系统工程导论(1)
《系统工程导论》课程复习要点.doc
《系统工程I》课程复习要点课程名称：《系统工程I》适用专业：2016级工业工程、工程管理（专升本函授）辅导教材：《系统工程导论》梁军，赵勇主编化学工业出版社复习要点：第一章导论1.1 关于系统钱学森的“系统”定义：系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体。
1.2 系统工程系统工程是一门正处于发展阶段的新兴学科，并与其他学科相互渗透、相互影响，但不同专业领域的人对其理解不尽相同，因此，要给出一个统一的定义比较困难。
一般认为用定量和定性相结合的系统思想和系统方法处理大型复杂系统的问题，无论是系统的设计或组织建立，还是系统的经营管理，都可以看成是一种工程实践，都可以统称为系统工程。
1.3 系统工程的发展历史1.4 系统工程的应用领域1.社会系统工程;2.经济系统工程;3.企业系统工程; 4 城市管理系统工程等.第二章系统工程的基础理论与方法论2.1 系统最优化理论2.1.1 线性规划2.1.2 整数规划2.1.3 非线性规划2.1.4 动态规划2.1.5 多目标规划2.2 控制理论基础2.3 信息论基础2.4 系统工程方法论2.4.1 霍尔三维结构2.4.2 切克兰德“调查学习”模式第三章社会经济系统及其复杂性3.1 社会经济系统及其特点3.2 社会经济系统的因素复杂性3.3 社会经济系统结构的复杂性3.4 社会经济系统中的不完全理性3.5 社会经济系统中选择的复杂性3.6 社会经济系统的方法论第四章系统分析4.1 系统分析概述系统分析（System Analysis）一词来源于美国的兰德（RAND，Research and Development）公司。
该公司由美国道格拉斯飞机公司于1948年分离出来，是专门以研究和开发项目方案以及方案评价为主的软科学咨询公司。
长期以来，兰德公司发展并总结了一套解决复杂问题的方法和步骤，他们称之为“系统分析”。
4.2 系统目标分析系统目标分析的目的：一是论证目标的合理性、可行性和经济性；二是获得分析的结果——目标集；为了达到目标的合理性，在目标的分析和制定中要满足下面几项要求：1）制定的目标应当是稳妥的；2）制订目标应当注意到它可能起到的所有的作用；3）应当把各种目标归纳成目标系统；4）对于出现的目标冲突不要隐蔽；4.3 系统环境分析系统环境是指存在于系统之外的系统无法控制的自然、经济、社会、技术、信息和人际关系的总称。
系统工程01 绪论
二、系统的属性（特性）
集合性 相关性 层次性 整体性 涌现性 目的性 环境适应性
三、系统的分类
1、按照系统的属性分类： 自然系统和社会系统 实体系统和概念系统 封闭系统和开放系统 静态系统和动态系统 开环系统和闭环系统 作业系统和管理系统
2、钱学森的系统分类 P10
四、方案分析与比较 (系统分析)
1.列出泡茶所需的全部工序
2.确定每道工序所需的时间
3.确定各道工序之间的时间连接关系
4.分析计算每种方案所需的总时间
5.做出比较结论
工序列表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 名称 洗壶 灌水 放壶 等水开 洗杯 找茶叶 泡茶 喝茶 紧前工序 无 1 2 3 无 无 4，5，6 7 工序时间(分) 1 0.5 0.3 15 1 1 2.2
引言: How
• 建议
注重系统思考； 坚持问题导向； 采用系统化方法； • 教学要求 课堂学习与课外深化
引例
1960年6月4日，一架采用涡轮 发动机的飞机从波士顿起飞。飞机刚刚 起飞，便有30000只椋鸟冲向发动机，造 成气孔堵塞，发动机功率损失3/4，飞机 起飞1分钟后便坠入温恩罗普海湾，飞机 上的72人中有62人因此丧生。
四、系统的结构与功能
1、系统的结构表示
各种系统的具体结构是大不一样的，大系统的结 构往往是很复杂的。但是从一般的意义上说，系统的 结构可以用以下式子表示： S={E，R} 这里， S：代表系统； E：表示要素的集合； R：要素间的各种关系的集合。 由此可知，作为一个系统，必须包括其要素的集 合与要素之间关系的集合，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。
引言: Why
系统工程导论复习资料
系统工程导论复习资料一、系统工程基础理论1. 什么是系统？系统的特性有那些？答：系统是由相互制约、相互作用的一些组成部分组成的具有某种功能的有机整体。
系统的特点有：整体性、集合性、层次性、相关性、目的性、环境适应性。
2. 什么是系统工程？系统工程的特点是什么？系统工程方法的特征是什么？系统工程的理论基础有哪些？什么是系统工程方法论答：系统工程是从整体出发合理开发、设计、实施和运用系统技术从而达到全局最优的一门工程技术，它是系统科学中直接改造世界的工程技术。
