目录
第1章系统的概念及特点 (2)
§1.1系统的概念 (2)
§1.2系统的特性 (6)
第2章系统理论 (10)
§2.1一般系统论 (10)
§2.2控制论 (11)
§2.3信息论 (14)
第3章系统工程概述 (17)
§3.1系统工程的基本概念 (17)
§3.2系统工程方法论 (20)
第4章系统分析与系统模型 (26)
§4.1系统分析的概念、原则和步骤 (26)
§4.2系统分析的方法 (27)
§4.3系统模型 (28)
§4.4系统结构模型化基础 (34)
§4.5系统结构模型的建立 (45)
第5章系统预测 (52)
§5.1系统预测概述 (52)
§5.2德尔菲法(Delphi) (57)
§5.3定量预测方法 (59)
§5.3.1简单算术平均法 (59)
§5.3.2时间序列预测 (61)
§5.3.3平滑预测 (61)
§5.4回归分析预测法 (64)
§5.4.1线性回归模型 (64)
§5.4.2非线性回归法 (69)
I
第6章网络规划 (72)
§6.1网络图（赋权图） (72)
§6.2绘制网络图的基本规则 (73)
§6.3绘制网络图的步骤 (74)
§6.4结点的时间参数与计算 (77)
§6.5作业的时间参数 (77)
第7章系统评价 (83)
§7.1.1系统评价的概念、目的 (83)
§7.1.2评价的内容及分类 (84)
§7.1.3系统评价的步骤 (85)
§7.4模糊评价法 (91)
§7.5、层次分析法（AHP） (97)
第8章系统决策 (109)
§8.1决策概述 (109)
§8.2 风险型决策方法 (116)
§8.3 不确定型决策 (124)
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课程名称系统工程计划学时 2 授课章节第1章系统的概念及特点
教学目的和要求：
在本讲中，使学生了解系统的概念和系统一些相关的概念
教学基本内容：
1.系统的概念
2.系统的要素
3.系统的结构
4.系统的功能
教学重点和难点：
系统的概念
系统的整体特性
授课方式、方法和手段：
板书为主，同时加以作业和答疑
作业与思考题：
1.系统的概念
2.系统的整体特性
3.举例说明你所熟悉的一个系统
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第1章系统的概念及特点
§1.1系统的概念
在自然界和人类社会中，可以说任何事物都是以系统的形式存在的，每个所要研究的问题对象都可以被看成是一个系统。人们认识事物和改造客观事物，要用综合分析的思维方式看待事物，根据事物内在的、本质的、必然的联系，从整体的角度进行分析和研究，这类事物就被看成为一个系统。
一、系统思想的形成及演变
1.古代朴素的系统思想
人类在与自然界作斗争的过程中，靠自己的聪明才智逐步地认识、掌握自然界发展和变化的规律，并不断地向大自然索取所需要的衣、食、住、行等物品。然而人类在改造自然界的同时也在改造自己。他们从失败中吸取教训，在成功中总结经验，使自己的头脑更加聪明，并增强了认识世界和改造世界的能力。于是便逐步形成了一套科学的方法。
a)古代天文学家在发展原始农牧业的劳动中就是开始关心天象
的变化，把宇宙作为一个超系统，探讨了宇宙的结构、变化和发展，揭示了天体运行与季节变化的联系，编制出历法和指导农事活动的二十四节气。
b)中国人做事善于从天时、地利、人和中进行整体分析，主张
“大一统”“和为贵”。中医看病讲究形、气、色。人们吃饭讲究色、香、味、鲜为一体。
c)军事方面，公元前6世纪，中国古代著名的军事家孙武，在
他的《孙子兵法》中，阐明了不少朴素的系统思想和运筹方法。
《孙子兵法》共十三篇，讲究打仗要把道义、天时、地利、将才、法制等五个要素综合起来考虑。
