Контрольное задание 4.

Задание 4 по теоретической части. Тема: «Моделирование систем».

Т.4.1. Опишите синтаксис и назначение модели черного ящика.

Первым наиболее простым и абстрактным уровнем описания системы является модель “ черного ящика ”. В этом случае предполагается, что выделенная система связана со средой через совокупность входов и выходов. Выходы модели описывают результаты деятельности системы, а входы - ресурсы и ограничения. При этом предполагается, что мы ничего не знаем и не хотим знать о внутреннем содержании системы. Модель в этом случае отражает два важных и существенных ее свойства: целостность и обособленность от среды.

Такая модель, несмотря на ее внешнюю простоту и отсутствие сведений о внутренней структуре, оказывается часто полезной и достаточной для практического использования.

Например, для анализа работоспособности телевизора необходимо проверить входы (шнур электропитания, антенну, ручки управления и настройки) и выходы (экран кинескопа и выходные динамики).

Т.4.2. Опишите назначение и проблемы построения моделей состава и структуры социально-экономических систем.

При рассмотрении любой системы обнаруживается, что ее целостность и обособленность, отображенные в модели черного ящика, выступают как внешние свойства. Внутренность же «ящика» оказывается неоднородной, что позволяет различать составные части самой системы. При более детальном рассмотрении некоторые части системы могут быть, в свою очередь, разбиты на составные части и т.д. Те части системы, которые мы рассматриваем как неделимые, называются элементами. Части системы, состоящие более чем из одного элемента, называют подсистемами. При необходимости можно ввести обозначения или термины, указывающие на иерархию частей. В результате получается модель состава системы, описывающая из каких подсистем и элементов она состоит.

Но несмотря на полезность рассмотренных выше моделей систем, существуют проблемы, решить которые с помощью таких моделей нельзя. Например, чтобы получить велосипед, недостаточно иметь отдельные его детали (хотя состав системы налицо). Необходимо еще правильно соединить все детали между собой или установить между элементами определенные связи - отношения.

Совокупность необходимых и достаточных для достижения цели отношений между элементами называется структурой системы.

В условиях активного развития региональных хозяйственных комплексов страны управление ими возможно только при условии наличия информационной базы данных о динамике их функционирования. Комплекс данных может помочь создать реальную модель социально-экономической системы и отследить качественные изменения, происходящие в ней. Важным направлением совершенствования регионального моделирования является изучение социально-экономической динамики, в частности структурных и циклических изменений, что предполагает переход от статических моделей к динамическим.

Существуют конечно же и определенные проблемы построения данных моделей и к ним, прежде всего, можно отнести исключительное разнообразие и разнородность объектов моделирования, поскольку в этой области имеют место элементы управляемости и стихийности, детерминированности и существенной неоднозначности, сочетание процессов технического и социального характера.

При построении модели проблемной ситуации очень важно выбрать подходящий аппарат, который позволил бы с максимальной точностью отразить все, что необходимо для успешного решения поставленной задачи. Поэтому моделей исследуемой системы может быть много.

Конечно, было бы предпочтительнее иметь единую универсальную математическую модель экономической системы для решения всех актуальных задач. К сожалению, в настоящее время построение такой модели не представляется возможным, и причина этого — отсутствие универсального математического языка для адекватного описания экономических процессов.

При исследовании экономических процессов часто возникают ситуации, которые классическая математика не позволяет разрешить.

До создания экономической математики еще далеко, и здесь открывается огромное поле для фундаментальных и прикладных исследований. Такие исследования под силу только математикам-экономистам, которые успешно владеют математическим аппаратом и глубоко знают экономическую теорию.

Т.4.3. Опишите синтаксис и назначение SADT-модели (стандарт idef0).

SADT (акроним от англ. StructuredAnalysisandDesignTechnique) — методологияструктурного анализа и проектирования, интегрирующая процесс моделирования, управление конфигурацией проекта, использование дополнительных языковых средств и руководство проектом со своим графическим языком. Процесс моделирования может быть разделен на несколько этапов: опрос экспертов, создание диаграмм и моделей, распространение документации, оценка адекватности моделей и принятие их для дальнейшего использования.

Описание системы с помощью SADT называется моделью. В SADT-моделях используются как естественный, так и графический языки. Для передачи информации о конкретной системе источником естественного языка служат люди, описывающие систему, а источником графического языка - сама методология SADT. Графический язык SADT обеспечивает структуру и точную семантику естественному языку модели. Графический язык SADT организует естественный язык вполне определенным и однозначным образом, за счет чего SADT и позволяет описывать системы, которые до недавнего времени не поддавались адекватному представлению.

