系统工程考试之精华看完至少90分.doc

1、 钱学森对系统的定义：系统（system）是由两个以上相互联系（relationship）的 要素（element）组成，且具有特定功能（function）、结构（structure）和环境（environment）的整体（integer）。
2、系统的一般属性：系统的整体性、相关性和环境适应性
3、系统的分类1．自然系统和人造系统；2．实体系统和概念系统；3．封闭系统和开放系统；4．静态系统和动态系统； （1．自然系统和人造系统：自然系统是由自然物为要素形成的系统。如森林系统、人类系统、海洋系统、大气系统等等。组成要素是由人类制造、加工的系统叫做人工系统。如运输系统、经济系统、工程技术系统、经营管理系统等。 2．实体系统和概念系统：实体系统是以矿物、生物等实体组成的系统，其要素是具有实体的物质；概念系统是由概念、原理、原则、方法、制度等观念性的东西组成的，如科技体制、教育体系、法律系统等。 3．封闭系统和开放系统：封闭系统与外界环境不发生任何形式的交换。开放系统与环境有相互关系，能从环境得到输入，并向环境输出。 4．静态系统和动态系统：这是以系统的形态是否随时间变化为标准来进行分类的 。动态系统，是随时间而发生变化的系统。）
. 4、SE的定义、理论基础：系统工程（SE）：是用来开发、运行、革新一个大规模复杂系统所需思想、程序、方法的总和（或总称）。SE理论基础:一般系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、协同学、自组织理论是系统理论的重要内容与SE的理论基础
5、SE的研究对象：大规模复杂系统（该类系统的主要特点有：规模庞大、结构复杂、属性及目标多样、一般为人-机系统、经济性突出。）
6、三个阶段系统思想的演变及其特点
系统思想的发展经历了三个阶段，
1、“只见森林”阶段（古代朴素的系统思想）：在哲学上，这种朴素的系统思想表现在把自然界当作一个统一的整体。
古代朴素的系统思想的特点：只见森林、不见树木和比较抽象
中国古代系统思想案例：大禹治水/田忌赛马/丁渭工程
2、“只见树木”阶段（近代西方的系统思想）:15世纪下半叶，力学、天文学、物理学、化学、生物等相继从哲学的统一体中分离出来，形成了自然科学。
特点：只见树木、不见森林。 过于具体和机械化，使得人们看问题的眼光过于局部，从而形成了形而上学的思维方法。
3、“先见森林，后见树木”阶段（现代科学的系统思想）:特别是19世纪能量转化、细胞学说、进化论这三大发现，使人类对自然过程的相互联系的认识有了质的飞跃， 为科学系统观提供了物质基础
特点：“先见森林、后见树木”一般系统论
举例：运筹学，控制论，信息论，系统工程，自组织理论，系统学，混沌理论
7、系统工程与其他工程的区别：（1）研究对象方面： 其他工程的研究对象为特定领域的工程物质对象；系统工程研究对象不仅限于物质，还包括自然现象、生态、人类、企业和社会、管理方法等。
（2）方法论方面：系统工程既要应用数学、物理等自然科学，又要应用其他的工程技术以及社会学、经济学等各种学科。
8，思考题：要求结合某管理系统问题说明：（1）系统的功能及要素（2）系统的环境影响及输入输出要素（3）系统的结构（最好能用框图表达）（4）系统功能与结构和环境的关系（5）管理系统的主要特点
应急疏散决策支持系统
（1）系统功能：管理并随时提供与决策问题有关的组织内部信息，如制定具体的疏散路线，并且在核电站发生灾难事故时，提供应急疏散计划，迅速确定从任何居住地区到指定防护棚的最佳疏散路线和路径,并将疏散路线及时通知当地群众。
（2） 系统要素： 有毒气体辐射的规律，例如，烟雾消散速率； 核电站周围放射性物质辐射量，例如，辐射水平是否足危害人类健康；群众的素质，例如，群众是否积极配合疏散人员； 高速公路的计划交通情况，例如，车道的数量； 由于辐射可能变得堵塞严重的高速公路，例如, 具体的某条高速公路； 整个疏散过程所需要的时间状况； 人口分布情况，例如，残疾人的人口密度及其居住地点分布; 核电站的布局，
