毕业论文文献综述 信息与计算科学 数学建模中数学模型方法的研究 一、前言部分 数学建模[]1是将实际问题抽象、简化，明确变量和参数，然后根据某种“规律”建立变量和参数间的数学关系，再解析地或近似地求解并加以解释和验证这样一个多次迭代的过程。但要进行真正好的数学建模必须要有有关领域的专家、工作人员的通力合作，也就是说数学建模的过程往往是一个跨学科的合作过程。 应用某种“规律”建立变量、参数间的明确数学关系，这里的“规律”可以是人们熟知的物理学或其他学科的定律，例如牛顿第二定律、能量守恒定律等，也可以是实验规律。数学关系可以是等式、不等式及其组合的形式，甚至可以是一个明确的算法：能用数学语言把实际问题的诸多方面（关系）“翻译”成数学问题是极为重要的。 不同的建模者由于看问题角度不同所建立的模型往往是不同，我们通过介绍数学建模的几类方法和几个典型的数学模型，来让大家对数学模型有一个比较全面的认识和了解。二、主题部分 数学建模（Mathematical Modeling）把现实世界中的实际问题加以提炼，抽象为数学模型，求出模型的解，验证模型的合理性，并用该数学模型所提供的解答来解释现实问题，我们把数学知识的这一应用过程称为数学建模。简而言之，数学建模是利用各种数学方法解决生产生活中实际问题的一种方法。 数学建模是一门新兴的学科，20世纪70年代初诞生于英美等现代化工业国家。由于新技术特别是计算机技术的迅速的发展，大量的实际问题需要用计算机来解决，而计算机与实际问题之间需要数学模型来沟通，所以这门学科在短短几十年的时间迅速辐射至全球大部分国家和地区。（参见文献[2][3]） 纵观数学的发展历史，数千年来人类对于数学的研究一直是沿着纵横两个方向进行的。在纵向上，探讨客观世界在量的方面的本质和规律，发现并积累数学知识，然后运用公理化等方法建构数学的理论体系，这是对数学科学自身的研究。在横向上，则运用数学的知识去解决各门科学和人类社会生产与生活中的实际问题，这里首先要运用数学模型方法构建实际问题的数学模型，然后运用数学的理论和方法导出其结果，再返回原问题实现实际问题的解决，这是对数学科学应用的研究，由此可见，数学建模既是各门科学研究的经常性活动，具有方法论的重要价值，又是数学与生产实际相联系的中介和桥梁，对于发挥数学的社会功能具有重要的作用。
系统建模方法 2、1系统抽象与数学描述 2、1、1 实际系统的抽象 本质上讲,系统数学模型就是从系统概念出发的关于现实世界的一小部分或几个方面的抽象的“映像”。 为此,系统数学模型的建立需要建立如下抽象:输入、输出、状态变量及其间的函数关系。这种抽象过程称为模型构造。抽象中,必须联系真实系统与建模目标,其中描述变量起着很重要的作用,它可观测,或不可观测。 从外部对系统施加影响或干扰的可观测变量称为输入变量。 系统对输入变量的响应结果称为输出变量。 输入、输出变量对的集合,表征着真实系统的“输入-输出”性状(关系)。 综上述,真实系统可视为产生一定性状数据的信息源,而模型则就是产生与真实系统相同性状数据的一些规则、指令的集合,抽象在其中则起着媒介作用。系统数学建模就就是将真实系统抽象成相应的数学表达式(一些规则、指令的集合)。
2、1、2 系统模型的一般描述及描述级(水平) 2、1、2、1 系统模型的一般描述: 一个系统的数学模型可以用如下七元组集合来描述: (可观测) 输出变量 (可观测) 输入变量 黑箱 灰箱 白箱 ω(t t ) ω(t )、ρ(t )---输入输出变量对 真实系统建模的抽象过程
2、1、2、2 系统模型描述级(水平): 按照系统论的观点,实际系统可在某种级(水平)上被分解,因此系统的数学模型可以有不同的描述级(水平): ⑴ 性状描述级 性状描述级或称为行为描述级(行为水平)。在此级上描述系统就是将系统堪称黑箱,并施加输入信号,同时测得输出响应,结果就是得出一个输入-输出对:(ω,ρ) 及其关系R s ={(ω,ρ):Ω,ω,ρ}。 因此,系统的性状级描述只给出输入-输出观测结果。其模型为五元组集合结构: S=(T ,X ,Ω,Y , R ) 当ω,ρ满足ρ =f (ω)函数关系时,其集合结构变为: ()λδ,,,,,,Y Q X T S Ω= 其中： :T 时间基，描述系统变化的时间坐标，T 为整数则称为离散时间系统，为实数则称为连续时间系统； :X 输入集，代表外部环境对系统的作用。 :Ω输入段集，描述某个时间间隔内的输入模式，是()T X ,的一个子集。 :Q 内部状态集，描述系统内部状态量，是系统内部结构建模的核心。 :δ状态转移函数，定义系统内部状态是如何变化的，是一个映射。 :Y 输出集，系统通过它作用于环境。 :λ输出函数，是一个映射，给出了一个输出段集。
