Rendszerelmélet, információelmélet

1. 1. Rendszerelmélet, információelmélet

2. Történeti áttekintés(Kibernetika=automaták tudománya) HERON (görög matematikus és fizikus, ie.100 körül) - éneklő madár és bagoly színjátéka - permetező labda - automatikus kapunyitó Középkor - főleg óraszerkezetekkel együtt megjelenő automaták JOHANN MÜLLER (1436-1470 német matematikus és csillagász) - szárnyát mozgató sas Nürnberg város kapuja felett LEONARDO (1452-1519) - automata oroszlán – trónterembe bevonulva a mellkasát feltépte, ahonnan liliomok hullottak ki Ezek a szerkezetek merevek voltak, nem volt bennük érzékelő, amely a pontos működést felügyelte volna. Hiányzott a visszacsatolás. Fordulópont:

3. Történeti áttekintés HYGENS (1629-1695 holland matematikus és fizikus) - kiegyenlítő himbás óraszerkezet; önszabályozó, visszacsatolás megvalósult JAMES WATT (1736-1819) - gőzgép (szintén a visszacsatolás elvén működött) CLARK MAXWELL (1831-1879) angol fizikus - leírta a Watt-féle gőzgép működését Nagy hatású eseménye volt a technika fejlődésének a programozás bevezetése. JACQUES DE VAUCANSON - önműködő selyemszövő gép (központjában perforált dob volt, amely a meghatározott sorrend szerint működtette a gépeket. JACQUARD (1752-1834) - mintás szövetek készítésére alkalmas szövőszék – lyukkártya vezérlés, lyukkártyára rögzített program …

4. Történeti áttekintés A kibernetikához (automaták) vezető tudományos előrehaladás három sínpályán haladt. • Számítógép • Fiziológiai jelenségek matematikai, fizikai vizsgálata • Élő szervezetek társadalmi működésének elemzése

5. A rendszer Rendszer: Valamilyen egymással kölcsönhatásban lévő elemek halmaza, különböző, de bizonyos módon egy- mással összefüggő elemek együttese. • Általában bonyolult felépítésűek • Sok összetevőből állnak • Típusai: • Materiális (anyagi, valóságos) • Absztrakt (elméleti, gondolati) Materiális: statikus – dinamikus működő – nem működő zárt – nyílt célratörő – nem célratörő természetes – tervezett határozott – határozatlan meghatározható – meghatározhatatlan rendezett – szervezett adaptív – nem adaptív öntanuló – nem öntanuló

6. Statikus és dinamikus Ha egy vizsgált rendszer szerkezete – az adott vizsgálati cél szempont- jából – nem fejlődik, (nem bővül új elemekkel, elemkapcsolatai nem cserélődnek…) a rendszer statikus, egyébként dinamikus. Működő és nem működő Ha egy vizsgált rendszer szerkezete nem változik, akkor a rendszer nem működő, egyébként működő. A rendszer működése lehet aktív vagy passzív. A passzívan működő rendszer működését a természeti törvények vak érvényesülése váltja ki, az aktívan működő rendszerek működéséhez a természeti törvé- nyek tudatos felhasználásra kerülnek.

7. Zárt és nyílt rendszerek Egy rendszer zárt akkor, ha a környezetével nem cserél anyagot. Minden más esetben nyílt rendszerről beszélünk. A valóságban csak nyílt rendszerek vannak. Célratörő és nem célratörő rendszerek Ha egy rendszer működésében olyan állapot figyelhető meg, amelyek elérésére törekszik, akkor a rendszer célratörő, ellenkező esetben nem.

8. Természetes és tervezett rendszerek A természetes rendszer létrejöttének pillanatában a célja már adott, és később ennek alárendelten keres magának feladatot. A tervezett rendszerek az emberi társadalom által létrehozott rendsze- rek. Ezeket meghatározott feladatok ellátására hozzák létre, és a feladatok ellátása során kapnak célt. Határozott és határozatlan rendszerek Határozottak azok a rendszerek, amelyek kimeneti értékei előre meg- határozhatóak, míg határozatlanok azok a rendszerek, amelyek kime- neti értékei előre nem határozhatóak meg mert egy adott állapotukból kiindulva többféle folytatódásuk lehetséges, és hogy az konkrétan mi lesz, csak valószínűsíteni tudjuk.

9. Meghatározható és meghatározhatatlan rendszerek Egy rendszert meghatározni annyit jelent, mint leírni, hogy mely ele- mekből áll és hogy az elemek között milyen kapcsolatok vannak. Azokat a rendszereket,amelyekre a leírást meg tudjuk adni, meghatá- rozható rendszereknek nevezzük, és amelyekre ugyanezt nem tudjuk megadni, azok a meghatározhatatlan rendszerek. Adaptív és nem adaptív rendszerek Azok a rendszerek, amelyek képesek alkalmazkodni a környezeti vál- tozásokhoz az adaptív rendszerek, amelyekben pedig nincs meg az alkalmazkodóképesség, a nem adaptív rendszerek.

10. Rendezett és szervezett rendszerek Rendezett rendszerek azok a rendszerek, amelyek ha kívülről nem avatkozunk be a működésükbe, a természeti törvényeket, vagy az algoritmus által előírt elemkapcsolatokat és változásokat betartják. Azok a rendszerek, amelyeknél ha nem avatkozunk be folyamatosan a működésükbe a cél tartása érdekében, akkor eltérnek a kívánt törvény- szerűségektől, illetve algoritmustól, mégpedig a célt tekintve kedvezőt- len irányba. Öntanuló és nem öntanuló rendszerek Ha egy rendszer rendelkezik azzal a képességgel, hogy tanyulmányoz- za saját működési algoritmusát és ennek megfelelően javítja is, akkor öntanuló. Ha nem rendelkezik ezzel a képességgel, akkor nem öntanuló.