系统工程具有三个基本特点：整体性、综合性、最优性。
系统工程方法的特征：先总体后详细的设计程序、综合即创造的思想、系统工程的“软科学”性。
系统工程的理论基础：系统论、信息论、控制论以与运筹学等。
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。
系统工程方法论是分析和解决系统开发、运作与管理实践中的问题所应遵循的工作程序、逻辑步骤和基本方法，是系统工程考虑和处理问题的一般方法和总体框架。
3. 作为系统工程重要基础的信息论可分为哪三种不同的类型？答：狭义信息论、一般信息论、广义信息论。
4. 霍尔系统工程方法论和切克兰德系统工程方法论的核心是什么？其方法和步骤各有什么特点?二者有何区别和联系？霍尔三维体系结构的具体内容？霍尔三维集中体现了系统工程方法的哪些特点？答：霍尔系统工程方法论的核心是“最优化”，切克兰德系统工程方法论的核心是“比较”和“学习”。
霍尔系统工程方法论的步骤为：弄清问题→目标选择→方案设计→建立数学模型→最优化→决策→实施。
切克兰德系统工程方法论的步骤为：问题现状说明→弄清关联因素→概念模型→改善概念模型→比较→实施。
霍尔的三维体系结构指的是知识维、时间维和逻辑维。
霍尔三维结构集中体现了系统工程方法的系统化综合化最优化、程序化、标准化等特点。
5. 什么是系统的生命周期？系统生命周期的阶段是怎样划分的？答：从提出或建立一个系统到该系统停止运行或为其他系统代替的这段时间，称为系统的生命周期。
计算机科学与技术专业课_系统工程导论(第一章P76)
钱学森教授根据现代科学技术的体系结构，认为现 代科学技术可以分为四个层次： 第一，工程技术层次； 第二，科学技术层次； 第三，基础科学层次； 第四，哲学层次术，科学技术提供素材 给工程技术；而工程技术的发展为科学技术提供素材， 科学技术的发展又为基础科学提供素材。
4.控制系统与行为系统 为了实行控制而构成的系统，以完成目的的行为作为 构成要素而形成的系统；
5.开放系统与封闭系统 系统与环境之间有物质、能量、信息交换的系统，系 统与环境之间无这方便交换的系统。
系统工程导论（第一章）
13
第二节 系统工程是一门新兴的交叉学科
定义： 用定性和定量相结合的系统思想和系统方法处理 大型的复杂的问题，无论是系统的设计或组织建立， 还是系统的经营管理，都视为一种工程实践，统称为 系统工程。
自然环境
因素1 因素2 … 因素n
社会环境
经济环境
系统工程导论（第一章） 6
有了系统思想，对于问题的研究探讨可以进行分析和 综合，是一种思维的工具。 二.特征 1.整体性 具有独立功能的系统要素以及要素之间的相互关系， 是根据逻辑统一性的要求，协调存在于系统整体中。 即： 任何一个要素离不开整体去研究；要素间的联系和作 用也脱离不了整体的协调去考虑。
可见，科学认识的深化层次是呈阶梯式地排列的。
系统工程导论（第一章）
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系统工程的对象，决不仅仅限于某种特定的工程 物质对象，任何一种物质系统都能成为其研究的对象 也不局限于物质系统，它可以含自然系统、社会经济 系统、管理系统、军事指挥系统等等。 系统工程一为：社会科学研究提供有用的定量分析方 法、模拟实验方法、建立数学模型方 法及优化方法； 二为：自然科学研究提供有用的定性分析方 法、辨证思维方法、剖析人与环境相 互关系的方法等。
系统工程导论 第一章概述 第一节关于系统
有特定功能的有机整体。
第1.1节 关于系统
三个基本特征： ✓ 系统是由若干元素组成的； ✓ 这些元素相互作用、相互依赖； ✓ 具有特定的功能。
虽然有关系统的定义有很多种，但大都包含了上述三个 基本特征。
第1.1节 关于系统
美国的《韦氏（Webster）大辞典》： “有组织的或被组织化的整体；结合着的整体所形成的
第1.1节 关于系统
5.简单系统、简单巨系统和复杂巨系统 按复杂程度可分为简单系统、简单巨系统和复杂巨系统。 简单系统是指组成系统的子系统（要素）数量比较少，而且子系统
之间的关系也比较简单的系统，如一个工厂、一台设备等。 简单巨系统是指组成系统的子系统数量非常多、种类相对也比较多
（如几十种、甚至上百种），但它们之间的关系较为简单的系统。 复杂巨系统是指组成系统的子系统数量很多，具有层次结构，它们
系统的集合性表明，系统是由两个或两个以上的可以互相区别的要 素所组成的。这些要素可以是具体的物质，也可以是抽象的或非
物质的软件、组织等。
例如，一个计算机系统，一般都是由CPU、存储器、输入输出设备等硬件 组成，同时还包含有操作系统、程序开发工具、数据库等软件，它们形 成一个完整的集合。