知识点1 1. 在查阅资料的基础上，了解系统建模与仿真技术在经济建设、新品研发、企业运作以及 社会发展中的功能与作用，包括： ①系统建模与仿真技术在制造企业规划与运营中的应用，如企业选址、车间布局、生产线 平衡、瓶颈分析等。 ②系统建模与仿真技术在工程开发中的应用，如三峡大坝建设、机场选址、城市及区域规 划、大型体育设施建设等。 ③系统建模与仿真技术在工业产品研制中的应用，如长征火箭、神舟飞船、军用及民用飞 机研制、高铁列车开发、汽车产品研制等。 ④系统建模与仿真技术在社会服务系统中的作用，如商业服务企业选址、医院选址与布局、 商业设施的布局规划、游乐设施规划布局、公交线路布点及班次优化等。 ⑤系统建模与仿真技术在物流系统中的应用，如物流企业选址、配送中心选址与布局、物 流系统规划开发、物流设备研制等。 ⑥围绕具体产品（如汽车）或系统（如载人航天工程），分析系统建模与仿真技术的具体应 用。 2．什么是系统，它有哪些特点？结合具体的制造系统、物流系统或服务系统，分析系统的组成要素、功能和边界。 3. 什么是制造系统？它有哪些特点？常见的制造系统有哪些类型？ 4. 什么是机械制造系统，它具有哪些特点？简要分析机械制造系统的运行过程。 5. 以机械制造系统为例，分析此类系统运作的基本特点，系统与环境之间存在哪些交互作 用？ 6. 在查阅资料的基础上，以汽车整车制造企业为例，分析此类系统中物料流、能量流和信 息流涵盖的内容。 7. 以家用电气产品（如电视机、冰箱、手机等）制造系统为例，分析此类系统在设计及运 行过程可能存在的各类动态和随机性因素。 8．什么是连续系统和离散系统，它们存在哪些区别。结合具体案例，分析连续系统和离散系统分别具有哪些特点。 9．分析系统、模型与仿真三者之间的关系。对系统而言，建模与仿真技术具有哪些作用？10．对制造系统而言，哪些方法能够分析此类系统的性能，它们各具有什么特点？为什么计算机仿真技术的应用越来越普遍？ 11. 与实物试验相比，基于模型的试验具有哪些优点？ 12. 总体上，系统模型可以分为哪些类型？简要分析每类模型的特点，并给出具体案例。13．制造系统的建模与仿真具有哪些特点？ 14. 对制造系统而言，仿真研究的目标可以分为哪几种类型？ 15. 分别从“设计决策”和“运行决策”的角度出发，分析仿真技术可以为制造系统设计及运行 提供决策支持。 16. 仿真技术本身具有优化系统设计的功能吗？为什么？试解释之。 17. 在查阅资料的基础上，比较仿真技术与运筹学方法的异同之处。 18. 从建模和仿真研究的角度，机械制造系统建模和仿真时通常涉及哪些类型的建模元素？ 19. 以制造系统及物流系统为对象，在查阅资料的基础上，了解下列术语在系统性能评估中 的作用，分析仿真技术与它们之间的关系。 ⑴系统（system）
SHIPFLOW软件的快速建模方法研究 1. 引言 SHIPFLOW是由瑞典SSPA公司和Chalmers科技大学联合开发的一款性能优越的船舶流体力学分析专用软件，适于民船和军船的各种水动力特性研究。软件计算需要一个格式固定，并且足够精确的船型数据文件（Offset）。这是因为软件对导入的Offset 文件中的数据点默认为折线连接，需要进行光顺处理。以往通常使用Rhino等3D造型软件建立船体表面，然后再导入SHIPFLOW软件中截取型线，生成Offset文件，操作过程复杂并且耗时。本文提出了一种通过Fortran程序实现的快速建模方法，该方法可以根据标准型值表直接拟合型线，通过接口格式生成Offset文件，大大提高了建模速度，并且文章通过实例计算验证了此种建模方法具有高精度。 2. SHIPFLOW常用建模方法 通常，在已知船体标准型值表的情况下，建立可供软件分析计算使用的精确Offset文件有如下两种方法。 2.1 使用3D造型软件建模后导入SHIPFLOW SHIPFLOW软件支持多种文件接口格式，如IGES、DFX等。船体建模时一般首先使用Rhino 或3dmax依据标准型值表对船体表面进行造型，生成片体的IGES文件或是使用NURBS光顺后的型线。SHIPFLOW导入曲面文件后在纵向由YOZ平面截取适当数目的型线（一般50-150条），再将型线制成Offset文件，建模完成。使用这种方法生成的Offset文件足够精确，型线光顺。不足之处在于，Rhino等3D建模软件虽然通用性良好，但是并非专门针对船体建模开发，因此建立船舶外形的过程操作复杂，并且十分耗时，而且如果需要对船体型线进行部分修改，就必须要重复上述建模过程。 此外，SHIPFLOW还可以直接读入由NAPA软件建模后导出的船体Offset文件。此种方法虽然省去了将船型数据转换为可供SHIPFLOW使用的Offset文件的过程，但是需要NAPA 的支持，并且要求计算分析人员能够使用NAPA对船体建模，具有局限性，具体的操作过程复杂费时。 2.2 直接在SHIPFLOW界面中建立船体模型 SHIPFLOW软件中提供了多种创建点和曲线曲面的方法。曲线类型包括Line、Circle、Bspline、NURBS等，曲面包括Bspline、NURBS、Ruled Surface、Lofted Surface等。可以将型值表中的型值点输入，得到船体表面后使用软件自带的功能可以在纵向的任意位置截取型线，对数据进行处理后导出，生成Offset文件。这种方法建立Offset文件的精度在理论上最高，但是过程也最耗时。
