МИНОБРНАУКИ РОССИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Алтайский государственный университет»

Теория систем и системный анализ
рабочая программа дисциплины

Закреплена за кафедройКафедра теоретической кибернетики и прикладной математики
Направление подготовки09.03.03. Прикладная информатика
ПрофильПрикладная информатика в дизайне. ФГОС 3++
Форма обученияОчная
Общая трудоемкость4 ЗЕТ
Учебный план09_03_03_ПИвД-1-2020
Часов по учебному плану 144
в том числе:
аудиторные занятия 36
самостоятельная работа 81
контроль 27
Виды контроля по семестрам
экзамены: 1

Распределение часов по семестрам

Курс (семестр) 1 (1) Итого
Недель 17,5
Вид занятий УПРПДУПРПД
Лекции 18 18 18 18
Практические 18 18 18 18
Сам. работа 81 81 81 81
Часы на контроль 27 27 27 27
Итого 144 144 144 144

Программу составил(и):
к.т.н., доцент, Понькина Е.В.;к.т.н., Доцент, Маничева А.С.

Рецензент(ы):
к.ф.-м.н., доцент, Пономарев И.В.

Рабочая программа дисциплины
Теория систем и системный анализ

разработана в соответствии с ФГОС:
Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 09.03.03 Прикладная информатика (уровень бакалавриата) (приказ Минобрнауки России от 19.09.2017г. №922)

составлена на основании учебного плана:
09.03.03 Прикладная информатика
утвержденного учёным советом вуза от 30.06.2020 протокол № 6.

Рабочая программа одобрена на заседании кафедры
Кафедра теоретической кибернетики и прикладной математики

Протокол от 30.06.2020 г. № 6
Срок действия программы: 2020-2021 уч. г.

Заведующий кафедрой
к.т.н., доцент Хворова Л.А.

Визирование РПД для исполнения в очередном учебном году

Рабочая программа пересмотрена, обсуждена и одобрена для
исполнения в 2020-2021 учебном году на заседании кафедры

Кафедра теоретической кибернетики и прикладной математики

Протокол от 30.06.2020 г. № 6
Заведующий кафедрой к.т.н., доцент Хворова Л.А.

1. Цели освоения дисциплины

1.1.Цель - получение студентами теоретических знаний в области теории систем и системного анализа, а также практических навыков по изучению реальных объектов и процессов, их моделированию и принятию решений по управлению ими в области профессиональной деятельности.

2. Место дисциплины в структуре ООП

Цикл (раздел) ООП: Б1.О.04

3. Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины

ОПК-6: Способен анализировать и разрабатывать организационно-технические и экономические процессы с применением методов системного анализа и математического моделирования;
УК-1: Способен осуществлять поиск, критический анализ и синтез информации, применять системный подход для решения поставленных задач
В результате освоения дисциплины обучающийся должен
3.1.Знать:
3.1.1.Суть понятий теории системного анализа и основных категорий, практическую ценность и значимость системных исследований, современные проблемы исследования систем, классификацию систем и методов их исследования, роль и место математического и компьютерного моделирования в системном исследовании, общую технологию системного исследования.
3.2.Уметь:
3.2.1.- правильно выстроить процесс системного исследования, определить цель, критерии ее достижения, выполнять анализ и синтез системы, сделать выводы о способах решения проблемы;
- выполнять определение объекта и предмета исследования, формулировать цель и задачи исследования;
- определять систему, ее подсистемы и элементы в соответствии с принятым способом членения системы, выделять связи между элементами системы и внешней средой, устанавливать тип связей;
- представлять структуру системы и ее подсистем, элементов в виде блок-схем, формул;
- выполнять макро- и микроописание системы;
- применять изученные методы анализа систем.
3.3.Иметь навыки и (или) опыт деятельности (владеть):
3.3.1.- приемами определения объекта и предмета исследования, формулировки целей и задач;
- определять систему, ее внешнюю среду, подсистемы и элементы в соответствии с принятым способом членения системы, выделять связи между элементами системы и внешней средой, устанавливать тип связей;
- выполнять синтез системы, представление ее структуры системы в формализованном виде;
- получать выводы и рекомендации об устранении проблемы на основе системного представления объекта;
- методами обработки данных (экспертные оценки, статистическая информация);
- методами получения интегральных характеристик систем.

