ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ
по дисциплине « Моделирование»
Место информационной системы в управлении бизнес-процессами сложного объекта
От Никиты:
Без Информации невозможно ничего сделать, каждый шаг должен основываться на какую либо информацию.
Информационная система в управлении бизнес-процессами занимает КЛЮЧЕУЮ ПОЗИЦИЮ, от неё напрямую зависят, как сам объект управления, так и управляющая система.
Ведь её задачей является - хранение, обеспечение эффективного поиска и передачи информации по соответствующим запросам для наиболее полного удовлетворения информационных запросов большого числа пользователей.
Информационные системы управления позволяют системно подходить к обоснованию и принятию управленческих решений, повышать уровень их оптимальности, действенности и результативности.
Информационная система состоит из подсистем, находящихся в определенных отношениях друг с другом. Совокупность таких отношений вместе с элементами (подсистемами) образуют структуру системы.
Место задач моделирования при решении задач управления «умными производствами» в рамках положений доктрины Industry 4.0
Под моделью понимают некоторый объект – заменитель, который в определенных условиях может заменять объект-оригинал, воспроизводя интересующие нас свойства и характеристики оригинала.
Роль модели на разных уровнях детализации исследования системы?
На уровне описания потребности пользователей составляется спецификация требований пользователей. В рамках этой модели описывается возможности системы на языке пользователя. А на уровне проектирования архитектур выделяют основные подсистемы и их взаимодействие на информационном уровней и т. п.
Модель позволяет:
Оценивать текущее состояние объекта управления;
Выявлять тенденции изменения состояния объекта управления;
Прогнозировать состояние объекта управления;
Проводить сравнительный анализ альтернативных вариантов управленческих решений, поиск рационального (оптимального) варианта.
Классы:
Вербальные (информационная модель в мысленной или разговорной форме.)
Знаковые:
(а). Графические
(б). Структурные
(в). Математические
Понятие киберфизической системы. Место модельной составляющей в управлении сложной технической системой.
Киберфизические системы (Cyber-Physical System, CPS) — это системы, состоящие из различных природных объектов, искусственных подсистем и управляющих контроллеров, позволяющих представить такое образование как единое целое. В CPS обеспечивается тесная связь и координация между вычислительными и физическими ресурсами. В такой системе датчики, оборудование и информационные системы соединены на протяжении всей цепочки создания стоимости, выходящей за рамки одного предприятия или бизнеса.
Модельная составляющая позволяет:
Оценивать текущее состояние объекта управления;
Выявлять тенденции изменения состояния объекта управления;
Прогнозировать состояние объекта управления;
Проводить сравнительный анализ альтернативных вариантов управленческих решений, поиск рационального (оптимального) варианта.
Место программной компоненты в управлении сложной технической системой.
Пирамида управления сложными системами. Содержание задач моделирования на разных уровнях управления
Лучше: верхний – стратегический, средний – функциональный(тактический), нижний – операционный.
Младшие начальники (или супервайзеры) в основном осуществляют контроль за выполнением производственных заданий для непрерывного обеспечения непосредственной информацией о правильности выполнения этих заданий.
Руководители среднего звена являются буфером между руководителями высшего и низового звеньев. Они готовят информацию для решений, принимаемых руководителями высшего звена, и передают эти решения обычно после трансформации их в технологически удобной форме, в виде спецификаций и конкретных заданий низовым линейным руководителям. (сбор данных, преобразование и предварительная обработка данных)
Руководители высшего звена отвечают за принятие стратегически важнейших решений для организации в целом или для основной части организации.
Содержание понятия «модель». Цель моделирования. Содержание понятия «моделирование».
Чаще всего под моделью понимают некоторый объект – заменитель, который в определенных условиях может заменять объект-оригинал, воспроизводя интересующие нас свойства и характеристики оригинала.
Модель представляет собою отображение каким-либо способом существенных характеристик объектов, процессов и их взаимосвязей с реальными системами.
