1、第1章系统工程的概念练习题1、 什么是系统(系统的定义)？系统的定义：“系统”是结构上相互联系、状态变化上相互依赖的若干成员，构成的具有特定功能的整体。系统的主要属性：整体性、关联性、环境适应性。2、 构成系统的基本要素有哪些？系统的特性(区别于其它事物)(1) 整体性(2) 目的性(3) 有序性。(4) 相关性(5) 复杂性(6) 适应性(7) 动态性(8) 开放性3、 什么是系统工程(系统工程的定义)？系统工程的定义：系统工程是针对系统整体对象全寿命周期的问题，运用系统的思想和方法进行建模、仿真、设计、优化、评价、决策的多学科交叉的理论方法和技术。它从系统整体出发，分析各单元的内在联系(约
2、束关系)，作统筹安排，发挥各单元的功能，基于定量和定性结合的系统思想及计算机技术等，处理大规模复杂系统的问题，从而达到系统整体最优的目的。系统工程的内涵：(1) 是一类多学科交叉的系统对象普遍适用的通用共性方法；(2) 是一门多学科交叉的工程学科；(3) 是将这些方法运用于“从概念到产品”的实践、运用于复杂系统问题以提供技术可行、经济最优的解决方案的实践(如最优控制) 。4、 系统工程的基本要素有哪些？系统工程的主要特点在于强调以下观点：(1) 整体性和系统性的观点(前提)；(2) 总体最优或总体平衡协调的观点(目的)；(3) 多种方法综合运用的观点(手段)；(4) 问题导向及反馈控制的观点(
3、保障)。5、系统工程与传统工程学有何异同？差异对照：对象基本方法专门方法工程学= 特定物理对象+ 基本逻辑与常识+ 专业知识系统工程= 一般对象+ 基本逻辑与系统观点+ 系统知识实例：电气工程学= 强电和弱电电路+ 基本逻辑与电学常识+ 电(力)网理论系统工程学= 社会/经济/能源等+ 基本逻辑与系统观点+ 分析/预测/建模/评价/决策共同点：都把科学和技术应用到工程实际，以达到改造客观世界的目的。6、系统工程有哪些应用领域？举一个实例并分析它的基本要素。(1) “工程控制”系统工程(2) 社会系统工程(3) 经济系统工程(4) 能源系统工程(5) 环境生态系统工程(6) 水资源系统工程(7)
4、 农业系统工程(8) 企业系统工程(9) 科技管理系统工程(10) 人口系统工程(11) 教育系统工程(12) 军事系统工程(13) 区域规划系统工程系统工程技术的应用：从芯片到太空飞船，从小型软件产品到复杂机器人，系统工程用到的工具包括建模与仿真，需求分析，时序安排以及复杂性管理等。各类系统工程，其技术共同点在于它们的实践性，强调对各类系统问题的应用，强调改造自然、创建社会生活所需的系统，强调实践效果。系统工程(SE)：探讨“系统对象”的共性问题、通用理论和技术定性与定量方法相结合建立系统对象的数学模型运用系统性思想和方法仿真分析和设计系统、掌握其变化规律对系统进行科学预测和评价及决策、提供
5、技术经济整体最优方案适用领域广泛：各类工程领域、经济和社会及军事领域等内容：1.1 系统工程的典型实例1.2 系统工程的概念与特点1.3 系统工程的发展1.4 系统工程的应用领域1.1 系统工程的典型实例实例1：“个体失优换得整体最优”的博弈策略实例2： 个体协调才能实现复杂系统功能实例3： 一个工程系统可以兼顾实现多个目标实例总结： 人 遵循简单工作程序 成功率激增实例总结： 行为 共同点(通用工作程序) 系统工程1.2.1 系统的概念系统的定义：“系统”是结构上相互联系、状态变化上相互依赖的若干成员，构成的具有特定功能的整体。系统的主要属性：整体性、关联性、环境适应性。系统的特性(区别于其