第1.1节 关于系统
人造系统则是人们将有关元素按其属性和相互关系组合 而成的系统，如人类对自然物质进行加工，制造出各 种机器所构成的各种工程系统。
第1.1节 关于系统
2.实体系统与概念系统 凡是以矿物、生物、机械和人群等实体行为构成要素的
系统称之为实体系统。 凡是由概念、原理、原则、方法、制度、程序等概念性
的非物质实体所构成的系统称为概念系统，如管理系 统、军事指挥系统、社会系统等。 在实际生活中，实体系统和概念系统在多数情况下是结 合的，实体系统是概念系统的物质基础，而概念系统 往往是实体系统的中枢神经，指导实体系统的行为。
系统工程导论课后习题答案
什么是孤立系统、封闭系统和开放系统试分别举例说明。
答：a.如果系统与其环境之间既没有物质的交换，也没有能量的交换，就称其为孤立系统。
在孤立系统中，系统与环境之间是相互隔绝的，系统内部的能量和物质不能传至系统外，系统环境的能量也不能传至系统内，显然，客观世界是不存在这种孤立系统的；b.如果系统与其环境可以交换能量但不可以交换物质，称其为封闭系统。
例如一个密闭的容器，可以与外界交换能量，但不能交换物质，可看作为封闭系统；c.如果系统与环境之间既有换，又有物质交换，就称其为开放系统。
小至细胞、分子、大至生物、城市、国家等任何系统每时每刻都与环境进行着物质、能量及信息的交换，都是开放系统。
什么是系统自组织现象试描述一个具体的系统自组织现象。
答：系统中的元素在环境作用下，不依靠外力，发展形成有序结构的过程，称为系统自组织。
19世纪末化学家利色根发现，将碘化钾溶液加入到含有硝酸银的胶体介质中，在一定的条件下，所形成的碘化银沉淀物会构成一圈圈有规律间隔的环状分布，这种有序的环称为利色根环。
如激光的产生就是一个典型的自组织过程。
中国科学家对系统科学与技术有过哪些贡献答：中国科学院于1956年在力学研究所成立“运用组”，即后来“运筹组”的前身。
到1980年成立“系统科学研究所”，1980年成立“中国系统工程学会”，这些都标志着我国对系统工程研究发展的重视。
1986年钱学森发表“为什么创立和研究系统学”，又把我国系统工程研究提高到系统工程基础理论，从系统科学体系的高度进行研究。
我国学者钱学森于1989年提出“综合集成法”，是对系统工程方法论研究方面作出的新贡献。
如何全面正确理解系统的整体性和“1+1>2”表达式答：系统的首要特征就是其整体性，系统不是各孤立部分属性的简单叠加，它还具有各孤立部分所没有的新的性质和行为。
系统的整体性质有时通俗地表达为“1+1>2”，但实际情况是复杂的，也有可能等于2或小于2，这取决于系统的结构、各部分的属性及系统内协同作用的强弱。
No1系统工程导论课件
(四)系统工程的应用范畴
社会系统工程——研究对象是整个社会，这是一个 开放的复杂巨系统。目前正在探讨一种从定性到 定量，综合运用多种学科处理复杂巨系统的方法 论。 经济系统工程——主要研究宏观经济问题，如国家 的经济发展战略、综合发展规划、经济指标体系、 产业结构分析、资源合理配置、经济政策分析、 综合国力分析、世界经济模型等。 环境生态系统工程——主要研究大气生态系统、大 地生态系统、流域生态系统、森林与生物生态系 统、城市生态系统的规划建设问题。
企业系统工程——主要研究市场预测、新产品开发、CI MS及并行工程、全面质量管理、成本—效益分析等；
农业系统工程——主要研究农业发展战略、大农业和立 体农业的战略规划、农业结构分析、农业区域规划、 农产品需求预测、农业政策分析等；
教育系统工程——主要研究人才需求预测、人才与教育 发展规划、人才结构分析、教育政策分析等。
水资源系统工程的热点话题：
“南水北调”工程，它分西线、东线、中 线三条调水方案，其意义在于，它是我国长江 流域、黄河流域水资源的一次带有全局性和战 略性的结构调整。如何实现市场经济下水资源 的合理利用，构成我国水资源“四横三纵、南 北调配、东西互济”的新格局，是一项复杂的 系统工程。
第二节：系统工程的研究对象
古代朴素的系统思想
老子
自然统一
“只见森林”
第一节：系统工程的产生、 发展及应用 （一）系统思想及系统理论的产生与发展
管子 农事管理
李冰父子
工程管理 古代朴素的系统思想
孙武 军事管理
战国时期川西太守李冰父子主持 修建。目标：利用岷江水资源灌溉川 西平原、防洪与航运。包括三大工程 及 120 多项配套工程。其总体构思是 系统思想的杰出运用。两千多年来， 都江堰一直发挥着巨大的效益，是我 国最成功的水利工程。
系统工程导论第一章
第一章系统与系统工程第1讲基本概念1、系统的定义.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组成的一个整体。
（有组织的或被组织化的整体）一个形成系统的诸要素的集合永远具有一定的特性，或者表现一定的行为，而这些特性或行为是它的任何一个部分都不具备的。
