Systémové inženýrství – otázky 1.) Holistický přístup komplexní pohled, zkoumání jevů v jeho vnitřních a vnějších souvislostech. Všechny vlastnosti nějakého systému nelze určit nebo vysvětlit pouze zkoumáním jeho částí. Naopak celek podstatně ovlivňuje i fungování nebo podobu svých částí. Systém je víc než jen suma jeho částí -> holistický princip. 2.) Co znamená, když koncidenční (precedenční?) matice umocněná na pátou, která má 5 prvků, je nenulová existují subsystémy ve vzdálenosti 5 (cesty ve vzdálenosti 5) ?? 3.) Zadaná přechodová funkce dynamického systému - popsat 3 typy výstupu... T x T x X x X’ x U’ x V’ -> X’’ jakých typů může nabývat X´´ množina stavů X – deterministické systémy množina všech podmnožin z X – nedeterministické systémy pravděpodobnostní rozdělení na X – stochastické systémy ------T x T – množina počátečních a koncových časových okamžiků X – množina stavů X‘ – množina funkcí zobrazující T -> X U‘, V‘ – množina vstupních a výstupních funkcí X‘‘ – koncová množina 4.) Podniková architektura (+ přístupy) Popis struktury a chování podnikových procesů, informačních systémů, lidí a organizačních jednotek takovým způsobem, že dochází k souladu se strategickými cíli, důležitý je celkový pohled, zachycuje relativně stabilní části podniku a technologií, přesto podléhá vývoji Diskutované přístupy: TOGAF, DODAF, MODAF, Zachaman’s Framework, FEA, National Institute of Standards and Technology architecture model, ISO/IEC/IEEE standard 42010 5.) Evoluční vývoj? + příklady Pro rychlé nasazení systému s již vyvinutými technologiemi, vyžaduje spolupráci mezi uživatelem, testerem a vývojářem. Každý přírůstek má své cíle, a může být vyvinut, vyroben, nasazen a provozován. Přístupy: Spirálový vývoj – na začátku projektu nejsou známy přesné požadavky na cílový stav. Požadavky se upřesňují díky demonstracím prototypů systému. Inkrementální vývoj – je znám cílový stav. Systém se vyvíjí po přírůstcích podle dostupné technologie. 6.) Měkký systém - jak ho chápeme a co může být příčinou toho, že je měkký Systémy zkoumány prostřednictvím mentálních modelů jedinců, každý jedinec si může vytvořit svůj model (porozumění) v závislosti na pohledu na daný reálný systém. Měkkost vyplývá z nezvládnuté nebo nezvládnutelné neurčitosti při práci se systémem a jeho modelem. V měkkých systémech vystupuje celá řada faktorů, jsou obecnější. Příčiny neurčitosti: vliv vzdáleného okolí, nedostatek disponibilní informace o systému nebo okolí, fragmentace procesů, kvantová neurčitost Příklady: sociální nebo socio-ekonomické systémy.