6、它事物)(1) 整体性。系统应由两个以上的要素或部分组成，各要素或部分之间存在着联系，从而构成一个有机的整体，以实现其目的和功能。系统科学家贝塔朗菲指出：机械论的错误观点之一，就是简单分解和简单加合。他认为应该以整体的观点来纠正过去那种错误分解的观点。从而提出了关于系统组成的著名定律：整体恒大于各孤立部分的简单加和。(2) 目的性。系统工作者进行系统的构思、设计、分析与控制、运转时，必须事先弄清其目的性，否则将无法构成一个良好、有序的现实系统。换句话说，系统工程学就是研究使系统对象顺利达到某种目的的一门学科。如军事作战系统就应按最容易确保自己战胜敌人的目的来配备兵力兵器等各种资源、进行作战的组
7、织指挥等军事活动；经济管理系统就应按如何获得最佳经济效益的目的，来优化配置人力、设备和相关资源等。(3) 有序性。由于系统的结构、功能和层次的动态演变有某种方向性，因而使系统具有有序性。系统的有序性表现为它既是由较低级的子系统组成的，且它自己又是更大系统的一个子系统。(4) 相关性。科学发展的全部成就证明了现实世界普遍联系的观点。系统中相互关联的要素或部件形成了“部件集，要素集。它集中了各部件或要素的特性和行为相互制约与相互影响的关系，正是这种相关性确定了系统性特有的整体形态与功能。(5) 复杂性。现代系统一般是多输入、多输出、多参数、多层次、多目标、多功能的系统。系统通常处在一个多变的环境约
8、束之中，其输入具有多个参数，且表现在时间空间或数值上的随机性和不确定性，系统本身往往具有多结构层次，只有进行一系列运算分析和比较，才能权衡出较优的方案。(6) 适应性。系统与周围环境之间通常都有物质、能量和信息交换。环境的变化会引起系统特性的改变，相应地引起系统内部各要素或部分之间相互关系与功能变化。因此，一般结构良好的系统必有反馈功能、自适应和自学习功能，以保持它对客观环境的适应能力。(7) 动态性。系统的动态性是指其状态量与时间的关系。由于物质与运动密不可分，各种物质的结构、形态、功能、特性及其规律都是通过运动表现出来的，要认识系统必须研究系统的运动。开放系统与外界有物质能量和信息交换，使
9、系统内部结构随时间变化，系统的发展是一个有方向性、周期性的动态反馈过程。(8) 开放性。系统对环境开放，与周围环境之间有物质、能量和信息交换。系统的功能各种系统的功能大不一样。从一般意义上讲，系统的功能如下图所示：输入 输出物质、能量和信息-处理与转换-物质、能量和信息狭义上：系统的功能是处理与转换系统的物质、能量和信息广义上：系统的功能是输入、输出、反馈、处理与转换系统的物质、能量和信息(将输入、输出和反馈也视为系统的功能)系统的分类(1) 按系统对象分类控制系统、工业系统、经济系统、教育系统、军事系统、社会系统(2) 按系统形成过程分类自然系统、人造系统、复合系统（自然+人造、如梯级水电）
10、(3) 按系统结构分类集中系统、分散系统、多级递阶系统、环形系统。(4) 按系统随时间的变化特性分类静态系统、动态系统(5) 按系统的复杂性分类简单系统、复杂系统(6) 按系统是否具有不确定性分类确定性系统、不确定性系统(7) 按热力学的观点分类孤立系统(与周围环境无信息和物质交换)、封闭系统(只与环境交换信息)、开放系统(与环境交换信息和物质)(8) 按系统的数量、种类及关联复杂程度分类简单系统、巨系统、简单巨系统、复杂巨系统、开放的复杂巨系统(9) 按哲学观点分类实体系统、概念系统实体系统与概念系统凡是由矿物、生物、机械和人群等实体成员构成的系统称之为实体系统。(实体成员：化学分子、其它可
