Разработка и реализация программного обеспечения, ориентированного на определение вероятностных характеристик надежности элементов по наблюдениям вероятностных характеристик надежности всей системы - Курсовая работа
Метод вероятностно-алгебраического моделирования. Примеры определения вероятностных характеристик функционально-сложной системы в символьном виде. Получение и добавление данных с сервера "Всемирной организации здравоохранения". Структура базы данных.
Аннотация к работе
Связи между компонентами системы зависят от решаемой задачи и отличают СС от простого набора частей. Исследование характеристик таких систем возможно с использованием методов имитационного моделирования, которые требуют проведения многочисленных имитационных экспериментов с последующим усреднением полученных результатов. Имитационные модели позволяют выявить некоторые закономерности функционирования СС и оценить в динамике изменение их вероятностных характеристик, однако обновление параметров моделирования требует проведения очередной серии экспериментов, что замедляет процесс исследования СС и не позволяет составить общую картину динамического поведения СС. В статье дается формальное описание метода ВАЛМ функционально-сложных систем, позволяющего решать следующие задачи: 1. получать изменяющиеся во времени вероятностные характеристики рассматриваемых состояний моделируемой системы, которые могут соответствовать как процессу разрушения, так и процессу развития систем из различных проблемных областей, 2. определять вероятностные характеристики системы в зависимости от изменения вероятностных характеристик составляющих ее компонентов, 3. определять вероятностные характеристики одного из элементов системы по известным вероятностным характеристикам остальных компонентов и всей системы, 4. выявлять зависимые вероятностные характеристики отдельных компонентов и определять степень их влияния на вероятностные характеристики всей системы, 5. определять структуру модели системы, оптимально описывающую имеющиеся экспериментальные данные.При ВАЛМ функционально-сложная система представляется в виде множества устройств , соответствующих элементарным компонентам исследуемой системы. Устройства считаются независимыми и описываются однотипным образом - n-мерным вектором, определяющим их возможные состояния, которые задаются множеством . Вероятности нахождения устройств в каждом из состояний определяются векторами . Будем говорить, что устройство является композицией устройств и , , если задано отображение F , однозначно определяющее состояние устройства по состояниям и исходных устройств и , где k = F(i, j). Операция (*), определенная на этом множестве порождает алгебру А, то есть: и для операции * справедливы законы дистрибутивности: , , где a и b-вещественные числа, .Метод ВАЛМ позволяет сделать оценку вероятностных характеристик исследуемой системы в символьном виде по параметрически заданным векторам составляющих ее компонентов. В качестве примера рассмотрим систему, схема которой представлена на рис. 1.2 Связи между компонентами этой системы описываются тремя операциями: операцией , операцией и тернарной операцией , взаимодействие между которой определяется функцией .В Уставе ВОЗ здоровье определено как состояние полного физического, душевного и социального благополучия, а не только как отсутствие болезней и физических дефектов. Управление ВОЗ осуществляется 192 Государствами-членами через Всемирную ассамблею здравоохранения. Статистическая информационная система ВОЗ (WHOSIS) - справочник по эпидемиологической и статистической информации, которой располагает ВОЗ. Всемирная организация здравоохранения предоставляет данные относительно зарегистрированных смертельных случаев по возрастным группам, полу, году и причиной смерти, чтобы устанавливать и поддерживать статистические услуги и обеспечивать информацию в области здоровья. Файл Описание. documentation.zip Содержит информацию о ВОЗ Mortality DATABASE, файловую спецификацию и список причин смерти. pop.zip Содержит информацию о численности населения и рождаемости country_codes.zip Содержит названия стран и их коды morticd10.zip Содержит детальные данные смертности для десятого пересмотра ICD (Международная Классификация Болезней)Pop7 Числовой Численность населения в возрасте 5-9 Pop8 Числовой Численность населения в возрасте 10-14 лет Pop9 Числовой Численность населения в возрасте 15-19 лет Pop10 Числовой Численность населения в возрасте 20-24 лет Pop11 Числовой Численность населения в возрасте 25-29 летАлгебры порождаются операциями, описывающими функции взаимодействия выделенных в процессе формализации элементов исследуемой графовой системы. На шаге “преобразования алгебраической модели в вероятностную форму” автоматически