Экзаменационные вопросы
по курсу «Моделирование систем»
(Январь, 2011)
Раздел I: Системология моделирования
1. Моделирование как метод экспериментально-теоретической деятельности
специалиста по ИКТ.
2. Основные системные компоненты модельной деятельности,
их назначение связи и взаимодействия.
3. Анализ модельной деятельности при посредстве графа «субъект – объект - модель».
4. Место моделирования в теории познания.
5. Субъект и его модельная деятельность. Понятие эксперта по моделированию.
6. Предмет моделирования, окружающая среда и предметная область объекта - оригинала.
7. Модель и моделирование - основные понятия и определения.
8. Назначение, роль и взаимодействия в диадах: «Объект - субъект», «Объект – модель», «субъект – модель».
9. Развитие понятий «модель» и «моделирование» (этимология понятий).
10. Моделирование как метод инженерного эксперимента.
11. Моделирование как метод научного исследования.
12. Моделирование как метод организации знаний.
13. Модель как средство накопления, хранения и использования знаний.
14. Объяснительная и предсказательная функции модели.
15. Основные функции модели, как инструмента познавательной и созидательной деятельности.
16. Необходимость и целесообразность модельного метода к решению научно-технических задач.
17. Место и роль модельного подхода в решении задач анализа и синтеза.
18. Техническая, экономическая и технико-экономическая обоснованность использования метода моделирования.
19. Достоинства и недостатки моделирования как метода решения системных задач.
Раздел II: Классификация моделей
1. Описание знаний в сфере моделирования на основе принципов
a. систематизации и классификации.
2. Систематизация и классификация, как принципы организации знаний.
3. Назначение и роль классификации в моделировании.
4. Активная классификационная система (АКС) и принципы ее формирования.
5. Системно-комплексный принцип в создании АКС.
6. Принцип развития и АКС.
7. Технология моделирования и АКС.
8. Классификация моделей в зависимости от целей моделирования.
9. Классификация моделей в зависимости от объекта и предметной области Классификация моделей в зависимости от языков описания.
10. Классификация моделей в зависимости от методов моделирования.
11. Классификация моделей в зависимости от способов и средств их реализации.
Раздел III: Принципы моделирования сложных систем
1. Место и роль принципов в моделировании.
2. системно-комплексный принцип.
3. Целенаправленность моделирования. Принцип целенаправленности.
4. Целостность как свойство системы и его отображение в модели. Принцип целостности.
5. Окна информационной прозрачности модели.
6. Принцип информационной прозрачности
7. Концептуальный подход к моделированию. Принцип концептуальности.
8. Сложность, редукция сложности и моделирование.
9. Принцип соответствия модели и оригинала (по ).
10. Принцип информативности и его использование при создании модели.
11. Принцип оптимальности конструкции Н. Рашевского и моделирование.
12. Принцип максимального упрощения и его использование при построении модели.
13. Принцип интерпретируемости модели.
14. Принцип адекватности модели.
15. Развитие модели в онто- и филогенезе.
16. Принцип эволюционируемости.
17. Принцип ведущей компоненты.
18. Принцип инвариантности.
19. Принцип когерентности.
20. Принцип экстраспективности.
21. Принцип интраспективности.
22. Модульность построения моделей.
23. Принцип модульности конструкции.
24. Аутокаталичность как свойство больших (сложных) систем.
25. Принцип аутокаталичности.
26. Принцип управляемости.
27. Принцип комплексности.
28. Принцип системности.
29. Определить совокупность принципов, используемых при создании модели в зависимости от фаз жизненного цикла модели.
30. Определить совокупность принципов, используемых при решении задачи моделирования, в зависимости от фаз жизненного цикла задачи.
Раздел IV: Методы моделирования
1. Физическое моделирование систем: принципы и методы.
- физическое моделирование на основе геометрического подобия;
- физическое моделирование на основе аналогового подобия.
2. Математическое моделирование систем: принципы и методы.
- моделирование по схеме «вход - выход»;
- методы детерминированного моделирования;
- методы вероятностного моделирования.
3. Специальные методы моделирования.
- имитационное моделирование;
- моделирование по схеме Монте-Карло
- эволюционное моделирование.
4. Методы концептуального моделирования.
Раздел V:Технологии моделирования
по лекциям
Раздел VI. Содержательное и формализованное описание
объектов-оригиналов.
1. Понятие содержательного описания, его назначение и формы представления.
2. Внешнее описание объекта.
3. Источники информации для построения описания объекта-оригинала.
4. Модульный принцип организации данных об объекте при его описании.
5. Внутреннее описание объекта.
6. Формализованное описание объекта.
7. Морфологическое описание объекта.
8. Уровни морфологического описания.
9. Функциональное описание объекта.