11、测知的物质)凡是由概念、原理、方法、原则、制度、程序等概念性的非实体成员构成的系统称为概念系统。如软件系统、管理系统、军事指挥系统、社会系统等。现实世界中，实体系统和概念系统往往互相结合。实体系统是概念系统的物质基础，概念系统往往是实体系统的中枢神经，指导实体系统的行为。如电脑的硬件系统和软件系统1.2.2 工程的概念工程的定义：工程是利用自然规律创建至少能够使一部分人受益的系统的活动。三峡水利工程：水+牛顿定律发电。可见：工程是人类有目的有组织地改造世界的活动(注重实践效果)。工程这个词最早于18世纪出现在欧洲，本来专指兵器的制造和服务于军事目的的工作。这一涵义引伸出一种普遍的看法：将“服务
12、于特定目的的各项工作的总体”称为工程。如：三峡水利工程：筑坝、建发电站、建输电网、旅游开发嫦娥工程：无人月球探测、载人登月、建立月球基地3个阶段注意：这里工程的含意远超一般工程学中的工程（如：机械工程、电气工程、采矿工程、土木工程等一般工程）。系统工程的一般特点(1) 系统工程研究问题的一般程序：先构建整体框架、再设计细节。即，先开展系统逻辑思维过程的总体设计，再进行各子系统或具体细节的设计。逻辑思维过程的总体设计：是这样的一种创造性劳动-“针对拟定问题，综合构想研究的内容、方法、人员、进度等，使系统能够更好地达到预期效果”。(2) 系统工程方法以系统整体功能最佳为目标，通过对系统分析与综合、
13、构造系统模型、调整改善系统的结构，使之达到整体最优。(3) 系统工程的研究注重系统与环境的融合，近期利益与长远利益相结合，社会效益、生态效益与经济效益相结合。1.4 系统工程的应用领域系统工程的应用领域十分广泛，主要有：(1) “工程控制”系统工程(2) 社会系统工程(3) 经济系统工程(4) 能源系统工程(5) 环境生态系统工程(6) 水资源系统工程(7) 农业系统工程(8) 企业系统工程(9) 科技管理系统工程(10) 人口系统工程(11) 教育系统工程(12) 军事系统工程(13) 区域规划系统工程第2章 系统工程方法论0、收集并整理一个自己日常生活中系统工程的例子，并运用霍尔三逻辑维的
14、工作步骤来分析它。 1. 什么是系统？ 2. 什么是系统工程？ 3. 系统工程必须具备那些特性？ 4. 什么是系统的整体性和集合性？它们的意义如何？ 5. 系统的特性或行为与其任何一个组成部分的关系如何？ 6. 什么是系统受到干扰后的连续稳定性？ 7. 什么是多级递阶结构，不同级别决策单元间交换信息的原则怎样？ 8. 什么是系统思想观念？ 9. 什么是静态模型和动态模型，它们各自的输出输入与时间的关系如何？ 10. 系统工程中被分析的是不同系统对象的什么信息？ 11. 什么是信息熵，它具有那些特性？ 12. 什么是可行方案，其性能、费用、效益、时间等指标的特性如何？ 13. 什么是系统分析？其
15、过程如何？ 14. 什么是系统环境？ 15. 什么是系统的鲁棒性 16. 什么是系统的能观测性？ 17. 什么是系统的能控性？ 18. 什么是最优控制？ 19. 什么是系统的层次性和相关性？它们的意义如何？ 20. 多层与多级递阶结构的区别是什么？ 21. 系统工程的核心目标是什么 22. 什么是信息？ 23. 简化大系统模型的“集结法”的思想是什么？它的要求如何？ 24. 系统分析中，会产生目标冲突的原因是什么？ 25. 系统分析的定量方法适用于什么系统？(系统结构清楚、收集到的信息准确、可建立数学模型的系统) 26. 系统目标分析中的总体目标不仅要具有全局性和总体性特征，还要集中反映那些要