7.) Přístupy, které jsou při diskrétním časovém rozložení, přístupy k časové složce (discrete event simulation)
konstantní krok času (ekvidistantní): události se přesouvají na okamžiky kroků času, díky tomu nepřesnost, jednoduché na implementaci proměnný krok času (neekvidistantní): podle budoucích okamžiků vzniklých událostmi, je nutné udržovat seznam budoucích událostí (diskrétní veličiny: binomické rozdělení a Poissonovo rozdělení) 8.) Organizace mající vliv na standardy SI NASA, DoD, IEEE 9.) 3 typy metrických stupnic nominální: hodnoty metriky přiřazeny jakýmkoliv objektům; nemá smysl řazení ordinální: k jednotlivým třídám hodnot metriky přidáno pořadí, nemá smysl provádět aritmetické operace intervalové: hodnoty metriky vycházejí z rozdílu hodnot atributů, vzdálenost mezi dvěma hodnotami je stejná na celé stupnici poměrové: odstraňují nedostatky intervalových stupnic, kde chybí počáteční bod, hodnoty lze tedy přímo poměřovat absolutní: počítání výskytů hodnot, jež jsou předmětem dané metriky 10.) Co je Fullerův trojúhelník? Používá se k odhadu vah kritérií. Rozhodovateli je předloženo trojúhelníkové schéma, v němž jsou všechny kombinace dvojic kritérií. Rozhodovatel z každé dvojice vybere důležitější. 12.) Definujte jaký je vzájemný vztah mezi SI a systémovými disciplínami. 13.) Uveďte příklad dynamického deterministického otevřeného systému a popište ho. Dynamický systém obsahuje časové proměnné nebo funkce času. Dané proměnné se s časem mění. Deterministický systém – momentální stav (výstup) je určen předcházejícím stavem a působícím vstupem. Jedné příčině odpovídá vždy stejný následek. Otevřený systém – probíhá výměna informací s okolím. Příklad: Automat na kávu. 15.) Jmenujete alespoň 2 principy, které je třeba respektovat při systémové syntéze. dekompoziční princip (syntéza systému probíhá po částech) subsystém = systém (na subsystém je pohlíženo jako na systémy a pracuje se s nimi stejně) princip stability (syntetizuje se systém, který je stabilní i při změnách okolního prostředí) princip optimality (maximalizuje nebo minimalizuje se zvolené globální kritérium) princip suboptimalizace (optimalizace každého subsystému nemusí vést k optimalitě celého systému). 17.) Jak odstraníme neregularitu? (řešení neregularity?) jednostranné přizpůsobení oboustranné přizpůsobení vložení konverzního prvku s funkcí regularizace 18.) Co jsou tvz. kontrolní brány (k čemu slouží, kde se nacházejí apod.) v životním cyklu systémů podle NASA? Kontrolní brány – využívá se u rozsáhlých projektů NASA, kde je těžké definovat hranice mezi jednotlivými fázemi. Proto se využívá kontrolních bran, které usnadňují rozhodnutí o posunu k další fázi. 19.) Co je to DoDAF – DoD Architecture framework? Přístup v podnikové architektuře (enterprise architecture) Obsahuje:
pohled celkový: rozsah, kontext, účel, uživatelé, okolí, terminologie provozní pohled: vysokoúrovňový textový a grafický popis provozního konceptu, prvky, jejich funkce a vazby (včetně informačních), procesy, pravidel, události, logický datový model systémový pohled: systémy a služby umožňující fungování funkcí DoD s důrazem na fyzické systémy technický pohled: technické standardy, implementační konvence
20.) Co je to rovnovážný stav? Je třeba rovnováhu k něčemu vztahovat? Rovnováha systému souvisí se stabilitou systému. Rovnovážný stav je takový stav, kde se určité systémové proměnné v čase nemění. Jsou splněny podmínky rovnováhy. Stabilita je schopnost systému se vrátit do původního stavu po odeznění působení vstupního signálu. Systém může být vychýlen z rovnovážného stavu působením rušivých vlivů. Hledají se rovnovážné stavy stabilní vůči konkrétním/všem rušivým vlivům. 