10. Уровни функционального описания.
11. Описание организованности объекта.
12. Граф-схема анализа объекта моделирования на основе концептуальной модели.
13. Концептуальная схема описания системы «объект - среда».
14. Концептуальная схема внутреннего описания объекта моделирования.
15. Языки описания объектов моделирования.
16. Классификация языков описания объектов.
17. Иерархии языков описания в зависимости от этапов создания модели.
18. Принципы перехода от морфологического описания к модели.
19. Диаграммная схема перехода от концептуального описания к концептуальной модели.
20. Структурно-функциональная модель и её анализ.
21. Примеры перехода от объекта к модели (апроксимационный подход).
22. Морфизмы модели и объекта.
23. Аналогии и подобие в моделировании.
24. Эквивалентность моделей в задачах приближенного моделирования.
Раздел VII: Математическое моделирование элементов
сложных систем
1. Системный элемент и его характеристики.
2. Классификация элементов по морфологическим признакам.
3. Функциональное описаниеэлемента.
4. Физические элементы систем.
5. Определение метода «математическое моделирование».
6. Понятие «математическая модель».
7. Дуализм математической модели и математического описания.
8. Три этапа материализации знаний.
9. Классификация математических моделей.
10. Математическое определение статистики элемента.
11. Математическое определение динамики элемента.
12. Математическое определение элементов (общий подход по О. Ланге)
13. Математическое моделирование динамики элемента по аналогии (метод интерпретаций).
14. Математическое моделирование элементов систем по методу пространства состояний.
15. Математическое моделирование элементов систем методом агрегатов .
16. Математическое моделирование элементов систем методом передаточных функций.
17. Математическое моделирование элементов запаздывания.
Раздел VIII: Математическое моделирование сложных систем
1. Понятие сложной системы.
2. Декомпозиция сложной функции по Фогту
3. Связь и взаимодействие элементов в системе.
4. Теоретико-множественная модель структуры связей элементов.
5. Матричная модель сопряжения элементов в системе.
6. Основные свойства матрицы структуры.
7. Моделирование статики динамической системы с последовательным соединением элементов.
8. Моделирование статики динамической системы с параллельным соединением элементов (согласное и встречное).
9. Моделирование динамической системы по передаточным функциям.
10. Организация синтеза математической модели системы (основные этапы). (точно не было)
Раздел IX: Математическое моделирование систем
по экспериментальным данным
1. Метод экспериментально-статистического моделирования систем.
2. Методы и источники накопления информации о моделируемом объекте.
3. Определение и отбор существенных факторов при построении модели по экспериментальным данным.
4. Алгоритм построения модели по экспериментальным данным.
5. Регрессионный анализ. Метод построения моделей на основе регрессионного анализа.
6. Линейная однофакторная регрессионная модель. Пример. Обобщение примера.
7. Линейные многофакторные регрессионные модели.
8. Нелинейные регрессионные модели. Примеры.
9. Адекватность регрессионных моделей.
Раздел X: Вероятностно статистическое
моделирование систем
1. Возникновение случайности в сложных системах. Типы случайностей.
2. Основные типы структурных моделей, учитывающих случайные факторы.
3. Структура вероятностно-статистической модели.
4. Имитатор случайных воздействий. Структура и назначение элементов.
5. Методы имитации случайных взаимодействий.
6. Физический метод генерирования случайных взаимодействий.
7. Принципы реализации физического метода генерирования случайных величин/сигналов.
8. Генераторы случайных величин/сигналов, реализующие физический метод.
9. Достоинства и недостатки физического метода получения случайных чисел и сигналов.
10. Аналитический метод получения псевдослучайных чисел.
11. Генерирование псевдослучайных чисел методами середины квадрата и произведений. Алгоритм Леммера.
12. Генерирование псевдослучайных чисел методом вычетов.
13. Практическая реализация ГСПЧ. Аппаратурные методы, примеры.
14. Программная реализация ГСПЧ. Примеры.
15. Основные характеристики, достоинства и недостатки аналитического метода генерирования ПСДЧ.
16. Преобразование законов распределения случайных величин методом обратных функций.
17. Преобразование законов распределения случайных величин по методу фон Неймана.
18. Преобразование законов распределения случайных величин методом моделирования условий предельных теорем вероятностей.
19. преобразование законов распределения случайных величин методом кусочной апраксимаци.
20. Моделирование случайных векторов методом условных распределений.
21. Моделирование случайных векторов по методу Фон Неймана.
22. Моделирование реализаций случайных векторов методом линейного преобразования на основе корреляционной матрицы.
23. Моделирование реализаций случайных векторов методом канонического разложения.
24. Измерение и оценка статистических характеристик – результатов моделирования.