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d)在古代的建筑上，都江堰最具有代表性和系统性。都江堰于
公元前256年由蜀郡太守李冰父子组织建造。都江堰工程包括鱼嘴（岷江分流）、飞沙堰（分洪排沙）和宝瓶口（引水）等三大设施组成。整个工程体现了总体目标最优化、选址最优和自动分级排沙、利用地形自动调节水量、就地取材及经济方便等特点。
2.科学系统思想的形成
a)古代朴素的系统思想具有“只见森林”和比较抽象的观点。
b)15世纪下半叶以后，力学、天文学、物理学、化学、生物学
等相继从哲学的统一体中分离出来，形成了自然科学。这时的系统思想具有“只见树木”和具体化的特点。
c)到了19世纪自然科学得到了巨大发展，能量转化、细胞学
说、进化论三大发现，使人类对自然过程相互联系的认识有了质的飞跃，为辨证唯物注意的科学系统观奠定了物质基础。这个阶段的系统思想具有“先见森林，后见树木”的特点。
总之，系统思想在辩证唯物注意那里取得了哲学的表达形式，在运筹学和其他学科中取得了定量的表达方式，并在系统工程应用中不断充实自己实践的内容，系统的思想方法从一种哲学思维逐步形成为专门的科学----系统科学。
二、系统的概念
系统的概念来源于人类的长期社会实践。早在1886年，恩格斯就曾在《路德维希.费尔巴哈和德国古典哲学的终结》一文中指出：“一个伟大的基本思想，既认为世界不是一成不变的事物的集合体，而是过程的集合体。”恩格斯所讲的“集合体”就是我们现在讲的“系统”及其特征，而他所强调的“过程”就是系统中各个组成部分的相互作用和整体的发展变化。因此，系统思想是辩证唯物注意的重要组成内容。
韦氏大辞典中的定义是：“系统是有组织和被组织化了的整体；结合着的整体所形成的各种概念和原理的综合；由有规则的相互作
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用、相互依赖的形式组成的诸要素集合等。
美国的生物学家贝塔郎菲，他是这样认为系统的，“系统是相互作用的诸要素的综合体。”
系统的定义：“系统是由两个以上有机联系、相互作用的要素所组成，具有特定的功能、结构和环境的整体。
1.系统及其要素。系统是由两个以上要素组成的整体，构成这个
整体的各个要素可以是单个事物（要素），也可以是一群事物组成的分系统、子系统等。系统与要素是一组相对的概念，取决于所研究的具体对象及其范围。
2.系统和环境。任一系统又是它所从属的一个更大系统的组成部
分，并与相互作用，保持较为密切的输入输出关系。系统连同其环境一起形成系统总体。系统与环境也是两个相对的概念。
3.系统的结构。在构成系统的诸要素之间存在着一定的有机联系，
这样在系统的内部形成一定的结构和秩序。结构即组成系统的诸要素之间相互关联的方式。
4.系统的功能。任何系统都应有其存在的作用与价值，在其运作的
具体目的，也即都有其特定的功能。
系统周界
S1、S2、S3、S4——系统部件
图1-1系统的基本概念图
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例如，汽车是一个系统。它是由轮胎、发动机、传动系统、车体等相互联系和彼此影响的部件组成的一个整体。这些部件组成在一起可以去完成交通运输的特定功能。
又如某个城市是一个系统。它是由交通系统、资源系统、商业系统、市政系统、卫生系统等相互作用着的部件组合而成的一个整体，通过系统的各个部件相互协调运转去完成城市生活和发展的特定目标。它与农村以及其它城市存在着界限，通过边界在物质、信息、人员等方面进行交流。
三、系统的分类
1.按形成的原因划分
a)自然系统。是由自然物（矿物、植物、动物、海洋等）形成的系
统，它的特点是自然形成的。例：生态系统、水循环系统等
b)人造系统。是为了达到人类所需要的目的而由人类设计和建造的