关于3ds max软件建模方式的探究 毕海龙 摘要3ds max是一款功能非常强大的三维动画软件，被广泛应用于影视制作、广告设计、建筑装潢设计、三维游戏制作等方面。在3ds max软件中有很多种建模 方式，每种建模方式都有自己独特的特点和优势，本文对3ds max的各种建模 方式进行了分析和探究。 关键词 3ds max; 建模方式;探究 3ds max是目前世界上应用最为广泛的效果图及动画制作软件之一,被广泛应用于影视制作、广告设计、建筑装潢设计、三维游戏制作等方面。一个三维效果图或动画的制作过程主要包括建模、材质、灯光、渲染等四大方面，而其中三维建模是整个制作过程的核心和基础，好的效果源于好的模型。有的时候建立一个模型可以分别通过几种方法得到, 但有优劣、繁简之分。本文就3ds max软件的建模方式和思路进行了分析和探究，给出三维建模时的常规思想和方法, 我们应该对各种建模方法都要有一定的了解和掌握，在建模过程中能够根据自己的学习和实践经验优选最好的方法进行建模。 1关于建模的概述 所谓建模(Modeling)是指将二维空间中绘制的草图作为基本对象在三维空间中形成物体的过程。建模是3D工具运用中最有难度的部分，并且也是最为关键的内容，要在3D模型中完整体现草图内容具有一定的挑战性，不具备熟练的建模操作技能，就无法把构思的方案完美地展现到三维视图中，熟练掌握建模操作技能是软件使用者必备的基本技能。 3d max中的建模工具与方式很多。建模方式可以分为基础建模与高级建模两个部分。其中基础建模又可细分为基本几何体建模、扩展几何体建模、2D配合修改器转3D建模和复合几何体建模等，高级建模主要包括多边形(Polygon)建模、Surface/Patch建模和NURBS 建模等。这些建模方式相互补充，相辅相成。 2基础建模 （1）运用基本几何体和扩展几何体建模。基本几何体就像建筑工地现场的一些基本的建筑模块如转、瓦等，可以迅速搭建起一些简单的场景，用途非常广泛。扩展几何体虽然使用不太频繁，但是有时适当应用，可以节省大量的时间。例如，利用扩展几何体中的C-Ext 就能一次性地做出C形墙。 （2）2D配合修改器转3D建模。在3d max中，用户可以使用Shapes (图形)命令面板来创建如线、矩形、椭圆、圆和多边形等二维图形。创建了二维图形后，用户可以通过编辑修改器(Modify)中的修改命令对二维图形进行修改，从而创建出所需要的三维模型，在二维图形转换成三维模型的过程中，经常用到的修改器有Extrude (挤出)、Lathe (车削)和Loft (放样)等。 (3)复合几何体建模。复合几何体是一种非常高效的建模方式，是多种形体的结合，它可以利用两个或两个以上的三维几何体或二维几何体来创建另外一个三维物体。复合几何体中最重要的是Loft(放样)与Boolean(布尔运算)，使用非常频繁。 3高级建模 (1)多边形(Polygon) 建模 多边形建模是计算机中最为传统的一种建模方式，是通过排列修改点、线、面建立更加复杂的三维模型的方法。在3ds max中多边形建模是一种非常好用的建模方式，该方法占用的系统容量小，易操作。多边形建模方式一般总是从一个盒子或其他简单的几何体开始的，通过不断细分与光滑处理，最终可以创建出想得到的模型。 近几年来，多边形建模的方式得到了极大的改进，在软件中加入了如Meshsmooth（网格光滑）等高级工具，同时对有关于多边形建模的修改器进行了优化，这些变革改变了多边
概念模型建模方法研究 摘要：随着仿真规模的不断扩大，仿真系统复杂性不断提高，由此对概念模型建模的要求也不断提高。本文总结 了现有的概念模型抽象方法，提出了六元抽象方法，分析了这种方法的相似性原理，设计了相关的建模视图。关键词：概念模型；六元建模；相似性中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1672－9870（2007）03－0126－04 收稿日期：2007－03－15 作者简介：刘洁（1981－），女，博士研究生，主要从事系统建模与仿真的研究，E-mail ：wuqiong1205@https://www.doczj.com/doc/5613117442.html, 。 刘洁1，柏彦奇1，孙海涛2 （1.河北石家庄军械工程学院 装备指挥与管理系，石家庄 050003； ２.