系统工程导论

一．简答题

1. 什么是系统？并用一表达式描述，说明其含义。

、答:系统：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。由相互联系，相互作用具有特定功能的部件（要素、元素）组成的整体。

2．什么是系统的涌现性

答：系统科学把整体具有而部分不具有的某种属性或特征等的现象称为涌现性。课程系统的涌现性具有受限生成性、非加和整体性和客观规律性等特征;而环境效应、组分效应、规模效应和结构效应则是课程系统涌现性的来源

3．简述系统与环境的关系

答：环境是系统之外的一切与它相关的事物的合集，我们可以通过此来区分系统和环境。系统环境是系统生存的土壤，环境的复杂性是造成系统复杂性的根源。只有适应环境的系统才能生存，只有良好的环境才能促进系统健康地发展。任何系统都是在一定的环境中产生的，又在一定的环境中运行、延续、演化，不存在没有环境的系统。

4．按钱学森提出的系统新的分类方法，系统如何分类？对每一类系统举一例。

答：钱学森提出如下分类：1）按照系统规模分为小系统、大系统、巨系统。2）按照系统结构复杂程度分为简单系统和复杂系统两类

5．如果用下面表达式描述某一企业系统S={E，R}Ω{E∣R}，举例说明E和R分别表示那些内容？

答：E表示要素的结合 R表示各种关系的集合。 E——构成企业的各子系统；R——子系统之间、系统与整体之间、系统与环境之间、子系统与环境之间的关系

6．系统的结构与功能的关系是怎样的？

答：系统的结构与功能的关系：作为一个系统，必须包括其要素的集合与关系的集合，两者缺一不可，两者结合起来，才能决定一个系统的具体结构与特定功能。 结构决定功能；从功能需求寻求合理结构；环境的作用，与结构共同决定功能

7．系统工程的定义是什么？简言之又是什么？

答：系统工程定义是系统工程就是从系统的观点出发，跨学科地考虑问题，运用工程的方法去研究和解决各种系统问题，以实现系统目的综合最优化

8．系统工程的主要特点是什么？

答：系统工程的主要特点是：1.“一个系统，两个最优” 一个系统是指：以系统为研究对象，要求综合地、全面地考虑问题：“两个最优”是只：研究系统的目标是总统效果最优，同时实现这些目标的具体的方法或途径也要求达到最优。2.以“软”为主，软硬结合 传统的工程技术，如电子工程，土建工程、机械工程等等，以“硬件”对象为住可以将它们划归广义“物理学” 的范畴，是有“硬”技术为主的工程技术。3.跨学科多，综合性强 所谓综合性强可以从两方面理解：一是用到知识是综合性的，系统工程的研究要用到自然科学、数学科学、社会科学、系统科学等个方面的知识。二是开展系统工程项目要有个方面的专家参加，协同作战。4.实践性与咨询性 系统工程应用研究是要针对实际问题的，是要接受实践的检验的，这是系统工程的实践性。

9．简述霍尔模型的粗结构和细结构分别由哪些部分组成？

答：粗结构由（1）规划阶段；（2）设计阶段；（3）研制阶段；（5）生产阶段；（6）运行阶段；（7）更新阶段，这7个阶段是按时间先后秩序排列的，顾有“时间维”之称。又称为系统工程方法论的粗结构。

细结构由（1）摆明问题 第一，环境方面的调查研究。 环境因素可分为三类：（a）物理和技术的环境，主要包括：已有系统；用于已有系统的方法；已执行的技术标准；内部技术情况；过渡因素；目前和将来的试制条件；外部技术情况。（b）经济和事物的环境，主要包括：组织结构；组织人员；政策法令；领导爱好倾向；价格结构；新系统的经济条件；事物运用。（c）社会环境，主要包括：大规模的社会因素；个别的因素。 第二，需求方面的调查研究。需求研究大略有下列六项要点：（a）研究需求的一般指标；（b）组织上的资源和约束；（c）计划情况和时常特性；（d）竞争状况；（e）用户爱好、习惯和动机；（f）来自需求研究的设计要求；（2）确定目标。（3）系统综合；（4）系统分析；（5）系统评价；（6）决策；（7）实施。

10．在确定目标时应注意哪些几条原则？我国一般工程项目制订目标时应考虑哪几个方面？ 答：在确定目标时应注意以下几条原则

l〉要有适当长远的观点,选择对系统未来发展具有重大影响的事项为目标: (2) 要有总体观点,着眼于系统的总体效果: (3) 目标务求具体明确,最好能定量表述: (4) 对多目标应进行合适的排序:

(5〉目标是可行的,而且要明确实现目标的约束条件: (6〉注意标准化。

我国一般工程项目制定目标时,主要考虑下述4个方面: (l〉运行目标,其中包括技术指标:

