Методические указания (1161391)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Раздел 1. Методы и средства научных исследований в военном деле

1.1. Методология научного исследования

1.1.1. Виды научного исследования.

Для современного этапа развития науки и техники характерна постановка все более сложных проблем, разработка и применение постоянно усложняющихся технических систем. Особенно это характерно для систем военного назначения.

Решение проблем не возможно без проведения глубоких научных исследований – фундаментальных и прикладных. Требуется также проведение проектно-конструкторских и технико-экономических разработок, базирующихся на методах исследования сложных систем с привязкой к различным этапам жизненного цикла системы.

Практическая полезность исследований определяется достигнутыми результатами и тем, насколько эффективно и быстро получены эти результаты, а также насколько согласованы применяемые методы и средства исследований с объектами исследования, с характером решаемых задач и этапами их выполнения.

До того, как созданное изделие поступит в эксплуатацию, должен быть выполнен сложный комплекс взаимосвязанных организационно-технических мероприятий, причем эти мероприятия должны быть научно обоснованы, тщательно спланированы, для чего необходимо проведение глубоких исследований с использованием современных методов и средств на базе системного подхода.

Применение методов исследования сложных систем может быть эффективно только при хорошем знании их возможностей и областей применения.

При разработке сложных систем возникают проблемы, относящиеся не только к свойствам отдельных средств, но также и к закономерностям функционирования соответствующей системы в целом. При рассмотрении «общесистемных» вопросов не обязательно углубляться в конкретные аспекты функционирования отдельных элементов. Интерес представляет влияние элементов на свойства системы, общая структура, организация взаимодействия между элементами системы, учет влияния среды и т.п. вопросы.

«Общесистемным» проблемам отводится значительное место в науке (теория сложных систем) и технике (системотехника).

Сложная система – это образование из взаимодействующих элементов, обладающее слабо предсказуемыми свойствами, скрытыми или самостоятельными тенденциями поведения, в частности – целенаправленного.

Типичные примеры сложных систем:

1) Система управления полетами самолетов крупного аэродрома.

В нее входит система дальнего обнаружения и управления, состоящая из радиолокационной станции дальнего обнаружения, аппаратуры съема данных, вычислительного устройства, аппаратуры отображения информации, аппаратуры выдачи информации наземным системам и обмена информацией с бортом самолета.

2) Городской транспорт.

К проблеме городского транспорта как сложной системе можно подходить по разному.

Если рассматривать систему городского транспорта с точки зрения интенсивности движения по городским магистралям, пропускной способности основных перекрестков, оптимального регулирования движения и распределения транспорта с помощью запрещающих и ограничивающих знаков, то – элементами сложной системы будут магистрали, перекрестки, светофоры, различные виды транспортных средств и т.д.

При другом подходе можно рассматривать в качестве сложных систем отдельные виды городского транспорта, например – пассажирского. Тогда в эту системы нужно включить транспортные средства (автобусы, трамваи,…), маршруты движения (111, 39,…), перекрестки и светофоры с учетом их загруженности другим транспортом, пассажиропотоки с учетом их привязки к различным пунктам города и к временным интервалам (суточным, сезонным, праздничным,…), диспетчерские пункты, средства связи, органы планирования, управления, ремонта, заправки и т.д.

Можно рассматривать как сложную систему городскую систему грузоперевозок. В ней следует учитывать грузопотоки, постоянные и временные источники грузов, постоянные и временные пункты доставки, новые источники (магазины, базы,…) и новые пункты назначения (Митино, Солнцево,…), а также грузовой транспорт различающихся по видам и нормам перевозок.

3) Производственный процесс.

Например, процесс поточного выпуска штучных изделий. Производственный комплекс при этом состоит из большого количества разнообразных станков и линий. Для работы линий обработки и сборки характерны частичная или полная (конвейер) синхронизация, взаимная связь операций. Кроме того с систему можно включить непроизводственные элементы: транспортные средства, средства технического контроля качества, комплектации и упаковки готовых изделий.

4) Информационная система.

Типичная информационная система имеет следующую структуру:

• технические средства системы,

• система внутреннего математического обеспечения,

• система внешнего математического обеспечения.

Главное свойство системы – ее целостность, то есть обладание собственными закономерностями функционирования, не выводимыми только из одних законов действия элементов.

Части системы, обладающие системными свойствами, называют подсистемами, а элементов системы является часть системы с однозначно определяемыми свойствами и не подлежащая дальнейшему разбиению в рамках решаемой задачи.

Совокупность значений параметров описывающих систему называется состоянием системы. Система, состояние которой изменяется во времени под действием определенных причинно-следственных связей, называется динамической системой. Изменения состояния системы интерпретируется как системный процесс.

Для изучения процесса функционирования каждой конкретной системы с учетом случайных факторов необходимо иметь достаточно четное представление об источниках случайных воздействий и об их количественных характеристиках.

Для сложных систем характерно такое понятие как самоорганизация. Обычно в них входит подсистема автоматического управления, контролирующая условия внешней среды и меняющая структуру остальных подсистем или распределяющая потоки информации между ними, для изменения собственных свойств системы.

Целенаправленные системы характеризуются эффективностью – результатом действия системы на временном интервале или по достижении поставленной задачи с учетом затраченного ресурса.

Качество работы системы оценивается с помощью показателей эффективности.