25. Моделирование систем методом статистических испытаний – Монте-Карло
26. применение метода Монте-Карло для вычисления площадей геометрических фигур.
27. Моделирование одноканальной СМО методом Монте-Карло.
28. Имитационное моделирование сложных систем. Пример.
29. Оценка точности метода Монте-Карло.
Раздел XI. Концептуальное моделирование систем
1. Общие представления о концептах, отношениях, концептуальных системах, моделях их приложениях в информационных, автоматизированных и телекоммуникационных системах.
2. Понятие и определение концепта.
3. Характеристики концептов: содержание и объем концептов.
4. Закон обратного отношения, ранг концепта.
5. Классификация концептов.
6. Концептуальный подход к описанию и моделированию систем. Концептуализация как ментальный процесс познавательной деятельности.
7. Концептуальные системы. Определение концептуальной системы. Особенности концептуальных систем.
8. Механизмы синтеза концептуальных систем.
9. Модели формирования концепт-компонентов и концепт отношений.
10. Синтез концептуальных систем, факт-конструкций.
11. Первый тип механизма в факт-конструкции (МФК-I).
12. Второй тип МФК-II.
13. Концептуальные системы уровня конструкта.
14. Конструкты в приложениях.
15. Концептуальное моделирование, особенности и назначение КМ.
16. Методологические аспекты традиционного (предметного) и концептуального моделирования: сравнительный анализ.
17. Сфера концептуального моделирования.
18. Концептуальная модель – содержательное определение.
19. Формализация концептуальных моделей.
20. Математические концептуальные модели.
21. Семиотические концептуальные модели.
22. Интерпретации концептуальных моделей.
23. Виды и уровни интерпретаций.
24. Семантические интерпретации.
25. Синтаксические интерпретации.
26. Качественные и количественные интерпретации.
27. Системная организация концептуального моделирования.
28. Организация процесса создания и использования прикладной пользовательской модели.
29. Методические, технологические и организационные аспекты создания и использования концептуальной модели.
30. Системная организация комплексного моделирования.
31. Основные особенности и свойства концептуальных моделей.
32. Концептуальная модель мира интеллектуальных систем.
33. Концептуальное модельное представление системного элемента как компонента реального и виртуального миров.
34. Системный элемент. Активный системный элемент (АСЭ).
35. Концептуальная модель АСЭ.
36. Концептуальная модель АСЭ как инвариантный базовый модуль (ИБМ) концептуальной модели мира интеллектуальной системы (ИС).
37. Основные требования, предъявляемые к ИБМ.
38. Ахитектурные модели мира ИС на основе ИБМ.
39. Морфологические КМ.
40. Функциональные КМ.
41. Организационные КМ.
42. Комбинированные неполные КМ.
43. Комбинированные целостные (полные).
44. Открытые и закрытые КМ.
45. Концептуальное модельное представление системных задач.
46. Возникновение системных задач.
47. Концептуальная модель системной задачи (КМЗ).
48. Концептуальный анализ и раскрытие неопределенности системной задачи на основе механизма рекурсии.
49. Технологии решения системных задач, представленных КМЗ.
50. КМЗ – технология, её применение в приложениях.
51. Концептуальные информационные поля (КИП): теоретические и прикладные аспекты.
52. Анализ КМЗ и её информационные представление методом КИП.
53. Интеллектуальный решатель системных задач, основанный на КМЗ.
54. Головной мозг человека как биологический интеллектуальный решатель задач, оперирующий концептуальными и конкретными знаниями.
Рекомендуемая литература по КМС
Концептуальное моделирование систем. - Конспект лекций по курсу, 2010/2011 учебный год.
Основная литература
1. Введение в теорию метамоделирования систем. – М.: Международное издательство «Информациология», 1997. – 64 с.
2. Концептуальное метамоделирование структур. // Международная Академия Информатизации. – М.: Международное издательство «Информациология», 1997. – 52 с.
3. Конфигурационное моделирование. Часть 1. Теоретические аспекты. Учебное пособие. – М.: МИРЭА (ТУ), 2007. – 92 с.
Дополнительная литература
, Процессы и концепты. – М.: ТОО СИМС, 1997. – 396 с.
4. Дедукция и обобщение в системах принятия решений. – М.: Наука, ГР ФМЛ, 1988. – 384 с.
5. Понятие как форма мышления: логико-гносеологический анализ. – М.: Издательство МГУ, 1989. – 239 с.
6. , Г. Логика как часть теории познания и научной методологии (фундаментальный курс). Учебное пособие. – М.: Наука, 1994. – Кн. 1, 312 с; Кн. 2, 333 с.
Концептуальное проектирование систем с базами знаний. – Харьков: Издательство «Основа» при Харьковском Государственном университете.
Экзаменационные вопросы составил лектор -
профессор