分析与综合的思想方式：在物质世界中，一个系统中的任何部分可以被看成一个子系统，而每一个系统又可以成为一个更大规模系统的一个部分。
2、系统的特性.①集合性. 系统的集合性表明系统是由两个或两个以上的可以互相区别的要素所组成的。
如：计算机系统（包括cpu、存储器、I/O设备等硬件、软件）②相关性. 组成系统的要素是相互联系、相互作用的，相关性说明这些联系之间的特定关系。
③层次性. 系统作为一个相互作用的诸要素的总体，它可以分解为一系列的子系统，并存在一定的层次结构，这是系统空间结构的特定形式。
在系统层次结构中表述了在不同层次子系统之间的从属关系或相互作用关系。
在不同的层次结构中存在着动态的信息流和物质流，构成了系统的运动特性，为深入研究系统层次之间的控制与调节功能提供了条件。
DCS系统为例④整体性. 具有独立功能的系统要素以及要素间的相互关系（相关性，层次性）是根据逻辑统一性的要求，协调存在于系统整体之中。
即：任何一个要素不能离开整体去研究，要素间的联系和作用也不能脱离整体的协调去考虑。
⑤目的性. 通常系统都具有某种目的，要达到既定的目的，系统都具有一定的功能，而这正是区别这一系统和那一系统的标志。
系统的目的一般用更具体的目标来体现，一般说来，比较复杂的系统都具有不止一个的目标，因此需要一个指标体系来描述系统的目标。
例：衡量一个工业企业的经营实绩，不仅要考核它的产量、产值指标，而且更重要的是要考核它的利润、成本和规定的质量指标完成情况。
在指标体系中，各个指标之间有时是相互矛盾的，有时是互为消长的。
为此，要从整体出发力求获得全局最优的经营效果，要在矛盾的目标之间做好协调工作，寻求平衡或折衷方案。
系统工程导论总复习知识点
第一章1. 系统思想发展三阶段：即只见森林（朴素的系统思想）-只见树木-先见森林，后见树木（科学的系统思想）。
科学的系统思想核心和本质整体思想与联系思想2.老三论：一般系统论（贝塔朗菲）、控制论（维纳）、信息论（香农）新三论：耗散结构理论（I.普利高津）、协同学（H.哈肯）、突变论（R.托姆）3. 系统的定义：由两个以上相互关联的要素所构成的具备特定功能，结构，环境的整体。
一般属性：整体性：最基本、最核心，系统性最集中的体现。
关联性：构成系统的要素是相互联系，相互作用的；同时，所有要素均隶属于系统整体，并具有互动关系。
环境适应性：任何一个系统都存在于一定的环境中，并于系统产生物质，能量和信息交流，环境变化引起其变化目的性、层次性4.系统工程：是从总体出发，合理开发、运行和革新一个组织化大规模复杂系统所需思想、理论、方法论、方法与技术的总和（或总称）。
5.系统工程的基本思想(1) 整体性和系统化观点（工作的前提）(2) 总体最优或平衡协调观点（目的）(3) 多种方法综合运用的观点（解决问题的手段）(4) 问题导向及反馈控制观点（有效性的保障）6.系统工程的特点（与传区别）（1）系统工程采用先决定整体框架，后进入详细内部设计的程序；（2）系统工程试图通过将构成事物的要素的秩序加以适当的配置来提高整体的功能，其核心思想就是综合就是创造。
传统工程则坚持发明创造。
（3）系统工程是软科学。
7. 系统工程研究对象：组织化的大规模复杂系统。
研究方法：研究系统工程问题时，必须根据实际问题的需要灵活选择科学方法。
（1）描述系统工程问题的方法一般是定性描述与定量描述相结合，整体描述与局部描述相结合，确定性描述与不确定性描述相结合。
（2）分析研究系统工程问题的方法一般是模型分析与仿真实验型相结合，系统分析与系统集成相结合，系统评价与系统设计相结合。
对系统工程的认识：系统工程是一门交叉学科，是从整体出发，合理开发，运用和革新一个大规模复杂系统，所需思想，理论，方法的集合。
系统工程课件第一章(1)
v 管理科学的发展与管理人才培养
管理科学发展的“制高点” ——系统化管理
T型人才
系统工程课件第一章(1)
导论：What
v SE是以大规模复杂系统（特 别是管理系统）为研究对象， 在系统理论、管理科学及其运 筹学、专业工程技术等学科基 础上形成的一门交叉学科。通 过学习，主要使学生掌握分析 与解决一般管理系统问题的思 想、程序和方法。
第一章 系统工程概述
系统工程的 产生、 发展 及应用
(二)系统理论的产生与发展
系统工程的研 究对象
一般系统论、控制论、信息论、 耗散结构理论、协同学及自组织理论
等是系统理论的重要内容和SE的理论基础。
。
SE的概念与 特点
系统工程课件第一章(1)
第一章 系统工程概述
系统工程的 产生、 发展 及应用
第三段
（课堂习题2）[2]
v 系统工程应用实例 [2] v （课程总结）[1]
第四段
系统工程课件第一章(1)
导论：Who/Where v Who/Where?