河北石家庄军械工程学院 火炮工程系，石家庄050003） Research on Conceptual Modeling LIU Jie 1，BAI Yanqi 1，SUN Haitao 2 （1.Department of Equipment Command &Management ，Ordnance Engineering College ，Shijiazhuang Hebei ，050003； 2.Department of Artillery Engineering ，Ordnance Engineering College ，Shijiazhuang Hebei ，050003）Abstract:With the extending of simulation scope ，the system complexity is becoming larger and larger.Therefore ，the re-quest for the conceptual modeling is enhancing rapidly.This paper summarizes the existing methods of conceptual model-ing ，puts forward the six-element modeling method ，analyzes the inner comparability principle ，and designs the corre-sponding modeling view. Key words:conceptual model ；six-element modeling ；comparability 计算机仿真是复杂系统开发与集成的重要支撑 手段，在系统全寿命管理中发挥着不可替代的作用。为满足军用大规模复杂系统仿真的迫切需要，美国国防部仿真与建模办公室（DMSO ）提出了美军的建模与仿真主计划。在该计划的通用技术框架中提出要开展“任务空间概念模型（Conceptual Models of the Mission Space ，CMMS ）、高层体系结构（High Level Architecture ，HLA ）及一系列数据标准”。目前，这一技术框架已成为指导仿真建设的基本依据，并在各国的作战仿真领域得到广泛的应用。然而，任务空间概念模型和HLA 中的对象模型（OM ）面临着一系列问题和挑战，主要表现在：CMMS 规范中，EATI 的四元抽象描述对问题域的定义和描述并不完整。EATI 的四元抽象的方法用实体（Entity ）、行为（Action ）、任务（Tas- k ）、交互（Interaction ）来描述问题域的问题空间，但是忽略了内涵（Inclusion ）、结构（Struc-ture ）。因此，EATI 四元抽象产生的CCMS 描述问题域的准确性和完整性将受到质疑，由此建立的仿真系统与客观实际也不相符。 因此，有必要研究一种新的概念模型建模方法，扩展原有建模方法的描述方式，增强仿真模型描述的完整性，使得仿真应用更符合客观实际。 1概念模型建模方法现状分析 概念模型是对真实世界的第一次抽象，是连接真实世界与仿真世界的桥梁。对概念模型的深入研究始于美国国防部建模与仿真办公室（DMSO ），在1995年10月，DMSO 发布的“建模与仿真主计划”［1，2］中就把任务空间概念模型（CMMS ）作为 第30卷第3期2007年9月 长春理工大学学报（自然科学版） Journal of Changchun University of Science and Technology （Natural Science Edition ）Vol.30No.3 Sep.2007
第!"卷第!"期"###年!"月 计算机辅助设计与图形学学报 $%&’()*%+,%-.&/0’)120220314()(2,%-.&/0’4’).51,3 6789!":(79!" ; ;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;2<=9:"### 工程>?@应用软件分析建模方法研究 鲍宏林 李钝 莫凡芒 A 武汉大学机械工程系武汉 B C ##D "E 摘 要 在分析工程设计特点的基础上:从软件工程角度:讨论了工程,)2软件系统分析建模的方法F 提出一种基于面向对象技术的对象设计过程框架模型F 描述了主要设计对象及其主要结构G 继承性和信息传递:并就对象之间的各种复杂关系进行了深入的探讨9这种方法的一个潜在优点是软件的可重用性G 可互换性9关键词 软件工程:设计过程:面向对象设计:产品建模:设计模型 中图法分类号 /. C !H I J I K L M NO PQO R I S T P UQI V N O R J O W X P U T P I I L T P U>?@?Y Y S T M K V T O PZ O W V [K L I \)%57]^_*‘]*12a ]-%+b ]_-b ]^ A c d e f g h i d j h k lmd n o f j p n f q r j s p j d d g p j s :tu o f jv j p w d g x p h yk lz y {g f u q p n f j {r q d n h g p n r j s p j d d g p j s :tu o f j B C ## D " E ?|J V L K M V )]<}b ~~!7b ="#7=!3Dmax建模方法和技巧研究