4. Структура и содержание дисциплины

Код занятия Наименование разделов и тем Вид занятия Семестр Часов Компетенции Литература
Раздел 1. Теория системного анализа
1.1. Предпосылки возникновения и история становления общей теории систем (ОТС) и системного анализа (СА). Предмет и метод СА. Лекции 1 2 ОПК-6, УК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.3, Л2.4, Л2.5, Л2.6, Л2.7, Л2.8, Л2.9, Л2.10, Л3.1
1.2. Основные понятия СА. Лекции 1 2 ОПК-6, УК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5, Л2.6, Л2.8, Л2.9, Л3.1
1.3. Классификация систем. Системы управления. Способы описания систем. Лекции 1 2 ОПК-6, УК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.3, Л2.4, Л2.8, Л2.9, Л3.1
1.4. Методики системного анализа (этапы анализа и исследования систем). Лекции 1 2 ОПК-6, УК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.3, Л3.1
1.5. Основы системного анализа (виды, методики). Лекции 1 2 ОПК-6, УК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.3, Л3.1
1.6. Основы теории систем и системного анализа. История становления системного анализа. Чтение литераутры по теме. Сам. работа 1 10 ОПК-6, УК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.1, Л2.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5, Л2.8, Л2.9, Л3.1
1.7. Методика системного анализа. Чтение литературы. Выполнение индивидуального задания. Сам. работа 1 10 ОПК-6, УК-1 Л1.1, Л1.2, Л2.3, Л2.4, Л2.5, Л2.6, Л2.8, Л2.9, Л3.1
Раздел 2. Системный подход в дизайне
2.1. Общие сведения о дизайне. Логотип как системный объект. Плакат как системный объект. Лекции 1 2 ОПК-6, УК-1 Л1.4
2.2. Создание логотипа в соответствии с концепцией теории систем. Разработка проекта логотипа. Практические 1 2 ОПК-6, УК-1 Л1.4
2.3. Создание логотипа в соответствии с концепцией теории систем. Реализация логотипа в графическом редакторе. Практические 1 2 ОПК-6, УК-1 Л1.4
2.4. Создание плаката в соответствии с концепцией теории систем. Разработка проекта плаката. Практические 1 2 ОПК-6, УК-1 Л1.4
2.5. Создание плаката в соответствии с концепцией теории систем. Реализация плаката в графическом редакторе. Практические 1 2 ОПК-6, УК-1 Л1.4
2.6. Разработка и создание логотипов и графических концепций. Сам. работа 1 10 ОПК-6, УК-1 Л1.4
2.7. Композиция в дизайне: методические основы композиционно-художественного формообразования в дизайнерском творчестве. Сам. работа 1 10 ОПК-6, УК-1 Л1.4
Раздел 3. Моделирование систем
3.1. Теория моделирования. Отдельные виды моделирования. Лекции 1 4 ОПК-6, УК-1 Л1.2, Л3.1
3.2. Классфикация систем по различным основаниям. Примеры систем. Сам. работа 1 10 ОПК-6, УК-1 Л1.2, Л3.1
Раздел 4. Измерение, оценка и графическое представление свойств систем
4.1. Измерение свойств систем. Оценка свойств систем. Графическое представление свойств систем. Лекции 1 2 ОПК-6, УК-1 Л2.1, Л1.3
4.2. Сбор и обработка результатов измерения. Практические 1 2 ОПК-6, УК-1 Л1.3, Л2.12
4.3. Вычисление рейтинга объекта по совокупности признаков Практические 1 4 ОПК-6, УК-1 Л2.11, Л1.3
4.4. Визуализация числовых данных. Практические 1 4 ОПК-6, УК-1 Л2.11, Л1.3, Л2.12
4.5. Методы сбора и обработки данных.Чтение литературы. Выполнение индивидуального задания. Сам. работа 1 10 ОПК-6, УК-1 Л2.11, Л1.3, Л2.12
4.6. Вычисление рейтинга объекта по совокупности признаков Сам. работа 1 11 ОПК-6, УК-1 Л2.12
4.7. Подготовка к экзамену Сам. работа 1 10 ОПК-6, УК-1 Л2.12