Who —— 学生为主体，教师为主导。 Where —— 将课堂内外的学习结合起来！
系统工程课件第一章(1)
导论：How
v How?
建议注坚重持系问统题思导1耳2考向、、说不严话许禁点3使迟平0名%用到时一，手及10次两机中%无次及途+(故扣交早期未除头退中到7接+0期扣%末除，考平三试时次）成无9绩平0时% 采用系统化3方、法不无成故绩缺。课作业一次未交及抄袭扣除
系统工程课件第一章(1)
2020/11/30
系统工程课件第一章(1)
西南交1112考试批次《系统工程导论》复习题及参考答案
系统工程导论第1次作业本次作业是本门课程本学期的第1次作业，注释如下：一、单项选择题(只有一个选项正确，共3道小题)1.输出完全决定于输入且状态与结果具有一致性的系统称为（）。
(A) 封闭系统(B) 因果系统(C) 控制系统(D) 静态系统正确答案：B解答参考：2.三维结构方法论的核心内容是模型化和（）。
(A) 定性化(B) 定量化(C) 综合化(D) 分解化正确答案：B解答参考：3.通过人们的经验、知识和直觉形成的，形式上可以是思维、字句和描述，这种模型是（）。
(A) 形象模型(B) 模拟模型(C) 概念模型(D) 图形模型正确答案：C解答参考：二、不定项选择题(有不定个选项正确，共7道小题)4. 系统建模的原则是（）。
[不选全或者选错，不算完成](A) 准确性(B) 可靠性(C) 简明性(D) 实用性(E) 反馈性正确答案：A B C D E解答参考：5. 将现实系统加以放大或缩小后表示系统的模型称为（）。
[不选全或者选错，不算完成](A) 图形模型(B) 模拟模型(C) 概念模型(D) 实物模型正确答案：D解答参考：6. 当系统结构性质不明确，又无足够的数据，系统上又无法做试验，可以先科学的设想一些情况，推出结果，再反过来修正模型，这种方法称为（）[不选全或者选错，不算完成](A) 数据分析法(B) 实验分析法(C) 主观想象法(D) 人工实现法正确答案：C解答参考：7. 系统模型分析中的抽象模型包括（）。
[不选全或者选错，不算完成](A) 数学模型(B) 图形模型(C) 计算机程序(D) 概念模型(E) 实物模型正确答案：A B C D解答参考：8.系统的基本特征包括（）。
[不选全或者选错，不算完成](A) 整体性(B) 相关性(C) 目的性(D) 环境适应性(E) 确定性正确答案：A B C D解答参考：9.系统模型分析中的抽象模型包括（ ABCDE ）。
A． B． C． D． [不选全或者选错，不算完成](A) 数学模型(B) 图形模型(C) 计算机程序(D) 概念模型(E) 实物模型正确答案：A B C D E解答参考：10.系统分析的要素包括（）。
系统工程导论陈宏民版课后习题答案
第一章《序言》习题与思考1．从系统工程产生的背景的描述中，你认为系统工程主要适用于研究、处理、解决哪类问题？这些问题有什么特征？【答案要点】（1）对从系统工程产生的历史背景进行描述，如：从其发展的必要性、社会经济角度以及科学技术发展等方面描述。
（2）从描述中得出它成为研究、分析和处理复杂系统问题最有效的理论、方法和工具。
（3）这些问题的基本特征是由很多政治、经济、社会、技术、环境等熔合一起，且规模大、关系复杂、因素众多、目标多样，需要用多种理论和知识、技术综合集成的方法去解决。
2．从推动系统工程发展的主要理论看，你认为要研究、处理、解决复杂系统问题还要哪些科学技术的支持？【答案要点】研究、分析、解决系统问题除了需要运筹学、控制论、一般系统理论等基本理论的支持，还需要信息论，耗散结构理论、协同理论、突变论以及现代控制论、计算机科学、信息技术等相关学科，且后三者使系统工程的实际应用成为现实。
3．从我国古代朴素系统观的应用案例的介绍中，你认为这些案例中主要体现了什么样的系统观念？【答案要点】结合案例（孙子兵法、都江堰水利工程、丁谓修复皇宫、冶炼等）可知我国古代朴素系统观念是从系统整体出发，对不同层次以及系统与环境进行全面地分析，从而解决问题。
4．请你谈谈钱学森对中国系统工程做出了哪些杰出贡献。
【答案要点】钱学森对我国系统工程的发展贡献是：（1）创建第一个运筹学研究小组，并把它作为其组建的中国科学院研究所的组成部分；（2）创建第一个军事研究机构，开辟系统科学面向我国武器装备规划的新领域；（3）在其指导下，许多计划和工程部门按照技术上和组织上的各种时序联系和逻辑联系的计划流程图，运用数学方法进行计划和工程的分析预测，分清主次，明确关键，寻求人才资源和物资资源利用的最优方案；（4）他积极建议我国军事部门将系统工程原理和方法，作为我军不断向现代化迈进的重要手段；（5）在他古稀之年，发表一系列关于系统科学的学术演讲；（6）在其倡议和指导下，我国运用系统科学的理论与方法对我国的经济建设与社会发展做出了科学的预测和研究；总之，钱学森对系统科学最重要的贡献是发展了系统学和开饭的复杂巨系统的方法论。