С точки зрения SADT модель может быть сосредоточена либо на функциях системы, либо на ее объектах. SADT-модели, ориентированные на функции, принято называть функциональными моделями, а ориентированные на объекты системы - моделями данных, функциональная модель представляет с требуемой степенью детализации систему функций, которые в свою очередь отражают свои взаимоотношения через объекты системы. Модели данных дуальны к функциональным моделям и представляют собой подробное описание объектов системы, связанных системными функциями. Полная методология SADT поддерживает создание множества моделей для более точного описания сложной системы.

Методология SADT - одна из самых известных методологий анализа и проектирования систем. Она является, пожалуй, единственной методологий, отражающей такие характеристики, как управление, обратная связь и ресурсы. Другая особенность SADT заключается в том, что она развивалась как язык описания функционирования систем общего вида, тогда как в других структурных методологиях упор чаще делается на проектирование программного обеспечения.

IDEF0 - методология функционального моделирования, являющаяся составной частью SADT и позволяющая описать бизнес-процесс в виде иерархической системы взаимосвязанных функций. IDEF0 -методология функционального моделирования (англ. functionmodeling) и графическая нотация, предназначенная для формализации и описания бизнес-процессов. Отличительной особенностью IDEF0 является её акцент на соподчинённость объектов. В IDEF0 рассматриваются логические отношения между работами, а не их временная последовательность. С помощью наглядного графического языка IDEF0 изучаемая система предстает перед разработчиками и аналитиками в виде набора взаимосвязанных функций (функциональных блоков — в терминах IDEF0). Как правило, моделирование средствами IDEF0 является первым этапом изучения любой системы. Методологию IDEF0 можно считать следующим этапом развития хорошо известного графического языка описания функциональных систем SADT;

Т.4.4. Назначение и спецификация эконометрических моделей.

Эконометрическая модель - это статистическая модель, которая является средством прогнозирования значений определенных переменных, называемых эндогенными переменными. Для того чтобы сделать такие прогнозы, в качестве исходных данных используются значения других переменных, называемых экзогенными переменными. Предположения о значениях таких переменных делаются пользователем модели. Например, в эконометрической модели уровень продаж автомашин в следующем году может быть привязан к уровню валового внутреннего продукта и процентных ставок. Чтобы сделать прогноз относительно объема продаж автомобилей в следующем году (это эндогенная переменная), следует получить данные о величине валового внутреннего продукта и процентных ставок для будущего года, которые относятся к экзогенным переменным.

Эконометрическая модель может представлять собой как очень сложную систему, так и простую формулу, которая может быть легко подсчитана на калькуляторе. В любом случае она требует знаний по экономике и статистике. Сначала для определения соответствующих взаимосвязей применяются знания по экономике, а затем для оценки количественной природы взаимосвязей, полученные за прошедший период данные обрабатываются с помощью статистических методов.

Т.4.5. Назначение и порядок построения моделей структурной динамики.

В статистике под структурой понимают совокупность единиц, обладающих определенной устойчивостью внутригрупповых связей при сохранении основных признаков, характеризующих эту совокупность как целое.

Динамика структуры вызывает изменение внутреннего содержания исследуемых объектов и их экономической интерпретации, приводит к изменению причинно-следственных связей.

Структурная модель - модель данных, представленная в виде структуры - множества типов, данных и связей между ними.

Социально-экономическая система может быть описана множеством системно-динамических моделей.

Динамическая структурная модель представляет собой симбиоз динамической модели «черного ящика» и динамической модели состава. То есть модель структурной динамики должна объединять в единое целое вход в систему, промежуточные состояния и выход.

При построении моделей структурной динамики выбор факторов, подлежащих включению в модель, обусловлен теми вопросами, на которые должен быть дан ответ. Однако, в общем случае нельзя ограничивать базу построения модели какой-либо узкой научной дисциплиной. Следует включать в модель технические, правовые, организационные, экономические, психологические, трудовые, денежные и исторические факторы. Все они должны найти свое место при определении взаимодействия элементов системы. Любой фактор может оказывать решающее влияние на поведение системы.

Как правило, наиболее важные модели, отвечающие запросам управления, включают от 30 до 3000 переменных. Нижний предел близок к тому минимуму, который отражает основные типы поведения системы, интересующие тех, кто принимает решения. Верхний предел ограничивается нашими возможностями восприятия системы и всех её взаимосвязей.

Следует уделять особое внимание таким аспектам исследуемой системы, как:

1. временные зависимости,

2. усиление,

3. искажение информации.

При построении модели её переменные должны соответствовать переменным моделируемой системы и измеряться в тех же единицах.

Системно-динамическая модель не обязательно должна быть устойчивой. Среди существующих социально-экономических систем некоторые неустойчивы в математическом понимании. Они не стремятся к состоянию равновесия даже при отсутствии внешних возмущений.