5. Фонд оценочных средств

5.1. Контрольные вопросы и задания
Перечень вопросов на экзамен
Тема 1. Теория системного анализа (СА).
1. Системный анализ: основные определения (общетеоретическое, управленческое, алгоритмическое).
2. Понятие системы, анализа, синтеза. Предмет, метод и цель СА.
3. Проблема, объект исследования в СА, примеры.
4. Цель, целеполагание, правила формулировки целей, классификация целей в СА.
5. Предмет исследования, внешняя среда, системы открытые и закрытые в СА.
6. Система и ее основные свойства (делимость, целостность, связность (или структурность), определенная степень сложности, адаптивность, устойчивость).
7. Состав системы, элемент, связь, структура (свойства, типы структуры), функция.
8. Структура системы: понятие связи, виды связей, иерархичность системы, синергетическая связь, классификация связей по разным основаниям, способы описания связей.
9. Классификация систем. По принципу описания времени (динамические, статические).
10. Классификация систем. По степени достоверности связей (детерминированные, стохастические).
11. Классификация систем. По характеру зависимостей (линейный, нелинейные).
12. Классификация систем. По измерению свойств системы во времени (стационарные, нестационарные).
13. Классификация систем. По ходу времени (дискретные, непрерывные).
14. Классификация систем. По количеству элементного состава (большие, малые).
15. Классификация систем. По степени сложности строения системы (сложные, простые).
16. Классификация систем. По предметной области (экологические, экономические и т.д.).
17. Классификация систем. По типу элементного состава (управленческие, информационные и т.д.).
18. Понятие управления, субъект и объект управления, ЛПР.
19. Понятие регулирования.
20. Виды управляющих воздействий.
21. Цель функционирования системы управления.
22. Классификация систем управления по структуре (управляемые извне, самоуправляемые, с комбинированным управлением).
23. Принцип обратной связи, принцип упреждающего управления.
24. Способы описания систем. В зависимости от уровня приближения (микроскопические, макроскопическое).
25. Способы описания систем. В зависимости от элементного состава (процессное, организационное, функциональное).
26. Способы описания систем. В зависимости от принципа формирования элементного состава (гетерогенное, гомогенное, смешанное).
27. Методики системного анализа. Методика по Янгу.
28. Методики системного анализа. Методика по Квейду.
29. Методики системного анализа. Методика по Черняку.
30. Методики системного анализа. Универсальная технология анализа (по Сурмину).
31. Методика формирования теории на основе кейсов (упражнений)
32. Виды системной деятельности и их характеристика.
33. Методология СА (принципы СА и их характеристики, подходы и их характеристики, методы и их классификации, системные теории и их характеристики).
34. Классификация видов СА по различным основаниям и их характеристики.
Тема 2. Системный подход в дизайне.
1. Определение дизайна.
2. Этапы развития.
3. Основные направления (промышленный дизайн, дизайн средового окружения человека, дизайн облика человека, эко-дизайн, графический (информационный) дизайн).
4. Объекты графического дизайна.
5. Коммуникативная функция и коммуникативные средства графического дизайна.
6. Прикладная графика как часть графического дизайна.
7. Объекты прикладной графики (пиктограмма, фирменный стиль, фирменный знак (логотип) и пр.)
8. Определение и задачи логотипа.
9. Виды логотипов.
10. Этапы разработки логотипа.
11. Определение плаката. Два компонента плаката (эстетический, социальный).
12. Специфика плаката как искусства, назначение плаката.
13. Особенности плаката.
14. Принципы формообразования, способствующие созданию плаката как системного объекта (рациональность, тектоничность, структурность, гибкость, органичность, образность, целостность).
Тема 3. Моделирование систем
1. Понятие модели и моделирования. Необходимые и достаточные признаки модели в науке (по Штоффу).
2. Классификация моделей систем по степени воплощения: идеальные (абстрактные), физические (реальные), виртуальные.
3. Классификация по степени полноты модели (полные, неполные, приближенные).
4. Классификация по характеру изучаемых процессов (детерминированные и стохастические, статические и динамические, дискретные и непрерывные).
5. Классификация моделей по отражательности, репрезентации и экстраполяции (по Сурмину).
6. Системное моделирование и его особенности.
7. Математическое моделирование и его этапы. Аналитическое и имитационное моделирование.
8. Кибернетическое моделирование (модели типа «черный ящик» и «белый ящик»). Ошибки разработки моделей по Тарасенко: ошибки 1 рода, 2-го рода, 3-го и 4-го рода.
Тема 4. Измерение, оценка и графическое представление свойств систем
1. Свойства систем (качественно определенные, количественно определенные). Измерительные шкалы (метрические, порядковые). Свойства шкал (позиционность, упорядоченность, интервальность, наличие нулевой точки).
2. Типы метрических шкал (абсолютная шкала, интервальная шкала). Корректность математических операций обработки измерений, полученных по шкалам.
3. Неметрические шкалы (номинативная шкала, порядковые шкалы). Бинарная категориальная шкала, шкалы попарных сравнений.
4. Шкала Лайкерта.
5. Методы предварительной обработки данных: анализ выбросов, пересчет в баллы.
6. Методы преобразования данных из метрических шкал в порядковые.
7. Интегральные свойства объектов: понятие, подходы к оценке. Постановка задачи оценки интегральных свойств объектов.
8. Метод простой ранжировки и другие методы оценки объектов путем ранжирования (метод попарных сравнений, метод анализа иерархий).
9. Графический дизайн, информационный дизайн, инфографика.
10. Понятие, основная цель, основное предназначение инфографики. Формы представления инфографики. Виды инфографики. Виды диаграмм по используемым графическим элементам.
11. Графическое представление (визуализация) свойств систем в табличном редакторе.

