Теорія систем та системний аналіз - Робоча програма навчальної дисципліни (Силабус)
Реквізити навчальної дисципліни
| Рівень вищої освіти | Перший (бакалаврський) |
|---|---|
| Галузь знань | 12 Інформаційні технології |
| Спеціальність | 126 Інформаційні системи та технології |
| Освітня програма | Інформаційне забезпечення робототехнічних систем |
| Статус дисципліни | Нормативна |
| Форма навчання | очна(денна) |
| Рік підготовки, семестр | 4 курс, осінній/весняний семестр |
| Обсяг дисципліни | 148 годин (денна: 36 годин – лекції, 72 годин – практика, 40 годин – СРС;) |
| Семестровий контроль/ контрольні заходи | залік |
| Розклад занять | http://rozklad.kpi.ua/Schedules/ScheduleGroupSelection.aspx |
| Мова викладання | Українська |
| Інформація про керівника курсу / викладачів |
Лектор: ст. викладач Польшакова Ольга Михайлівна. електронна пошта: polshakova.om@gmail.com моб. +38(093)149-91-92 Лабораторний практикум: Польшакова Ольга Михайлівна. |
| Розміщення курсу | https://campus.kpi.ua |
Програма навчальної дисципліни
Опис навчальної дисципліни, її мета, предмет вивчання та результати навчання
Опис дисципліни.
«Теорія систем та системний аналіз» це дисципліна, спрямована на ознайомлення студентів з основними концептами, проблемами, теоретико-методологічними підходами і стратегіями сучасного системного аналізу, з’ясування ними місця й значення методології системного аналізу в рамках інших сучасних технічних дисциплін. Даний курс сприяє здатності використовувати знання, вміння та навички для теоретичного і практичного освоєння прийомів системного аналізу; планувати, організовувати, реалізовувати, презентувати відповідні наукові дослідження, оперувати ключовими історико-концептуальними моделями. Дисципліна надає ґрунтовні знання щодо класичного та сучасного наукового інструментарію моделювання систем, сприяє здатності приймати дієві управлінські рішення та формувати практичні рекомендації за результатами розв’язання задач.
Предмет навчальної дисципліни: предметом вивчення навчальної дисципліни є технології та методи системних досліджень, опис і системний аналіз функціонування складних технічних, соціальних і економічних систем, формування теоретичних знань щодо структурного та системного аналізу систем, оцінювання рівня складності та визначення типу динаміки систем для визначення оптимальної методики їх моделювання з врахуванням існуючих прямих та зворотних зв’язків, засвоєння практичних навичок структурного аналізу, оцінювання сценаріїв розвитку систем.
Міждисциплінарні зв’язки. Базові знання з дисциплін: програмування, математичний аналіз, дискретна математика, теорія ймовірностей, теорія автоматичного управління (базова, сучасна).
Мета навчальної дисципліни. Метою викладання навчальної дисципліни « Теорія систем та системний аналіз» є розкриття особливостей концептуальних підходів та позицій методології системного аналізу, аналіз й узагальнення змісту наукових праць за відповідними критеріями,
з’ясування місця навчальної дисципліни в структурно-логічній схемі освітньо-професійної програми підготовки фахівця. освоєння студентами основних концепцiй, принципів та понять теорії систем та системного аналізу, використання засобів комп’ютерного моделювання, що створюють теоретичну та практичну основу в областi аналізу складних об’єктів та процесів різної природи, що мають застосування в галузях національної безпеки, включаючи процеси передачі інформації та кіберфізичні системи.
Основні завдання навчальної дисципліни
Знання:
- основних понять та проблематики системного аналізу;
- структури і методології сучасного системного аналізу;
- основних методів дослідження систем та розв'язку задач системного аналізу;
- методів аналізу, синтезу та моделювання систем і процесів у різних галузях людської діяльності, методів логічного виведення та прийняття рішень.
- базових математичних, логічних, семантичних, об’єктних, системних імітаційних методів моделювання систем і процесів, мови моделювання та зображення даних.
