Рабочая программа учебной дисциплины «теория систем и системный анализ» Направление 080800 Прикладная информатика

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Российский Государственный Аграрный Университет – МСХА
имени К.А. Тимирязева
(ФГОУ ВПО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева)

Экономический факультет

Кафедра экономической кибернетики

УТВЕРЖДАЮ:

Проректор по учебной работе

проф. В.Д. Наумов__________

“____”______________200_ г.

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ТЕОРИЯ СИСТЕМ И СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ»

Направление 080800 – Прикладная информатика

Специальность 080801 – прикладная информатика в экономике

Курс: IV

Семестр: VII

Москва 2006

Рабочая программа учебной дисциплины «Теория систем и системный анализ» / сост. Н.М. Светлов. М.: ЦОП ФГОУ РГАУ-МСХА имени К.А. Тимирязева, 2006.

Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины блока ЕН студентам очной формы обучения специальности 080801 – прикладная информатика в экономике в VII семестре.

Рецензент: к.э.н., доцент

А.А. Шевченко

Рабочая программа составлена с учетом Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования для специальности 080801 – прикладная информатика в экономике, утвержденного 14 марта 2000 г. Министерством образования Российской Федерации.

Составитель: д.э.н., доцент Н.М. Светлов

19 августа 2006 г.

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры экономической кибернетики 28 августа 2006 г., протокол № __

Зав. кафедрой А.М. Гатаулин

(подпись) (ФИО)

Согласовано:

Председатель методической комиссии

по учётно-финансовым специальностям Н.В. Агеева
«__» ________ 2006 г.

Декан учётно-финансового факультета Л.И. Хоружий

«__» ________ 2006 г.

Заведующий выпускающей кафедрой – кафедрой прикладной информатики А.А. Землянский

«__» ________ 2006 г.

	СОДЕРЖАНИЕ	стр.
1	Внешние требования	5
1.1	Требования основной образовательной программы к уровню освоения содержания дисциплины «Теория систем и системный анализ»	7
1.2	Выписка из ГОС ВПО: требования к обязательному минимуму содержания по дисциплине «Теория систем и системный анализ»	9
2	Цели, задачи и особенности дисциплины	11
3	Организационно-методические данные дисциплины	12
3.1	Распределение учебных часов дисциплины по видам работ по семестрам	12
3.2	Примерный тематический план учебной дисциплины	12
3.3	Содержание разделов дисциплины	14
3.4	Лабораторно-практические занятия	16
3.5	Самостоятельное изучение разделов дисциплины	17
3.5.1	Курсовой проект	17
3.5.2	Вопросы для самостоятельного изучения	19
3.5.3	Задания для самостоятельного выполнения	20
4	Рекомендуемая литература	20
5	Материально-техническое обеспечение дисциплины	22

1. ВНЕШНИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1 Требования основной образовательной программы к уровню освоения содержания дисциплины

Реализация в дисциплине «Теория систем и системный анализ» требований квалификационной характеристики, основных требований к профессиональной подготовленности выпускника и целей основной образовательной программы в соответствии с ГОС ВПО по специальности 080801 – прикладная информатика в экономике, решений научно-методического совета факультета и университета, отечественного и зарубежного опыта учитывает следующее:

Объектами профессиональной деятельности выпускника являются:

информационные процессы, которые определяются спецификой предметной области;
события, функциональные процессы и базы данных в предметной области, действия по выработке управленческого решения или по разработке экспертного заключения, информационные потоки, ресурсы (материальные, информационные и иные нематериальные, денежные и др.) в организациях, характерных для предметной области (органы государственного и муниципального управления, финансовые и экономические учреждения, органы налогообложения, органы правопорядка и социальной защиты, воспитательные и образовательные учреждения, суды, органы юстиции, таможня, образовательные и воспитательные учреждения, информационные центры, архивы, фонды и библиотеки, органы государственной статистики, органы управления на предприятиях различных организационно-правовых форм: администрация, бухгалтерия, экономические отделы, служба юрисконсульта и др.);
новые направления деятельности в области применения, которые требуют внедрения компьютерного оборудования, локальных вычислительных сетей и (или) средств выхода в глобальные информационные сети для осуществления сбора, хранения, анализа, обработки и передачи информации, необходимой для обеспечения функциональных процессов;
профессионально-ориентированные информационные системы, в том числе информационные системы в административном управлении, информационные системы в банковском деле, информационные системы в страховом деле, информационные системы в налогообложении, информационные системы в бухгалтерском учете и аудите, информационные системы фондового рынка, информационные системы в антикризисном управлении, информационные системы в таможенном деле, информационные системы в оценочной деятельности, информационные системы в маркетинге и рекламе.