灾难发生时的气候条件，例如，风向，降雨; 影响疏散速度的建筑物情况，例如，疏散过程中是否要绕过某些建筑物而影响疏散速度等。
 输入要素：内部：例如，核电站的布局、有毒气体的信息、事故发生的概率等； 
外部：例如，人口分布情况、高速公路状况、群众的配合程度、疏散路线状况以及疏散范围等。
输出要素： 从任何居住地区到指定防护棚的疏散路线和路径； 高速公路的计划交通流量； 
由于辐射可能变得堵塞严重的高速公路； 检测到放射性物质的含量； 整个疏散过程所需的时间； 
可能的核电站灾难事故及其后果影响分析； 
决策人员：根据输出的分析结果，计划人员可以评估交通管理战略。例如，高速公路是否单行道运行、是否使用路边道路等。
系统的结构： 
   系统的主要特点： 
1、系统的使用面向疏散人员，在运用应急疏散计划决策支持系统 的过程中，参与者都是决策者。 2、系统的实用性和可靠性。 ,3、系统强调的是支持的概念，帮助加强决策者作出科学决策的能力。 
SE理论与方法论
1、老三论与新三论 ：系统理论包括： 1、老三论（形成于20世纪四十年代）：一般系统论、控制论和信息论。 2、新三论（形成于20世纪七十年代）： 耗散结构理论、协同学和突变论 3、其他理论： 运筹学、高等数学、集合论等等
2、香农对信息的定义：不确定性的减少。即信息量是把某种不确定性趋向于确定的一种度量，信息量的大小取决于消息的不确定减少程度，不确定减少程度越大则信息量越大；不确定减少程度小则信息量越少。
3、信息与消息的区别：消息是信息的携带者，但并非每条消息都带有信息，或带有同等信息量的信息
4、方法论与方法：方法（method）是完成一个既定目标的具体技术与工具；方法论（methodology）即关于方法的理论，是进行探索的一般途径，它高于方法，是对方法使用的指导。

5、霍尔三维结构的逻辑维

6、霍尔三维结构与切克兰德方法的比较（相同点与不同点）

相同点：两者均为工程方法论，均以问题为起点，具有相应的逻辑思维，问题导向同，注重程序及阶段；…
不同点：（1）霍尔方法论主要以工程系统为研究对象，而切克兰德方法更适合于对社会经济和经营管理等“软”系统问题的研究（2）前者的和核心内容是优化分析，而后者的核心内容是比较学习。（3）前者更多的关注定量分析方法，而后者比较强调定性或定性与定量有机结合的基本方法。（ 研究对象或应用领域、基本方法、核心内容或关键点、反馈机制….
系统分析（SA）是在对系统问题现状及目标充分挖掘的基础上，运用建模及预测、优化、仿真、评价等方法，对系统的有关方面进行定性与定量相结合的分析，为决策者选择满意的系统方案提供决策依据的分析研究过程。
1、系统的问题分析（*）
2、SA要素：① 问题② 目的及目标③ 方案④ 模型（结构、数学、仿真）⑤ 评价（衡量标准）⑥ 决策
3、系统分析框架图
4、问题信息搜集的四方面（1）问题的确认，找出主要问题（2）发生地点（3）发生时间（4问题的广度。
5、问题的原因分析方法： （1） 横向分析（找出可能的原因）找出逻辑上相似的比较对象进行比较。 针对四个方面的信息，把有可比性的没有出差错的对象与出了绩效问题的对象进行比较，找出其中的差异。（2）纵向分析（对可能的原因进行检验）通常采用排除法筛选。将各原因中对问题发生的现象解释能力最强的原因列出。（3）逆向论证（证实真正的原因）
系统模型
1、 模型的分类： 概念模型A1（思维或意识模型A11; 字句模型A12; 描述模型A13）：它们在形式上可以是思维的，字句的，描述的;符号模型A2（图表模型A21;数学模型A22）：用来代表系统的各种因素和他们之间的关系;仿真模型A3：是用计算机对系统进行仿真时所使用的模型;形象模型A4（物理模型A41;图像模型A42）：是把现实的东西的尺寸进行改变后的表示;类比模型A5
B——分析模型B1[通常用数学关系式表达]，仿真模型B2[主要基于“计算机导向”，博弈模型B3[主要基于“人的行为导向”]，判断模型B4[基于专家调查的判断]