- основних методів аналізу та синтезу складних систем: пошук, планування та реалізації змін, призначенних для вирішення проблем в складних системах.
Уміння:
орієнтуватися в галузі системного аналізу та теорії систем,
вести дискусію в предметних галузях системного аналізу,
зводити пояснювальну постановку задачі до формальної та відносити її до спеціальних розділів, засобів та технологій системного аналізу,
обґрунтувати вибір засобів для розв’язування конкретних задач;
розв’язувати окремі задачі та обґрунтовувати результат;
розробляти експериментальні та спостережувальні дослідження і аналізувати дані, отримані в них;
формулювати складні проблеми оптимізації і прийняття рішень, а також інтерпретувати рішення у вихідних контекстах проблем;
використовувати обчислювальні інструменти числових і символьних обчислень для постановки і рішення проблем.
Пререквізити: знання основ з таких дисциплін, як програмування, математичний аналіз, комп’ютерна техніка та технології, дискретна математика, теорія ймовірностей, теорія автоматичного управління (базова, сучасна) та інші.
Постреквізити: після проходження дисципліни студенти зможуть:
- проектувати, реалізовувати, тестувати, впроваджувати, супроводжувати, експлуатувати програмні засоби роботи з даними та знаннями в комп’ютерних системах;
- вміти створювати та застосовувати інформаційні комп’ютерні системи з інтегрованою інформацією, технології інформаційного і системного аналізу, відповідно до сучасних концепцій інженерії даних і знань, інформаційного моделювання для забезпечення ефективного функціонування організаційних структур;
- розуміти принципи і застосовувати на практиці технології комп’ютерної інформаційної підтримки усіх видів робіт з інтегрованою інформацією: інформаційний аналіз, зображення та застосування знань, пошук закономерностей та тенденцій, моделювання інформаційних систем і процесів;
- розуміти і застосовувати на практиці методи статистичного моделювання та прогнозування, виконувати оцінювання вихідних даних;
- розуміти та вміти будувати ефективні обчислювальні алгоритми для розрахункових задач системного аналізу, визначати ефективність програм за допомогою програмного забезпечення комп’ютерів;
- володіти сучасними методами проектування програм та програмних комплексів, розробки оптимальних рішень щодо складу програмного забезпечення, алгоритмів процедур і операцій;
- розуміти і вміти застосовувати на практиці основні принципи розробки комплексних інформаційних рішень для підприємств та фірм, включаючи проектування альтернативних варіантів комп’ютеризованих систем з оцінкою необхідних на їх реалізацію ресурсів;
- здійснювати збір, обробку, аналіз, систематизацію науково-технічної інформації, узагальнювати передовий вітчизняний та зарубіжний досвід з питань розробки складних систем;
- враховувати вплив факторів зовнішнього середовища на результати професійної діяльності.
Зміст навчальної дисципліни
Лекційні заняття
Розділ 1. Предмет і методи теорії систем та системного аналізу.
Розділ 2. Системний підхід.
Розділ 3. Загальні поняття теорії систем.
Розділ 4. Система та її властивості.
Розділ 4. Логіка як основний інструмент системного аналізу.
Розділ 5. Силогізми.
Розділ 6. Класифікація систем. Принципи класифікації систем.
Розділ 7. Моделі систем.
Розділ 8. Інформація і система. Оснорвні етапи та методи системного аналізу.
Розділ 9. Системи масового обслуговування.
Лабораторний практикум
1. Вирішення логічних задач
2. Побудова моделі «чорна скринька».
3. Побудова моделі складу системи.
4. Побудова моделі структури системи \
5. Побудова структурної схеми системи.
6. Зведення багатокритеріального завдання до однокритеріального.
7. Пошук альтернативи із заданими властивостями.
8. Знаходження паретовської множини.
9. Вибір альтернативи мовою бінарних відносин.
10. Стратифіковане подання систем.
Навчальні матеріали та ресурси
1. Згуровський М.З., Панкратова Н.Д. Основи системного аналізу. К.”Політехн.” , 2007, 311 с.