(2〉经济目标,包括直接与间接的经济目标: (3〉社会目标,包括顶目符合法律、法规等: (4) 环境目标,包括防止污染与美化环境等方面。 11．谈谈切尔兰德“调查学习”软方法流程。

答：霍尔三维结构概念，切克兰德概念，简述两方法论区别 霍尔三维结构概念：将系统的整个管理过程分为前后紧密相连的六个阶段（规划、方案、研制、生产、运行、更新）和七个步骤（明确问题、选择目标、系统综合、系统分析、方案优化、做出决策、付诸实施），并同时考虑到为完成这些阶段和步骤的工作所需的各种专业管理知识。三维结构由时间维、逻辑维、专业（知识）维组成. 切克兰德概念：切克兰德的“调查学习”软方法的核心不是寻求“最优化”，而是“调查、比较”或者说是“学习”，从模型和现状比较中，学习改善现存系统的途径。

12．简述系统工程的理论基础。

答：系统工程的理论基础：系统论、信息论、控制论以及运筹学等。 控制论的发展经历了：经典控制论、现代控制论、大系统控制论 三个时期。 控制论最重要的观点是：反馈和信息

13．什么是控制？

答：控制的涵义 控制是根据自己的目的，通过一定的手段使事物沿着某一确定方向发展的行为和过程。

14．什么是信息？谈谈数据、信息的区别？

答：从其概念而言，信息是对事物运动状态和特征的描述；数据是载荷信息的物理符号。 其区别是：1、数据时物理的，而数据是释义的；信息是对数据的解释，是数据含义的体现。 2、数据反映的是事物的表象，信息反映的是事物的本质 3、数据时信息的重要来源，可以用人工或自动化装置进行通讯，翻译和处理；信息是根据一定的规则对数据承载的事实进行组织后形成的结果； 4、数据的形式变化多端，很容易受载体的影响，信息则比较稳定，不随载体的性质而随意改变；

15．什么是信息系统？信息系统的分类？什么是管理信息系统？

答：信息系统是由计算机硬件、网络和通讯设备、计算机软件、信息资源、信息用户和规章制度组成的以处理信息流为目的的人机一体化系统

从信息系统的发展和系统特点来看，可分为数据处理系统、管理信息系统、决策支持系统、专家系统和虚拟办公室五种类型。

管理信息系统是一个以人为主导的，利用计算机硬件、软件和网络设备，进行信息的收集、传递、存储、加工、整理的系统，以提高组织的经营效率

16．模型的定义是什么？一般来说，对模型有哪些要求？

答：模型是描述现实世界的一个抽象，由于描述现实世界，因此必须反映实际；由于它抽象特征，又应高于实际。

17．什么是系统综合？

答：系统综合是按照选定的目标函数，寻求一个能满足给定输入和输出要求的最优的化工系统

18．什么是系统分析？

答：系统分析是系统分析是运用建模及预测、优化、仿真、评价等技术对系统的各个方面进行定性与定量相结合的分析，为选择最优或满意的系统方案提供决策依据的分析研究过程。

19．兰德型系统分析的要素有哪些？并进行阐明。

答.要素：（1）信息。完整描述系统中所处理的全部信息；（2）行为。完全描述系统状态变化所需处理或功能；（3）表示。详细描述系统的对外接口与界面。系统分析是一门由定性、定量方法组成的为决策者提供正确决策和决定系统最优方案所需信息和资料的技术。

20．系统分析的步骤是什么？

答：（1）明确问题和确定目标 （2）收集资料，确定因素及边界（3）建立系统分析模型 （4）对各方案进行仿真计算 （5）综合分析，确定最佳方案

21．系统分析的原则有哪些？

答：基本原则：（1）内部因素与外部因素相结合（2）当前利益与长远利益相结合 （3）局部效益与总体效益相结合（4）定性分析与定量分析相结合

22．建立数学模型的一般步骤如下：

答：1模型的准备.2.模型的假设3模型构成4模型求解5模型分析6.模型体验7.模型应用 23．什么是系统评价？

答：系统评价就是全面评定系统的价值 24．系统评价工作的困难及解决办法是什么？

答：系统评价工作的困难是随意的现实世界和刻板的机器世界的转化问题。 1.问题领域的复杂性（即需求在开发过程中经常变化）

2.管理开发过程的困难（即多人协作软件时，保持设计上的完整性）

3.软件可能的灵活性（即抽象层次的问题，抽象层次越高，灵活性越强，可维护性就越差。 4.表征离散系统行为的困难（即用计算机表达现实世界问题的时候遇到的困难）

25．什么是投入产出分析？它在经济管理中的应用？

答：1.投入产出分析，是研究经济系统各个部分间表现为投入与产出的相互依存关系的经济数量方法

2. 利用它可以进行经济分析、政策模拟、计划论证和经济预测，并为电子计算机在经济管理中的应用开辟了途径。

投入产出分析的提出已经近半个世纪，在这段时间里，它有很大的发展。除上面所说的产品模型外，还有固定资产模型、生产能力模型、投资模型、劳动模型以及研究人口、环境保护等专门问题的模型。除上面所说的静态模型外，还有动态模型、优化模型等。