5.2. Темы письменных работ (эссе, рефераты, курсовые работы и др.)
не предусмотрено
5.3. Фонд оценочных средств
см. приложение
Приложения

6. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

6.1. Рекомендуемая литература
6.1.1. Основная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л1.1 А. В. Игнатьева, М. М. Максимцов Исследование систем управления: учеб. пособие для вузов М.: ЮНИТИ-[ДАНА], 2009
Л1.2 В. Н. Волкова, А. А. Денисов Теория систем и системный анализ: учеб. для вузов М.: Юрайт, 2010 https://www.biblio-online.ru/viewer/teoriya-sistem-i-sistemnyy-analiz-431153#page/1
Л1.3 Саати Т.Л. Принятие решений при зависимостях и обратных связях: Аналитические сети. Пер. с англ: Учебное пособие для ВУЗов URSS, 2011
Л1.4 Курушин В.Д. Дизайн и реклама: от теории к практике: Самоучители и руководства Издательство "ДМК Пресс", 2017 https://e.lanbook.com/book/97360
6.1.2. Дополнительная литература
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л2.1 Мирзоев Р.Г., Харченко А.Ф. Основные процедуры системных исследований: учебное пособие СПб.: СПбГУАП, 2000
Л2.2 О'Коннор Дж., Макдермотт И. Искусство системного мышления: Необходимые знания о системах и творческом подходе к решению проблем: М.: Альпина Бизнес Букс, 2006
Л2.3 Тарасенко Ф.П. Прикладной системный анализ: Учебник Томск: Изд-во Том. ун-та, 2004
Л2.4 Могилевский В.Д. Методология систем: вербальный подход: М.: «Экономика», 1999
Л2.5 Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем: М.: Мир, 1973
Л2.6 Казаков А.В. Системный анализ управления: Барнаул, 1997
Л2.7 Панченко В.М. Теория систем: задачи и примеры. Ч. 1.: учебное пособие М.: Моск. гос. ин-т радиотехники и автоматики (технический ун-т), 1999
Л2.8 Сурмин Ю.П. Теория систем и системный анализ : Учебное пособие Киев: МАУП, 2003
Л2.9 Перегудов Ф.И., Тарасен-ко Ф.П. Основы системного анализа: учебник Томск: Изд-во НТЛ, 1997
Л2.10 Вендров А.М. CASE-технологии: Современные методы и средства проектирования информационных систем: М. : Финансы и статистика, 1998
Л2.11 П. В. Конюховский Математические методы исследования операций: пособие для подгот. к экзамену СПб.: Питер, 2001
Л2.12 С. А. Айвазян, В. С. Мхитарян Прикладная статистика. Основы эконометрики: учеб. для вузов М. : ЮНИТИ- [ДАНА], 2001
6.1.3. Дополнительные источники
Авторы Заглавие Издательство, год Эл. адрес
Л3.1 Е.В. Понькина Е.В., А.С. Маничева Теория системного анализа и принятия решений (практикум): Методическое пособие Барнаул. Изд-во АлтГУ, 2009
6.2. Перечень ресурсов информационно-телекоммуникационной сети "Интернет"
Название Эл. адрес
Э1 1. Берталанфи Л. фон. Общая теория систем – критический обзор: http://grachev62.narod.ru/bertalanffy/bertalanffy_1.html