21.) Proč vzniklo systémové myšlení a systémový přístup? Systémový přístup: vznik společně s růstem složitých technických a ekonomických objektů a jejich řídících soustav, reakce na přílišnou specializaci a vzájemné neporozumění i v rámci blízkých oborů a znovuobjevování stejných či podobných zákonitostí v různých oborech Systémové myšlení: pro analýzu složitých problémů v soukromém i veřejném sektoru pro podporu rozhodování 23.) Jaké jsou dva postupy definice systému? deduktivní přístup (axiomatický) – na základě nepochybných primitivních předpokladů podle daných pravidel induktivní přístup (experimentální) – na základě porovnávání či měření 24.) Jaké jsou dva způsoby, kterými lze odstranit neregularitu vazeb? Popište jejich hlavní nevýhody. Úprava funkce vstupního nebo výstupního prvku, nevýhodou je nebezpečí šíření neregularity. Vložení konverzního prvku, který produkuje chybějící nebo redukuje přebytečnou kapacitu, zabrání se šíření neregularity, nevýhodou je vyšší spotřeba zdrojů. 25.) Jakými způsoby lze ohodnotit váhy jednotlivých kritérií u vícekriteriálního rozhodování? metoda pořadí: vyžaduje uspořádat kritéria od nejdůležitějšího po nejméně důležité bodovací metoda: každému kritériu se přiřadí hodnota z určité stupnice (např. 1..10) Fullerův trojúhelník: rozhodovateli je předloženo trojúhelníkové schéma, v němž jsou všechny kombinace dvojic kritérií. Rozhodovatel z každé dvojice vybere důležitější. Saatyho metoda: párové porovnání všech dvojic kritérií a přidělení každému páru hodnotu vyjadřující vzájemnou důležitost a výpočtu vah na základě těchto hodnot 26.) Jaký je vzájemný vztah systémové analýzy a syntézy? Základním nástrojem systémové syntézy je systémová analýza. 28.) Uveďte tři příklady popisu systému a uveďte příklady. Slovně, blokové diagramy (struktura organizace), grafy (silniční síť), matice (silniční síť), množiny, rovnice
30.) Co je to stakeholder a 3 příklady. Stakeholder = subjekt zainteresovaný na systému; subjekty, kterým systém přináší užitek a jediné ho mohou hodnotit, např. nakupující, uživatel, dodavatel, konkurence, veřejnost, vlastníci 31.) Popište verifikaci a validaci
Verifikace: zkoumání, zda je model vytvořen správně pro dané účely, odpovídá specifikaci a neobsahuje chyby, provádí tvůrce modelu Validace: ověření, zda model odpovídá reálnému systému, ověření rozsahu platnosti modelu, provádí tvůrce modelu a uživatel modelu, metody: expertní posouzení, měření na reálném systému, teoretické výsledky V & V jsou prováděny v průběhu celého životního cyklu, i iterativně 32.) Používá se v SI strukturovaný nebo objektově orientovaný přístup? oba strukturovaný přístup: zaměřen na funkce systému objektově orientovaný přístup: propojuje data s funkcemi 33.) Co předchází úloze o cestách a proč? Úloha o cestách navazuje na úlohu o společném rozhraní zřetězením dvojic do cest. Úloha o společném rozhraní zajišťuje integritu částí, nalézá regulární a neregulární vazby. 34.) Uveďte příklad dynamického, stochastického a otevřeného systému. Dynamický systém – PC Stochastický systém – modely hromadné obsluhy (fronty) Otevřený systém – biologické, ekonomické systémy 35.) Co je to "V model"? Zaměřuje se na část ŽC, která je nejvíce předmětem SI, tzn. fáze definice konceptu a vývoje. Dříve popisoval technický aspekt projektů NASA, dnes je součástí např. Object-Oriented SE Method. Zdůrazňuje potřebu definovat verifikační plány při definici požadavků a potřebu validace se stakeholdery. 36.) Vztah SI - inženýrské disciplíny? Disciplíny související s SI: inženýrské disciplíny související s oblastí zájmu daného systému (především pro systémy, jejichž části jsou spíše neměnné, soustřeďuje se na existující systémy, zatímco SI na systémy nové) 37.) Co je to dosažitelný systém? Je možné se dostat z počátečního stavu do určitého stavu X Dosažitelný systém = všechny stavy systému dosažitelné. 