16、求？ 27. 系统工程是以什么为对象的一门交叉学科？ 28. 什么是系统分析的因果分析法？1、 系统的定义：“系统”是结构上相互联系、状态变化上相互依赖的若干成员，构成的具有特定功能的整体。2、 系统工程的定义：系统工程是针对系统整体对象全寿命周期的问题，运用系统的思想和方法进行建模、仿真、设计、优化、评价、决策的多学科交叉的理论方法和技术。它从系统整体出发，分析各单元的内在联系(约束关系)，作统筹安排，发挥各单元的功能，基于定量和定性结合的系统思想及计算机技术等，处理大规模复杂系统的问题，从而达到系统整体最优的目的。3、系统工程的主要特点在于强调以下观点：(1) 整体性和系统性的观点(前提)
17、；(2) 总体最优或总体平衡协调的观点(目的)；(3) 多种方法综合运用的观点(手段)；(4) 问题导向及反馈控制的观点(保障)。4、(1) 整体性。系统应由两个以上的要素或部分组成，各要素或部分之间存在着联系，从而构成一个有机的整体，以实现其目的和功能。系统科学家贝塔朗菲指出：机械论的错误观点之一，就是简单分解和简单加合。他认为应该以整体的观点来纠正过去那种错误分解的观点。从而提出了关于系统组成的著名定律：整体恒大于各孤立部分的简单加和。（2）集合性，系统的集合性是指由两个或两个以上的可以互相区别的对象（元素）所组成的系统，类似一个集合。集合里的各个对象叫做集合的元素（子集）。例如，一个计算
18、机硬件系统、应用程序、数据库等软件系统，才能构成一个可以使用的计算机系统的完善系统5、 相关性。科学发展的全部成就证明了现实世界普遍联系的观点。系统中相互关联的要素或部件形成了“部件集，要素集。它集中了各部件或要素的特性和行为相互制约与相互影响的关系，正是这种相关性确定了系统性特有的整体形态与功能。6、 当系统在使他偏离平衡状态的扰动作用消失后，返回原料平衡状态的能力。也就是说，系统在去掉作用于系统的扰动之后，系统能够以足够的精度恢复到初始平衡状态。7、多级递阶结构由若干个明显可分、纵横交错的决策单元构成，所有的决策单元按一定的支配关系递阶排列，每级单元受到上一级单元的干预，同时又对下一级单元
19、施加影响。由于同级单元的决策目标可能相互冲突，因此需要由上一级单元来协调。多级递阶结构的决策单元处在不同级别，只有上下级才能交换信息同单元协调解决，级之间不交换信息，目标之间的冲突通过上一级。协调的最终结果应该为全局优化或近似全局优化的结果。8、 系统思想最基本的含义，是关于事物的整体性观念、相互联系观念和演化发展观念。系统概念来源于人类长期的社会实践经验。9、 系统状态是指系统的那些可以观察和识别的状况、态势、特征等。在系统问题研究需要考虑的时间跨度内，根据系统状态是否随时间而变化，可将系统分为动态系统和静态系统。动态系统就是系统的状态是随时间而变化的，即系统的状态变量是时间函数。在足够大的
20、时间尺度上看，任何系统都处于或快或慢的动态变化之中，都是动态系统。但当系统在所研究的时间范围内看不到变化，只需要他们的共时性特征时，则可认为系统是静态系统，他是动态系统的一种极限状态，即处于稳定状态的系统。10、（1）系统目标分析，（2）系统结构分析（3）系统环境分析，以及内部状况分析，可行性分析等11、信息交换中面对的往往不是单个消息，而是可能消息的集合，其中较为简单的情形是集合中包含有限个可能消息。对此，了解可能消息之集合的整体信息是关键，这需要用整体平均信息量H来表示，又称为信息熵。对称性(b) 非负性(c) 确定性(d) 最大熵原理12、 实现系统的目的，可以采用多种手段，因而产生各种
