系统工程理论方法与应用作业集

第一章测试题一.填空题1:系统工程的理论基础是由_______、_______、_______、_______等学科相互渗透、交叉发展而形成的。答案一般系统论。大系统理论。经济控制论。运筹学2:系统工程所研究的系统特性有_______、_______、_______、_______。答案可控性。动态性。复杂性。自律性3:一般系统的特性为_______、_______阶层性、整体性、目的性、环境适应性。答案集合性。相关性4:系统工程强调整体系统的_______，而不是追求单一目标的最优化。答案综合最优化5:对策问题可以根据参加对策的人数分为_______和_______；根据剧中人有无合作行为分为_______和________；根据支付情况分为_______与_______。答案两人对策。多人对策。有合作对策。无合作对策。零和对策。非零和对策二.选择题1:一般系统论是通过对各种不同系统进行科学理论研究而形成的关于适用于一切种类系统的学说。其主要创始人是_______。(A)普利高津(B)H.切斯纳(C)L.V.贝塔朗菲(D)钱学森答案C2:以下列举的系统中_______不属于大规模复杂系统。(A)学生选课系统(B)经济计划管理系统(C)信息分级处理系统(D)区域经济开发系统答案A3:大系统理论中的分层控制通常分为三层，其中根据由市场供销情况所决定的生产计划，来补偿由于元件老化、机器磨损、环境变化等缓慢扰动的影响，校正大系统的最优运行是_______的主要任务。(A)自适应层(B)最优化层(C)直接控制层(D)间接控制层答案A三.判断题1:系统工程的理论基础是由一般系统论、大系统理论、经济控制论、运筹学等学科相互渗透、交叉发展而形成的。答案是2:研究大系统的结构方案、稳定性、最优化、建立模型的模型简化问题称为一般系统论。答案否3:钱学森提出“开放的复杂巨系统”的概念，对于系统科学的发展是一个重大突破，也是一项开创性贡献。答案是四.名词解释1:系统：答案系统是具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素所构成的一个整体。2:系统工程：答案系统工程就是从系统的观点出发，跨学科的考虑问题，运用工程的方法去研究和解决各种系统问题，以实现系统目标的综合最优化。3:运筹学：答案运筹学是应用分析、试验、量化的方法，对经济管理系统中人、财、物等有限资源进行统筹安排，为决策者提供有依据的最优方案，以实现最有效的管理。五.简答题1:在系统工程一类软科学中，所研究的系统对象可以分为哪两类，分别有什么特点？答案在系统工程一类软科学中，所研究的系统对象，往往可以分为“硬系统”和“软系统”两类。硬系统一般是偏工程、物理型的，它们的机理比较明显，比较容易用数学模型来表述，有较好的定量方法可以计算出系统的行为和最优解。软系统一般偏社会、经济性的，它们的机理往往并不清楚，较难完全用数学模型来表述，而常用定量和定性相结合的方法来处理问题。“软系统”的一个主要特点是在系统中加进了人的因索，吸取了人的判断和直感。2:试从两个角度对所研究的系统进行分类。答案从系统的规模分类，系统可分为普通系统、大系统及巨系统；从系统的复杂程度来分，可分为简单系统与复杂系统；自然系统、人工系统；概念系统，实体系统；从系统变量的时间特征可以分为动态系统，静态系统。从系统与外界的交互程度可以分为孤立系统、封闭系统、开放系统。（以上分类答出两个即可）3:系统工程与一般工程比较有哪些特点？答案研究的对象广泛，包括人类社会、生态环境、自然现象和组织管理；系统工程是一门跨学科的边缘学科；在处理复杂的大系统时，常采用定性分析和定量计算相结合的方法。4:简述系统工程的概念及其学科性质。答案系统工程就是从系统的观点出发，跨学科的考虑问题，运用工程的方法去研究和解决各种系统问题，以实现系统目标的综合最优化。在科学技术体系结构中，系统工程属于工程技术，是一门新兴的交叉学科。5:简述系统的定义及其特征。