2. Бурячок В. Л. Системний аналіз та прийняття рішень в інформаційній безпеці: [Підручник] / [В.Л. Бурячок та ін.]. – К: ДУТ, 2015. – 345 с.
3. Горбань О. М. Основи теорії систем і системного аналізу/О. М. Горбань, В. Є. Бахрушин. – Запоріжжя: ГУ “ЗІДМУ”, 2004. – 204 с.
4. Аршинова О. І. Системний аналіз: [навч. посібник] / О. І. Аршинова,А. В. Шевченко. – К.: НАУ, 2008. – 128 с.
5. Катренко А. В. Системний аналіз: [підручник] / А. В. Катренко.–Львів: Новий світ-2000,2011. – 396 с.
6. М. Месарович, Я. Такахвара Общая теория систем. Математические основы. Изд. « Мир» 1977 - 311с.
7. Катренко А. В. Системний аналіз об’єктів та процесів комп’ютеризації [посібник] / А. В,Катренко.– Львів: Новий світ, 2003. – 424 с.
8. Кузьменко В. І. Вступ до системного аналізу: [навч. посібник]/ В. І. Кузьменко, Б. С. Бусигін. – Дніпропетровськ: НГУ, 2003. 143 с.
9. Ніконов О. Я. Основи системного аналізу: [навч. посібник] / [О. Я. Ніконов та ін.]. Харків: ХНАДУ, 2013.160 с.
10. Роїк О. М. Системний аналіз: [навч. посібник] /О. М. Роїк, А. А. Шиян, Л. О. Нікіфорова. – Вінниця: ВНТУ, 2015. – 83 с.
11. Анфилатов В.С., Ємельянов А.А., Кукушкин А,А, Системный анализ в управлении. М.: М.: Высш. шк.., 2006. – 368 с.
12. Новосельцев В. И., Тарасов Б. В., Голиков В. К., Демин Б. Е. - Теоретические основы системного анализа. М.: Высш. шк.., 2005. – 511 с.
13. Перегудов Ф.И., Тарасенко Ф.П. Введение в системный анализ: Учеб. пособие для вузов. – М.: Высш. шк.., 1989. – 367 с.
14. Черемных С.В. и др. Структурный анализ систем: IDEF-технологии/С.В. Черемных, И.О. Семенов, В.С. Ручкин.-М.:Финансы и статистика, 2001.- 208 с.
Допоміжна література
1. Аверьянов А.Н. Системное познание мира.-М: Политиздат, 1985.
2. Денисов А.А., Колесников Д.Н. Теория больших систем управления. - Ленинград: Энергоиздат, 1982.
3. Жожикашвили В.А., Вишневский В.М. Сети массового обслуживания. Теория и применение к сетям ЭВМ. - М.: Радио и связь, 1988.
4. Калашников В.В. Сложные системы и методы их анализа. - М.: Знание, 1980.
5. Советов Б.Л., Яковлев С.А. Моделирование систем. - М.: ВШ, 1985.
6. Шэннон Р. Имитационное моделирование систем. - Искусство и наука - М.: Мир, 1978.