21、可行方案。特性：衡量总体目标的具体标志，是对备选方案进行分析的出发点。13、 系统分析是应用建模、优化和仿真等技术进行的定量和定性分析，为选择最优方案提供科学决策依据的分析过程。（1）问题（2）目的与目标（3）方案（4）模型（5）系统评价（6）决策者14、 系统环境是指存在于系统外且与系统发生作用的各种因素的总称，亦即为系统提供输入或接受它的输出的各种因素的集合。15、 由于测量的不精确和运行环境的变化，不可避免地引起系统的特性或参数产生非期望漂移，这种现象称为系统特性或参数的“摄动”。如果系统的控制品质对系统特性或参数的“摄动”不敏感，即摄动引起的品质指标变化保持在可接受范围内的特性，称为鲁
22、棒性。16、 对线性系统(1)，若通过量测一个时间段内的输出Y（t）和输入U（t），能够唯一地确定该时间段后某时刻的状态，则称系统（1）在该时刻具有能观测性。17、 线性系统(1)，对时刻t0 的任意初态X0 总存在容许控制，经过 t1 -t0有限时间的控制作用后，系统回到原来的初状，则称系统(1)在 t0具有能控性。如果系统在任意时刻都具有能控性，则称系统完全能控。18、 对于一个给定的动态系统，常希望设计这样的控制器，让系统从一个状态转移到期望的另一个状态，使系统的某种性能指标在状态转移过程中尽可能好，称这种控制器实现的控制为最优控制。19、 层次性。由于系统的结构、功能和层次的动态演变有
23、某种方向性，因而使系统具有有序性。系统的有序性表现为它既是由较低级的子系统组成的，且它自己又是更大系统的一个子系统。 相关性。科学发展的全部成就证明了现实世界普遍联系的观点。系统中相互关联的要素或部件形成了“部件集，要素集。它集中了各部件或要素的特性和行为相互制约与相互影响的关系，正是这种相关性确定了系统性特有的整体形态与功能。20、多层与多级递阶结构的区别：多层递阶结构(阶梯形结构)把一个复杂的决策问题进行纵向分解，按对系统施加作用的复杂性分成若干子决策层；多级递阶结构(金字塔形结构)则把决策问题同时进行纵向和横向分解，突出各个决策单元之间的纵横关联关系。许多情况下，两者同时存在于一个系统中
24、。21、系统工程的核心目标之一，是使系统运行在最优状态。因此，运筹学是系统工程的重要理论基础，它内容较多、独成一章。22、信息论的创立者香农将信息定义为“两次不确定性之差”，即“不确定性的减少”。从通信角度看，信息是数据或信号构成的消息所载有的内容。消息是信息的载体，信息是消息的内涵。从应用角度讲，信息是指能被人认识和利用、但事先不知道的事情。也就是说，信息对收信者应该是有用、未知的。23、集结法的思想：把原系统中众多的状态变量按线性组合变换成数量较少的新状态变量，从而达到简化原系统模型的目的。集结法的原则：集结后的简化模型要保持原模型的主导特征值不变，使简化后模型的动态特性与原模型的动态特性
25、无很大差异。24、 信息不对称、沟通不顺畅、竞争有限资源25、 难用数学模型描述的社会和生物系统等，常用定性和定量结合的方法描述。26、系统分析的要求：1）系统分析是决策的基础和辅助技术，谁决策谁承担责任。2）系统分析要有一般性和适应性。3）系统分析中人与决策者要保持良好沟通，做到准确把握、及时调整。4）系统分析要讲效率。27、 系统工程是一门交叉学科，它的基础理论较多，主要有：一般系统论、经济控制论、运筹学、耗散结构理论、混沌理论、自动控制论、信息论28、 因果分析法把系统中产生的事故原因和造成的结果所构成错综复杂的因果关系，采用简明文字和线条加以全面表示的方法。霍尔三维结构1、系统工程方法