C——结构模型C1， 数学模型C2， 仿真模型C3
D——实体模型D1（实物模型D11;模拟模型D12）， 抽象模型或符号模型D2（数学模型D21;结构模型D22；
仿真模型D23; ……）
2、 源点、汇点、起始集、终止集
源点：有一列（如第j列）元素全为0，则Sj属于源点，
汇点：有一行（如第i行）元素全为0，则Si属于汇点，
起始集B（S）：系统要素集合S的起始集是在S中只影响其他要素而不受其他要素影响的要素所构成的集合。
终止集E（S）：系统要素集合S的终止集是在S中只被其他要素影响而不影响其他要素的要素所构成的集合。
3、系统结构的几种矩阵表达及其内涵：（1）邻接矩阵：表示系统内所有的基本二元关系（直接联系）的方阵（2）可达矩阵：表示系统内所有二元关系的方阵（3）缩减矩阵(M')： 在邻接矩阵和可达矩阵的
基础上，实现系统结构的一种矩阵形式。在可达矩阵M的基础上，对具有强连接关系的要素，保留其中的某
个代表要素，删除掉其余要素及其在M中的行和列，得到的矩阵称为缩减矩阵M' （4） 骨架矩阵:把实现某一可达矩阵M、具有最小二元关系个数（“1”元素最少）的邻接矩阵叫做M的最小实现二元关系矩阵，或称之为骨架矩阵
4、 建立ISM规范化方法过程：四个阶段：区域划分，级位划分 骨架矩阵，提取多级递阶有向图绘制
5、 建立ISM实用化方法过程：建立可达矩阵及缩减矩阵 ，对缩减矩阵进行层次化处理，绘制多级递阶有向图
6、ISM含义？全称？结构模型（ISM）应用有向连接图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的模型。 全称：
系统评价
1、评价几要素 “5W1H”What：评价对象； Who： 评价主体；Why： 评价目的；When：评价时期； Where：评价地点；How： 评价方法。
2、关联矩阵法：
两两比较法与古林法的特点：两两比较法：是将指标两两比较而打分，然后对每一指标的得分求和，并进行百分化等处理。缺点：没有体现相对重要程度，规则过于绝对与定性化，总有一项权重为0.
古林法特点：1、相对主观 2、体现了逐项对比的相对重要程度；3、各指标下每个方案的价值评定分数直接由原始数据计算。4、不单是可以算权重，还可以算价值量
3、常见的多级递阶结构类型
7、本课程的几种系统评价方法及其特点：（1）关联矩阵法： 原理性的方法，它主要是用矩阵的形式来表示各替代方案有关评价指标及其重要度与方案关于具体指标的价值评定量之间的关系。
（2）层 次 分 析 法：适用于评价要素分层次 ，它是把复杂的问题分解成各个组成因素，又将这些因素按支配关系分解组成递阶层次结构。通过两两比较的方式确定层次中诸因素的相对重要性。然后综合有关人员判断，确定备选方案相对重要的总排序。整个过程体现了人们分解判断综合的思维特征。（3）模糊综合评判法：适用于多主体评价
决策分析
1、 一般决策问题的条件：第一，决存在明确的目标；第二，决策要有两个以上的方案供选择；第三，决策状态、环境，决策者不可控因素；第四，不同方案得失（益损值）可计算
2、决策问题的分类（1）确定：确定型决策（2）大致概率：风险型决策（3）完全不确定：不确定型决策（对自然）；对抗型决策（对人）
3、风险型决策的条件：（1）存在明确的目标，（2）自然状态不确定，但已知自然状态的概率， （3）存在可供选择的两个及以上的行动方案，（4）不同方案在确定状态下的损益值可以计算
4、不确定型决策的几种准则及计算(一)、乐观准则(最大最大法则) max[maxVij ](二)、悲观准则(最小最大法则) max[minVij ](三)、折中准则(乐观系数准则) 加权系数α(0£ α£1) max{α(maxVij )+(1-α)(minVij )} α=0.6(四)、等可能准则max{ S Vij }(五)、后悔值准则(最小机会损失){ max{Vij } -Vij }
5、风险型决策的决策树方法：结果出现的机会是用各种自然状态出现的概率表示，又名：随机型决策1、期望损益决策法2、决策树法