Навчальний контент
Методика опанування навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Лекційні заняття (денна форма навчання)
| № з/п | Назва теми лекції та перелік основних питань (перелік дидактичних засобів, посилання на літературу та завдання на СРС) |
|---|---|
| 1 | Тема 1, 2. Предмет і методи теорії систем та системного аналізу. Теорія систем як міждисциплінарна наука. Системність світу. Цілі системного аналізу. Базова література Індивідуальні завдання на СРС. |
| 2 | Тема 3, 4. Системний підхід. Основні переваги системного підходу. Принципи системного підходу. Етапи системного підходу. Сучасний розвиток системного підходу. Завдання для СРС. Робота з конспектом лекцій. Робота з навчальною літературою. Виконання індивідуальних завдань. Підготовка до тематичного контрольного опитування. |
| 3 | Тема 5, 6. Загальні поняття теорії систем. Поняття системи. Ознаки систем. Завдання для СРС. Підготовка до першої частини модульної контрольної роботи. |
| 4 |
|
| 5 |
|
| 6 | Тема 11,12. Силогізми Класифікація силогізмів за фігурами. Приклади силогізмів кожного типу. Завдання для СРС. Робота з конспектом лекцій. Робота з навчальною літературою. Виконання індивідуальних завдань. Підготовка до другої частини модульної контрольної роботи. |
| 7 | Тема 13,14. Класифікація систем. Принципи класифікації систем. Класи і підкласи систем. Класифікація за характером зв’язків з навколишнім середовищем Класифікація систем за складністю. Класифікація за принципами поведінки. Класифікація систем за ступенем організованості. Принцип ресурсної забезпеченості. Класифікація за характером цілей. Класифікація за описом змінних. Класифікація за типом операторів системи. Класифікація за способом керування Завдання для СРС. Робота з конспектом лекцій. Робота з навчальною літератур-- ою. Виконання індивідуальних завдань. |
| 8 | Тема 15, 16. Інформація і система. Оснорвні етапи та методи системного аналізу. Поняття інформації, види інформації. Кількість інформації в системі. Методи одержання, використання інформації та системного аналізу. Інформація і керування. Поняття інформаційної системи. Інформація і саморозвиток систем. Методологія системного аналізу. Види системного аналізу. Основні етапи системного аналізу. Структура системного аналізу. Системні закони і їх роль у пізнанні. Метод побудови «дерева цілей». Евристичні методи генерування альтернатив. Завдання для СРС. Робота з конспектом лекцій. Робота з навчальною літературою. Виконання індивідуальних завдань. Підготовка до тематичного контрольного опитування. Підготовка до здачі індивідуальних робіт. |
| 9 | Тема 17, 18 Системи масового обслуговування. Моделі організаційних структур управління (ОСУ). Системи і моделі масового обслуговування. Класифікація систем масового обслуговування (СМО). Завдання для СРС. Підготовка до третьої частини модульної контрольної роботи. |
| 10 | Підготовка до іспиту. Іспит |
Самостійна робота студента
Денна форма навчання:
| № з/п | Назва теми, що виноситься на самостійне опрацювання | Кількість годин СРС |
|---|---|---|
| 1 | Індивідуальні завдання на СРС. | 4 |
| 2 | Робота з конспектом лекцій. Робота з навчальною літературою. Виконання індивідуальних завдань. Підготовка до тематичного контрольного опитування. | 5 |
| 3 | Робота з конспектом лекцій. Робота з навчальною літературою Підготовка до першої частини модульної контрольної роботи |
4 |
| 4 | Робота з конспектом лекцій. Робота з навчальною літературою. Виконання індивідуальних завдань. Підготовка до тематичного контрольного опитування. | 4 |
| 5 | Виконання логічних задач. Підготовка до тематичного контрольного опитування. | 4 |
| 6 | Робота з конспектом лекцій. Робота з навчальною літературою. Підготовка до другої частини модульної контрольної роботи. | 3 |
| 7 | Робота з конспектом лекцій. Робота з навчальною літературою. Виконання індивідуальних завдань. | 4 |
| 8 | Робота з конспектом лекцій. Робота з навчальною літературою. Виконання індивідуальних завдань. Підготовка до тематичного контрольного опитування. Підготовка до здачі індивідуальних робіт. | 5 |
| 9 | Робота з конспектом лекцій. Робота з навчальною літературою Підготовка до третьої частини модульної контрольної роботи. | 3 |
| 10 | Підготовка до заліку. Залік | 5 |
Політика та контроль
Політика навчальної дисципліни (освітнього компонента)
Система вимог, які ставляться перед студентом:
відвідування лекційних та лабораторних занять в умовах надзвичайної ситуації, військового стану є бажаною складовою вивчення матеріалу;
на лекції викладач користується власним презентаційним матеріалом; використовує інформаційні ресурси для викладання: матеріалу поточної лекції, додаткової інформації, завдань до практичних, лабораторних робіт та інше;
питання на лекції задаються у відведений для цього час;
модульні контрольні роботи, тематичні опитування (тематичні контрольні роботи) пишуться на лекційних заняттях без застосування допоміжних засобів (мобільні телефони, планшети та ін.); для перевірки робіт результат завантажується у файлі через гугл-форму до відповідної директорії гугл-диску або роботи групи надсилаються старостою (координатором) групи викладачу на його ел. адресу;
семінарські заняття з обговорення зазначених тем проводяться на лекційних заняттях;
заохочувальні бали виставляються за: виконання індивідуальних і творчих робіт з кредитного модуля, наприклад: участь у факультетських та інститутських олімпіадах з навчальної дисциплін, підготовка наукових праць (наукових статей, тез на конференції), доповідей на семінарських заняттях, тощо. Кількість заохочуваних балів не більше 10;
штрафні бали виставляються за: несвоєчасну здачу контрольних заходів без поважних причин; переписування тематичної контрольної роботи, тощо. Кількість штрафних балів не більше 10.
