта) по изучаемому материалу (вопросу);
-взаимное обсуждение материала.
Необходимо помнить, что лекции предполагают изложение материала темы в сконцентрированном, сжатом формате. Именно поэтому необходима самостоятельная проработка соответствующей темы учебной программы дисциплины студентом с обязательным использованием рекомендованной литературы и дополнительной, выбранной студентом.
10