答案系统可被定义为具有一定功能的、相互间具有有机联系的由许多要素或构成部分组成的一个整体。系统的特点：集合性、相关性、阶层性、整体性、目的性、环境适应性。第二章测试题—、填空题1:系统工程方法论的基础是_______，_______是完成系统工程问题的中心环节。答案系统分析技术。系统分析2:问题剖析报告包括_______和_______两部分内容。答案问题性质。问题条件3:阐明问题阶段约占系统分析全过程时间的_______。答案百分之二十至百分之二十五4:备选方案应具备以下特性，即_______、_______、_______、_______。答案强壮性。适应性。可靠性。现实性(可操作性)5:建模技术主要有_______、_______、_______、_______四种，前两种主要反映_______，后两种主要反映直感思维方式。答案分析。仿真。博弈。判断。逻辑思维方式6:对于一个变量之间关系不清楚的系统，采用_______模型是合适的。答案仿真7:系统评价的主要方法有_______、_______、_______、_______。答案关联矩阵法。费用效益分析法。层次分析法。模糊评价法二.判断题1:一项系统工程的分析过程中，如果准备充分、考虑全面，每个行动环节就可以一次顺利完成。答案否2:每项系统分析都需要比较多个备选方案，如果不采取任何行动，保持原状则不可称其为—种方案。答案否3:计算机仿真是很有效的技术工具，对于一个变量之间关系不清楚的系统，采用仿真模型是合适的。答案是4:在模型简化时，建模者要忽略那些与后果关系不大的变量，又不能因数据缺乏或理论上解释不清将有些变量轻率的删去。答案是5:由经验的系统分析者并非先写简报而是先写技术报告，整理出完整的数据、假设、模型、计算结果、推理和分析等，有了这些技术资料的支持，便可着手写主体报告。答案是三.名词解释1:情景分析法：答案情景分析法对于每种备选方案都确定几组未来实施环境的特征和条件，如按“乐观”、“正常”和“悲观”的环境；也可按出现可能性、正常和特殊的环境等进行预测。2:特尔斐法：答案即专家调查法。它通过若干轮征询个人的真实意见，使预测结果不断完善。分析小组和专家之间的信息交换替代了会议讨论。一般采用问卷的方式征询意见，现在有的借助计算机终端显示来加速这一过程。四.简答题1:如何理解系统分析，请从广义和狭义两方面对其做出解释。答案广义的解释认为系统分析就是系统工程，系统分析是系统工程的同义词；狭义的解释认为系统分析是系统工程的一项优化技术，是系统工程在非结构化问题决策中的具体应用。2:系统分析一般包括几个阶段，几个环节？请画图简要说明。答案系统分析的三个阶段：阐明向题阶段、分析研究阶段、评价比较阶段。五个环节：阐明问题，谋划备选方案，预测未来环境，建模和预计后果，评比备选方案，如图F.1所示。3:在系统分析的阐明问题阶段，总会碰到各种各样的冲突，比如目标冲突和利害冲突，合理解决冲突是系统分析、系统运行的关键问题。试针对目标冲突和利害冲突提出解决办法。答案(1)目标冲突解决办法：①建立一个没有矛盾的目标集，把引起矛盾的分目标剔除掉；②采用所有分目标，寻求一个能达到冲突目标得以并存的方案。(2)利害冲突解决办法：①说服目标之一放弃自己的利益；②保持其中一个目标，用其他方式补偿或部分补偿受损方的利益；③通过协商调整目标系统，使之达到目标相容。4:系统工程的整个过程可以分解为几个阶段，每个阶段的主要工作是什么？答案系统分析的整个过程可以归纳成阐明问题、分析研究、评价比较三个阶段。阐明问题阶段的工作结果是提出目标，确定评价指标和约束条件；分析研究阶段提出各种备选方案并预计一旦实施后可能产生的后果；最后阶段将各方案的评价比较结果提供给决策者，作为判断抉择的依据。5:简述系统工程方法论中阐明问题阶段的主要工作内容。答案(1)搞清问题的性质、明确问题的范围。(2)明确问题的目标。目标要成系统，注意层次性、构成目标书，同时注意目标间的冲突。(3)明确问题所处的环境和约束条件。