Выпускники специальности должны быть подготовлены к следующим видам профессиональной деятельности:

организационно-управленческая;
проектно-технологическая;
маркетинговая;
экспериментально-исследовательская;
консалтинговая;
аналитическая;
эксплуатационная.

Выпускник специальности «Прикладная информатика в экономике» должен быть подготовлен к решению следующих профессиональных задач:

внедрение методов информатики в экономике, экономики, статистики, информационных систем и математических методов в экономике;
развитие возможностей и адаптация профессионально-ориентированных информационных систем на всех стадиях их жизненного цикла;
создание информационно-логических моделей объектов, разработка нового программного и информационного обеспечения в предметной области;
интеграция информационных систем из разных предметных областей в связи с появляющимися новыми задачами, перевод информационных систем на новые аппаратные и информационные платформы;
оптимизация информационных процессов обработки информации: рациональное управление взаимосвязанными материальными, денежными и информационными потоками, постановка и решение оптимизационных задач, разработка имитационных моделей процессов для менеджеров в предметной области применение методов системного анализа и алгоритмов математического программирования при адаптации информационных систем в предметной области;
решение задач унификации профессионально-ориентированного программного и информационного обеспечения предметной области: сертификация программных продуктов, приведение их к требованиям действующих стандартов, использование международных стандартов обработки информации и обмена данными, создание интерфейсов для информационных систем, использующих разные стандарты;
использование международных информационных ресурсов и решение задач, возникающих при их использовании: обеспечение информационной безопасности функционирования информационной системы при взаимодействии с информационными рынками по сетям или с использованием иных методов обмена данными, оценка эффективности приобретаемого программного обеспечения и информационных баз данных для предметной области.

1.2. Выписка из ГОС ВПО «Требования к обязательному минимуму содержания по дисциплине ЕН.Ф.05 «Теория систем и системный анализ»»

Системы и закономерности их функционирования и развития. Переходные процессы. Принцип обратной связи. Методы и модели теории систем. Управляемость, достижимость, устойчивость. Элементы теории адаптивных систем.

Информационный подход к анализу систем. Основы системного анализа: система и ее свойства; дескриптивные и конструктивные определения в системном анализе; принципы системности и комплексности; принцип моделирования; типы шкал.

Понятие цели и закономерности целеобразования: определение цели; закономерности целеобразования; виды и формы представления структур целей (сетевая структура или сеть, иерархические структуры, страты и эшелоны); методики анализа целей и функций систем управления. Соотношения категорий типа событие, явление, поведение. Функционирование систем в условиях неопределенности; управление в условиях риска.

Конструктивное определение экономического анализа: системное описание экономического анализа; модель как средство экономического анализа. Принципы разработки аналитических экономико-математических моделей; понятие имитационного моделирования экономических процессов. Факторный анализ финансовой устойчивости при использовании ординальной шкалы.

Методы организации сложных экспертиз. Анализ информационных ресурсов. Развитие систем организационного управления.

2. ЦЕЛИ, ЗАДАЧИ И ОСОБЕННОСТИ ДИСЦИПЛИНЫ

Студент должен иметь представление:

об основных этапах становления теории систем как научной дисциплины;
о мировоззренческом, научном и прикладном значении теории систем;
о месте теории систем в системе научного знания.

Студент должен знать:

основные методы теории систем;
свойства систем;
основы теории формальных систем и её значение для проблематики алгоритмизации, программирования и искусственного интеллекта.

Студент должен иметь навыки:

системного анализа в приложении к недостаточно изученным производственным, финансовым и организационным системам;
формального описания структуры систем;
представления знаний о структуре системы с помощью изобразительных средств современных вычислительных систем.

Курс рассчитан на 30 часов лекций, 45 часов лабораторно-практических занятий и 69 часов самостоятельной работы.

Промежуточная оценка знаний и умений проводится с помощью контроля результатов выполнения практических заданий и контрольных работ.

Итоговый контроль в форме экзамена предусмотрен в VII семестре.

3. ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ДИСЦИПЛИНЫ

3.1. Распределение учебных часов дисциплины по видам работ по семестрам

Таблица 1

№	Виды работы	Распределение учебных часов
№	Виды работы	1 семестр	2 семестр	Всего
1	Общее количество часов по учебному плану	144	–	144
2	Аудиторная работа	75	–	75
	Лекции (Л)	30	–	30
	Лабораторно-практические занятия (ЛПЗ)	45	–	45
3	Самостоятельная работа	69	–	69
	Курсовая работа	27	–	27
	Самоподготовка (СР)	42	–	42
	Вид итогового контроля (зачёт, экзамен)	экзамен	–	–

3.2. Примерный тематический план учебной дисциплины

Таблица 2

Наименование разделов и тем дисциплины (укрупнённо)	Всего кол-во часов на раздел	Аудиторная работа		Внеаудиторная работа СР
Наименование разделов и тем дисциплины (укрупнённо)	Всего кол-во часов на раздел	Л	ЛПЗ	Внеаудиторная работа СР
1	2	3	4	5
1. Предмет, методы и история общей теории систем	8	4	2	2
2. Виды систем и их свойства	11	3	4	4
3. Понятие структуры в теории систем	17	5	6	6
4. Цели систем. Системный анализ целей аграрного производства	12	–	4	8
5. Системный анализ — основной метод теории систем	20	4	8	8
6. Теоретико-системные основы математического моделирования	11	3	4	4
7. Синтетический метод в теории систем	9	2	5	2

Продолжение табл. 2

1	2	3	4	5
8. Понятие о формальных системах	15	5	5	5
9. Формализмы как средство представления знаний	14	4	7	3
Курсовая работа	27	–	–	27
Итого по дисциплине	144	30	45	69

3.3. Содержание разделов дисциплины

1. Предмет, методы и история общей теории систем

Определения понятия «система». Категории «фазовое пространство», «событие», «явление», «поведение». Методы теории систем.

Предпосылки возникновения общей теории систем. Проблема языка междисциплинарного обмена знаниями. Принципы системности, комплексности, моделирования, полного использования информации.

Эволюция понятия «система». История становления системных воззрений. Возникновение, современное состояние и перспективы развития теории систем.

2. Виды систем и их свойства

Системы статические и динамические; открытые и закрытые; детерминированные и стохастические; простые, большие, сложные и очень сложные.

Свойства систем: целостность, сложность, связность, структура, организованность, разнообразие.

Равновесные, переходные и периодические процессы.

Системы управления. Понятие управляющей и управляемой подсистем, принцип обратной связи, закон Шеннона-Эшби. Понятие условной энтропии и его приложение к проблемам управления. Управляемость, достижимость, устойчивость. Связь сложности систем с управляемостью.

Нелинейные динамические системы. Особенности поведения нелинейных динамических систем. Понятия «аттрактор» и «бифуркация». Прикладное значение теории нелинейных динамических систем.

3. Понятие структуры в теории систем

Понятие структуры (по Б. Расселу). Понятия изоморфизма и гомоморфизма.

Формальные критерии изоморфизма. Общность структуры — методологическая основа классификации систем.

Категория свободы в теории систем. Значение свободы для адаптивных систем.

4. Цели систем. Системный анализ целей аграрного производства

Понятие гомеостаза и его значение для теории целей. К. Циолковский, А. Колмогоров и Н. Моисеев об объективном характере целей систем любой природы.

Диалектическая связь целей и поведения систем.

Уровни целеполагания — сущностный, прикладной и поверхностный.

Системный анализ целей. Формы представления структур целей.

Система целей агропромышленного комплекса.

Синтез критериев эффективности на основе системного анализа целей.

5. Системный анализ — основной метод теории систем

Цель, содержание и результат системного анализа. Принципы системности и комплексности. Принцип моделирования. Типы шкал.

Системное описание экономического анализа.

Методы организации сложных экспертиз с целью исследования структуры систем. Анализ информационных ресурсов.

6. Теоретико-системные основы математического моделирования

Гомоморфизм — методологическая основа метода моделирования. Формы представления систем и соответствующие им математические методы.

Понятие имитационного моделирования.

Модель как средство экономического анализа. Принципы разработки аналитических экономико-математических моделей.

Моделирование информационных систем: цели, методы, апробация.

7. Синтетический метод в теории систем

Синтетический метод и его связь с прагматическим аспектом теории систем.

Синтез систем организационного управления.

Синтез информационных систем: критерии, методы, оценка качества, учёт факторов неопределённости.

8. Понятие о формальных системах

Определение формальной системы. Понятие символа, алфавита, синтаксиса, аксиоматики и правил вывода. Метаязыковые средства задания формальных систем.

Формальная теория и интерпретация. Уточнение понятия изоморфизма.

