单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,Ch1-,1,目 录,Ch1,管理与信息,2学时,Ch2,系统工程2学时,Ch3,管理信息系统,2学时,Ch4,信息系统规划,2学时,Ch5,信息系统可行性分析,1/2,学时,Ch6,信息系统开发方法,1/2,学时,Ch7,结构化,系统分析,6/10学时(含课堂报告),Ch8,结构化,系统设计,6/12学时(含课堂报告),Ch9,系统实施,4学时,CH10,面向对象设计,*,CH11,面向对象分析,*,CH12,系统运行与安全管理,4学时,合计30/44学时,11/17/2024,1,目 录Ch1 管理与信息2学时10/7/20231,Ch2,系统工程,2.1 系统的概念,2.1,系统的定义,定义3要点、定义4方式、,环境,、,结构、功能,2.2,系统的分类,概念系统与实体系统,2.3,系统的特点,目的性,2.3,系统的基本结构,统构成、系统活动构成,2,.2,系统思想与系统科学,2.1,系统思想的发展,2.2,系统科学的发展与应用,系统工程的产生,2.3,系统工程,3.1,系统工程方法论框架,定义、方法论：一般方法,3.2,霍尔的系统工程方法论,三维方法论、信息系统工程运用,3.3,系统工程的应用,3.4,系统工程发展的展望,11/17/2024,2,Ch2 系统工程2.1 系统的概念10/7/20232,2.1 系统的概念,一般认为，系统是由相互联系和相互制约的若干组成部分结合而成的、具有某种特定功能的有机整体。,对于这种文字型的描述性定义，需要从“若干组成部分”、“相互联系和相互制约”以及“特定功能”几个方面进行理解。,系统由若干要素组成,系统是由“若干组成部分”组成的，这几个组成部分就是系统的要素(Element)。,要素本身也可能就是一个系统(称为子系统)。例如，人体系统包括消化系统、呼吸系统、泌尿系统、循环系统等，而人的呼吸系统又包括鼻、咽、喉、气管、支气管、肺等器官，每个器官又是构成下一级的子系统等。,第2章 系统工程概论,11/17/2024,3,2.1 系统的概念第2章 系统工程概论10/7/20233,系统构成要素之间相互关联,系统要素之间是“相互联系和相互制约”的关系，由此构成一个系统的,结构,。系统的结构就是系统内部之间相对稳定的联系方式、组织秩序及时空关系的内在表现形式。例如，钟表就是由齿轮、发条、指针等零部件按照一定的方式装配起来，形成某种稳定的联系才能构成钟表。,系统是一个具有特定功能的有机整体,。,功能,是指系统与外部环境相互联系和相互作用中表现出来的性质、能力和功效。这种功能是系统整体表现出来的，系统的有机整体及其功能之间具有不可分割的联系。对于人造系统来说，这个功能或作用就是系统的目的。,11/17/2024,4,系统构成要素之间相互关联10/7/20234,系统的其他定义形式,上述系统的描述性定义所包含的三个要点是系统定义的基本出发点，不论采用什么描述方法，能够描述系统的这三个基本要点就可以定义系统。我们经常可以看到描述系统概念的其它不同方法，以下是几种不同的定义形式。,系统的集合定义,任何事物在一定程度上都可以用数学语言来描述，系统的上述三个要点在数学语言中分别可以用集合的要素、要素之间的函数关系以及函数的输入输出关系进行描述。用集合S表示系统，则集合S可以表示成:,S=I，P，O,Ot=P(It-1，Ft-n),其中I表示系统的输入要素，P是系统的处理功能要素，O是系统的输出要素。为了表示系统的动态行为，将系统的输出O用代表系统的处理功能的函数P来表示，并加入系统的反馈因素F，可以得到系统输出状态的表达式：Ot=P(It-1，Ft-n)，其中t表示时间。这样用集合概念的定义方式对系统进行描述就得到了关于系统静态结构和动态行为的数学描述。,11/17/2024,5,系统的其他定义形式上述系统的描述性定义所包含的三个要点是系统,系统的图示定义,在很多场合需要用简单的示意图的形式描述系统，如图2-1所示。