系统。例如工厂系统等。人造系统都存在于自然界之中，同时人造系统与自然系统之间存在着重要的联系。特别是一些人为改造的自然系统关系就更为密切。可以说，我们生活的世界就是由自然系统与人造系统组成的。
例：在埃及的尼罗河上建设的阿斯旺水库是人造系统影响自然系统的典型例子之一。当巨大的水坝建成之后，该人造系统对尼罗河地区的自然系统产生了巨大的影响。虽然避免了尼罗河洪水泛滥，但由于该地区生态环境的变化而使鱼类遭受厄运，使水库周围大片土地盐碱化加重。所以说在解决重大问题时，要用系统观点考虑人造系统对自然系统带来的影响，以便能更有效的解决问题。
2.按形态分
1.实体系统。是用一些实物和有形部件构成的系统。例：机械系
统
2.概念系统。是用一些思想、规划、政策等概念或符号来反映系
统的部件及其属性组成系统。例：软件系统
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3. 按所处的状态分
a) 静态系统。系统的要素不随时间的变化而变化的系统。例如江
河上的桥梁就代表一个静态系统。
b) 动态系统。系统的要素随时间的变化而变化的系统。例如学校
系统，这是由校舍、学生、教师、书以及各门课程等组成的有
活动性的动态系统。
4. 按与环境的关系分
a) 封闭系统。与环境很少发生物质、能量、信息交换的系统。实
际上世界上根本不存在封闭系统。只是为研究方便，有时人为
地把一个系统当作封闭系统来处理。
b) 开放系统。与环境经常发生能量、物质、信息交换的系统。一
旦系统与环境的联系切断，就会对系统的稳定性产生不利影
响，而使系统遭到破坏。
§1.2系统的特性
一、 整体性
整体性是系统最基本、最核心的特性，是系统性最集中的体现。 系统的整体性主要表现为系统的整体功能，系统的整体功能不是各组成要素功能的简单叠加，也不是由组成要素简单地拼凑，而是呈现出各组成要素所没有的新功能，可概括地表达为“系统整体不等于其组成部分之和”，而是“整体大于部分之和”，即
∑=>n
i i s F F 1
式中：Fs 为系统的整体功能；Fi 为各要素的功能，i=1,2,…,n
系统是由各个相互联系和彼此影响的部件结合而成的。系统是作为一个统一的整体存在着的，各部件的独立机能和相互关系只能统一和协调于系统的整体之中。如果一个部件脱离开整体，即使这个不见具有良好的功能，但绝不能具有整体所反映出来的功能。相反，如果
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有若干个部件，即使功能不很完善，但是通过系统整体的综合统一，很可能成为具有良好功能的系统。
二、 相关性
系统内部各部件之间存在着相互联系、相互依存、相互制约的关系。它们通过特定的关系结合在一起，形成一个具有特定性能的系统。
贝踏朗菲用一组独立微分方程描述了系统的相关性，即
),...,,(),...,,(),...,,(2121222111n n t
n n t n t
Q Q Q f d dQ Q Q Q f d dQ Q Q Q f d dQ ===
式中：Q1,Q2,…,Qn 分别为1，2，…，n 个要素的特征；t 为时间；f1,f2,…,fn 表示相应的函数关系。
公式表明，系统任一要素随时间的变化是系统所有要素的函数，即任一要素的变化会引起其他要素的变化以至整个系统的变化。
三、 目的性
系统活动本身都具有明确的目的。系统各部件就是为实现系统的即定目标而协调于一个整体之中，并为此进行活动。系统活动的输出响应就是系统目的性的反映。
由于复杂系统是具有多目标和多方案的，当组织规划这个错综复杂的大系统时，常采用图解方式来描述目的与目的之间的相互关系，这种图解方式称为目的树。
从图中可以看出，要达到目的1，必须完成目的2和目的3；要达到目的2，必须完成目的4、目的5和目的6；依次类推。这可明显地看出在一个复杂系统内所包括的各项目的，即从目的1到目的17，层次鲜明，次序明确，相互影响，而又相互制约。通过图解，可