Языковой и процедурный компоненты формальных систем.

9. Формализмы как средство представления знаний

Формализм как средство представления знаний.

Моделирование формальных систем и процесса логического вывода на ЭВМ.

Практическое значение теории формальных систем для специалиста в области прикладной информатики.

3.4. Лабораторно-практические занятия

Таблица 3

№		№ раздела	Лабораторно-практические занятия
1		2	3
1.		1,4,5	Спецификация подсистемы первого уровня производственной системы, реализующей заданную цель
2.		5,6	Приведение числовых переменных к дискретной форме
3.		5,8	Построение таблиц условных вероятностей
4.	6		Проверка существенности и независимости переменных
5.	2,3,5		Спецификация подсистем второго уровня
6.	6,7		Тестирование модели
7.	3		Измерение свободы дискретной системы
8.	8,9		Моделирование процесса формального доказательства

3.5. Самостоятельное изучение разделов дисциплины

3.5.1. Курсовая работа

Цель курсовой работы по данной дисциплине состоит в формировании и закреплении практических навыков использования комплекса методов системного анализа применительно к аграрным или агропромышленным хозяйственным и финансовым системам, характеризующимся ограниченностью и неполнотой данных об их состоянии.

В процессе выполнения курсовой работы студент должен продемонстрировать умение:

используя основную и дополнительную литературу по данной дисциплине, самостоятельно выбирать конкретные методические подходы к исследованию структуры аграрных хозяйственных систем;
формулировать гипотезы о закономерностях поведения исследуемых систем, о присущих им закономерных связях;
доказывать их с использованием адекватных методов;
представлять структуру анализируемой системы в математической форме;
разрабатывать алгоритмы, автоматизирующие выполнение рутинных операций системного анализа;
обосновывать практически значимые рекомендации на основе результатов проведённого исследования.

Примерная тематика курсовых работ

Описание структуры аграрных информационных систем с использованием формализма максимальной энтропии.
Описание структуры аграрных информационных систем с использованием формализма предикатов первого порядка.
Описание структуры аграрных информационных систем с использованием формализма семантических сетей.
Математическое представление информационных процессов управления на предприятии.
Математическое представление информационных процессов управления в кредитной организации.
Математическое представление информационных процессов управления в районном управлении сельского хозяйства.
Описание структуры агропромышленных систем с использованием формализма максимальной энтропии.
Описание структуры агропромышленных систем с использованием формализма предикатов первого порядка.
Описание структуры агропромышленных систем с использованием формализма семантических сетей.
Системный анализ мотивации агропромышленных систем.
Описание структуры аграрных финансовых систем с использованием формализма максимальной энтропии.
Описание структуры аграрных финансовых систем с использованием формализма предикатов первого порядка.
Описание структуры аграрных финансовых систем с использованием формализма семантических сетей.
Системный анализ мотивации аграрных финансовых систем.
Описание структуры интеграционных формирований с использованием формализма максимальной энтропии.
Описание структуры интеграционных формирований с использованием формализма предикатов первого порядка.
Описание структуры интеграционных формирований с использованием формализма семантических сетей.
Системный анализ мотивации интеграционных формирований.
Системный анализ целей агропромышленного производства в молочном подкомплексе региона.
Системный анализ целей агропромышленного производства в мясном подкомплексе региона.
Системный анализ целей агропромышленного производства в зерновом подкомплексе региона.
Системный анализ целей агропромышленного производства в овощном подкомплексе региона.
Системный анализ рынка сбыта заложенных активов кредитной организацией.
Системный анализ рынка кредитов сельскохозяйственного банка.
Системный анализ взаимоотношений сельскохозяйственной организации с бюджетом.
Системный анализ внешнеторговых отношений АПК региона.

3.5.2. Вопросы для самостоятельного изучения

1. Предмет, методы и история общей теории систем

Эволюция понятия «система».

История становления системных воззрений.

Возникновение, современное состояние и перспективы развития теории систем.

2. Виды систем и их свойства

Управляемость, достижимость, устойчивость.

Связь сложности систем с управляемостью.

Особенности поведения нелинейных динамических систем.

Прикладное значение теории нелинейных динамических систем.

3. Понятие структуры в теории систем

Научные подходы к проблеме классификации.

4. Цели систем. Системный анализ целей аграрного производства

К. Циолковский, А. Колмогоров и Н. Моисеев об объективном характере целей систем.

Диалектическая связь целей и поведения систем.

Уровни целеполагания — сущностный, прикладной и поверхностный.

Системный анализ целей.