,图2-1 系统示意图,11/17/2024,6,系统的图示定义图2-1 系统示意图10/7/20236,系统的要素论定义,系统的定义只描述系统内涵的最一般特征，是所有系统的共性。将代表系统内涵的几个最一般特征用要素及其属性表示，作为系统定义。这样，I(Input)、P(Process)、O(Output)、E(Environment)四个基本要素就可以构成一般系统。但是不同类别的系统又常常具有特殊的属性，所以可以运用种属定义的方式进行描述，即在一般系统定义的基础上，附加种属定义的某些特征，添加一些特有的要素对这些种属概念进行描述，如D(Disturbance)、F(Feedback)、R(Restriction)等具体系统的特有属性。,P32中：对于系统的,结构,(P31)、,坏境,(P32)、,目的,、,功能,几个概念的理解尤为重要。,11/17/2024,7,系统的要素论定义10/7/20237,2.1.2 系统的分类,2.1.2 系统的分类,系统的分类标准很多，下图是一些常见的分类方式。,11/17/2024,8,2.1.2 系统的分类2.1.2 系统的分类10/7/202,自然系统与人造系统,(natural&manmade System),实体系统与概念系统,(physical&logical or conceptual system),图2-3 实体系统与概念系统,11/17/2024,9,自然系统与人造系统(natural&manmade,静态系统和动态系统,(static&dynamic system),4.确定系统和随机系统,(deterministic&stochastic system),5.封闭系统与开放系统,(closed&opened system),6.按系统规模划分,(scaled systems),图2-4 系统的规模分类,11/17/2024,10,静态系统和动态系统(static&dynamic s,2.1.3 系统的特点,2.1.3 系统的特点,一般来说，系统具有整体性、层次性、目的性、稳定性、突变性、自组织性和相似性等7个基本特性。,系统的整体性,整体性是系统最重要的特性，是系统论的基本原理。系统之所以成为系统，首先是系统具备整体性。,系统的层次性,层次性是系统的一种基本特征。系统层次性指的是，由于组成系统的诸多要素的种种差异，使系统组织在地位和作用、结构和功能上表现出的等级秩序性，形成具有质的差异的系统等级。,11/17/2024,11,2.1.3 系统的特点2.1.3 系统的特点10/7/202,系统的目的性,系统的,目的性,是系统发展变化表现出来的特点。系统与环境的作用中，在一定范围内，其发展变化表现出坚持趋向某种预先确定的状态。(学习指导P17.-1 4&P18.-87:结构、功能、目的、环境),系统的稳定性,系统的稳定性是指在外界作用下的开放系统有一定的自我稳定能力，能够在一定范围内自我调节，从而保持和恢复原来的有序状态、结构和功能。,系统的稳定性是开放中的稳定，动态中的稳定。系统发展中的稳定态，指的是稳定的定态。稳定不等于静止。,11/17/2024,12,系统的目的性10/7/202312,系统的突变性,系统的突变性，是指系统通过失稳从一种状态进入另一种状态的一种剧烈变化过程。它是系统质变的一种基本形式。,系统的自组织性,系统的自组织性是指开放系统在系统内外因素的相互作用下，自发组织起来，使系统从无序到有序，从低级到高级。,系统的相似性,相似性是系统的基本特征。系统相似性是指系统具有同构和同态的性质，体现在系统结构、存在方式和演化过程具有共同性。,11/17/2024,13,系统的突变性10/7/202313,2.1.4 系统的基本结构,2.1.4 系统的基本结构,系统研究最关心的是把所有元素关联起来形成一个整体的特有方式(包括关联力)。