Э2 2. Теория систем и системный анализ: http://e-educ.ru/tsisa.html
Э3 3. Александров В.В. Теория систем и системное моделирование: http://www.ict.edu.ru/ft/004349/razv_system.pdf
Э4 4. Свободная энциклопедия «Википедия»: http://ru.wikipedia.org
Э5 "Теория систем и системный анализ", страница дисциплины на Образовательном портале АлтГУ (Moodle) https://portal.edu.asu.ru/course/view.php?id=409
6.3. Перечень программного обеспечения
Программное обеспечение для проведения практических работ: Microsoft office Excel 2010, Microsoft office Word, Adobe Reader, браузер.
6.4. Перечень информационных справочных систем
1. Образовательный портал АлтГУ [Электронный ресурс]: http://portal.edu.asu.ru
2. Издательство «Лань» - электронно-библиотечная система [Электронный ресурс]: http://e.lanbook.com
3. Издательство МЦНМО. Свободно распространяемые книги издательства Московского центра непрерывного математического образования [Электронный ресурс]: www.mccme.ru/free-books
4. Математическая библиотека [Электронный ресурс]: www.math.ru/lib
5. Электронная библиотечная система Алтайского государственного университета [Электронный ресурс]: http://elibrary.asu.ru
6. Научная электронная библиотека Elibrary [Электронный ресурс]: http://elibrary.ru
7. Электронная база данных ZBMATH: https://zbmath.org/
8. Лаборатория системного анализа : http://laboratory_system_analysis.ru

7. Материально-техническое обеспечение дисциплины

Аудитория Назначение Оборудование
Учебная аудитория для проведения занятий лекционного типа, занятий семинарского типа (лабораторных и(или) практических), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проектирования (выполнения курсовых работ), проведения практик Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)
Учебная аудитория для проведения занятий всех видов (дисциплинарной, междисциплинарной и модульной подготовки), групповых и индивидуальных консультаций, текущего контроля и промежуточной аттестации, курсового проекта (работы), проведения практики Стандартное оборудование (учебная мебель для обучающихся, рабочее место преподавателя, доска)
Помещение для самостоятельной работы помещение для самостоятельной работы обучающихся Компьютеры, ноутбуки с подключением к информационно-телекоммуникационной сети «Интернет», доступом в электронную информационно-образовательную среду АлтГУ

8. Методические указания для обучающихся по освоению дисциплины

1. Для успешного освоения содержания дисциплины необходимо посещать лекции, принимать активное участие в работе на семинаре, практическом занятии, а также выполнять задания, предлагаемые преподавателем для самостоятельного выполнения.

