Методичні вказівки до лабораторних робіт з навчальної дисципліни "Основи теорії систем і системного аналізу"

Abstract

Теорія систем і системний аналіз становлять фундамент сучасних підходів до дослідження та проєктування складних об’єктів, процесів і інформаційних систем. Ці дисципліни забезпечують формування цілісного уявлення про структуру систем, характер взаємодії між елементами та закономірності функціонування систем в умовах визначеності й випадковості. Особливе значення зазначені методи мають для підготовки фахівців у галузі комп’ютерних наук, оскільки більшість прикладних задач пов’язана з побудовою формальних моделей систем, аналізом їх властивостей та пошуком оптимальних стратегій функціонування. Застосування системного підходу дозволяє виявляти ключові фактори, що впливають на поведінку систем, прогнозувати їх розвиток та здійснювати вибір ефективних засобів управління. У межах лабораторних занять розглядаються такі теми: - Загальні принципи моделювання систем: визначення об’єктів моделювання, формалізація структурних та функціональних характеристик, побудова математичних і обчислювальних моделей. - Дискретні динамічні системи: аналіз моделей, що описують зміну станів системи у дискретні моменти часу з прикладами з економічних та інформаційних процесів. - Стохастичні системи: розгляд моделей з елементами випадковості, зокрема випадкових блукань та ланцюгів Маркова, що є основою численних алгоритмів у комп’ютерних науках і прикладній математиці. - Оптимальне управління: вивчення принципів формування стратегій управління із зворотнім зв’язком в умовах невизначеності. Практична частина курсу орієнтована на використання сучасних програмних засобів для моделювання й аналізу систем. Зокрема, застосовуються мова програмування Python та середовище MS Excel, що дозволяє поєднувати алгоритмічний підхід із табличними методами аналізу даних, а також забезпечує візуалізацію та перевірку отриманих результатів. Це сприяє глибшому засвоєнню як теоретичних положень, так і практичних навичок роботи з інструментами, поширеними у сфері інформаційних технологій. Таким чином, комплекс лабораторних робіт з дисципліни «Основи теорії систем і системного аналізу» спрямований на формування у студентів знань та вмінь, необхідних для моделювання, аналізу й оптимізації складних процесів і систем, що є важливим складником професійної підготовки спеціалістів у сфері комп’ютерних наук.