Системный анализ и проектирование

Магистратура 2024/2025

Статус: Курс обязательный (Бизнес-информатика)

Направление: 38.04.05. Бизнес-информатика

Кто читает: Кафедра информационных систем и технологий (Нижний Новгород)

Где читается: Факультет информатики, математики и компьютерных наук (Нижний Новгород)

Когда читается: 1-й курс, 1 модуль

Формат изучения: без онлайн-курса

Охват аудитории: для всех кампусов НИУ ВШЭ

Преподаватели: Бабкина Татьяна Сергеевна, Бабкин Эдуард Александрович

Прогр. обучения: Бизнес-информатика

Язык: русский

Кредиты: 3

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

В этом учебном курсе студенты изучают общие принципы моделирования, анализа и дизайна сложных систем различной природы на основе единых принципов системного подхода и современных программных технологий, применяемых для многоаспектного моделирования технических и гибридных систем.

Цель освоения дисциплины

формирование у студентов понимания концепции сложной системы и роли систем в анализе сложных ситуаций в контексте современных научных доктрин (общая теория систем, Inquiring Systems)
выработка навыка использования системного анализа и практических методов разработки и анализа систем на примерах организаций с использованием программного инструментария.
формирование четкого представления о смысле и взаимосвязи таких ключевых концептов системной науки, как: изменения, проблема, проблемная ситуация, принятие решений, ЛПР, система, модель, взаимосвязь.

Планируемые результаты обучения

Аргументировать выбор определенного вида модели для решения конкретной проблемной ситуации.
Выделять ключевые характеристики "мерзких" проблем на примерах реальных проблемных ситуаций.
Выделять конструктивные элементы в моделях Системной динамики и определять их характеристики.
Выделять общее и различия в существующих научных определениях понятия система.
Выполнять выявление и анализ архетипов систем в моделях Системной динамики, реализованных средствами AnyLogic.
Выполнять перевод моделей причинных связей в модели Системной динамики.
Выполнять трансляцию модели причинных связей с архетипами систем в модель Системной динамики.
Выявлять или прогнозировать новые формы поведения, возникающие благодаря синергии элементов системы.
Выявлять конфликты в иерархии гаранторов истинности по ван Гигу в ходе развития систем.
Выявлять различные возможные исходы проблемных ситуаций.
Выявлять феномены холизма, синергии, эмерджентности для конкретных примеров сложных систем.
Давать оценку управленческий решений, используя иерархическую структуру гаранторов истинности по ван Гигу.
Давать характеристику основных восьми архетипов систем
Иллюстрировать негативное влияние эффектов скорости, нелинейности, сложности на примере реальных проблемных ситуаций.
Иллюстрировать ограничения и недостатки моделей жизнеспособной системы в контексте решения проблемных ситуаций в организации.
Иллюстрировать ограничения и недостатки моделей на основе сетей Петри в контексте решения проблемных ситуаций в организации.
Иллюстрировать ограничения и недостатки моделей причинных связей в контексте решения проблемных ситуаций в организации.
Интегрировать теорию в практику при решении вопросов анализа структуры и деятельности организации с использованием средств имитационного моделирования
Интерпретировать результаты работы моделей Системной динамики в терминах проблемной ситуации.
Классифицировать системы по категориям систем с организованной простотой, систем с неорганизованной сложностью, систем с организованной сложностью.
Конкретизировать общие инженерно-ориентированные определения систем в частных случаях сложных проблемных ситуаций.
На примерах конкретных архетипов выделять циклы положительной и отрицательной обратной связи, объясняя их эффекты.
На примерах конкретных архетипов объяснять влияние временных задержек на динамические характеристики моделей.
Называть основных исследоватей в области общей теории систем и системного менеджмента.
Объяснять задачу моделирования в терминах морфизмов различных систем на конкретных примерах.
Объяснять закономерность появления инструментария архетипов систем
Объяснять назначение и основные характеристики конструктивных элементов в моделях причинных связей.
Объяснять назначение процедур верификации и валидации вычислительных моделей на примерах.
Объяснять основные характеристики законов изменения уровней в Системной динамике и давать примеры их практического использования.
Объяснять преимущества и недостатки аналитических моделей для конкретных примеров проблемных ситуаций.
Объяснять преимущества и недостатки имитационных моделей для конкретных примеров проблемных ситуаций.
Объяснять причины и результаты использования механизма временных задержек в моделях причинных связей.
Объяснять эффекты использования технологий больших данных и искусственного интеллекта в задачах проектирования и анализа сложных систем.
Описывать конкретный пример организации в терминах инженерно-ориентированного определения системы.
Описывать различия методов и результатов моделирования по типу "белый ящик", "черный ящик" для конкретных ситуаций.
Определять аргументы в пользу использования моделей сетей Петри при моделировании определенных аспектов организации.
Определять составляющие элементы проблемной ситуации
Определять форму, назначение и ограничения языка модели на конкретных примерах.
Показывать на конкретных примерах возможные ловушки нелинейности и предубеждений в ходе моделирования.
Прогнозировать направления развития методов системного инжиниринга.
Прогнозировать появление новых существенных характеристик в социально-технических системах.
Разрабатывать модели причинных связей для конкретных примеров.
Разрабатывать модели процессов и сложных систем с использованием средств имитационного моделирования
Разрабатывать рекомендации и требования к функциям информационных систем и программного инструментария, применяемого для анализа и инжиниринга сложных систем.
Разрабатывать структурированное описание проблемной ситуации в терминах мета-системы и системы систем.
Разрабатывать сценарий системной интервенции на основе анализа архетипа системы.
Разрабатывать упрощенную модель жизнеспособной системы по Биру на примере конкретной организации.
Строить модели причинных связей и анализировать их по методу архетипов систем для конкретных примеров.
Формулировать задачу изучения или разработки сложной системы, как задачу создания и анализа модели.
Формулировать задачу решения проблемы как задачу системного инжиниринга, определяя границы, цели, стейкхолдеров системы.
Формулировать способы использования результатов разработки и анализа моделей архетипов систем

Содержание учебной дисциплины

Научные основы использования системного подхода в ходе анализа проблемных ситуаций
Понятие системы и общая теория систем
Понятие модели как разновидности системы
Среда имитационного моделирования AnyLogic. Области применения, встроенные библиотеки и инструментарий
Моделирование процессов в среде имитационного моделирования AnyLogic
Особенности моделирования организаций
Моделирование социальных систем в среде имитационного моделирования AnyLogic
Моделирования потоков в среде имитационного моделирования AnyLogic
Моделирование организаций на основе диаграмм причинных связей
Моделирование производства в среде имитационного моделирования AnyLogic
Анализ архетипов систем
Направления развития теории системного анализа

Элементы контроля

Проект №1
Проект№2
Проект №3
Проект №4

Промежуточная аттестация

2024/2025 1st module
0.25 * Проект №1 + 0.25 * Проект №3 + 0.25 * Проект №4 + 0.25 * Проект№2

Список литературы

Авторы

Бабкин Эдуард Александрович
Куранова Яна Павловна

Программа дисциплины