В основе моделирования лежит принцип аналогий. Аналогия – подобие, сходство предметов в каких-либо свойствах, признаках, отношениях.
Целью моделирования является определение множества характеристических потребительских свойств программного продукта и предельных значений характеристических свойств.
Эквивалентная формулировка закона, связывающего моделирование с целью:
если имеется некоторая модель, всегда можно подобрать такие цели (задачи), для которых данная модель будет осмыслена и содержательная.
Моделирование есть упрощение сложного, не меняющего его (сложного) сущности.
Моделирование есть упрощение в допустимых пределах.
Моделирование возможно лишь в случае, когда можно сформулировать цель моделирования
Роль и место моделей в изучении, анализе и управлении сложными системами
Чаще всего под моделью понимают некоторый объект – заменитель, который в определенных условиях может заменять объект-оригинал, воспроизводя интересующие нас свойства и характеристики оригинала.
В основном используются для:
Оценка текущего состояния объекта управления
Выявление тенденция изменения состояния объекта управления
Прогноз состояния объекта управления
Сравнительный анализ альтернативных вариантов управленческих решений, поиск рационального (оптимального) варианта
Модели позволяют обнаруживать неизвестные ранее свойства сложной системы: ее структуру, динамику развития, устойчивость, целостность и др.
Понятие изоморфизма и гомоморфизма. Типы моделей.
Изоморфизм – такой способ перевода объектов одного рода в объекты другого рода, при котором, во-первых, число объектов и там и там в точности одинаково, а во-вторых, свойства, которыми обладают первые объекты, переносятся и на другие объекты, в которые мы переводим первые.
Гомоморфизм – это тот же изоморфизм, но с меньшим числом объектов, в которые переводятся другие объекты.
Изоморфизм – однозначное отображение двух совокупностей, сохраняющих их структурные свойства.
Две системы называются изоморфными (находящимися в отношении изоморфизма), если между их элементами, а также функциями (операциями), свойствами и отношениями, осмысленными для этих систем, существует или может быть установлено взаимооднозначное соответствие. В этом случае каждая из систем называется изоморфным образом другой.
Отношение гомоморфизма является более общим (и более слабым). Поэтому всякий изоморфизм есть гомоморфизм, но не наоборот. В этом случае однозначное соответствие между элементами систем выполняется только в одном направлении. Каждому элементу первой системы соответствует единственный элемент второй системы, но не наоборот: элементу второй системы может соответствовать более одного элемента первой системы. В этом случае первая система называется гомоморфным прообразом для второй, а вторая – гомоморфным образом первой.
Под понятия изоморфизма и гомоморфизма могут быть подведены широкие классы отношений, существующие между системами различной природы (напр., отношения между фотографией и оригиналом, переводом языкового текста на другой язык и подлинником, географической картой и соответствующей местностью, движениями небесных тел и описывающей их системой дифференциальных уравнений и пр.). Вполне точно эти понятия реализуются в математике и логике.
Изоморфизм представляет собой отношение типа равенства. Отсюда проистекает его методологическое значение как средства обоснования правомерности переноса знаний, полученных при изучении одной изоморфной системы, на другую. Гомоморфизм же, не будучи симметричным отношением, обосновывает перенос знаний лишь с гомоморфного образа на прообраз, но не наоборот (любые знания, извлекаемые, напр., из верной географической карты, переносимы на отображаемую ею местность, но не все, что имеется на местности, отображается на карте). Понятия изоморфизма и гомоморфизма используются для характеристики понятия модели и метода моделирования, а также гносеологической категории образа (если он фиксирован средствами каких-либо знаковых систем).
Поэтому гомоморфный образ есть неполное, приближенное отображение структуры оригинала.
Типы моделей:
Геометрические
Дифференциальные уравнения
Математико-статистические модели
Графодинамические модели
Классы:
Вербальные (информационная модель в мысленной или разговорной форме.)
Знаковые:
(а). Графические
(б). Структурные
(в). Математические
Изоморфизм – структура модели вытекает из структуры объекта, явления.