38.) Popište obecně výhody systémového inženýrství při realizaci projektu. Zkrácení harmonogramu o 40 % i víc, i za cenu vyšší složitosti, snížení nákladů o 30 % a víc, splnění technických požadavků, snížení rizika díky technikám jeho identifikace a řízení 39.) Jaké jsou typy dekompozice? Stručně je popište. Topologická – minimalizace vazeb dekomponované části s okolím Funkční – kritériem dekompozice je, aby dílčí subsystémy vykonávaly určitou funkci Věcná – subsystémy tvoří prvky společných vlastností, používají se třídící algoritmy, fuzzy množiny a shluková analýza Hierarchická – rozklad systému podle kritérií vycházejících z relace podřazenosti a nadřazenosti Dekompoziční úlohy se využívají se důvodů zvládnutelnosti systému. Předpoklady: předpoklad integrity (žádná část systému nesmí být ztracena), předpoklad soudržnosti (musí být zachována možnost opětovného spojení), předpoklad vyváženosti (vznikají srovnatelně složité subsystémy)
40.) Zachmanův rámec? Zachman’s Framework: část Enterprise Architecture, užitečná pro řízení podniku i pro vývoj informačního systému, pohled na systém a sním spojené produkty (artifact) z hlediska šesti otázek a šesti typů subjektů (rolí v procesu návrhu, podle etapy vývoje) Subjekty: stratégové, vedoucí pracovníci, architekti, inženýři, technici, pracovníci a uživatelé Otázky: proč?, co?, jak?, kde?, kdy?, kdo? 42.) Co je předmětem teorie systémů a jaký je její význam pro systémové inženýrství? studium abstraktních systémů 44.) Co je to universum systému, interface (rozhraní), struktura systému? universum systému = prvky systému rozhraní = fiktivní řez mezi dvěma částmi systému, definováno množinami proměnných – na výstupu a na navazujícím vstupu struktura = množina vazeb mezi prvky systému 45.) Vyjmenujte alespoň čtyři typy informací, které lze zjistit z precedenční matice systému? Na této matici můžeme určit všechny vstupy do vybraného prvku a všechny výstupy z něj, dále můžeme zjistit, jestli v grafu existuje smyčka, lze vyčíst, které prvky nejsou pro systém relevantní, a rovněž můžeme jednoduše napočítat, který prvek má minimální/maximální počet vstupů/výstupů. 46.) Co je elementární částí procesu (čím je proces tvořen)? 47.) Co je to systémová analýza a metody z jakých vědních disciplín využívá? Systémová analýza = použití systémového myšlení a metodologie pro analýzu složitých problémů v soukromém i veřejném sektoru pro podporu rozhodování. Čerpá z teorie systémů, operační analýzy, ekonomická analýzy, kybernetiky, informatiky, teorie rozhodování, teorie řízení apod. 48.) Co je cílem systémové syntézy? Hledá se struktura systému s danými vlastnostmi, který plní funkce při zadaných kritériích. 49.) Co je homomorfismus? (Typy relací podobnosti? homomorfismus a izomorfismus) zobrazení do (zobrazení z jedné množiny do druhé, kdy je zachována podstatná struktura) systém S2 je homomorfní se systémem S1, pokud existuje transformace převádějící systém S1 na systém izomorfní s S2 50.) Co je izomorfismus? zobrazení na (přiřazuje každému prvku z výchozí množiny právě jeden prvek z cílové množiny a naopak (obě množiny mají stejný počet prvků)) izomorfizmus struktur systému S2 a S1 – existuje zobrazení mezi prvky a vazbami obou systémů, kdy každému prvku/vazbě S1 je přiřazen právě jeden prvek systému S2 a naopak izomorfizmus chování systému S2 a S1 – existuje zobrazení mezi definičními obory proměnných a funkcí, které zachovává relace mezi počátečními a koncovými stavy, vstupními a výstupními vektory 51.) Souhlasíte s tvrzením, že při tvorbě SW lze poměrně snadno popsat strukturu a chování navrhovaného SW systému jedním komplexním modelem? Vysvětlete, případně uveďte příklad. 52.) Uveďte tři přístupy k životnímu cyklu SW systémů. NASA program/project life cycle: slouží pro stanovení rámce pro řízení rozsáhlých projektů NASA. Fáze obsahují velkou řadu kroků a definic. Pro definici hranic mezi fázemi se využívají kontrolní brány.