《系统工程导论》重点内容总结
《系统工程导论》重点内容第一章系统与系统工程1、《黄帝内经》强调人体各器官的有机联系、生理现象与心理现象的联系，以及身体健康与自然环境的联系。
2、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，因而对整体性和统一性的认识也是不完全的3、马克思、恩格斯的辩证唯物主义认为，物质是世界由许多相互联系、相互制约、相互依赖、相互作用的事物和过程形成的统一整体，这也就是系统的实质。
4、钱学森在《系统思想和系统工程》一文中指出：“系统思想是进行分析和综合的辩证思维工具，它在唯物主义那里取得了哲学的表达形式，在运筹学和其他系统科学那里取得了定量的表达方式，在系统工程那里获得了丰富的实践内容。
”5、“系统”一般认为是“群”与“集合”的意思。
6、系统的定义：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。
7、系统的概念包括以下五个要点：（1）由两个或两个以上的元素组成；（2）各元素之间相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用；（3）各元素协同运作，使“系统”作为整体具有各组成元素单独存在时所没有的某种特定功能；（4）系统是运动和发展变化的，是动态的过程；（5）“系统”的运动具有明确的目标；由此可见，一台机器、一个部门、一项计划、一个研究项目、一种组织、一套制度都可看成一个系统。
8、在现实世界中，任何一个系统都是可分的。
因此，系统是有层次的，任何一个系统都有它的层次结构、规模、坏境与功能9、从系统的定义可以看出，所有系统都具有以下几个共同特性：（1）层次性：层次性是系统最基本的特性之一。
系统本身又属于另外一个更强大的子系统，这就充分反映了系统所具有的层次性。
（2）整体性：系统整体性说明，具有独立功能的系统要素以及要素间的相互关系（相关性、阶层性）根据逻辑统一性的要求，协调存在于系统整体之中。
（3）集合性。
集合就是把具有某种属性的一些对象看成一个完整的整体，从而形成一个集合，集合离的各个对象叫做集合的要素（子集），系统的集合性表明，系统是由两个或两个以上可以互相区别的要素组成的。
系统工程导论
第一章概述（简答题）1. 钱学森对于系统的定义:系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体。
2.系统的三个基本特征：a.系统是由若干元素组成的;b.这些元素相互作用，相互依赖；c.由于这些元素间的相互作用，使系统作为一个整体，具有特定的功能。
3. 系统的特征：a.整体性b.集合性c.层次性d.相关性e.目的性f.适应性4. 系统的分类：a.自然系统和人造系统b.实体系统和概念系统c.动态系统和静态系统d.开放系统和封闭系统 e.简单系统，简单巨系统和复杂巨系统。
5.系统工程的内涵:系统工程是以研究大规模复杂系统为对象的一门交叉学科。
它是把自然科学和社会科学的某些思想、理论、方法、策略和手段等根据总体协调的需要，有机的联系起来，把人们的生产、科研或经济活动有效的组织起来，应用定量分析和定性分析相结合的方法及计算机等技术工具，对系统的构成要素、组成结构、信息交换和反馈控制等功能进行分析、设计、制造和服务，从而达到最优设计，最优控制和最优管理的目的，以便最充分的发货人力、物力的潜力，通过各种组织管理技术使局部和整体之间的关系协调配合，以实现系统的综合最优化。
6. 系统工程的主要内容：系统分析，系统设计，系统模型化，系统的最优化，系统的组织管理，系统评价，系统预测与决策等。
第二章系统工程的理论基础与方法论（计算题、简答题）1、线性规划问题：重点计算题2、整数规划问题：重点计算题3.分支定界求解整数规划的内涵：设有最大化的整数规划问题A，与它相应的线性规划问题（即在整数规划中去掉了决策变量的整数取值要求）为B。
从解问题B开始，若B的最优解符合A中的整数条件，则A 的最优解即为B的最优解；若B的最优解不符合A的证书条件，则B的最优解对应的最优值必是A的最优值Z*的上界，记为Z，而A的某一任意可行解的目标函数值将是Z*的一个下届Z。
分枝定界法就是不断将B的可行域分成子区域（称为分枝），并在每个子区域中确定A的上界Z和下届Z（称为定界）的方法。
系统工程导论
系统工程导论
系统工程导论是一门通过研究对现实环境中的复杂系统进行分析以便设计、构建和维护有效系统的学科。
它根据系统工程的原则，使用定量和定性方法来方案、分析、设计、构建、运行和改进系统或过程。
系统工程导论将基础性知识与应用实践有机地结合起来，旨在培养系统工程专业人员的分析及解决问题的能力。
系统工程导论的内容是复杂问题的分析和解决。
它引入了系统工程的方法论和原理，例如系统可视化、总体设计、可衡量要求、决策分析、仿真建模、系统再分配以及系统评估等。