осуществляется преобразование алгебраической модели в вероятностную форму, представляющую функциональную зависимость f, связывающую с совокупностью векторов и определяющую расчеты вероятностных показателей исследуемого свойства системы: , где - векторы вероятностей состояний элементов системы, - вектор вероятностей состояний системы, - алгебраическая модель исследуемой системы. На шаге “реализация статического моделирования” статически ВАЛМ реализуется путем последовательного умножения векторов вероятностей, характеризующих состояния устройств модели, с учетом уровня вложенности функций и структурных коэффициентов по формуле (3.6), где , и вектора вероятностей состояний устройств , и , . Процесс формирования вектора вероятностей состояний системы по
План
Содержание
Введение
1. Описание предмета исследования
1.1 Описание метода вероятностно-алгебраического моделирования
1.2 Примеры определения вероятностных характеристик функционально-сложной системы в символьном виде
2. Описание программных средств
2.1 Получение и добавление данных с сервера “Всемирной организации здравоохранения”
3. Теоритическая разработка программного обеспечения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ
Введение
Объектом исследования являются сложные системы (СС), которые представляют собой совокупность изменяющихся компонентов, взаимосвязанных между собой и рассматриваемых как единое целое. Связи между компонентами системы зависят от решаемой задачи и отличают СС от простого набора частей.
Исследование характеристик таких систем возможно с использованием методов имитационного моделирования, которые требуют проведения многочисленных имитационных экспериментов с последующим усреднением полученных результатов. Имитационные модели позволяют выявить некоторые закономерности функционирования СС и оценить в динамике изменение их вероятностных характеристик, однако обновление параметров моделирования требует проведения очередной серии экспериментов, что замедляет процесс исследования СС и не позволяет составить общую картину динамического поведения СС.
Естественным подходом, эффективно применяемым при исследовании СС, является использование логико-вероятностных методов. Классический логико-вероятностный метод предназначен для исследования характеристик надежности структурно-сложных систем (ССС), которые при описании не сводятся к последовательным, параллельным и древовидным структурам [2]. При этом структура системы описывается средствами математической логики, а количественная оценка ее надежности производится с помощью теории вероятностей. Известен ряд модификаций и расширений возможностей этого метода, целью которых является решение задач надежности в различных проблемных областях [3]. Ограничением этих методов является: 1. рассмотрение двух состояний компонентов системы, 2. использование строго определенного множества операторов для определения связей между компонентами системы, 3. предположение о независимости состояний компонентов от изменений, происходящих с остальными компонентами и всей системой в целом во времени.
Поэтому актуальна разработка метода вероятностно-алгебраического моделирования (ВАЛМ) сложных систем, позволяющего учесть вероятностный характер состояний компонентов СС и неопределенность операций, задающих взаимосвязи между этими компонентами. Рассмотрение совокупности операторов, определяющих отношения между компонентами системы, позволяет провести исследование функционально-сложных систем, то есть таких, у которых поведение системы определяется наличием функциональных связей между ее компонентами, вероятностно изменяющими свое состояние во времени.
В статье дается формальное описание метода ВАЛМ функционально-сложных систем, позволяющего решать следующие задачи: 1. получать изменяющиеся во времени вероятностные характеристики рассматриваемых состояний моделируемой системы, которые могут соответствовать как процессу разрушения, так и процессу развития систем из различных проблемных областей, 2. определять вероятностные характеристики системы в зависимости от изменения вероятностных характеристик составляющих ее компонентов, 3. определять вероятностные характеристики одного из элементов системы по известным вероятностным характеристикам остальных компонентов и всей системы, 4. выявлять зависимые вероятностные характеристики отдельных компонентов и определять степень их влияния на вероятностные характеристики всей системы, 5. определять структуру модели системы, оптимально описывающую имеющиеся экспериментальные данные.
В статье приводятся результаты применения метода ВАЛМ для оценки в символьном виде вероятностных характеристик функционально-сложной системы по параметрически заданным векторам вероятностей состояний ее элементарных компонентов.