3Dmax 建模方法和技巧研究 兰晓天 （贵州经贸职业技术学院，贵州 贵阳 550008） 摘 要：学术界推崇的3Dmax 建模方法主要有三种，分别是多边形建模、面片建模和特殊建模。文章对这几种建模方法展开详细的分析。 关键词：3Dmax；建模方法；建模技巧中图分类号：G712 文献标志码：A 文章编号：1672-3872（2019）16-0221-01 ——————————————作者简介： 兰晓天（1981—），男，贵州贵阳人，讲师，研究方向： 计算机科学与技术。 1 多边形建模概述 在当前使用较多的各种建模方式中，最经典的还数多边形建模方式。这种建模方式在使用过程中也可以给使用者留有想象的余地，因而备受青睐，尤其是一些初学者，很喜欢用这种方法。这种多边形建模方式通过Editable Mesh 和Editable Poly 这两个指令来运行，前者可以用于网格式编辑，后者可以用于多边形的编辑。编辑网格方式建模是通过推拉表面构建基本模型，实现对点、线、面的大量使用，然后增加一个平滑网格修改器，以实现对表面的平滑度提升。它具有兼容性好的、制作模型占用系统资源少、运行速度快等优点，这种建模方式的不方便之处就是对空间方面的要求比较高，一般用在复杂模型的创建中。编辑多边形是以网格编辑为基础，在其基础上发展起来的编辑方式，对可编辑多边形进行技术上的提升，它和编辑网格的面板参数大都相同，它将多加入了对应的编辑多边形修改器，[1-3]。 随着实践日益错综复杂，多边形建模的功能已经越来越不能满足人们的实践需求了，于是在此基础上产生了面片建模。面片建模是一种独立的模型类型，这种建模方式可以使用编辑 BEZIER 曲线的方法来编辑曲面，其好处就是解决了多边形弹性编辑不容易实现的这个弊端，其工作原理也是按照BEZIER 的方式进行的，通过表面控制句柄的方式来实现对表面率的控制。面片建模的控制句柄有三种方向，分别是X、Y、Z，这三种方向构成了这种建模方式的三维性，从而进一步实现立体式建模。这种面片建模的优点就是编辑顶点少，编辑顶点越小，所制作的物体表面越光滑，所附着的褶皱也越细腻。从这个意义上讲，这一建模方式有利于塑造生物模型。实践中这种建模方式常常通过雕塑法和蒙皮法得以实现。所谓雕塑法 就是通过利用编辑面片修改器，实现对面片的次对象的调整，并做进一步细节完善，通过调整节点的控制柄，实现对四边形面片塑造成果的模型；第二种就是蒙皮法，这种方法根据子面意思就可以理解到，它类似于民间的糊灯笼、扎风筝等手工制作方法，这种方法主要目的是先确定一个模型的基本线框，接着点击相关的对象层级进行编辑次对象，最后完成一个三维模型的建设。可以通过系统提供的四边形面片或三边形面片直接创建一个面片模型，也可以把将创建好的几何模型塌陷成一个面片物。这种建模方式的不足之处 就是通过塌陷得到的面片物体结构有时候有些复杂，操作者有可能会因为失误而犯错误。 3 特殊建模概述 在特殊建模这部分的论述中，笔者主要分析的是03NURBS 建模NURBS 方法，该方法主要利用的是非均匀有理B 样条曲线，其原理是利用控制节点调节表面曲度，同时自动确立表面的精确度，通过降低对控制点的使用来绘制曲线。曲面的算法会影响曲的表现，NURBS 曲线函数对PC 的要求最高。NURBS 曲线是一种非一致性有理基本曲线，其控制会更加方便，由这种曲线创建的物体也更加平滑，该曲线在配合放样、挤压和车削操作时，可以实现对不同形状和曲面的创建。它的建模方式更适合对具有复杂的有机曲面的对象进行描述，对一些复杂生物表面的创建更为有利，比如各类动物。同时，NURBS 曲线也可以用来创建流线型的工业产品外观，比如现代汽车，该曲线对不规则建筑模型的创建并不受用。利用NURBS 建模主要的步骤：1）创建NURBS 曲线；2）通过对这些曲线的操作，把它们连成曲面，或者说是对原有的连线进行修改，得到一个曲面物体。由NURBS 曲线构建的曲面主要有点曲面和可控制点曲面两种，其特点是通过可控制点实现对线段长短的控制，两者的不同点在于“点曲面”的“点”是附着在物体上，通过调整曲线上点的位置实现对曲线形状的调整。“可控制点”是一些分布在曲线之外的点，就像PS 里的磁铁工具一样控制曲线的变化，这种控制方式相比较前一种，更准确。在实践的过程中，使用者会先创建样条曲线，再转为NURBS 曲线构建曲面，或者直接创建NURBS 曲线构建曲面[4]。 4 结束语 文章针对3Dmax 的三种建模方法做了比较详细的技术和技巧论述，对现代建模技术的提升和建模技术的应用有重要的理论意义，对信息技术的发展也起到了积极的促进作用，为人们的生活实践提供了便利。参考文献： [1]刘雁,王建军.浅谈3Dmax 在人头建模中的方法与技巧[J].电子 世界,2014(15):106.[2]管笑笑.3dsmax6完全征服手册[M].北京:中国青年出版社,2010.[3]张凡,李岭,张勇军.3dsmax6精彩设计零距离[M].北京:电子 工业出版社,2011.[4]徐帆,吴啸天.中文版3dsmax8实用教程[M].北京:清华大学出 版社,2013. （收稿日期：2019-8-15）