V model: popisuje technický aspekt projektového cyklu. Model je třírozměrný, tzn. najednou může probíhat práce na více variantách či subsystémech. IEEE 1220 Life Cycle: interdisciplinární standard sloužící k nalezení řešení od uživatelských požadavků, potřeb a omezení. Je použitelný pro nové produkty i pro inovaci produktů stávajících. nebo model vodopád, Rapid Application Development, spirálový model ?? asi ne 53.) K čemu slouží metoda AHP (Analytic Hierarchy Process) a na jakém principu funguje? Určena pro řešení složitých rozhodovacích problémů. Umožňuje pracovat s kvantitativními i kvalitativními veličinami a zachycovat preference rozhodujících subjektů. Zvládnutelnost výběru varianty je umožněna díky rozkladu složitého problému na řadu problémů jednodušších a následnému složení výsledného řešení. Jednotlivá kritéria i varianty se pak hodnotí po dvojicích, výsledkem jsou numerické hodnoty. S těmito hodnotami se následně pracuje pomocí jednoduchého maticového aparátu. 54.) Jaké dva typy metrik znáte? Tvrdé - Objektivně měřitelné ukazatele, jsou snadno měřitelné Měkké - Měření a hodnocení úrovně informatické podpory procesů či oblastí auditem. Jedna z možností je například ohodnotit stav pomocí bodového ohodnocení ve stanovené škále. 55.) ERP systémy = IS pro plánování a organizaci podnikových zdrojů, integraci podnikových dat a procesů. Integruje velké množství procesů souvisejících s produkčními činnostmi podniku, typicky se jedná o výrobu, logistiku, distribuci, správu majetku, prodej, fakturaci, a účetnictví. 56.) K čemu slouží tzv. podpůrné procesy v životním cyklu sytému? Systém engeneering process 57.) Jaké problémy jsou spojeny s vícekriteriálním hodnocením? 58.) Kdy a proč byl zaveden systémový přístup? Jaká je jeho návaznost se systémovým inženýrstvím? Vznikl společně s růstem složitých technických a ekonomických objektů a jejich řídících soustav. Je reakcí na přílišnou specializaci a vzájemné neporozumění i v rámci blízkých oborů a znovuobjevování stejných či podobných zákonitostí v různých oborech. 59.) Co je simulace? Simulace je napodobení chování reálného systému prostřednictvím modelu. Využívá se u složitých dynamických systémů s určitou mírou nejistoty, kde nelze matematický model řešit analytickým způsobem. Výhody: cena, rychlost, bezpečnost, někdy jediný způsob navození situace, možnost modelovat velmi složité systémy. Nevýhody: problém validity modelu, někdy náročnost na výkon počítačů, někdy velmi složité vytvořit simulační model, pro nové výsledky nutno simulaci opakovat 60.) Co je systémová syntéza? Systémová syntéza se zabývá tvorbou složitých koncepčních systémů. Základním nástrojem je systémová analýza. Při systémové syntéze se hledá struktura systému s danými vlastnostmi, které plní funkce při zadaných kritériích. 61.) S=XxXxXxX...jak by to mělo vypadat, aby šlo o dynamický systém? S=M1xM2xM3x..xMn => definice dynamického systému pomocí množin. Soustava množin M1, M2, M3, … Mn obsahuje časové množiny (T) nebo množiny funkcí času (např. množiny U‘, V‘)
62.) Postupy projektování shora-dolů a zdola-nahoru jejich výhody a nevýhody. Shora-dolů: zpřesňování složek definice systému, zachování požadavků spojitelnosti zamezením bílých míst, končí se v okamžiku další nedělitelnosti. Výhody: sledování cíle a jeho zpřesňování. Nevýhody: poslední nedělitelná úroveň nemusí být realizovatelná. Zdola-nahoru: celek se skládá spojováním částí. Výhody: pracuje se s dostupnými částmi. Nevýhody: nemusí být dosažen cíl projektu. 