系统工程导论还将经济原理、管理原理以及物质工程和信息工程的原理运用于系统的分析和设计中，以帮助学生学习系统的结构和运行方式，并从而学习如何建立有效和经济的系统。
系统工程导论
蒋珉 东南大学自动化学院
本课程学习要求：
掌握基本理论； 熟悉基本方法； 能联系实际，解决问题。
本课程学习方法及考核：
以课堂讨论、自学为主，教师讲授为辅。 考核成绩=大作业成绩（60%，大作业报告、 发言情况）+平时作业（10%）+ 开卷考试成绩 （30%）
第7章 图和网络优化
图论广泛地应用与物理学、化学、控制论、信 息、科学管理、电子计算机等领域。很多实际问题 可以采用图论的理论和方法来解决。
第1节 图的概念
二、定义
图：由一些点及一些点之间的连线（带箭头 或不带箭头）所组成。
边：两点之间的不带箭头的连线。 弧：两点之间的带箭头的连线。
无向图（简称图）：由点及边构成的图。 有向图 ：由点及弧构成的图。
第1节 图的概念
点用集合V={v1, …, vn}表示。 联结点vi和vj∈V的边记为[vi,vj](或[vj, vi]）。 联结点vi和vj∈V的弧记为（vi,vj），方向是从 vi指向vj 。 无向图记为G= (V,E) ，V、E分别为G的点集 合和边集合。
第1节 图的概念
例3 化学药品储存问 题。某些药品不能储存在同 一个库房里。vi (i=1,…,8) 表示八种药品。若药品vi和 药品vj 不能储存在同一个库 房里，则在它们之间联一条 线。需要解决的问题是：至 少需要几个库房，能将储存 这八种药品
第1节 图的概念
图是反映对象之间关系的一种工具，是一种 数学抽象。通常用点代表研究的对象，用点与点 之间的连线表示这两个对象之间有特定的关系。
第1节 图的概念
例1 十个城市之市，点与点 之间的连线代表相邻两个 城市之间的铁路线。
类似的问题还有电话 线分布图、煤气管道图、 航空线路图等。
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第1节 图的概念
图是反映对象之间关系的一种工具，是一种 数学抽象。通常用点代表研究的对象，用点与点 之间的连线表示这两个对象之间有特定的关系。
注意：图中点的相对位置如何，点与点之间 的连线的长短曲直，对于反映对象之间的关系并 不重要。
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
反映例2中球队之间的比赛情况的两种图没有 本质上的区别。
系统工程导论(1)
第7章 图和网络优化
图论广泛地应用与物理学、化学、控制论、信 息、科学管理、电子计算机等领域。很多实际问题 可以采用图论的理论和方法来解决。
图论的历史最早可以追溯到1736年E.Euler （瑞士数学家）解决著名的哥尼斯堡七桥问题。
系统工程导论(1)
第7章 图和网络优化
原问题：能否走过七座桥，且每座桥只走过一 次，最后回到出发点？
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
例2 球队之间比赛的 情况。vi(i=1, …,5)表示五 个球队。如果某两个球队 比赛过了，则在这两个队 所相应的点之间联一条线， 这条线不过其它点。
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
例3 化学药品储存问 题。某些药品不能储存在同 一个库房里。vi (i=1,…,8) 表示八种药品。若药品vi和 药品vj 不能储存在同一个库 房里，则在它们之间联一条 线。需要解决的问题是：至 少需要几个库房，能将储存 这八种药品
系统工程导论(1)
2020/11/30
系统工程导论(1)
本课程学习要求：
掌握基本理论； 熟悉基本方法； 能联系实际，解决问题。
系统工程导论(1)
本课程学习方法及考核：
以课堂讨论、自学为主，教师讲授为辅。 考核成绩=大作业成绩（60%，大作业报告、 发言情况）+平时作业（10%）+ 开卷考试成绩 （30%）
系统工程导论(1)
第7章 图和网络优化
Euler解题的思路：将原问题化为一笔画问题。 图中的每个点都只与奇数条线相关联，不可能不重 复地一笔画成。
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第7章 图和网络优化
结论：哥尼斯堡七桥问题不可能有解。
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第7章 图和网络优化
许多工程问题可以采用图来描述，并且可以 化为相应的优化问题，最终采用优化算法来加以解 决。由于计算机的普及和大量算法的出现，使得图 论方法的应用成为了可能。
数记为q(G)或q(D) 。简记为p或q。