Гомоморфизм – структуры не совпадают, но параметры явления можно измерить и обрабатывать их (параметры, данные полученные от объекта).
Содержание натурного и информационного моделирования. Сходство целей и различие подходов натурного и информационного моделирования.
Натурное моделирование – это моделирование, при котором реальному объекту ставится в соответствие его увеличенный или уменьшенный материальный аналог, допускающий исследование с помощью последующего перенесения свойств, изучаемых процессов и явлений с модели на объект на основе теории подобия.
Информационное моделирование – это процесс описания или построения модели предметной области в том виде или формате, который, с одной стороны, легко воспринимается человеком, и, с другой стороны, легко может быть преобразован в набор элементов информационного хранилища, программных компонентов и других составляющих прикладного программного обеспечения.
Во-первых, признаки можно скопировать, воспроизвести. Такую модель называют натурной ( материальной). Примерами натурных моделей являются муляжи и макеты — уменьшенныеили увеличенные копии, воспроизводящие внешний вид объекта моделирования (глобус), его структуру (модель Солнечной системы) или поведение (радиоуправляемая модель автомобиля).
Во-вторых, признаки оригинала можно описать на одном из языков кодирования информации — дать словесное описание, привести формулу, схему или чертёж. Такую модель называют информационной. Модели используются человеком для: •представления материальных предметов (макет застройки жилого района в мастерской архитектора); •объяснения известных фактов (макет скелета человека в кабинете биологии);
проверки гипотез и получения новых знаний об исследуемых объектах (модель полёта самолёта новой конструкции в аэродинамической трубе); •прогнозирования (сделанные из космоса фотоснимки движения воздушных масс); •управления (расписание движения поездов) и т. д.
Различия: в том как создаются модели, натурные создаются исключительно в реальной жизни, считая все признаки, идентичная копия. Информационные модели же создаются не как копия, а скорее описание того или иного объекта.
Этапы разработки компьютерной информационной модели и их содержание
Информационные продукты созданы для улучшения управлением реальным объектом. Важно:
(Объект моделирования) Построение модели объекта (динамической). Объект постоянно изменяется, изменяется сама модель. Нужно постоянно следить и менять саму систему, как и после модель. Изучить Что нужно для управления?
(Системный анализ) Обработка всей информации, способствующей синхронному управлению. Разные управления должны оказываться в нужное время, не противоречить друг другу. Чтобы информация, получаемая различными пользователями, не противоречила друг другу, поступала в нужном темпе и в нужном объеме.
Мы не можем управлять как попало, задействовано несколько субъектов, они действуют синхронно. Нужно чтобы они работали в одно время и не противоречили друг к дугу.
(Теоретич. инф. системы) разобраться какие инф. модели нужны в такой-то момент времени. Она по информации должна быть синхронизирована. (куда какую информацию нужно предоставлять) Построить теоретическую модель информационной системы. (!!!Информационная модель более широкое понятие чем компьютерная информационная система!!!)
(Разработка комп. модели) после того как построена компьютерная модель – есть ли смысл её реализовывать. Какую информацию применять. Построение системной компьютерной модели
Затем реализуется модель программно. Если возможности компьютерной модели не будут полностью соответствовать тому, что нужно для управления, то заходим на второй круг.
Подходы к созданию программных продуктов. Особенности и содержание «легких» методологий
Различают несколько подходов. Легкие методологии, Тяжелые методологии, Гибкая методология.
Легкая методологии является методом разработки программного обеспечения, который имеет лишь несколько правил и практику, или только те, которым легко следовать. Чаще всего идея создателя сильно не расписывается и содержаться в голове или, к примеру не содержат большой смысловой нагрузки. (К примеру, решить контрольную или написать лабораторную работу).
Характеристики легкой методологии:
Невысокая стоимость внесения изменений.
Привязка к разработчику
Коротки период планирования. Низкие требования к качеству планирования.
Быстрое получение результатов.