(4)确定系统的评价指标。注意指标的数量和大类，指标要合理，注意层次性。(5)收集分析资料，形成问题剖析报告，撰写阶段结果报告。阐明问题阶段约占系统分析全过程时间的20%〜25%。第三章测试题一.填空题1:由若干节点和有向边连结而成的图像称为_______。答案有向联结图2:—个节点的有向边若直接与该节点相连接就构成了一个_______。答案环3:只有一个源点或只有一个汇点的图称为_______。答案树4:_______用来描述图中各节点两两之间的关系。答案邻接矩阵5:假设对角矩阵进行比较关系时，则需进行_______比较，故当维数增多时，就会使运算极为复杂。因此，一般采用上三角阵法比较，这样，只需比较_______。答案n2。(n2-n)/26:所谓区域划分，就是把要素之间的关系分为_______和_______，并且判断哪些要素是连通的，即把系统分为有关系的几个部分或子部分。答案可达。不可达二.名词解释1:结构模型：答案结构模型就是应用有相连接图来描述系统各要素间的关系，以表示一个作为要素集合体的系统模型。2:ISM：答案ISM中文名称是解释结构模型法，是美国J.华费尔特教授于1973年作为分析复杂的社会经济系统有关问题的一种方法而开发的。其特点是把复杂的系统分解为若干子系统(要素)，利用人们的实践经验和知识，以及电子计算机的帮助，最终将系统构造成一个多级递阶的结构模型。3:结构模型法：答案结构模型法是在仔细定义的模式中，使用图形和文字来描述一个复杂事件(系统或研究领域)的结构的一种方法论。4:可达矩阵：答案可达矩阵是指用矩阵形式来描述有向连接图各节点之间经过一定长度的通路后可以到达的程度。三.简答题1:简述结构模型的特征。答案结构模型是一种图形模型(几何模型)，也感一种定性为主的模型。结构模型可以用矩阵形式描述，从而使得定量与定性相结合。结构模型比较适宜于描述以社会科学为对象的系统结构的描述。2:简述结构模型法的工作程序。答案解释结构模型法的工作程序：成立一个实施解释结构模型法的小组；设定问题；选择构成系统的要素；建立邻接矩阵和可达矩阵；对可达矩阵进行分解，之后建立系统的结构模型；根据结构模型建立解释结构模型。3:同任何其他方法一样，结构模型法也有不足之处，其存在的主要问题有哪些？答案结构模型法存在的主要问题：(1)从理论角度看，应用ISM时最大的问题是推移律的假定。假定推移律意味着各级要素间只是一种递阶结抅关系，即级与级间不存在反馈回路，但是在分析实际问题时，各级要素间则往往是存在着反馈回路的。(2)通过邻接矩阵建立可达矩阵或直接建立可达矩阵来确定系统各要素间的逻辑关系，在一定程度上还要依赖人们的经验。(3)在实施结构模型法时，需要三种角色的人员参加，其中尤以协调人的角色最为重要，但是能够胜任这种角色的人员目前尚不多见。4:假如一系统由N个要素组成，我们任选其中一个要素S，则S与其要索的关系可归纳为哪几类，并用图示方法说明它们之间的关系。答案如图F.2所示，可以归为四类：四.计算题1:将下面有向连接图(见图3:1)用邻接矩阵描述。答案2:用有向连接图描述下面邻接矩阵。答案3:已知下列可达矩阵，求结构模型。答案4:现给出经简化的评定科研成果的评价指标体系，其中待评成果的评价指标体系中待评成果假定只有3项，共有12个评价要素，如图3:2所示，试写出12个评价要素之间的邻接矩阵和可达矩阵。答案第四章测试题一.填空题1:一切客观存在的事物及其运动形态统称为_______。答案实体2:系统工程中应用的模型指_______，它按照某种目的用数学语言抽象地描述圆形对象的某种属性。数学语言可以是数学关系式、_______，也可以是计算机语言。答案数学模型。拓扑结构3:仿真模型应用_______去试验未来可能发生的事情或过程，处理随机系统。答案计算机语言4:分析模型用_______表达变量之间关系，并可推导出数值结果。答案数学关系式5:建构数学模型是指将现实世界中_______的概括形成_______的