26．在投入产出表中，每一部门的产品按其流向来分，可以分为哪几部分？

答：1. 提供给其他部门用于中间消耗 ；2. 一部分留作本部门生产消耗用；3. 是直接供给人民群众消费、贮备和出口贸易。

27．在编制投入产出表时，如何确定部门的划分？

答：1。产品消耗结构的同类型；2. 中心产品原则；3.大类产品的原则；4. 要考虑收集资料的难易程度；5. 部门的数目要恰当。

二．计算题

1．如果银行年利率为5%，为在5年后获得本利和1万元，现在应一次存入多少现金？

答：P=F/(1+i)n=10000/(1+0.05)5=7835.26元

2.某企业每年末从利润中提取2千元存入银行，为在5年后新建职工俱乐部用，如果年利率为5%，问：该俱乐部的投资为多少？

答：F=A[(1+i)-1/i]

n

=2000*(1=0.05)5-1/0.05 =11051.26元

3．为在5年后得到1万元基金，在年利率为5%的情况下，每年末应等额发生多少现金？

答：A=F[i/(1+i)n-1]

=10000*【0.05/(1+0.05)5-1】=1809.75

4．如果某工程投产后每年纯收入300万元，能在3年收回投资（连本带利），该工程开始时投资为多少？年利率为2%.

答：P=A [(1+i)n-1/i(1+i)n]

=3000000* (1+0.02)3-1/0.02(1+0.02)3 =86516498.18元

5．设有贷款30万元，年利率2%，第五年末还完，问每年末应等额偿还多少？

答：A=P[i(1+i)n/(1+i)n-1]

=300000*[0.02(1+0.02)5/(1+0.02)5-1] =63647.52元

6．如果某工程投产后每年纯收入300万元，能在3年收回投资（连本带利），该工程开始时投资为多少？年利率为2%.

答：P=A[ (1+i)n-1/i(1+i)n]

=3000000* (1+0.02)3-1/0.02(1+0.02)3 =86516498.18元

7．设有贷款30万元，年利率2%，第五年末还完，问每年末应等额偿还多少？

答：A=P[i(1+i)n/(1+i)n-1]

=300000*[0.02(1+0.02)5/(1+0.02)5-1] =63647.52元

8．如果某工程投产后每年纯收入500万元，能在5年收回投资（连本带利），该工程开始时投资为多少？年利率为2%.

答：P=A[ (1+i)n-1/i(1+i)n]

=5000000* (1+0.02)5-1/0.02(1+0.02)5 =23567297.55元

9．设有5台设备，6个操作者，其操作感受情况记录为下表，评分结果也表示在表中。如对良、可、差分别给予3、2、1分，试分别计算这些设备的原始分、百分制分、十分制分和得分系数，最后对这些样机作一个评判。

表： 样机 操作者 1 2 3 4 5

10．如对每台设备分别作出良、可、差的判断，记录下来；然后分别给以3、2、1分，再相加求和，最后将和数除以操作者的人数，就是各台设备的得分。

11．某系统平均工作2000小时，发生5次故障，则系统平均无故障工作时间为多少？若连续工作400小时，则可靠度R(t)为多少？

三．综合题

1．对工业项目，一般从哪些方面开展可行性研究？试就广州市计划建设生物岛提案，请你写一个可行性研究报告。

I 差 良 可 可 差 II 可 差 差 可 差 III 差 差 良 良 可 Ⅳ 可 差 可 可 可 V 良 可 差 可 可 答：1）项目提出的背景、投资的必要性和经济意义、社会意义；研究工作的依据和范围；2）需求预测和拟建规模；3）资源、原材料、燃料及公用设施情况；4）建厂条件和厂址选择；5）设计方案；6）环境保护；7）企业组织、劳动定员和人员培训；8）实施进度的建议；9）投资估算和资金筹措；10）社会及经济效果评价；11）政府政策是否支持；12）市等场现状及市场机会等。