Малое время жизни ПП.
Малый риск исполнителя и большой риск заказчика
Ограниченное развитие
Высокая производительность разработчиков
Низкая стоимость разработки
Низкая мобильность
Гибкая методология – это подход к разработке ПП, в котором работа делится на множество небольших итераций. В каждом итерации решается серия задач, после чего результаты работы обсуждаются с заказчиком, на момент совпадения его (заказчика) ожиданий с выполненной работой. Таким образом, требования, планы и результаты постоянно проходят проверку на актуальность, благодаря чему команды могут быстро реагировать на изменения.
Характеристики гибкой методологии:
Малое время до появления первых версий
Относительно низкая стоимость внесения изменений
Возможность развития ПП
Относительно большое время жизни ПП
Относительно высокая производительность разработчиков
Тяжелая методология – подход к разработке больших и сложных ПП. Из-за большого объема работы, больших финансовых и кадровых ресурсов перед началом работ выясняется есть ли смысл создания продукта. Это необходимо, так как процесс тяжелой методологии зачастую необратим и ошибившись единожды (не говоря уже об ошибках на ранних стадиях разработки) могут возникнуть серьезные потери как финансовом, так и в других аспектах (например, временные затраты).
Характеристики тяжелой методологии:
Высокая стоимость внесения изменений в проект
Независимость от разработчика
Большие коллективы
Мобильность и возможность развития ПП
Длительный период планирования. Высокие требования к качеству планирования.
Высокая стоимость разработки
Большое время жизни ПП
Много времени на согласование.
Низка индивидуальная производительность разработчиков
Большое время между возникновением идеи и получением работающей версии системы
Совершенствование системы сопоставимо со временем существования организации
Подходы к созданию программных продуктов. Особенности и содержание «тяжелых» методологий
Тяжелая методология напротив потребует огромных усилий, тщательных проверок, сбор документации, заверка, трижды проверка и прочие замудренные вещи. В тяжелой методологии нужно понимать, что для начала нужно выяснить есть ли вообще смысл создания продукта. Ведь по сравнению с легкой методикой, процесс тяжелой зачастую необратим и ошибившись единожды могут возникнуть серьезные потери как финансово, так и во всех других возможных аспектах включая время, людей и т.д.
Роль дисциплины при реализации сложных программных систем
Долго думаешь – рискуешь создать морально устареший продукт.
Но также бывает необдуманность действий.
Единая стратегия разработки этой системы. Нет ограничений, всё хорошо но они настолько разные что их сшить не получится.
В команде могут начаться проблемы из-за несинхронности действий и лишней траты времени. С учетом ошибок, если забыть о моральном старении проекта, разбираться с каждым шагом и возникновений ошибок. Идеальный вариант. Но на практике невозможен, т.к. морально устореть проект может гораздо быстрее пока ты придумаешь что-то. Хвататься за отдельные кусочки тоже плохо и думать долго тоже плохо.
Роль дисциплины заключается в, с одной стороны, организовать процесс разработки, при котором в команде не будет проблем из-за отсутствия плана и координации между собой, а с другой, максимизировать время продуктивной работы (сам процесс создания ПП). При таком раскладе минимизируется, на сколько это возможно, моральное устаревание проекта, время разработки ПП и следственно финансовые затраты.
Понятие фрейма. Примеры фреймов. Понятие многоаспектного моделирования.
Люди с давних времен занимаются моделированием. Типизированная информация удобная для передачи людям и понимания ими и также она (тип инф) удобна, когда нужно выбрать из нескольких шаблонов, для формализации.
Фрейм – формальный тип модели, набор типовых моделей («черный ящик, структурная схема, состава, жизненного цикла и т.д.). Набор фреймов открывает перед исследователем поле возможных вариантов изучения системы. Пример: блок-схема алгоритма. Это состоит из типовых конструктивов (терминатор, ввод-вывод, операция, условие и т.д.). Каждому типовому конструктиву соответствует свое обозначение
