- •Первое определение системы. Модель чёрного ящика.
- •Сложности выявления целей
- •Второе определение системы
- •Третье определение системы.
- •Классификация систем
- •По происхождению
- •Целостность системы.
- •Анализ систем на основе функционально-структурного подхода.
- •Модель "черного ящика"
- •Модель состава системы Основные положения.
- •Теория множеств как средства отображения модели состава.
- •Отношения на множествах.
- •Операции над множествами.
- •Упорядоченное множество
- •Модель структуры системы
- •Математический аппарат, используемый для построения модели структуры системы.
- •Соответствия.
- •Классификация соответствий.
- •Графы. Теория графов. Основные определения.
- •Особые типы графов.
- •Отношения на графах.
- •Комплексные элементы графа.
- •Частные случаи графов.
- •Методы задания графов.
- •Структурная схема системы
- •Динамика системы
- •Функционирование и развитие
- •Построении динамических моделей систем.
- •Типы динамических моделей
- •Общая математическая модель динамики
- •Понятие системы управления.
- •Классификация систем в зависимости от положения системы управления.
- •Классификация систем по используемому принципу управления.
- •Работа по заданной траектории
- •Регулирование.
- •Понятие больших и сложных систем.
- •Ресурсный подход к оценки сложности и величины системы.
- •Методы анализа систем.
- •Анализ структуры системы на основе не взвешенных графов.
- •Задача нахождения циклов и цепей в графовой модели структуры системы.
- •Задача поиска цепи на не взвешенных графах.
- •Задача соединения всех элементов системы без дублирующих связей.
- •Анализа структуры системы на основе взвешенных графов.
- •Взвешенные графы.
- •Оптимизационные задачи на взвешенных графах.
- •Задача поиска наименьшего остового дерева.
- •Задача поиска цепи наименьшего веса между двумя вершинами взвешенного графа. Общая постановка задачи.
- •Методы решения задачи.
- •I)Метод направленного поиска (динамического программирования) он же алгоритм Дейкстры. (Дайкстры)
- •Методы решения задачи коммивояжера.
- •Метод ветвей и границ.
- •Исследование структуры систем с помощью потоковых моделей.
- •5.1. Комплексные характеристики сетевого графа.
- •5.2. Алгоритм расчета пропускной способности сети (величины установившегося потока).
- •Исследование переходных процессов систем на основе теории конечных автоматов.
- •Объектно-ориентированный подход к анализу и разработке систем (ооп).
- •Основные положения объектно-ориентированного подхода.
- •Основные элементы объектной модели
- •Язык uml как средство построения моделей систем на основе ооп.
- •Строительные блоки uml
- •Автомат или модель состояний.
- •Моделирование динамические связи систем на основе моделей состояний объектов.
- •Процесс обмена данными между экземплярами объектов системы.
- •Понятие обмена данными. Реализация обмена.
- •Модели состояний объектов:
- •Информация и информационные системы.
- •Определение информации
- •Информационноя система
Особые типы графов.
Нуль граф – это граф, который не содержит дуг.
Полный граф – это граф, который содержит все возможные дуги.
Полный ориентированный граф содержит в два раза больше дуг, чем полный неориентированный.
Отношения на графах.
Отношение эквивалентности. Графы являются эквивалентными, если эквивалентны их множества дуг и множества вершин.
Отношения подграфа. Граф является подграфом графа G, если множество вершин графа является подмножеством вершин графа G, и множество дуг графа являются подмножеством дуг графа G.
Рис 4.2. Примеры правильных и неправильных подграфов.
Отношения частичности. Граф является частичным графом графа G, если множество вершин графа эквивалентно множеству вершин графа G, а множество дуг графа является подмножеством дуг графа G.
Рис 4.3. Пример частичного графа.
Комплексные элементы графа.
Цепь – это непрерывная последовательность дуг соединяющих некоторые две вершины.
<b,c>,<c,d>
N1=b N2=d
Цепь называется простой, если в ней не повторяется ни одна вершина.
Цикл – это простая цепь, у которой начальные и конечные вершины совпадают.
Частные случаи графов.
Граф называется связным, если любые его две вершины можно соединить цепью.
Рис 4.4. Примеры связного и несвязного графов.
Для ориентированного графа существует понятие «сильносвязности».
Сильносвязным называется ориентированный граф, любые две вершины которого можно соединить цепью построенной с учетом направляющих дуг.
«Лесом» называется граф не имеющий циклов.
«Деревом» называется связный «лес», т.е. связный граф не имеющий циклов.
Методы задания графов.
Графический. Вершины – точки, дуги – линии между точками. От расположения вершин и формы дуг граф не зависит.
Рис 4.5. Графический способ задания графов.
Перечислением. При этом необходимо задать множество вершин и дуг.
С помощью матрицы смежности.
|
a |
b |
c |
d |
a |
0 |
0 |
0 |
0 |
b |
1 |
0 |
1 |
0 |
c |
0 |
0 |
0 |
1 |
d |
1 |
1 |
0 |
0 |
Рис 4.6. Задание графа при помощи матрицы смежности.
Матрица смежности неориентированного графа симметрична относительно главной диагонали.
С помощью матрицы инцидентности. Строки матрицы соответствуют вершинам графа, а столбцы – дугам. Если вершина инцидентна дуге, то соответствующий элемент матрицы имеет значение единица. Матрица инцидентности обычно используется для задания графов с малым количеством дуг.
С помощью списков смежности. Строки списка соответствуют вершинам графа. В строку заносятся вершины смежные с той, которой соответствует строка. Если граф ориентированный, то в строку заносятся вершины связанные исходящей дугой с вершиной строки.
-
a
b
a,c
c
d
d
a,b
Рис 4.7. Задание графа с помощью списка смежности.