Введение

Лекция 1

Введение

            Научные исследования позволяют выявлять и исследовать неявные качества и закономерности свойственные исследуемым объектам. К таким объектам, наиболее часто относятся определенные системы и процессы. Особый интерес для науки и прикладных задач представляет автоматизация научных исследований, то есть создание автоматизированных систем научных исследований (АСНИ).

            В курсе будут рассмотрены общие принципы формализации произвольных систем, получения эмпирических данных в ходе моделирования, основы исследования систем. То есть принципы построения и применения АСНИ.

Задачи научных исследований

            Предметом задач научных исследований в прикладном смысле являются системы. Так как понятие системы охватывает все объекты материального мира.

Таким образом, классификация задач научных исследований может быть определена в соответствии с классификацией систем. Как известно, система в общем случае представляет собой упорядоченную пару , где - множество элементов системы, а- множество отношений между ними. Теперь вводя определенные классы упорядоченных пар  можно выделить некоторые классы задач научных исследований. Указанные классы можно ввести по следующим признакам:

Рекомендуемые материалы

а) выделение задач, в которых рассматриваются определенные типы элементов систем;

б) выделение задач, в которых рассматриваются определенные типы отношений между элементами систем.

Задачи, различающиеся по признаку а), подробно рассматриваются в различных прикладных курсах. Здесь нас интересует классификация преимущественно по признаку б). Так как именно этот путь позволяет автоматизировать системы научных исследований, в наиболее общем смысле. То есть создать АСНИ, которые можно применять к любым областям человеческой деятельности, в том числе и к задачам гибких роботизированных систем.

            В принципе множество всевозможных задач научных исследований является бесконечным, но сводимым к конечному числу хорошо определенных типов задач. Что означает, возможность разработки методов решения того или иного типа задач. В общем случае схема работы АСНИ может быть представлена следующим образом (рис. 1).

На схеме видны два альтернативных процесса – абстрагирования и интерпретации, которые связывают АСНИ с внешним миром, то есть конкретной предметной областью. Абстрагирование, означает формирование модели исследуемого объекта, используя понятия характерные для АСНИ. Интерпретация, означает трактовку полученных результатов, используя понятия характерные для исследуемого объекта.  Подчеркнем, что эта схема является общей схемой для научных исследований любого характера.

Рис.1 Общая схема работы АСНИ

Систем и их типы

            Под типами систем понимаем количества используемых знаний об этих системах. Чем старше тип, тем точнее модель (система) описывает реальный объект и тем более глубокие научные исследования могут быть проведены. Все типы систем будут рассмотрены в дальнейшем. Их изучение будет нашей основной задачей.

Типы систем могут быть изображены на следующей иерархической схеме, рис. 2. Исходные системы представляют собой формальное описание объектов внешнего мира. Системы данных, предполагают средства для описания данных различной природы, полученных от объекта. Порождающие системы включают в себя средства порождения данных адекватных объекту исследования. Структурированные системы состоят из наборов систем более низкого уровня.

Бесплатная лекция: "1.5 Системы с самонастройкой структуры" также доступна.

В системах более высокого уровня используются знания более низких уровней, и, кроме того, содержаться знания недоступные низшим уровням. Таким образом, исходная система содержится во всех более высоких уровнях.

Рис.2 Иерархическая схема типов систем

К.Р. № 1

            Охарактеризуйте общую схему работы АСНИ, и иерархические типы систем.