管理信息系统第2章-系统工程

1、2020/9/6,主讲：马谦杰 Email: ,2020/9/6,回 顾,P11：第一章思考题 1 什么是管理，管理的职能是什么 2 试述管理的组织结构 3 怎样理解和定义信息 4 试述信息处理的过程,2020/9/6,2.1 系统的概念 2.1.1 系统的定义 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)。 系统要素之间是“相互联系和相互制约”的关系，由此构成一

2、个系统的结构。 系统是一个具有“特定功能”的有机整体。 P31：功能、结构。,第2章 系统工程概论,2020/9/6,2.1 续,系统的图示定义。在很多场合我们需要用简单的示意图的形式描述系统。用一个椭圆代表系统与外部环境的分界限，用“系统处理”表示系统的构成要素和功能，两个有向箭头表示输入输出的方向和内容，从输出端到输入端的反向箭头表示系统从输出到输入的反馈。 除了描述式、图示定义以外，还有集合论定义、要素论定义。,2020/9/6,2.1 续,除描述式、图示定义以外，还有集合论定义、要素论定义。 集合论定义:数学描述: S= I,P,O Ot=P（It-1，Ft-n）Ot: t时刻的输出I

3、t-1：t-1时刻的输入Ft-n ：t-n时刻的反馈。 要素论定义： ：I、P、O、D(isturbance)、 E(nvironment)、F(eedback)、R(estriction),2020/9/6,2.1 续,2.1.2 系统的分类 为了更好对系统进行分析，需要对系统的范围有所了解，这就需要根据系统的特性和形态属性，采用不同的分类标准对系统进行分类。系统的分类标准很多，下面是一些常见的分类方式。 自然系统与人造系统 按照系统的起源，自然系统是由自然过程产生的系统，例如生态链系统、水循环系统等。人造系统则是人们为达到某个目的按属性和相互关系将有关部件（或元素）组合而成的系统，例如工厂

4、系统等。 实体系统与概念系统 按照一般的理解，实体系统是使用一些实物和有形部件构成的系统。概念系统是用一些思想、规划、政策等的概念或符号来反映系统的部件及其属性的系统。,2020/9/6,2.1 续,根据上述实体系统与概念系统的区分依据及其特点可以看出，二者既有区别又有联系。从而为我们提示了一种可能性，即在一定的条件下，可使实体系统抽象为概念系统，或者使概念系统具体化为实体系统，如图2-2所示：,图2-2 实体系统与概念系统,2020/9/6,2.1 续, 静态系统和动态系统 静态系统一般是指存在一定的结构但没有活动性的系统，如江河上的桥梁就代表一个静态系统。动态系统是指既有结构部件又有活动性

5、的系统，如学校系统是由校舍、学生、教师、书以及各门课程等组成的有活动性的动态系统。 封闭系统与开放系统 封闭系统是指该系统与环境之间没有物质、能量和信息的交换，由系统的界限将环境与系统隔开，因而是一种封闭状态。 开放系统是指系统与环境之间具有物质、能量与信息交换的系统。例如生态系统、商业系统以及工厂生产系统等。 按系统规模划分 按照系统规模划分，有小系统、大系统、巨系统三类。,2020/9/6,2.1 续,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 系统整体性指的是，系统是由若干要素组成的具有一定新功能的有机

6、整体，各要素一旦组成系统整体，就表现出独立要素所不具备的性质和功能，形成新的系统的特性，从而表现出整体的性质和功能不等于各个组成要素的性质和功能的简单相加。 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。 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。,2020/9/6,2.1 续, 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

7、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。 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。,2020/9/6,2.1 续,2.1.4 系统的基本结构 系统结构与子系统 按照定义，系

8、统研究最关心的是把所有元素关联起来形成一整体的特有方式（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。 系统构成的要素 (条件因素) 任何一个存在的系统都必须具备三个要素：系统的诸部件及其属性、系统的环境及其界限、系统的输入和输出。 系统最重要的特点之一是系统与环境的相互作用与相互响应。当系统在环境中受到某个刺激或某个事件的激发时，就会作出响应。如图2-3示。,2020/9/6,2.1 续,处理器,反馈,图2-3 系统构成要素图,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

9、，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2-4和图2-5所示。,图2-4 事件响应系统图,图2-5 计划响应系统图,Y,X,Y,f,事件,响应,事件,响应,响应,事件,环境扰动,误差信号,2020/9/6,2.1 续,3.系统活动的构成要素 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。 系统活动构成的基本要素如图2-6所示。,图2-6 系统活动构成的基本要素图,事件,响应,响应,事件,信息,2020/9/6,2.2 系统思想与系统科学,2.2 系统思想与系统科学 2.2.1

10、系统思想的发展,朴素的系统概念，不仅表现在古代人类的实践中，而且在古代中国和古希腊的哲学思想中得到了反应。,2020/9/6,2.2 续,2.2.2 系统科学的发展与应用 系统科学的形成和发展 (1) 科学技术背景 (2) 40年代到60年代的形成和发展(贝塔朗菲) (3) 70年代到80年代的发展(普利高津) (4) 80年代以来的发展(非线性复杂性) (5) 系统科学在中国的发展 系统工程的产生和发展 所谓系统工程，就是以系统的观点和方法为基础，综合地应用各种技术，分析解决复杂而困难问题的工程方法和工程实践。,2020/9/6,2.3 系统工程,2.3.1 系统工程方法论框架 阐明问题阶段

11、 阐明问题需要分析研究目标结构、价值观念、约束条件、备选方案、方案后果及人们对后果的反应等。 谋划备选方案 每项系统分析都需要比较多个备选方案。谋划备选方案包括方案的提出和筛选过程。 建模和预计后果 每种备选方案都相应有一系列后果。这些后果都是用社会、经济、技术等方面的指标进行衡量，对于系统目标能否达到具有消极或积极的作用。 预测未来环境 评比备选方案,2020/9/6,2.3 续,2.3.2 系统工程的应用 系统工程（Systems Engineering）作为系统科学的一个分支，实际上是系统科学的实际应用。系统工程的应用几乎遍及工程技术和社会经济的各个方面，在以下各方面的应用更为卓著。 社

12、会系统工程。 宏观经济系统工程。 区域规划系统工程。 环境生态系统工程。 能源系统工程。 水资源系统工程。 交通运输系统工程。 农业系统工程。 工业及企业系统工程。 工业项目管理系统工程。 科技管理系统工程。 智力开发系统工程。 人口系统工程。 军事系统工程。,2020/9/6,2.3 续,2.3.3 系统工程发展的展望 20世纪60年代以来，系统工程在理论上和实际应用方面都得到了巨大发展，引起了社会的广泛重视。当代系统工程发展具有以下趋势。 系统工程作为一门交叉学科，日益向多种学科渗透和交叉发展。自然科学和社会科学的相互渗透，日益深化，为了使科学技术和经济、社会得到最优协调发展，需要社会学、经济学、系统科学、计算机科学与技术、控制理论与技术等众多学科的综合应用。 系统工程作为一门软科学，日益受到人们的重视。 系统