软件过程建模方法研究- 摘要：通过软件开发实践，人们逐步地认识到软件产品的质量在很大程度上依赖于产品开发时所使用的过程.软件过程建模是通过特定的方法对软件过程进行抽象、表示和分析以增加对软件过程的理解，同时，可执行的（enactable）软件过程模型可以直接指导实际软件开发活动，进而规范软件开发行为并最终提高软件质量. 关键字：软件过程，建模，分析研究 软件过程（software process）是指用于开发和维护软件产品的一系列有序活动，而每个活动的属性包括相关的制品（artifact）、资源（人或者其他资源）、组织结构和约束.通过软件开发实践，人们逐步地认识到软件产品的质量在很大程度上依赖于产品开发时所使用的过程，即生产高质量的软件需要有一个高质量的软件过程.由于影响软件开发的各种因素，比如商业环境、开发技术以及开发人员，总是在持续不断地变化，因此一个高质量的软件过程也必须是一个持续不断改进的过程，而软件过程改进也构成了软件过程管理活动的核心。 软件过程建模的目的是利用适当的建模方法与工具建立和描述软件过程模型，并在特定过程环境中将软件过程模型实例化为实现特定开发目标的软件过程，从而为软件组织实现以过程为中心的软件开发管理提供有力支持，对于软件组织保证软件产品质量，提高开发效率具有重要的理论和实践价值.软件开发是特殊的生产过程，它高度依赖人的能力，同样的过程由不同的执行者执行，会生产不同质量和数量的产品。 软件过程建模的主要目的是建立软件过程的抽象模型，通
过对该抽象模型的分析增加对过程本身的理解和认识，从而可以更好地实施软件开发活动.对于同一个软件过程，所建立的抽象模型与建模方法、建模目的密切相关.比如，对于支持控制流描述的建模语言，其相应的模型将会以过程中的一系列开发活动作为主线；而如果一个建模语言主要通过制品间的转换关系和出入口标准来描述一个软件过程，则相应的模型更主要的是描述开发活动中的制品.就建模目的而言，如果建模只是为了增加对过程的理解，所建立的模型只需比较高的抽象层次上对软件过程进行描述；而为了支持后续的软件过程执行或者更为详尽的分析，则需要过程模型包含必要的细节。 软件过程建模方法的研究主要是围绕着过程建模语言和以过程为中心的软件工程环境（process-centeredsoftware engineering environment，简称PSEE）展开的.一种建模方法所具备的描述、分析、执行和演化的能力主要依赖于所使用的建模语言，而PSEE 决定了一种建模方法对实际开发活动所能提供的支持；PSEE 和过程建模语言往往是密不可分的，每个PSEE 具有相关联的一种或者几种建模语言，而一种建模语言需要在相应的PSEE 中被解释和执行.PSEE 的出现可以追溯到20 世纪70 年代，主要是通过数据流集成的方式，将一些原本孤立的开发工具组合在一起，比如需求分析工具的输出作为设计工具的输入、设计工具的输出作为代码生成工具的输入等等，而真正将软件过程作为一个实体进行支持的PSEE，则是在20 世纪80 年代后开始出现在90 年代前后，特别是基于软件过程也是软件（software processes are software too）的思想提出后，研究者们提出了多种PSEE 和软件过程建模语言。 软件过程所涉及的要素很多，要素之间的交互和约束关系
系统建模与仿真 开课对象：工业工程开课学期：6 学分：2学分；总学时：48学时；理论课学时：40学时； 实验学时：0 学时；上机学时：8学时 先修课程：概率论与数理统计 教材：系统建模与发展，齐欢，王小平编著，清华大学出版社，2004.7 参考书： 【1】离散事件系统建模与仿真，顾启泰，清华大学出版社 【2】现代系统建模与仿真技术，刘兴堂，西北工业大学出版社 【3】离散事件系统建模与仿真，王维平，国防科技大学出版社 【4】系统仿真导论，肖田元，清华大学出版社 【5】建模与仿真，王卫红，科学出版社 【6】仿真建模与分析(Simulaton Modeling and Analysis)(3rd eds.)，Averill M. Law, W.David Kelton，清华大学出版社/McGraw-Hill 一、课程的性质、目的和任务 建模与仿真是当代现代科学技术的主要内容，其技术已渗透到各学科和工程技术领域。本课程以一般系统理论为基础，让学生掌握适用于任何领域的建模与仿真的一般理论框架和基本方法。 本课程的目的和任务是使学生： 1．掌握建模基本理论； 2．掌握仿真的基本方法； 3．掌握一种仿真语言及仿真软件； 4．能够运用建模与仿真方法分析、解决工业工程领域的各种常见问题。 二、课程的基本要求 1．了解建模与仿真的作用和发展，理解组成要素。 2．掌握建模的几种基本方法，及模型简化的技术手段。 3．掌握建模的一般系统理论，认识随机数的产生的原因及统计控制方式。 4．能对离散事件进行仿真，并能分析运行结果。 三、课程的基本内容及学时分配 第一章绪论（3学时） 1．系统、模型、仿真的基本概念