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第1节 图的概念
三、术语
1、无向图
若
，则称u称e是点u（及点v）的关连边。
若图G中，某个边e的两个端点相同，则称e是 环；若两个点之间有多于一条的边，称这些边为多 重边。
一个无环，无多重边的图称为简单图；一个 无环，但允许有多重边的图称为多重系统工图程导。论(1)
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
给定一个图
，一个点边的交错序
列
，若
，
则称为一条联结 和 的链，记为
，
有时称点
为链的中间点。
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
链
中，若 ，则称之为一个
圈，记为
。若链
中，
点
都是不同的，则称之为初等链；若
圈
中，点
都是不同的，则称
之为初等圈；若链（圈）中含的边均不相同，则称
，称u为a的始点，v
为a的终点，称弧a是从u指向v的。
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
例1～例3中涉及到的对象之间的“关系”具 有“对称性”。即：如果甲与乙有某种关系，则乙 与甲也有同样的这种关系。
在实际生活中，有
许多关系不具有这种对 称性。例2中的比赛胜负 情况就不能用简单的连 线来表示。为了反映这 种关系，可以用一条带 箭头的连线表示。
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
二、定义
图：由一些点及一些点之间的连线（带箭头 或不带箭头）所组成。
边：两点之间的不带箭头的连线。 弧：两点之间的带箭头的连线。
无向图（简称图）：由点及边构成的图。 有向图 ：由点及弧构成的图。
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
点用集合V={v1, …, vn}表示。 联结点vi和vj∈V的边记为[vi,vj](或[vj, vi]）。 联结点vi和vj∈V的弧记为（vi,vj），方向是从 vi指向vj 。
第1节 图的概念
以点v为端点的边的个数称为v的次，记为 或。
注意：图中环在计算边时记做两次。
称次为1的点为悬挂点，悬挂点的关连边称为 悬挂边，次为零的点称为孤立点。
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
定理1 图 的两倍，即
中，所有点的次之和是边数
次为奇数的点称为奇点，否则称为偶点。
定理2 任一图中，奇点的个数为偶数。
无向图记为G= (V,E) ，V、E分别为G的点集 合和边集合。
有向图记为D= (V,A) ，V、A分别为G的点集
合和弧集合。
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
无向图实例
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
有向图实例
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
图G或D中的点数记为p(G)或p(D)，边（弧）
之为简单(链)圈。
除非特别说明，链（圈）均指初等链（圈）。 系统工程导论(1)
第1节 图的概念
图中，
是一条简单链，但不是初
等链，
是一条
初等链。该图中 ，不存
在联结 和 的链。
是一个初等圈，
是简单圈，但不是初等圈。
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
图G中，若任何两个点之间，至少有一条链， 则称G是连通图，否则称为不连通图。若G是不连 通图，它的每个连通的部分称为G的一个连通分图 （简称为分图）。
系统工程导论(1)
第7章 图和网络优化
第1节 图的概念
一、图概念的引进
图：由点和线组成，可以表示对象之间的相 互关系。
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
例1 十个城市之间的 铁路交通图。反映了这十 个城市之间的铁路分布情 况。点代表城市，点与点 之间的连线代表相邻两个 城市之间的铁路线。
类似的问题还有电话 线分布图、煤气管道图、 航空线路图等。
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
给定一个图
，如果图
，使
及 ，则称 是 的一个支撑子图。
设
，用 表示从图G中去掉v及v的
关联边后得到的一个图。
系统工程导论(1)
第1节 图的概念
2、有向图
设给定了一个有向图
，从D中去掉所
有弧上的箭头，就得到了一个无向图，称之为D的
基础图，记之为G(D)。
给定D中的一条弧