11. A rendszerek összetevői Elem: Fogalmán a rendszernek azt az önálló műveletet végző összetevőjét értjük, amelynek bemenetei és kimenetei vannak és a bemenetek és kimenetek között mindig valamilyen változássorozat megy végbe. A rendszer része, de önmagában is rendszer. Folyamat: A rendszerben végbemenő változások sorozata. Struktúra: Egy adott rendszer, adott pillanatbeli állapota, azaz annak megadása, hogy mely elemek tartoznak a vizsgált rendszerbe, s hogy ezek között milyen kapcsolatok állnak fenn, tehát a rendszer szerkezete.

12. Az elemek kapcsolódása a rendszeren belül: Soros: a sorba kapcsolt elemekből álló rendszerek átbocsátóképessége a legkisebb kapacitású elem átbocsátóképességével egyenlő. Párhuzamos: a párhuzamos elemekből álló rendszerek átbocsátóképessége az egyes elemek átbocsátóképességének összegével egyenlő. Alternatív módon kapcsolt: az alternatív módon kapcsolt elemekből álló rendszerek átbocsátóképessége az egyetlen elem átbocsátóképességével egyenlő, a másik elem tartalékban van egészen addig, amíg az első elem el nem romlik.

13. A rendszerek vizsgálati módszerei Fekete doboz módszer (állapotok) - emlékezet nélküli rendszer - emlékezettel rendelkező rendszer - belső képpel rendelkező rendszer Modell módszer (viselkedés, folyamatok)

14. A rendszerek irányítása Irányítás: Olyan tevékenység, amelynek eredményeként beavatkozás történik a rendszer működésébe annak érdekében, hogy az abban végbemenő folyamatokat a kívánt módon fenntartsa, a kívánt módon megváltoz- tassa, illetve megállítsa. Irányítás az is, ha nem létező rendszert létrehozunk és az abban szük- séges folyamatokat elindítjuk. A rendszert érő környezeti hatások lehetnek: - várt, kívánt - várt, nem kívánt - nem várt, nem kívánt - nem várt, kívánt

15. Szabályozás: Ha mérjük a folyamat valamely jellemző értékét, s ha az eltér a kívánt értéktől, beavatkozunk a rendszer működésébe az eltérés pozitív irányba terelése érdekében. A beavatkozás tehát azután történik meg, miután a zavaró jel már kifejtette hatását, mikor már eltérés van. Vezérlés: Ha a rendszer bemenetét, s ezek közt a zavaró jeleket is mérjük, s a mérési eredmények alapján avatkozunk be a rendszer működésébe annak érdekében, hogy a zavaró jelek káros hatásait kiegyenlítsük. A beavatkozás akkor történik meg, amikor a zavaró jel fellép, tehát a beavatkozás a zavaró jellel ellentétes hatást vált ki. Izoláció: Mikor olyan körülményeket teremtünk, amelyek megvédik a rendszert a zavaró jelek káros hatásaitól.

16. Szabályozási kör: - irányított jellemző - érzékelő - irányító - beavatkozó Visszacsatolás

17. A gazdasági rendszer Személyeknek és technikai eszközöknek szervezett csoportja, amelyet meghatároz a munkamegosztásban elfoglalt helyzete, képes célok kitűzésére és a célkitűzésekben meghatározott feladatok végrehajtására. Célkitűzés = - feladatok meghatározása - feladatok teljesítési feltételeinek megfogalmazása - előbbiekkel összefüggő számítások elvégzése Végrehajtás = - feladatok teljesítési feltételeinek megteremtése - a célkitűzés megvalósításának megszervezése - a feladatok megvalósulása

18. Irányítás: A vezetési hierarchia szintjein megvalósuló tevékenységsorozatok. Lehetnek ezek fizikai és gazdasági folyamatok. GAZDASÁGI FOLYAMATOK

19. Horizontális vizsgálat

20. Vertikális vizsgálat

21. Az információrendszer Információ: Egy adott rendszer számára – annak működését befolyásoló – új isme- reteket nyújtó jelek, jelsorozatok tartalmi jelentése. Új ismeret, mégpedig a korábbi ismereti szinthez képest új ismeret. Az információt jelek, jelsorozatok hordozzák. Mindig meghatározott rendszer számára jelent új ismeretet. Csak abban az esetben, ha felhasználásra kerül. Adat: Egy adott jel, amennyiben elemi ismeretet hordoz és rögzített állapotban van. Hír: Ha ugyanez a jel nincs rögzítve. Az adatok és a hírek az információ hordozói.

22. Információrendszer fogalma: Fogalma alatt olyan átfogó fogalmat értünk, amely egyrészt kiterjed az eseményeket és tényeket rögzítő adatok megszerzésére, rögzítésére, tárolására, feldolgozására, másrészt pedig a feldolgozás eredménye- ként az információk előállítására, továbbítására és felhasználására. Vezetési információrendszer: Vezetési információrendszer az irányítani kívánt gazdasági rendszer célkitűzésével, sajátosságaival összhangban kialakított vezetési-dönté- si rendszer alapja. Hatékony működésének feltétele, hogy megfelelő információkkal rendelkezzen, és megbízható technikai bázisra támasz- kodjon.