Види контролю та рейтингова система оцінювання результатів
навчання (РСО)
Рейтинг студента складається з балів, що він отримує за:
виконання тематичних контрольних робіт;
виконання 3-х частин модульної контрольної робіти (МКР);
реферати;
заохочувальні та штрафні бали.
За лабораторний практикум наприкінці семестру виставляється оцінка «зараховано», що дозволяє отримати з іспиту оцінку автоматично, відповідно до набраного рейтингу або скласти залік (іспит). Без зданого лабораторного практикуму студент до заліку (іспиту) не допускається.
Система рейтингових балів та критерії оцінювання
Денна форма навчання:
Модульні контрольні роботи:
«відмінно», повна відповідь на питання (не менш ніж 90% потрібної інформації), завдання виконано без помилок, дії обґрунтовано – 12 балів;
«добре», достатньо повна відповідь на питання (не менш ніж 75% потрібної інформації), завдання виконано без значних помилок – 9-11 балів;
«задовільно», неповна відповідь на питання, але не менше 60% в деяких завданнях можуть бути присутні значні помилки, але не менше 60% виконано правильно – 7-8 балів;
«незадовільно», незадовільна відповідь, неправильне виконання завдань, значні помилки у виконанні контрольного заходу – 0 балів.
Тематичні контрольні роботи ( тематичні контрольні опитування):
«відмінно», повна відповідь на питання (не менш ніж 90% потрібної інформації), повне виконання контрольного заходу – 10 балів;
«добре», достатньо повна відповідь (не менш ніж 75% потрібної інформації), повне виконання завдання контрольного заходу– 8-9 балів;
«задовільно», неповна відповідь на питання (не менш ніж 60% потрібної інформації), незначні помилки у виконанні контрольного заходу – 6 -7 балів;
«незадовільно», незадовільна відповідь на питання та/або значні помилки у виконання контрольного заходу – 0 балів.
Реферати:
«відмінно», тема розкрита повністю і по суті, згідно плану, (не менш ніж 90% потрібної інформації) має вступ, заключення, список використаних джерел, виконана і оформлена у належному стані. Робота здана у встановлені терміни. Повне виконання заходу – 6 балів;
«добре», достатньо повне розкриття теми (не менш ніж 75% потрібної інформації), робота виконана і оформлена у належному стані. Робота здана у встановлені терміни–5 балів;
«задовільно», неповне розкриття теми (не менш ніж 60% потрібної інформації), незначні помилки у виконанні і оформленні. Робота здана у встановлені терміни – 4 бали;
«незадовільно», тема не розкрита або зміст роботи не відповідає темі, робота виконана і оформлена у неналежному стані, а також робота – плагіат ( двійник) – 0 балів.
За роботу, яка здана невчасно без поважних причин, впроваджуються штрафні санкції.