26、论的概念与发展系统工程方法论的概念是用于解决复杂系统问题的工作步骤、方法、工具和技术。系统工程方法论是在综合应用运筹学、控制论、信息论、管理科学、心理学、经济学以及计算机科学等有关学科的理论和方法的基础上形成的科学思想和方法。 系统工程方法论的发展在系统工程的实践中不断形成和发展。早在1957年，美国学者H.H.古德和R.E.麦克霍尔在系统工程一书中就对复杂系统问题的工作步骤、工具和技术等方面作过较为系统的描述。到了60年代，许多系统工程学者根据实践经验，总结出了系统工程方法论的许多有关步骤、内容和方法，虽然这些工作成果在形式上不尽相同，但基本思想还是一致的，其中以霍尔的方法论最具代表性。美国
27、学者A.D.霍尔在1969年利用结构分析法提出著名的霍尔三维结构，使系统工程的工作阶段和步骤更为清晰明了。2、“霍尔三维结构”一般方法 美国系统工程专家霍尔(ADHall)在总结多方面系统工程实践经验的基础上，1969年提出了一种解决系统工程问题的最具代表性的一般方法“霍尔三维结构”。 它的出现，为解决大型复杂系统的规划、组织、管理问题提供了一种统一的思想方法是“系统工程的典型方法论” 。 霍尔三维结构是将系统工程整个活动过程分为前后紧密衔接的七个阶段和七个步骤，同时还考虑了为完成这些阶段和步骤所需要的各种专业知识及技能。这样，就形成了由时间维、逻辑维和知识维所组成的三维空间结构，如下图所示。
28、（1）时间维表示系统工程活动从开始到结束按时间顺序排列的全过程，分为规划、生产计划、研制、生产、安装、运行、更新七个时间阶段。（2）逻辑维是指时间维的每一个阶段所要开展的工作内容和应该遵循的思维程序，包括明确问题、确定目标、系统综合、系统分析、优化、决策、实施七个逻辑步骤。（3）知识维（专业科学知识）。系统工程除了要求为完成上述各步骤、各阶段所需的某些共性知识外，还需要其他学科的知识和各种专业技术，霍尔把这些知识分为工程、医药、建筑、商业、法律、管理、社会科学和艺术等各种知识和技能。各类系统工程，如军事系统工程、经济系统工程、信息系统工程等。都需要使用其它相应的专业基础知识4、“霍尔三维结构”
29、的缺陷完全按照解决工程技术问题的思路来解决社会经济问题时，存在很多困难。因为社会经济系统中的许多问题很难象工程技术系统那样事前就弄清需求关系，很难按若干评价标准设计出符合需求的最优系统方案。重点：、1）霍尔三维结构中逻辑维的工作步骤解决系统工程实践中的有关问题必须遵循一定的工作步骤。在解决工程技术系统中的问题时，常遵循霍尔三维结构中的逻辑维所列出的工作步骤，这就是：明确问题；设计评价的指标体系；系统综合；系统分析；最优化；决策；实施计划。 第0题、案例：医院信息系统的研发一、规划阶段1、首先对所处的社会的、经济的、技术的环境因素进行广泛的、有一定深度的调查和研究。对医院信息系统来说，要面临以下
30、的境况：（1）医院发展面临的问题：大量的医学数据库分布在医院的各个角落，如：医疗信息、门诊信息、药品信息、收费信息、材料信息和影像信息等等，而且这些医用的数据不断的增长，而对如此庞大的分布式和多源性的数据，任何个人和团体都难以通过手工来整理统计数据信息，从而获得有用的信息；信息流在中间传输环节上脱节、丢失、错乱而导致不必要的内部矛盾；病人结算时常出现排长队的现象；医院科室之间经常出现重复操作的现象；（2）医院信息系统在发达国家已经得到了广泛的应用，并创造了良好的社会效益和经济效益。2、根据以上的调查结果，提出关于医院信息系统的一个纲领性计划：实现整个医院的人、财、物等各种信息的顺畅流通和高度共