2．运用系统评价的方法，建立大学生综合素质评价体系？ 答：（1）各类指标（第一层：德智体；第二层：细化。） （2）各类指标权重

（3）综合分数（加法法则，或乘法法则） （4）等级划分（例：优良中差或ABCDE）。 （5）举例说明计算。

3．层次分析法一般包括哪几个步骤？试根据层次分析法，写出购买一台电脑的层次结构模型。

答：1）建立层次结构模型（画图：目标层、准则层、方案层）（价格、运算速度、存储容量、输入输出能力等作为准则）

2）构造判断矩阵

3）层次单排序及其一致性检验 4）层次总排序

5）层次总排序的一致性检验

4．（1）简述加法原则和乘法原则的优缺点和适用范围。

答：答：乘法规则应用的场合是要求各项指标尽可能取得较好的水平，才能使总的评价较高。它不容许哪一项指标处于最低水平上。只要有一项指标的得分为零，不论其余的指标得分是多高，总的评价值都将是零，因而该方案将被淘汰。例如一个系统的各项技术指标尽管很好，但是有碍于政治上的因素，还是会被否决的，即“一票否决制”。相反，在加法规则中，各项指标的得分可以线性地互相补偿。一项指标的得分比较低，哪怕有某项指标取零分，其他指标的得分都比较高，总的评价值仍然可以比较高。任何一项指标的改善，都可以使得总的评价提高。例如衡量人民群众生活水平，衣、食、住、行任何一个方面的提高都意味着生活水平的提高。在应用中，往往对单项指标得分总和都规定“分数线”，例如高考和考研的录取工作

（2）运用系统评价的方法，建立大学生综合素质评价体系？

答： （1）各类指标（第一层：德智体；第二层：细化。） （2）各类指标权重 （3）综合分数（加法法则，或乘法法则） （4）等级划分（例：优良中差或ABCDE）。 （5）举例说明计算。

5．试说明：系统的功能可以大于系统全部要素功能的总和。然后根据这个原理，建立一个企业的管理架构，并说明你的理由。

答：一般系统理论重申亚里士多德的一个观点：系统的功能可以大于系统全部要素功能的总和。我们用系统的功能>∑要素的功能 来表示。

答：1）项目提出的背景、投资的必要性和经济意义、社会意义；研究工作的依据和范围；2）需求预测和拟建规模；3）资源、原材料、燃料及公用设施情况；4）建厂条件和厂址选择；5）设计方案；6）环境保护；7）企业组织、劳动定员和人员培训；8）实施进度的建议；9）投资估算和资金筹措；10）社会及经济效果评价；11）政府政策是否支持；12）市等场现状及市场机会等。

2．运用系统评价的方法，建立大学生综合素质评价体系？ 答：（1）各类指标（第一层：德智体；第二层：细化。） （2）各类指标权重

（3）综合分数（加法法则，或乘法法则） （4）等级划分（例：优良中差或ABCDE）。 （5）举例说明计算。

3．层次分析法一般包括哪几个步骤？试根据层次分析法，写出购买一台电脑的层次结构模型。

答：1）建立层次结构模型（画图：目标层、准则层、方案层）（价格、运算速度、存储容量、输入输出能力等作为准则）

2）构造判断矩阵

3）层次单排序及其一致性检验 4）层次总排序

5）层次总排序的一致性检验

4．（1）简述加法原则和乘法原则的优缺点和适用范围。

答：答：乘法规则应用的场合是要求各项指标尽可能取得较好的水平，才能使总的评价较高。它不容许哪一项指标处于最低水平上。只要有一项指标的得分为零，不论其余的指标得分是多高，总的评价值都将是零，因而该方案将被淘汰。例如一个系统的各项技术指标尽管很好，但是有碍于政治上的因素，还是会被否决的，即“一票否决制”。相反，在加法规则中，各项指标的得分可以线性地互相补偿。一项指标的得分比较低，哪怕有某项指标取零分，其他指标的得分都比较高，总的评价值仍然可以比较高。任何一项指标的改善，都可以使得总的评价提高。例如衡量人民群众生活水平，衣、食、住、行任何一个方面的提高都意味着生活水平的提高。在应用中，往往对单项指标得分总和都规定“分数线”，例如高考和考研的录取工作

（2）运用系统评价的方法，建立大学生综合素质评价体系？

答： （1）各类指标（第一层：德智体；第二层：细化。） （2）各类指标权重 （3）综合分数（加法法则，或乘法法则） （4）等级划分（例：优良中差或ABCDE）。 （5）举例说明计算。

5．试说明：系统的功能可以大于系统全部要素功能的总和。然后根据这个原理，建立一个企业的管理架构，并说明你的理由。

答：一般系统理论重申亚里士多德的一个观点：系统的功能可以大于系统全部要素功能的总和。我们用系统的功能>∑要素的功能 来表示。

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