2. Лекция.

- На лекцию приходите не опаздывая, так как это неэтично.

- На лекционных занятиях необходимо конспектировать изучаемый материал.

- Для систематизации лекционного материала, который будет полезен при подготовке к итоговому контролю знаний, записывайте на каждой лекции тему, вопросы для изучения, рекомендуемую литературу.

- В каждом вопросе выделяйте главное, обязательно запишите ключевые моменты (определение, факты, законы, правила и т.д.), подчеркните их.

- Если по содержанию материала возникают вопросы, не нужно выкрикивать, запишите их и задайте по окончании лекции или на семинарском занятии.

- Перед следующей лекцией обязательно прочитайте предыдущую, чтобы актуализировать знания и осознанно приступить к освоению нового содержания.

3. Практическое (лабораторное) занятие – это форма работы, где студенты максимально активно участвуют в освоении теории и методов.

- Для подготовки к семинару необходимо просмотреть лекционный конспект, отметить наиболее непонятные моменты, прочитать литературу рекомендуемую преподавателем.

- При использовании литературы важно запомнить, что любой источник должен нести достоверную информацию, особенно это относится к Internet-ресурсам. При использовании Internet - ресурсов в процессе подготовки не нужно их автоматически «скачивать», они должны быть проанализированы. Не нужно «скачивать» готовые рефераты, так как их однообразие преподаватель сразу выявляет, кроме того, они могут быть сомнительного качества.

- В процессе изучения темы анализируйте несколько источников. Используйте периодическую печать - специальные журналы.
- Полезным будет работа с электронными учебниками и учебными пособиями в Internet-библиотеках. Зарегистрируйтесь в них: университетская библиотека Онлайн (http://www.biblioclub.ru/) и электронно-библиотечная система «Лань» (http://e.lanbook.com/).

- В процессе подготовки и построения ответов при защите результатов типовых расчетных заданий не просто пересказывайте конспект лекции, содержание презентации или задания, но и проявите больше красноречия, используйте дополнительные сведения об изучаемом объекте, чтобы украсить ваше выступление.

- При возникновении трудностей в процессе подготовки взаимодействуйте с преподавателем, консультируйтесь по самостоятельному изучению темы.

4. Самостоятельная работа.
- При изучении дисциплины не все вопросы рассматриваются на лекциях и практических занятиях, часть вопросов рекомендуется преподавателем для самостоятельного изучения.

- Поиск ответов на вопросы и выполнение заданий для самостоятельной работы позволит вам расширить и углубить свои знания по курсу, применить теоретические знания в решении задач практического содержания, закрепить изученное ранее.

- Эти задания следует выполнять не «наскоком», а постепенно, планомерно, следуя порядку изучения тем курса.

- При возникновении вопросов обратитесь к преподавателю в день консультаций на кафедру.

- Выполнив их, проанализируйте качество их выполнения. Это поможет вам развивать умения самоконтроля и оценочные компетенции.

5. Итоговый контроль. 

- Для подготовки к зачету/экзамену возьмите перечень примерных вопросов у методиста кафедры.
- В списке вопросов выделите те, которые были рассмотрены на лекции, практических занятиях. Обратитесь к своим записям, выделите существенное. Для более детального изучения изучите рекомендуемую литературу.
- Если в списке вопросов есть те, которые не рассматривались на лекции, семинарском занятии, изучите их самостоятельно. Если есть сомнения, задайте вопросы на консультации перед экзаменом.

- Продумайте свой ответ на экзамене, его логику. Помните, что ваш ответ украсит ссылка на источник литературы, иллюстрация практики применения теоретического знания.