以对目的树各个项目的目的进行分析、探讨和磋商，统一规划和协调。
目的树
四、环境适应性
任何一个系统都存在于一定的环境之中，都与外界环境进行着物质、能量和信息的交换。一个系统要能生存和具有活力，就必须适应外部环境的变化。例如，建国时期我国实行闭关锁国政策，经济萧条，人民生活贫困。改革开放以后，使我国在经济、政治、文化等各方面得到了发展，全国上下充满了生机勃勃的形象。
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课程名称系统工程计划学时 2 授课章节第2章系统理论
教学目的和要求：
在本讲中，使学生了解系统的理论。“老三论”和“新三论”。
教学基本内容：
1.一般系统论
2.控制论
3.信息论
4.新三论
教学重点和难点：
一般系统论
控制论
授课方式、方法和手段：
板书为主，同时加以作业和答疑。
作业与思考题：
1.简述控制论对系统工程方法论的启示
2.系统工程与系统科学的联系和区别是什么？
3.信息概念的特点有哪些？
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第2章系统理论
一、现代系统科学体系
钱学森教授于1981年构造设计出现代系统科学体系。
哲学基础科学技术科学工程技术
系统科学体系
按钱学森教授的构想，现代科学结束体系纵向可分为四个层次：哲学、基础科学、技术科学和工程技术。钱学森教授认为，在系统科学中，直接与改造客观世界的社会实践相联系的是一类新的工程学—系统工程、自动化技术和通信技术，它们属工程技术层次的科学，这类工程技术的共同理论是一般系统论、控制论和信息论，它们属技术科学层次的科学。
二、系统理论
在系统科学中，构成系统学的几个基本理论是：一般系统理论、运筹学、控制论、信息论、协同论、突变论和耗散结构等。其中一般系统理论、控制论和信息论称为“老三论”；协同论、突变论和耗散结构称为“新三论”。
§2.1一般系统论
一、历史背景
1937年美籍奥地利生物学家冯.贝塔朗菲在对生物学的研究中发现把生物分解的越多，反而会失去全貌，对生命的理解和认识反而越来越少。因此就开始了理论生物学研究，创立了一般系统论。1945年《关于一般系统论》的发表，成为系统论形成的标志。
二、含义和宗旨
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一般系统论是贝塔朗菲创立的逻辑和数学领域的科学，其目的是为了要建立适用于系统的一般原则。一般系统论起源于机体论，它是一种与机械论相对立的生物学理论。
1.机械论的三个基本错误：
●简单分解，简单相加的原理
●机械观点
●被动反应观点
2.冯.贝塔朗菲提出适用于系统的一般原则：
●整体性原则
就是一切有机体都是一个整体——系统
●相互关联原则
就是系统各组成部分之间都是相互联系、相互依赖、相互制约、相互作用的。
●有序性原则
就是一切有机体都是按严格的等级组织起来的
●动态原则
就是一切有机体本身都处于积极的运动状态之中。
贝塔朗菲从理论生物学的角度总结了系统思想，运用类比、同构的方法建立起开放系统的一般系统论，提出生命现象的有组织性、有目的性和有序性。如果我们把研究对象当作一个系统——有机整体，就完全可以用贝塔朗菲的系统论。
§2.2控制论
一、控制论发展的历史
1.第一阶段：从20世纪40年代末到50年代，经典控制理论时
期。
1948年维纳《控制论》提出科学思想、系统思想。1954年钱学森《工程控制论》工程实践。
主要的研究对象是单因素控制系统，重点是反馈控制。只解决单
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输入和单输出系统的控制问题。
2.第二阶段：60年代，现代控制理论时期
美国科学家卡尔曼(kalman)将量子力学内容引入到控制论中。研究对象是多输入和多输出系统的非线性控制系统。重点是研究最优控制。