Заохочувальні бали студент може отримати за виконання з кредитного модуля:
індивідуальних завдань і творчих робіт таких наприклад, як участь у факультетських та інститутських олімпіадах з навчальної дисципліни, підготовка наукових праць (наукових статей, тез на конференції), доповідей на семінарських заняттях, тощо., але в сумі не більше 10.
Міжсесійна атестація
За результатами навчальної роботи за перші 7 тижнів максимально можлива кількість балів – 40 (2 тематичні контрольні роботи, перша частина модульної контрольної роботи, реферат №1, 4 лабораторні роботи здані з оцінкою «зараховано» ). На першій атестації (8-й тиждень) студент отримує «атестовано», якщо його поточний рейтинг не менший ніж 23 бали.
За результатами навчальної роботи з наступних 8 тижнів навчання, максимально можлива кількість балів – 60 балів (2 тематичні контрольні роботи, 2 модульні контрольні роботи, 2 реферати та здані з оцінкою «зараховано» лабораторні роботи). На другій атестації (14-й тиждень) студент отримує «атестовано», якщо його поточний рейтинг не менший ніж 34 бали.
Максимальна сума вагових балів контрольних заходів протягом семестру складає:
RD = 3*rмкр +4*rто +4*rреф\ + (rз - rш)= 3*12+4*10+4*6 + (rз - rш)=100 + (rз - rш),
де
rмкр – бал за написання частини МКР (0…12);
rто.. – бал за тематичне опитування (0…10);
rреф.. – бал за реферат (0…6);
rз – заохочувальні бали (0…10);
rш – штрафні бали (0…10).
Залік (Іспит):
Студенти, які виконали всі умови допуску до семестрової атестації (написали всі модульні контрольні, виконали і захистили всі контрольні заходи, отримали оцінку «зараховано» з лабораторного практикуму (8 лабораторних робіт) та набрали протягом семестру необхідну кількість балів (RD ≥ 60), отримують з іспиту оцінку автоматично відповідно до набраного рейтингу (табл. 1, що наведена нижче). У такому разі до заліково-екзаменаційної відомості вносяться бали RD та відповідні оцінки.
Студенти, які набрали протягом семестру менше ніж 60 балів та не мають заборгованостей, зобов’язані здати залік.
Залік (Іспит) (підсумкова контрольна робота) містить 8 питань і два завдання. Кожне питання оцінюється у 5 балів, завдання - 30 балів.
Студентам, які протягом семестру набрали більш ніж 60 балів та виконали всі умови допуску, надається можливість здавати залік (підсумкову контрольну роботу) з метою підвищення оцінки. В такому разі, попередній рейтинг студента з кредитного модуля скасовується і він отримує оцінку з урахуванням результатів заліку (підсумкової контрольної роботи) (табл. 1, що наведена нижче).
Система оцінювання питань:
«відмінно», повна відповідь (не менше 90% потрібної інформації) – 5 балів;
«добре», достатньо повна відповідь (не менше 75% потрібної інформації, або незначні неточності) – 3-4 бали;
«задовільно», неповна відповідь (не менше 60% потрібної інформації та деякі помилки) 1-2 бали;
«незадовільно», незадовільна відповідь – 0 балів.
Сума набраних балів RD або балів за залік (іспит) переводиться до оцінки з заліку (іспиту) згідно з таблицею:
Таблиця 1 — Переведення рейтингових балів до оцінок за університетською шкалою
| Кількість балів | Оцінка |
| 100-95 | Відмінно |
| 94-85 | Дуже добре |
| 84-75 | Добре |
| 74-65 | Задовільно |
| 64-60 | Достатньо |
| Менше 60 | Незадовільно |
| Не виконані умови допуску | Не допущено |
Додаткова інформація з дисципліни (освітнього компонента)
Робочу програму навчальної дисципліни (Силабус):
Складено ст. викладач, Польшакова Ольга Михайлівна
Ухвалено кафедрою ІСТ (протокол № 16 від 12.06 2024 р.)
Погоджено Методичною комісією факультету ФІОТ (протокол № 10 від 21.06 2024 р.)
