Теорія систем і системний аналіз

Мета вивчення дисципліни: полягає у формуванні уявлень про нові підходи якісної теорії систем, що базуються на системному аналізі стану прикладних інформаційних технологій, закономірностей функціонування і розвитку систем, методів і моделей теорії систем. І, як результат, здобути навички з принципів проектування систем управління, побудови систем автоматики та використання елементів автоматики в сучасних системах управління.
Практичне значення та використання отриманих знань: отримати навичками роботи з інструментами системного аналізу; оволодіти методами якісного та кількісного оцінювання функціонування систем для аналізу складних систем; набути досвіду розв'язання прикладних задач методами системного аналізу; використовувати набуті знання з теорії графів та мереж Петрі для розв'язання прикладних задач в різних областях техніки; використовувати методики побудови мережевих моделей та порядок їх розрахунку за допомогою програмного середовища МS Ехсе1.
Тематика та види навчальних занять.
Для денної форми здобуття освіти.
Лекційні заняття.

Лекція №1.
Історія, предмет, цілі системного аналізу.

Лекція №2.
Описи, базові структури й етапи аналізу систем.

Лекція №3.
Функціонування та розвиток системи.

Лекція №4.
Класифікація систем.

Лекція №5.
Система, інформація, знання.

Лекція №6.
Міри інформації в системі.

Лекція №7.
Класичні задачі, які розв’язуються за допомогою графів. Основні поняття теорії графів.

Лекція №8.
Способи завдання графів. Типи графів та їх ізоморфізм.

Лекція №9.
Відстані та шляхи в графах. Сигнальні графи.

Лекція №10.
Операції над графами. Задача про найкоротший шлях.

Лекція №11.
Дерева. Кореневі дерева. Екстремальне дерево.

Лекція №12.
Мережі Петрі та область їх застосування. Основні означення.

Лекція №13.
Функціонування мереж Петрі та їх властивості.

Лекція №14.
Аналіз мереж Петрі. Розширення мереж Петрі.

Лекція №15.
Транспортні мережі.

Практичні заняття.
Практичне заняття №1.
Елементи теорії графів. Способи завдання графів. Орієнтований та неорієнтований граф. Відстані та шляхи в графах. Центри та периферійні вершини.
Мета заняття: оволодіти практичними навичками побудови графів та їх класифікації.

Практичне заняття №2.
Числові функції на графі. Сигнальні графи. Операції над графами. Ізоморфізм графів.
Мета заняття: засвоїти основні поняття та правила операцій над графами. Оволодіти різними способами перевірки графів на ізоморфізм.

Практичне заняття №3.
Застосування теорії графів. Задача про найкоротший шлях. Дерева. Символ дерева.
Мета заняття: засвоїти суть задачі про найкоротший шлях зв'язкового неорієнтованого та орієнтованого графів. Засвоїти поняття дерева та його властивостей.

Практичне заняття №4.
Поняття кореневого дерева. Код дерева. Дерево, що покриває зв'язний граф. Екстремальне дерево.
Мета заняття: оволодіти навичками особливості застосування кореневих дерев на практиці.

Практичне заняття №5.
Поняття мереж Петрі та область їх застосування. Основні означення. Способи завдання мереж Петрі.
Мета заняття: зрозуміти суть та значення основного поняття мереж Петрі та оволодіти способами завдання мереж.

Практичне заняття №6.
Функціонування мереж Петрі. Властивості мереж Петрі. Аналіз мереж Петрі. Підкласи та розширення мереж Петрі.
Мета заняття: оволодіти практичними навичками щодо аналізу функціонування мереж.

Практичне заняття №7.
Транспортні мережі. Основні поняття та означення. Розв'язання задач знаходження найкоротшого шляху в неорієнтованому та орієнтованому графах засобами МS Еxсе1.
Мета заняття: зрозуміти значення основних понять транспортних мереж та суть задачі про максимальний потік. Оволодіти навичками розв'язання задач знаходження найкоротшого шляху в неорієнтованому та орієнтованому графах засобами МS Еxсе1.

Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.
Для заочної форми здобуття освіти.
Лекційні заняття.

Лекція №1.
Історія, предмет, цілі теорії систем та системного аналізу. Міри інформації в системі.

Лекція №2.
Класичні задачі, які розв’язуються за допомогою графів. Основні поняття теорії графів та мереж Петрі.

Практичні заняття.

Практичне заняття №1.
Розв'язання задач знаходження найкоротшого шляху в неорієнтованому та орієнтованому графах засобами МS Еxсе1.
Мета заняття: зрозуміти суть задачі про максимальний потік. Оволодіти навичками розв'язання задач знаходження найкоротшого шляху в неорієнтованому та орієнтованому графах засобами МS Еxсе1.
Консультації здійснюються впродовж семестру згідно встановленого розкладу.
Індивідуальна робота.

Для денної форми здобуття освіти
Не передбачено.

Для заочної форми здобуття освіти

Контрольна робота для здобувачів заочної форми.
Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Мета контрольної роботи – поглиблення, узагальнення і закріплення знань здобувачів з навчальної дисципліни та застосування методики аналізу завдань, формування вміння самостійно розв’язувати задачі з використанням відомого теоретичного матеріалу, а також використовувати методики побудови мережевих моделей та порядок їх розрахунку за допомогою програмного середовища МS Ехсе1.
Робота містить 3 теоретико-практичних завдання, які здобувач вибирає з наданого списку завдань відповідно до свого варіанту, та 2 задачі на знаходження найкоротшого шляху в неорієнтованому та орієнтованому графах засобами МS Еxсе1.
Номер варіанту здобувача відповідає номеру у списку групи.
Текст відповіді на кожне теоретичне питання повинен бути виконаний самостійно, а не скопійованим з навчального посібника.
При оформленні роботи по кожному завданню на знаходження найкоротшого шляху необхідно спочатку привести теоретичне обґрунтування, а вже потім – розв'язок задачі з необхідними поясненнями.
Контрольна робота виконується письмово і захищається на екзамені.
Термін надання виконаної контрольної роботи на перевірку – не пізніше, ніж за тиждень до початку сесії.
Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання.
Для денної форми здобуття освіти

Поточний контроль полягає у виконанні:
1. 3-х індивідуальних поточних домашніх завдань (ІДЗ). Індивідуальні домашні завдання (ІДЗ) виконуються письмово та полягають в розв'язуванні типових задач відповідно до мети та завдань практичних занять. Бездоганне виконання та захист 3-х ІДЗ оцінюється: перше – у 20 балів, друге – у 20 балів, третє – у 20 балів. Всього – 60 балів.

2. двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з двох частин: теоретичних питань у вигляді тестів та практичних завдань, які потребують повного розв’язання. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи оцінюється в 20 балів. Всього – 40 балів.

Підсумковий контроль – залік. Залік накопичувальний. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач – 100 балів.
Мінімальна оцінка, яка дозволяє отримати «зараховано» – 60 балів.

Для заочної форми здобуття освіти

1. Письмове опитування (тест) на практичному занятті оцінюється у 10 балів.

2. Захист контрольної роботи. Бездоганне виконання контрольної роботи оцінюється у 50 балів. При її захисті здобувач може отримати до 40 балів. Всього – 90 балів.
Підсумковий контроль – залік. Залік накопичувальний. Максимальна оцінка, яку може отримати здобувач – 100 балів.
Мінімальна оцінка, яка дозволяє отримати «зараховано» – 60 балів.