3.第三阶段：进入70年代以后，大系统理论控制时期
研究对象是因素众多的大系统，重点是大系统多级递阶控制，借助的工具是电子计算机联机和智能机器，应用领域主要为社会系统、经济系统、生态系统、管理系统、环境系统等。
二、控制系统分类
1.按控制任务分类
●定值控制
●程序控制
●随动控制
●最优控制
2.按控制方式
●简单方式
●补偿控制
●反馈控制
●递阶控制
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中间层
最低层
三、控制论对系统工程方法论的启示
1.黑——灰——白箱法
控制论的创始人维纳在《模型在科学中的作用》中认为，所有的科学问题都是作为“闭盒”问题开始的。若干可选择的结构被密封在“闭盒”中，研究它们的唯一途径是利用闭盒的输入和输出。这里的闭盒就是黑箱。
所谓黑箱方法，就是采用不打开系统的“活体”，仅从系统的整体联系出发，通过系统的输入和输出关系来研究，去认识和把握系统的功能特性，探索其结构和机理的研究方法。
比如中医看病，通过“望、闻、问、切”等外部观测作出诊断，开出处方。这种从人体输入和输出的“辩证施治”，就是把病体视为黑箱。
白箱则指系统内部的结构都是十分清楚的系统，如某种氧气发生器，其内部的成分和反映机理都是十分清楚的。
灰箱的方法则指对系统有部分的认识，但不够完全。
而对于人类来说，事物总是从黑箱到灰箱，最后变成白箱的过程，这反映了人类认识的不同阶段。所谓打开黑箱，在任何场合也只是打开其中的某一层次。事物本质的层次性，决定了事物的黑箱总是一层套一层，永远不会完结。黑箱永远有，白箱永不白。这就是说，在任何时候，人总得采用不打开黑箱的方法研究事物，解决问题。
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2.功能模拟法
功能模拟法就是以功能和行为的相似性为基础，用模型模仿原型的功能和行为的一种方法。
3.形式化、数量化、最优化方法
控制论的提出促使人们对系统采用形式化加以抽象，进行数量化加以定量描述，并求系统的最优化。
§2.3信息论
一、历史和意义
十九世纪人们开始研究信息
1948年美国数学家申农（C.E.Shannon）发表了《通信的数学理论》正式提出了信息论。
二、信息的概念
“情报”
“知识”
“消息”是信息的载体
“信号”
Hartly：是在通信符号中选择符号的具体方式
维纳：信息不是物质也不是能量，在信息与物质、能量之间划了一条界限；信息是控制系统进行调节活动时，与外界相互作用、相互交换的内容；信息是系统的组织性的量度。
申农：信息是事物运动转台存在方式的不确定性的描述。
信息=通信前的不确定性-通信后的不确定性。
通信问题的模型
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三、 信息的度量
令P 记可能消息A 发生的概率
I 记可能消息携带信息量
● 特征P 小I 大，P 大I 小
I=f(P)
● 可加性
I(AB)=I(A)+I(B)
● 定义单个可能消息的信息量为 p
p I 1l o g l o g 22=-= 比特（bit ） 四、 信息熵
设有一个实验A （随机事件）有n 个可能结局的事件：x1,x2,…,xn,每个事件出现的概率分别是p1,p2,…,pn 且满足下列条件
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01=≤≤∑=n i i i p
p
定义∑=-=n
i i i p p H 12l o g 信息熵公式
熵是系统紊乱程度的表征，系统越“乱”，熵就越大；系统越有序，熵就越小。信息是表示系统不确定性的减少。一个系统不确定性越大，则系统越无序；不确定性消除了，系统也就稳定了。一个系统所获信息量越大，系统就越有序，熵就越小。反之，所获信息量越小，系统越无序，熵就越大。