复杂系统建模与分析 课程内容 1．绪论：系统与模型、概念模型、数学模型、复杂系统、应用示例。 2．概念建模方法：现状、概念建模过程、概念建模方法、概念建模语言。 3．系统的数学描述：系统的抽象化与形式化、确定性数学模型、随机性数学模型。 4．连续系统建模方法：微分方程、状态空间、变分原理。 5．离散事件系统的建模方法：随机数产生与性能检测、实体流图法、活动周期法、Petri网法。。 6．随机变量模型的建模方法：分布类型假设、分布参数估计、分布假设检验。 7．基于系统辨识的建模方法：概述、模型参数的辨识方法、模型阶次的辨识方法。 8．复杂系统的建模方法：神经网络的建模方法、灰色系统的建模方法、基于Agent的行为建模方法。 9．复杂系统的计算机仿真建模方法：概述、基本概念、一般步骤与仿真钟推进、仿真语言介绍（Witness、E-Mplant）、复杂物流系统仿真应用。 参考教材： [1] 系统建模. 郭齐胜等编，国防工业出版社，2006 [2] 复杂系统的分析与建模. 王安麟编，上海交通大学出版社，2004 [3] 复杂系统建模理论与方法. 陈森发编，东南大学出版社，2005 [4] 离散事件动态系统. 郑大钟，清华大学出版社2001年 1．绪论 1．1 系统与模型 1．1．1 系统 系统：按照某些规律结合起来，互相作用、互相依存的所有实体的集合或总体。 可以将港口码头定义为一个系统。该系统中的实体有船舶和码头装卸设备。船舶按某种规律到达，装卸设备按一定的程序为其服务，装卸完后船舶离去。船舶到达模式影响着装卸设备的工作忙闲状态和港口的排队状态，而装卸设备的多少和工作效率也影响着船舶接受服务的质量。 系统有三个要素，即实体、属性、活动。实体确定了系统的构成，也就确定了系统的边界，属性也称为描述变量，描述每一实体的特征。活动定义了系统内部实体之间的相互作用，反映了系统内部发生变化的过程。 状态：在任意时刻，系统中实体、属性、活动的信息总和。
第四章系统建模方法 1、何谓系统模型？系统模型有哪些主要特征？ 2、何谓系统分析？系统分析包括有哪些要素？画简图说明这些要素间的关系。 3、为什么在系统分析中，广泛使用系统模型而不是真实系统进行分析？ 4、对系统模型有哪些基本要求？系统建模主要有哪些方法，请分别说明这些建模方法的适用对象和建模思路。 5、什么是投入产出分析？它在经济管理中有什么用处？ 6、试举例说明某种产品对另一种产品的直接消耗和间接消耗关系。 7、在编制投入产出表时，如何确定部门的划分？ 8、设某地区的经济分为工业、农业和其他生产部门，其投入产出表如下表1所示。（1）试求直接消耗系数表； （2）试求完全消耗系数表； （3）如果计划期农业的最终产品为350亿元，工业为2300亿元，其他部门为450 亿元，请计算出各部门在计划期的总产品分别为多少亿元？ 表1 某地区的投入产出表（亿元） 9、设某地区的投入产出表如下表2所示。 （1）试求直接消耗系数表； （2）试求完全消耗系数表； （3）如果计划期（翌年）各部门的最终产品量和构成如表3所示，请计算各部门计划期的总产品分别为多少亿元？各部门应提供多少中间产品？ （4）如果在计划期间，制造业产品出口量增加20亿元，问各部门的产量要相应增加多少？ （5）如果在计划期间，农业由于自然灾害减少4亿元的最终产品，问各部门的总
产品将如何调整？ 表2 某地区的投入产出表（亿元） 表3 计划期各部门的最终产品量和构成（亿元） 10、某钢筋车间制作一批直径相同的钢筋，需要长度为3米的90根，长度为4米的60根。已知所用的下料钢筋长度为10米，问怎样下料最省？请建立解决此问题的数学模型。 11、某卫星测控站每天至少需要下列数量的干部值班： 每班值班的干部在班次开始时上班，连续工作8小时。测控站首长需要确定每个班次应派多少干部值班，才能既满足需要又使每天上班的干部人数最少，请帮助建立解决此问题的数学模型。 11、举例说明系统结构、系统单元以及单元之间的关系，试用集合A、A上关系R、关系矩阵M、关系图G以及系统结构或层次结构进行描述。 12、用数学归纳法证明，对任何正整数n下列恒等式成立
软件建模的分析与研究 摘要：本文阐述了软件建模工具的重要性，并对软件建模工具进行了简介，随后重点讨论了面向对象的软件建模工具所应具有的功能及其所应遵循的标准。 关键词：软件建模模型简介建模工具 随着市场需求的不断深入, 软件功能越来越复杂, 规模更加庞大, 开发变得难以把握。解决这个问题的一个有效方法就是采用软件建模技术, 通过建立软件模型, 将复杂问题分层,分为多个问题逐一解决。软件模型有利于分工与专业化, 便于需求人员、设计人员和开发人员之间交流与沟通, 缩短开发周期, 节约生产成本。因此, 软件建模技术在软件工程中变得越来越重要。 软件建模工具擅长自动做重复的工作，管理大量的信息，并能保持事物的结构性和一致性。软件建模工具还能在一定的程度上向用户提供开发过程指导，也即把工具与过程有机地结合起来，使得过程驱动工具，而工具支持过程的实施。