31、享，为全院的管理水平现代化和领导决策的准确化打下坚实的基础。二、方案阶段1、对以上的纲领性计划进行分解、量化和协调，提出一个相互协调、具体的、可量化的目标树：硬件平台系统设计，网络设计，数据库系统和系统管理平台，网络管理，工程服务，培训服务，系统维护与支持2、进一步根据这些相互协调的目标，提出多个能实现这些目标的具体方案。这涉及一系列的具体问题。以硬件平台系统设计为例：（1）服务器，必须保证其速度快、稳定、质量可靠；（2）工作站，以保证网络的高速度运转、高可靠性为标准；（3）打印机，以打印速度快、耐用、运行成本低，世界著名的打印机生产商产品完全符合其要求；（4）配备电源，电源中断时，如果网络正
32、在运行，可能导致数据丢失、设备损坏从而造成无法弥补的损失，因此，必须保证机器的不间断运行，但仅能提供一段很短的时间，并发出警报；3、根据所提出的具体方案，进一步提出为实施这个方案，在技术方面、社会方面、经济方面、环境方面可能出现的、需要通过研究才能解决的问题。例如：4、对所提出的方案的成本费用和效益进行尽可能详细和严格的计算，以便让方案的委托人或雇主估计承受能力和根据效益进行决策。三、研制阶段1、提出该系统的详细的研制方案，2、提出详细的实施(生产或施工，包括往后各阶段)计划4、 生产阶段和运行阶段网络安装，遵循EIA/TIA568B布线标准，安装内容如下：提供网络拓扑设计图，安装服务器及网络
33、设配器，安装工作站及网络设配器，安装SwitchHUB,UTP及所有接头，安装服务器网络操作系统，安装工作站应用软件完成（）的制造，连接好网络5、 更新阶段：网络调试，按照标准调试每一个节点，保证每一个工作站能正常运行，并进行严格的安装后测试，减少每一个点的不良隐患，使网络能稳定运行。第3章 系统建模与仿真0、 写出下面有向图的邻接矩阵、并求其可达矩阵 P2 P3 P5 P4 P1 1. 什么是系统模型，它与实际系统的区别和联系如何？2. 什么是数学模型？3. 什么是模拟模型，它包括那些类型？4. 什么是系统建模，建模中通常利用那些方法或手段？5. 系统模型与实际系统间的关系如何？6. 什么是
34、抽象模型？7. 系统模型的特征有哪些？8. 系统建模的原则如何？9. 什么是系统预测10. 对系统模型的要求有哪些？11. 系统建模的步骤如何？12. 什么是系统的结构模型？1、 系统模型是通过某种工具（如文字、符号、图表、实物、数学公式等）对一个系统的本质属性进行的描述。它揭示系统的功能和作用，并提供有关系统的知识。系统模型是现实系统的抽象和模仿，是对现实系统本质属性的简化描述，是对客观事物运动规律和特征的一种定量抽象，是对实体系统在研究范围内更普遍、集中、深刻地描述。在构造模型时，要兼顾到它的现实性和易处理性。1）考虑到现实性，模型必须包括现实系统的主要因素。2）考虑到易处理性，建模要采取
35、一些理想化的办法，即去掉一些外在的影响并对一些过程作合理的简化。2、数学模型是指用数学表达式描述系统结构和过程的模型，它由常数、变量和函数关系组成。3、 模拟模型分两类：一是实体模拟模型，另一是计算机模拟模型实体模拟模型也称物理模拟模型，它用一种原理相似、求解或控制容易的系统描述真实系统，如水中模拟太空失重。计算机模拟模型是运用特定程序语言、通过计算机操作描述真实系统的模型4、 系统建模是在对现实系统进行抽象的基础上，把它们再现为某种实物、图画或数学模型，然后基于模型对系统进行对比、分析、研究，最终导出结论。系统建模的方法(5种)1)推理法“白箱”系统(已知结构和规律)2)实验法“黑箱”或“灰
