Podejcie systemowe i co z niego wynika Teoria

Podejście systemowe i co z niego wynika

Teoria systemów • aspiruje do całościowego tłumaczenia funkcjonowania organizmów żywych, społeczeństw i urządzeń/systemów sztucznych, • z jednej strony czyni ją uniwersalną, z drugiej jest przedmiotem krytyki za jej zbytnią ogólność/abstrakcyjność • pomimo swoich uniwersalistycznych celów, jak do tej pory, nie istnieje jedna jednolita i ogólnie uznana teoria systemów • wiele, mniej lub bardziej podobnych podejść do jej generalizacji od filozofii na inżynierii kończąc

Podejście systemowe • Ludwig von Bertalantffy (twórca ogólnej teorii systemów) N. Wiener , T. Parson • Przejawia się w spojrzeniu na naturę rzeczywistości w metodologii jej badania a także w metodach oddziaływania na taką rzeczywistość • Istota - traktowanie badanych obiektów jako systemów otwartych, inaczej zbiorów elementów powiązanych w taki sposób, ze tworzą one nową całość, która wyróżnia się w danym otoczeniu • Zwarta struktura posiadająca różnorodne wejścia oraz wyjścia • Podsystem regulacji (zarządzania) oraz podsystem wykonawczy

System rzeczywisty Model Komputer

System, czyli na co należy zwracać uwagę podpatrując rzeczywistość?

System zbiór obiektów (elementów) scharakteryzowanych przez atrybuty (cechy, własności) zużycie paliwa cena wiek stan konta moc temperament kolor samochód kierowca

System Cechy systemu - posiada linie graniczne - istnieje w pewnym otoczeniu - posiada podsystemy Dział produkcji Dział sprzedaży Dział finansowy Otoczenie - zbiór „okolic”, w których osadzony jest system

Stan systemu wartości atrybutów poszczególnych obiektów systemu w czasie t Działanie systemu zmiana stanów sytemu w czasie - wzmocnienie - opóźnienie Reakcja systemu charakterystyki zmiany wzmocnienia i opóźnienia w odpowiedzi na bodziec System

System Reakcja systemu Xt impuls t

Reakcja systemu Xt System Stan równowagi impuls Równowaga systemu t niezmienność w czasie pewnych charakterystyk systemu

System Reakcja systemu Xt Stan równowagi Reakcja stabilna impuls t

System Reakcja systemu Xt Reakcja niestabilna impuls t

Opis systemu - warunki konieczne 1. Istnienie obserwatora (badacza, analityka systemu), który tę całość (system) wyodrębnia. 2. Stosowanie przez obserwatora określonych kryteriów pozwalających na wyodrębnianie elementów i sprzężeń systemu. 3. Zastosowanie określonego języka do wyodrębnienia systemu. 4. Dokonanie opisu w określonym celu.

Model, czyli jak opisać system?

Model - rodzaje • modele fizyczne (np. model samolotu, model systemu w zmniejszonej skali) • modele schematyczne (diagramy, mapy, schematy) • modele symboliczne (modele oparte na zapisie matematycznym oraz algorytmicznym)

Model - rodzaje • modele analityczne Badając bezpośrednio postać matematyczną modelu analitycznego można wydedukować rozwiązanie problemu (np. prawo Ohma, prawo ruchu Newtona). • modele numeryczne Rozwiązanie modelu numerycznego wymaga zastosowania metod numerycznych, gdyż dokładne analityczne rozwiązanie jest niewykonalne (np. całkowanie numeryczne).

Model odwzorowanie systemu ·izomorficzne odbicie własności funkcjonalnych, ·homomorficzne odbicie własności strukturalnych Rodzaje modeli ¨statyczne i dynamiczne + ciągłe w czasie + dyskretne w czasie ¨deterministyczne i probabilistyczne + dyskretne w stanie + ciągłe w stanie modele autonomiczne Zegar - zmienna reprezentująca moment, w którym znajduje się symulowany system Zmiany zegara - symulują upływ czasu

Etapy budowy modelu ·Obserwacja systemu rzeczywistego · Określenie celu badania · Wyodrębnienie systemu i otoczenia · Wyodrębnienie obiektów i atrybutów · Określenie sprzężeń · Opis w określonym języku Model

Model strukturalny opisuje budowę pewnej całości 1. System SR = { E, W, R } E - Zbiór obiektów E = {E 1, . . , En} Każdy element różni się od pozostałych pełnioną rolą czy funkcją, Każdy element opisany za pomocą co najmniej jednej własności W - Zbiór własności (atrybutów) tych obiektów W= {W 1, . . , Wn} R Struktura systemu - spójna relacja R Ì W x W 2. Otoczenie OSR = { G, Q } Zbiór obiektów otoczenia G = {G 1, . . , Gm} Atrybuty otoczenia Q = {Q 1, . . . , Qm} 3. Relacja (R*) pomiędzy własnościami systemu i własnościami otoczenia {E, W, R} - R* - {G, Q}

Model funkcjonalny opisuje działanie systemu SF (O, C, L) = {S, R} wyodrębnienie przez obserwatora O, z punktu widzenia postawionego celu badania C, w pewnym języku L - Rodziny zbiorów S = {S 1, . . . , Sn}. - Relacji (rodziny relacji) R określonej na iloczynie kartezjańskim zbiorów rodziny S. Model

Model funkcjonalny Typy zmiennych - zmienne wejściowe - U ÎS: że nie istnieje zmienna ZÎS , że R Ì Z x U. - zmienne wewnętrzne - X ÎS: że istnieją zmienne Z ÎS oraz Z ÎS, że R Ì Z 1 2 x X oraz R Ì X x Z 2. - zmienne wyjściowe - Y ÎS: że nie istnieje zmienna ZÎS , że R ÌY x Z. . Parametryczne (autonomiczne) Sterujące 1

Model funkcjonalny Schemat Operator transformacji Operand Obraz

Model lodówki

Nazwa systemu lodówka Cel badania opis funkcjonalny lodówki jako urządzenia do utrzymywania temperatury na żądanym poziomie Typ modelu dynamiczny, deterministyczny, dyskretny w czasie

Model strukturalny Lodówka Agregat Komora chłodnicza Drzwi Obserwator Termostat

Użyte oznaczenia t - indeks czasu TLt - temperatura komory chłodniczej min -273 C At - praca agregatu 0 -1 a - efektywność chłodzenia przez agregat (-0, 5 C) Dt - stan drzwi 0 -1 Zmienna sterująca d - wskaźnik ocieplania przez drzwi (0, 7 C) T 0, T 1 - czułość termostatu (T 0=0, 5 , T 1=3)

Transformacje

Literatura 1. G. Fishman, Symulacja komputerowa. Pojęcia i metody. PWE’ 81 2. T. Naylor, Modelowanie cyfrowe systemów ekonomicznych. PWN’ 75 3. B. Zeigler, Teoria modelowania i symulacji. PWN’ 84 4. J. Gajda, Prognozowanie i symulacja, a decyzje gospodarcze, C. H. Beck 2001 5. Z. Rzemykowski Elementy cybernetyki ekonomicznej Skrypt uczelniany nr 394, AE Poznań’ 94 6. J. Kowalewski Symulacyjne modele strategicznego zarządzania bankiem komercyjnym. Wyższa Szkoła Zarządzania w Słupsku’ 97