对于用户而言，工具应该易学、易用和好用，能指导用户怎样探讨任务，使得用户将精力花费在重要的任务上。软件开发人员能够利用建模工具捕获与描述系统的需求，进行系统的分析与设计，建立系统模型，进而生成程序或辅助编程，并能生成开发过程中的各种文档。由此可见，使用开发工具能有效地提高软件的质量和开发效率。概括起来讲，软件建模工具的作用如下： A、提供了引导人们有效地建立正确模型的手段； B、可缩短开发时间，有助于减少枯燥、繁琐的重复性工作； C、便于对系统的修改和维护； D、提供了存储和管理有关信息的机制和手段，具有保持信息一致性的能力； E、可帮助用户编制、生成及修改各种文档； F、有助于生成程序代码； G、为复用提供了方便。 一、软件模型的定义 模型是对实际存在的系统的抽象。通过建立系统模型,能够过滤细节, 抽象出问题的本质。为了建立复杂的软件系统, 首先需要构建系统总体蓝图; 再对总体抽象出不同的层次, 建立不同视图, 使用统一的符号分别建立模型, 描述出视图内部与视图之间的关联性; 验证这些模型是否满足系统需求, 并逐渐添加
数据建模目前有两种比较通用的方式1983年，数学建模作为一门独立的课程进入我国高等学校，在清华大学首次开设。1987年高等教育出版社出版了国内第一本《数学模型》教材。20多年来，数学建模工作发展的非常快，许多高校相继开设了数学建模课程，我国从1989年起参加美国数学建模竞赛，1992年国家教委高教司提出在全国普通高等学校开展数学建模竞赛，旨在“培养学生解决实际问题的能力和创新精神，全面提高学生的综合素质”。近年来，数学模型和数学建模这两个术语使用的频率越来越高，而数学模型和数学建模也被广泛地应用于其他学科和社会的各个领域。本文主要介绍了数学建模中常用的方法。 一、数学建模的相关概念 原型就是人们在社会实践中所关心和研究的现实世界中的事物或对象。模型是指为了某个特定目的将原型所具有的本质属性的某一部分信息经过简化、提炼而构造的原型替代物。一个原型，为了不同的目的可以有多种不同的模型。数学模型是指对于现实世界的某一特定对象，为了某个特定目的，进行一些必要的抽象、简化和假设，借助数学语言，运用数学工具建立起来的一个数学结构。 数学建模是指对特定的客观对象建立数学模型的过程，是现实的现象通过心智活动构造出能抓住其重要且有用的特征的表示，常常是形象化的或符号的表示，是构造刻画客观事物原型的数学模型并用以分析、研究和解决实际问题的一种科学方法。 二、教学模型的分类 数学模型从不同的角度可以分成不同的类型，从数学的角度，按建立模型的数学方法主要分为以下几种模型：几何模型、代数模型、规划模型、优化模型、微分方程模型、统计模型、概率模型、图论模型、决策模型等。 三、数学建模的常用方法 1.类比法 数学建模的过程就是把实际问题经过分析、抽象、概括后，用数学语言、数学概念和数学符号表述成数学问题，而表述成什么样的问题取决于思考者解决问题的意图。类比法建模一般在具体分析该实际问题的各个因素的基础上，通过联想、归纳对各因素进行分析，并且与已知模型比较，把未知关系化为已知关系，
工业工程系统建模与仿真期末复习
第一章绪论 1、系统是指相互联系又相互作用者的对象的 有机组合。系统包括工程系统和非工程系 统，自然系统和人工系统，也可分为复杂系 统和简单系统、中小系统和大系统。 2、系统具给定的边界、输入和输出，其三要素 为：实体、属性、活动。 3、模型是实际系统本质的抽象和简化。分为： 物理模型和数学模型。 4、建模：为了达到系统研究的目的，用于收集 和描述系统有关信息的实体。 5、仿真的意义：系统是研究对象，建模是系统 特性的描述，仿真则包含建立模型及对模型 进行实验两个。 6、根据模型类型，系统仿真分为物理仿真、数 学~和物理—数学~。 7、系统仿真的步骤及基本功能：1）调研系统， 明确问题；2）设立目标，制定计划；3）建 立系统数学模型；4）模型校核、验证及确 认；5）数据采集；6）数学模型与仿真模型 的转换；7）仿真实验设计；8）编制程序， 仿真实验，运行模型，计算结果；9）数据
处理，统计分析；10）优化与决策。 8、仿真技术的分类。按什么分，按什么分…… 9、仿真技术不足：建模方法尚不完善，须通过 建模和仿真人员分析。 10、发展趋势：一体化建模与仿真环境。 11、研究热点：面向对象仿真、定性仿真、智能 仿真、分布交互仿真、可视化仿真、多媒体 仿真、虚拟现实仿真、internet网上仿真。 12、系统辨识：在对被识系统进行输入和输出观 测的基础上，从设定的一类系统中确定出一 个与被识系统等价的系统。（两种方式：在 线辨识和离线辨识） 13、系统辨识过程要解决：模型框架、模型结构、 模型参数。系 14、互逆的技术手段：系统辨识与系统分析。 15、系统分析：通过一系列步骤，帮助决策者选 择决策方案的一种系统方法。（五大要素： 目标、替代方案、费用、模型和准则） 第二章 1、系统模型分类：1）按照变量情况：确定型模型、随机型模型；2）按数学方法：初等模型、微分方程模型、优化模型、控制模型；3）按实