Чтобы получить методику расчета показателей эффективности, необходимо построить адекватное математическое описание процесса функционирования системы, то есть математическую модель (модель эффективности), позволяющую выявить зависимость показателей эффективности от параметров системы и внешней среды, от взаимодействия подсистем и элементов системы.

Для современных сложных систем важнейшее значение имеет надежность функционирования. Тория надежности позволяет оценить надежность проектируемых систем, путем учета надежности элементов и их взаимосвязи в структуре системы. Специальные методы резервирования элементов и подсистем в общей структуре позволяет улучшить показатели надежности.

Другими важными характеристиками сложных систем, о которых следует сказать, являются: качество управления, помехозащищенность, устойчивость и сложность. Каждая из них оценивается определенными показателями.

Методы исследования систем весьма разнообразны. Успех конкретных исследований обусловлен прежде всего правильным использованием методологии научного исследования.

Научное исследование – это такое систематическое и целенаправленное изучение объектов, в котором используются методы и средства науки и которые завершаются формированием новых научных знаний об изучаемых объектах. Главная цель научного исследования – вскрытие общего, повторяющегося, типичного в процессах, установление законов функционирования и развития.

Цель научного исследования формулируется как решение научной проблемы. Постановка проблемы может быть определена как задание основных компонентов (объектов, их свойств, отношений и преобразований) в виде упорядоченного набора существующих и желаемых объектов, их свойств и отношений.

При постановке проблемы экспертами важно учитывать опыт научных исследований (не решать уже решенные проблемы), правильно определить характер и границы желаемой системы знаний. Для этого на основе определенной совокупности признаков выделяется область эмпирического множества объектов, подлежащих изучению, возможные отношения между ними, а также свойства каждого из них.

После формулирования проблемной ситуации решается вопрос о целесообразности и разрешимости данного варианта формулировки. Для этого проводится анализ с использование критериев, позволяющих учесть ее различные качественные аспекты. Имеются следующие группы критериев:

1. Объективная группа критериев:

1.1. критерий реальности (существование объектов);

1.2. критерий (верности) отношения (между объектами);

1.3. критерий субординации (подчиненности объектов);

1.4. критерий адекватности (наличие неизвестного).

2. Группа критериев соответствия:

2.1. критерий истинности (предпосылок);

2.2. критерий преемственности (связи).

3. Группа критериев качества:

3.1. критерий необходимости (наличие противоречия);

3.2. критерий разрешимости;

3.3. критерий проверяемости;

3.4. критерий истинности.

При решении сформулированной научной проблемы может быть использован иерархический подход, позволяющий расчленить проблему на ряд проблем, каждая из которых решается независимо.

В основу расчленения (декомпозиции) положены следующие принципы: расчленимости, понижения сложности, независимости решения, совместимости результатов, координации решения.

В конечном итоге после декомпозиции, удовлетворяющей перечисленным выше критериям, строится граф-дерево проблемы. Начиная с нижнего уровня граф-дерева проблемы, формулируются цели (подпроблемы), и строится граф-дерево целей.

Все эти данные ложатся в основу сетевых моделей при планировании научных исследований на каждом этапе решения проблемы. Этапы исследований связаны с планированием обеспечения необходимым оборудованием, перераспределением научных коллективов и т.д.

Отдельные научные проблемы могут образовывать научные направления и состоять из ряда тем. Темы различаются так: актуальные, перспективные, имеющие практическую или теоретическую ценность, новизну. В каждой теме выделяются научные вопросы.

Перед непосредственным исследованием по сформулированной теме выдвигается и разрабатывается рабочая гипотеза, т.е. направляющая научная идея, требующая дальнейшей проверки.

Доказательство истинности или ложности гипотезы осуществляется способами либо прямого (непосредственного исследования объекта), либо косвенного (моделирования) доказательства (эксперимента).

Таким образом, основными компонентами научного исследования являются:

• постановка задачи;

• анализ информации по решению задач данного класса;

• формулировка исходных гипотез;

• планирование и организация эксперимента;

• анализ результатов и проверка гипотез;

• формулировка новых знаний, научной теории;

• внедрение полученных результатов.

В зависимости от используемых методов и средств исследование может быть теоретическим, теоретико-экспериментальным и экспериментальным.

В зависимости от цели – познавательной или практической, различаются фундаментальные и прикладные исследования.

Степень завершенности прикладных исследований характеризуется пригодностью полученных результатов в непосредственном применении. По этому признаку прикладные исследования делятся на поисковые, научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы.

По составу исследуемых свойств объекта исследования делятся на комплексные и дифференцированные.

По виду исследуемого объекта различают натуральное исследование и модельное исследование.

1.1.2. Методы научных исследований.

Научный уровень исследования определяется его методом.

Методология (учение о сущности методов и их применении) представляется различными уровнями: всеобщим (философским), общенаучным и специальным. Важнейшим из них выступает всеобщая методология, категория, законы и принципы которой исходны для других.

Соответственно уровням методологии в познании и практической деятельности применяются различные группы методов, образуя определенную систему, и классифицируемые по различным основаниям.

1) Первым основание классификации является степень общности и масштаб применимости к различным сферам познания и практики. В соответствии с этим основанием принято выделять всеобщий метод, общенаучные методы и специальные методы частных наук.

Всеобщий метод – диалектико-материалистический – используется по всех областях научной деятельности.

Общенаучные методы – это: анализ и синтез, индукция и дедукция, абстрагирование, сравнение и аналогия, моделирование и др.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов книги