36、箱”系统、允许做实验的系统3)统计分析法“黑箱”且不允许直接进行实验观察的系统只能根据输入输出的数据积累，开展统计分析4)混合法大多数系统，模型的建立往往要用上述几种方法综合5)类似法建造原系统的类似模型，如电路系统。5、 系统模型既反映实际系统的主要特征，是实际系统的合理抽象和有效模仿，考虑到现实性，模型必须包括现实系统的主要因素6、 抽象模型(用于系统工程一般问题、包括工程技术问题的研究)不是被研真实系统、而是其抽象，按采用的抽象工具又分为图式模型、模拟模型和数学模型7、1）是实际系统的合理抽象和有效模仿；2）由反映系统本质特征的主要组分构成；3）表明了因素之间的逻辑关系或定量关系。8、1
37、）现实性原则构造的模型能够确切地反映客观现实系统，也就是说，模型必须包括现实系统中的本质因素和各部分之间的普遍联系。2）简化原则在满足现实性要求的基础上，在保证必要的精度的前提下，去掉不影响真实性的非本质因素，从而使模型简化，便于求解，减少处理模型的工作量。3）适应性原则系统应该适应外界环境的变化，即构造的模型在具体环境条件变化时，应该对环境有一定的适应能力。4）借鉴性原则尽量采用标准化的模型和借鉴已有成功经验的模型。这样做，既节省时间、提高效率，又有利于保障系统模型的可靠性。9、系统预测是对事物或现象马上发生的或不明确的情况进行预先估计与推测。10、对系统模型的要求：现实性、简明性、标准化1
38、）现实性 模型在一定程度上能较好地反映系统的客观实际，应把系统本质的特征和关系反映进去，而把非本质的东西去掉，但又不影响反映本质的真实程度。2）简明性在满足现实性要求的基础上，应尽量使系统模型简单明了，以节省建模费用和时间。3）标准化在建立某些系统的模型时，如果有标准化模型可供借鉴，则应尽量采用标准化模型，或对标准化模型加以修改、使之适合对象系统。11、系统建模的步骤( 7步)1）明确建模的目的和要求。以便使模型满足实际需要，不致产生太大的偏差；2）对系统进行一般语言描述。系统的语言描述是进一步确定模型结构的基础；3）弄清系统的主要因素及相互关系。使模型准确表示现实系统；4）确定模型的结构。这
39、一步决定了模型定量方面的内容；5）估计模型中的参数。用数量来表示系统中的因果关系；6）实验研究。对模型进行实验研究；7）必要修改。根据实验结果，对模型做必要的修改。12、 结构模型是表示系统各要素之间相互关系的宏观模型。一种最方便的办法是用有向图表示这种关系、实现结构模型的描述。第0题第4章 系统的最优化方法1、 什么是可行域、可行解、最优解？可行域：满足约束条件的决策变量X=X1,X2.XnT在 n 维空间上的点构成的集合。可行解：满足约束条件的决策变量X=X1,X2.XnT的任 取值 是可行域中的点最优解：可行域中使目标函数达到最优值(对标准模型就是最小值)的决策变量X=X1,X2.XnT
40、的取值 2、用图解法求解下述线性规划min 2x1 x2 2x1 + 5x2 10 S.t. x1 2x2 2 x1 ，x2 0第5章系统评价方法1. 什么是系统评价2. 什么是环境因素的评价？3. 什么是层次分析法？4. 什么是系统决策？5. 什么是概率型决策环境？1、 系统评价：是对系统方案满足目标的程度进行的全面分析和综合判定(综合评定系统的价值)。2、环境因素的评价就是通过对有关环境因素的分析，区分有利和不利的环境因素，弄清环境因素对系统的影响和后果等。3、 层次分析法(AHP)：是将复杂问题分解成各个组成因素；再将这些因素按支配关系分组，形成递阶层次结构；通过两两比较，确定相同层中各要素对上层单个要素的相对重要性；然后，综合有关人员的判断，确定备选方案相对重要性的总排序。4、 为实现特定的系统目标，运用系统工程对涉及的诸多因素进行系统分析，对若干可行方案进行综合评价，从中选择最优方案或满意方案所作出的决定。