由此可知，信息与熵是互补的。它们的这种互补关系，表现在计算公式上仅差一个负号。它表明负熵与熵描述的是同一事物的两个相反方向。正象有些科学家指出的那样，“熵的获得永远意味着信息的丢失，而不是别的。”
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课程名称系统工程计划学时 2
授课章节第3章系统工程方法论
教学目的和要求：
在本讲中，使学生了解系统工程的概念和特点。掌握系统工程的方法论——霍尔三维结构法。
教学基本内容：
1.系统工程的概念
2.系统工程的特点
3.霍尔三维结构法
教学重点和难点：
系统工程的特点
霍尔三维结构法
授课方式、方法和手段：
板书为主，同时加以作业和答疑
作业与思考题：
1.系统工程的概念
2.系统工程的特点
3.画出霍尔三维结构法的简图
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第3章系统工程概述
现代科学技术为系统思想的定量化创造了条件，它为系统思想的定量化提供了数学理论和强有利的计算工具——电子计算机，并推动了系统科学的发展。到20世纪60年代，系统思想的定量化已发展成既有理论指导，又有科学方法和实践内容的新的工程技术学科——系统工程(S yst ems Engineering)。SE
§3.1系统工程的基本概念
一、系统工程的定义
系统工程作为一门学科问世以来，仅仅50多年的时间，在各行各业、各个领域都得到了广泛的应用，收到了良好的效果，同时系统工程的实践也促进了本学科的继续发展与完善。到目前为止，关于系统工程的定义国内外学者观点齐说不一。
●钱学森：“系统工程是组织和管理系统的规划、研究、设计、
制造、试验和使用的科学方法，是一种针对所有系统具有普遍意义的可行方法。”“系统工程是一门组织管理的技术。”
●中国大百科全书：“系统工程是从整体出发，合理地开发、设
计、实施和运用系统的工程技术。”
●日本的J IS：“系统工程是为了更好地达到系统目的，对系统
的构成要素、组织结构、信息流动和控制机构等进行分析与设计的技术。”
综上所述，系统工程是从总体出发，合理开发、运行和革新一个大规模复杂系统所需思想、理论、方法论、方法与技术的总称，属于一门综合性的工程技术。
它是按照问题导向的原则，根据总体协调的需要，按自然科学、社会科学、数学、管理学、工程技术等领域的相关思想、理论、方法等有机地综合起来，应用定量分析和定性分析相结合的基本方法，采
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用现代信息技术等技术手段，对系统的功能培植、构成要素、组织结构、环境影响、信息交换、反馈控制、行为特点等进行系统分析，最终达到使系统合理开发、科学管理、持续改进、协调发展的目的。
二、系统工程的特点
a)研究对象广泛
系统工程不同于一般的工程技术学科。一般工程技术学科，如水利工程、机械工程等都与形成实物的实体的对象有关，国外称这类工程为“硬”工程，而系统工程的研究对象除了这类“硬”工程之外，还包括这种工程的组织与经营管理一类，国外被称之为“软”科学的各种内容。
b)一门跨学科的边缘学科（交叉学科）
系统工程涉及各种学科，各个领域的各种内容。把一个工程项目作为系统来处理，必须涉及其他工程技术的内容。如果我们把一般工程学科作为一条代表专业的纵线，则系统工程是跨越各条纵线的一条横线。它通过横向的综合，提出解决问题的方法和步骤，因此它是跨越不同学科的综合性科学。
如建筑工程是专业技术工程学科，它主要研究建筑、设计和施工技术。而建筑系统工程则市综合社会、经济、生态及其他工程技术系统等进行城市的规划、设计与管理、建筑物的设计、施工组织等问题，开展以规划、设计、施工及管理为主线，以社会学、经济学、生态经济学、美学、工业工程学、电子学等为基础的