Формы представления структур целей.

Система целей агропромышленного комплекса.

Синтез критериев эффективности на основе системного анализа целей.

5. Системный анализ — основной метод теории систем

Принципы системности и комплексности. Принцип моделирования. Типы шкал.

Системное описание экономического анализа.

6. Теоретико-системные основы математического моделирования

Формы представления систем и соответствующие им математические методы.

Принципы разработки аналитических экономико-математических моделей.

7. Синтетический метод в теории систем

Синтез систем организационного управления.

8. Понятие о формальных системах

Языковой и процедурный компоненты формальных систем.

9. Формализмы как средство представления знаний

Практическое значение теории формальных систем для специалиста в области прикладной информатики.

3.5.3. Задания для самостоятельного выполнения

Подготовка текстов отчётов о выполненных практических заданиях согласно табл. 3 осуществляется во время самостоятельной работы.

4. РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

а) Основная литература

Исаев В.В. Общая теория систем: Учеб. пособие. СПб.: СПбГИЭУ, 2001. — 139 с.
Светлов Н.М. Системный анализ целей аграрного производства: Лекция по курсу «Системный анализ» для студентов специальностей «Математические методы в экономике» и «Прикладная информатика в экономике АПК» сельскохозяйственных вузов: Изд. 2-е, испр. и доп. / МСХА им. К.А. Тимирязева. М., 2003.
Светлов Н.М. Использование формализма условных вероятностей для описания структуры сложных производственных систем: Методические указания по курсу «Общая теория систем и системный анализ» для студентов специальности «Математические методы и исследование операций в экономике». М., 2002.
Спицнадель В.Н. Основы системного анализа: Учеб. пособие. М.: Бизнес-пресса, 2000.

б) Дополнительная литература

Анфилатов B.C. и др. Системный анализ в управлении: Учебное пособие/ Под ред. А.А. Емельянова. - М.: Финансы и статистика, 2002. – 368 с.
Ван Гиг Дж. Прикладная теория систем: в 2 кн. М.: Мир, 1981.
Введение в системный анализ : учеб. пособие для студ. агроном. спец. / А. М. Гатаулин; Московская с.-х. академия им. К.А. Тимирязева. -М.: МСХА, 2005. — 76 c.
Винер Н. Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине. М.: Наука, 1983.
Волкова В.Н., Денисов А.А.. Основы теории систем и системного анализа: Учебник. Изд. 2-е переработанное и дополненное. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001. — 512 с.
Гатаулин А.М. Система прикладных статистико-математических методов обработки экспериментальных данных в сельском хозяйстве. М., Изд-во МСХА, 1992.
Гатаулин А.М., Гаврилов Г.В. и др. Математическое моделирование экономических процессов в сельском хозяйстве. М.: Агропромиздат, 1990.
Коршунов Ю.М. Математические основы кибернетики: Учеб. пособие для студентов вузов, обучающихся по спец. «Автоматика и телемеханика». — 3. изд., перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1987.
Крайзмер Л.П. Кибернетика: Учеб. пособие для студентов с.-х. вузов по экон. спец. — 2-е изд., перераб. и доп. М.: Агропромиздат, 1985.
Лорьер Ж.-Л. Системы искусственного интеллекта. М.: Мир, 1991.
Месарович М., Такахара Я. Общая теория систем: математические основы. М., 1978.
Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука, 1981. — 488с.
Применение искусственного интеллекта в информационных технологиях : учеб. пособие для студентов экон. специальностей / Н. М. Светлов, Г. Н. Светлова. М. : Изд-во МСХА, 2004.
Рассел Б. Человеческое познание: его сфера и границы. М., 1957.
Системный анализ в экономике и организации производства: Учебник для студентов вузов / Под ред. С.А. Валуева, В.Н. Волковой. - Л.: Политехника, 1991.— 398 с.

5. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Программное обеспечение:

объектно-ориентированные инструментальные средства автоматизации математических вычислений (MathCad);
табличный процессор (Microsoft Excel).

Класс персональных ЭВМ достаточной мощности для эксплуатации вышеназванного программного обеспечения с установленной на них соответствующей операционной системой.

Помимо лабораторно-практических занятий, указанное программное обеспечение, а также текстовый процессор (Microsoft Word) должно предоставляться студентам (согласно заявкам) на время самостоятельной работы в соответствии с режимом работы соответствующих подразделений и служб вуза.

Программу разработал: профессор кафедры экономической кибернетики, д.э.н., доцент Н.М. Светлов