63.) Matematické modely a jejich výhody? Matematické modely jsou abstraktní modely využívající matematické jazyky pro popis struktury či chování systému. Prvky matematických modelů: množiny, proměnné, funkce, vektory, matice… Výhody: obecnost, stručnost a přesnost, snadná ověřitelnost hypotéz. 64.) Co je architektura? Architektura - strategická úroveň, nejvyšší míra abstrakce. Architektura popisuje uspořádání částí v celku podle podmínek. Obsahuje nejdůležitější, vše prostupující, strategické myšlenky, rozhodnutí a jejich odůvodnění týkající se celkové struktury, vlastností a chování daného objektu. 65.) Popište jednotlivé prvky ve Vlčkově definici systému kde S=(A,R,M,gama,delta). A – množina prvků, každý prvek spojen s nárokem na kapacitu R – soustava vazeb mezi dvojicemi prvků M – kardinální číslo, počet možných procesů vzniklých zřetězením rij Gama – podmnožina M, aktivované procesy, nazývají se chování systému, od ostatních procesů se liší čerpáním kapacity Delta – podmnožina M, procesy s nejlepšími předpoklady pro chování 66.) Vztah SI a IS Informační systémy využívá velké množství organizací různého typu, zaměření, velikosti. V rámci IS jsou používány různé druhy aplikací, pracuje se s různým druhem informací. Často není používán HW vyrobený speciálně pro daný IS. Stále se objevují nové technologie. Je třeba zvolit správnou kombinaci SW na vhodné HW platformě. Potřeba řádného strukturování procesu vývoje díky komplexnosti řešení problematiky IS s důrazem na požadavky. 67.) Uveďte typy úloh nad statickými systémy. Indexování prků – přiřazování jedinečné číselné hodnoty každému prvku. Optimalizační úlohy – hledání extrémů funkce, využívá se metod matematického programování Úlohy o struktuře – řeší se většinou na orientovaných grafech a multigrafech. Uplatnění mají zejména v analýze a syntéze. Typy úloh: Identifikační – vybírají se a třídí se některé prvky či vazby systému podle určitých vlastností čí znaků (identifikace hraničních prvků, hranic subsystémů, prvků podle počtu vazeb) Úlohy o cestách a cyklech – studují se cesty mezi prvky a jejich vlastnosti (délky cest, doby nutné pro realizaci cesty, kapacity cest), využívají se metody teorie grafů a systémové algebry. Úlohy: identifikace cesty mezi dvěma prvky, identifikace cyklů, zjištění délky cest a doby nutné pro realizaci cesty, úlohy o tocích mezi dvěma prvky, kapacitní úlohy, hamiltonovské cesty, hledání minimální kostry. Úlohy o společném rozhraní – analyzují se vlastnosti sousedních prvků, subsystémů, prvků a vazeb. 68.) Vztah konstrukce jazyka a SI Konstrukce jazyka spadá do úloh o symetrii, která je součástí struktury úloh SI. 69.) Proces
Časová posloupnost událostí / trajektorie ve stavovém prostoru. Proces se skládá z události. Událost je změna stavu prvku, krok času, nebo změna struktury systému.
70.) Řízení systému Je to schopnost ovlivňovat vstupní proměnné. Ovládání se zabývá ovládáním systému, včetně ovládáním originálů prostřednictvím systémových modelů. X jsou vnější vlivy působící na objekt, Y jsou odezvy objektu X´ jsou řídící vlivy subjektu, představují cíle ovládání, Y´ jsou vnitřní stavy objektu
71.) Systémová věda Předmětem zkoumání je systém. Je to metoda pro definici systému, jeho okolí, zobrazení systému, analýzu, optimalizaci struktury i jeho chování a realizaci. Zahrnuje několik vědních disciplín: systémové teorie (obecná teorie systému, kybernetika), systémové aplikace (systémová analýza a syntéza, operační výzkum, systémové inženýrství), pomocné disciplíny (teorie množin, grafů, algoritmů, her, automatů). 72.) Inženýrství Aplikace vědeckých a matematických principů pro nalezení ekonomických řečení technických problémů. Výsledkem inženýrské činnosti je návrh, tvorba a provoz určitých objektů nebo procesů.