组分及组分之间的关联方式(系统把其中元素整合为统一整体的模式)的总和，称为,系统的,结构,。在组分不变的情况下，往往把组分的关联方式称为结构。,形式化的说，给定系统S，如果它的元素集合Si满足以下条件，则称Si为系统S的一个子系统或分系统：,Si是S的一部分(子集合)，即SiS；,Si本身是一个系统，基本满足前面所述的系统的要求。,相对于Si，S称为整系统或母系统。,11/17/2024,14,2.1.4 系统的基本结构2.1.4 系统的基本结构10/7,系统的结构方式无穷无尽，目前尚无完备的结构分类方法。一般情况下，应注意从以下两方面对系统作结构分类。,框架结构,与,运行结构,。当系统处于尚未运行或停止运行的状态时各组分之间的基本联接方式，称为系统的,框架结构,。系统处于运行过程中所体现出来的组分之间相互依存、相互支持、相互制约的方式，成为系统的,运行结构,。,空间结构,与,时间结构,。组分在空间的排列或配置方式，成为系统的,空间结构,。组分在时间流程中的关联方式，称为系统的时间结构。有些系统主要呈现空间结构，有些系统主要呈现,时间结构,，有些系统兼而有之，后者称为,时空结构,。,11/17/2024,15,系统的结构方式无穷无尽，目前尚无完备的结构分类方法。一般情况,系统的构成要素,(静态和动态),系统的部件及其属性,系统的环境及其界限,系统的输入和输出,系统的交互响应和系统活动的结构,图2-5 系统活动的结构,11/17/2024,16,系统的构成要素(静态和动态)图2-5 系统活动的结构10,系统对来自外部环境的刺激所做出的响应有两种情况。一种是特定响应，是指系统对事先未能预料的事件发生后的响应；另一种是计划响应，是指系统对事先能预料到的事件发生后的响应。如图2-6和图2-7所示。,图2-6 事件响应系统图 图2-7 计划响应系统图,11/17/2024,17,系统对来自外部环境的刺激所做出的响应有两种情况。一种是特定响,系统活动的构成,系统的交互响应是通过系统的活动实现的。系统活动基本要素由基本活动、基本存储单元、管理活动等组成。,系统活动的构成要素，如图2-8所示。,图2-8 系统活动的构成要素,管理活动,基本活动,基本存储单元,11/17/2024,18,系统活动的构成图2-8 系统活动的构成要素管理活动基本活,2.2 系统思想与系统科学,2.2.1 系统思想的发展,古代朴素的系统思想,在人类自觉认识到系统思想之前，就进行着系统思维。系统概念来源于古代人类社会的实践经验。人类自有生产活动以来，无不在同自然系统打交道。,古代朴素唯物主义哲学思想虽然强调对自然界整体性、统一性的认识，却缺乏对这一整体各个细节的认识能力，因而对整体性与统一性的认识是不完全、不深刻的。,现代系统思想的发展,系统思想经历了从,经验到哲学到科学、从思辨到定性到定量,的大致发展情况。,概括地说，系统思想是进行分析与综合的辩证思维工具，它在辩证唯物主义取得了哲学的表达方式，在运筹学等学科那里取得了定量的表述方式，在系统工程那里获得了丰富的实践内容。,11/17/2024,19,2.2 系统思想与系统科学2.2.1 系统思想的发展10/7,2.2.2 系统科学的发展与应用,2.2.2 系统科学的发展与应用,系统科学的形成和发展,科学技术背景,20世纪，由于生产力的巨大发展，出现了许多大型、复杂的工程技术和社会经济的问题，它们都以系统的面貌出现，都要求从整体上加以优化解决。由于这种社会需要的巨大推动，第二次世界大战后，雨后春笋般出现一个“学科群”，簇拥着科学形态的系统思想涌现出地平线，横跨自然科学、社会科学和工程技术，从系统的结构和功能(包括协调、控制、演化)角度研究客观世界的系统科学便应运而生了。,20世纪40年代到60年代的形成和发展,科学家明确的直接把系统作为研究对象，一般公认是以贝塔朗菲提出“一般系统论”概念为标志。40年代出现的系统论、运筹学、控制论、信息论是早期的系统科学理论，而同时期出现的系统工程、系统分析