c)采用定量分析、定性分析相结合的方法
马克思曾明确指出，一种科学，只有当他成功地应用了数学的时候，才能达到完善的地步。数学方法已成为解决系统工程问题的主要方法。在定性分析的基础上进行定量分析，定量分析必须以定性分析为前提。只进行定性分析，不能准确地说明一个系统，只有进行了定量分析之后，对系统的认识才能达到一定的深度，结论才能另人信服。然而没有定性分析做指导，定量分析就失去了依据，就会成为
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《自动控制原理》教学大纲 课程类别：专业必修课课程名称：自动控制原理 开课单位：飞行器设计与工程专业建设组课程编号：N02010102 总学时：64学分：4 适用专业：飞行器设计与工程 先修课程：高等数学、大学物理、理论力学、机械原理、电工技术等 一、课程在教学计划中的地位、作用 《自动控制原理》是飞行器设计与工程专业的一门必修课，通过本课程的学习，使学生掌握自动控制的基本原理和概念，并具备对自动控制系统进行分析，计算，实验的初步能力，为专业课的学习和参加控制工程实践提供必要的理论基础。通过对本课程的学习，要求学生掌握自动控制的基本理论和基本分析方法，能应用控制理论对自动控制系统进行性能分析，能对系统进行校正和提出改善系统性能的途径和方法。 二、课程内容、基本要求 1、掌握常规控制器和自动控制系统的组成及其相互关系。 2、了解对自动控制系统的性能要求及分析系统性能的方法。 3、掌握用传递函数，方框图，信号流图及状态空间描述建立系统数学模型的方法。 4、掌握常规控制器的基本控制规律、动态特性和对控制系统的作用。 5、掌握对控制系统进行分析和综合的方法：时域分析法、频域分析法、根轨迹法及状态空间分析法。 6、初步掌握控制系统的校正和设计方法，为解决实际问题打好基础。 第一章自动控制的一般概念（3学时） 教学要求： （1）明确什么是自动控制；正确理解被控对象、被控量、控制装置和自控系统等概念；
（2）正确理解三种控制方式，特别是闭环控制； （3）初步掌握由系统工作原理画方框图的方法，并能正确判别系统的控制方式； （4）明确系统常用的分类方式，掌握各类别的含义和信息特征，特别是按数学模型分类的方式； （5）明确对自控系统的基本要求，正确理解三大性能指标的含义。 重点和难点重点：掌握线性与非线性系统的分类，特别是对线性系统的定义、性质、判别方法要准确理解。难点：线性系统的准确理解。 教学方式本章采用课堂讲授、多媒体教学相结合的教学形式。 教学内容 1-1自动控制的基本原理与方式 1-2自动控制系统示例 1-3自动控制系统的分类 1-4对自动控制系统的基本要求 1-5自动控制系统的分析与设计工具 第二章控制系统的数学模型（12学时） 教学要求 （1）正确理解数学模型的特点，对系统的相似性、动态模型、静态模型、输入变量、输出变量、中间变量等概念，要准确掌握，掌握动态微分方程建立的一般方法； （2）掌握运用拉氏变换解微分方程的方法，并对解的结构、运动模态与特征根的关系、零输入响应有清楚的理解； （3）正确理解传递函数的定义、性质和意义，特别对传递函数微观结构的分析要准确掌握； （4）正确理解由传递函数派生出来的系统的开环传递函数、闭环传递函数、前向通道传递函数的定义，并对重要传递函数如：控制输入下闭环传递函数、扰动输入下闭环传递函数、误差传递函数、典型环节传递函数，能够熟练掌握。 （5）掌握系统结构图和信号流图两种数学图形的定义和组成方法，熟练掌握等效变换代数法则，简化图形结构，并能用梅逊公式求系统传递函数。
第一章部分习题答案 1．名词解释 风险——是用危险概率及危险严重度表示的可能损失；是对认识主体可能发生灾害的后果的定量描述，是一定时期产生灾害事件的概率与有害事件危及势的乘积。（危及势是系统功能残缺或丧失后造成的损害的总和。） 风险度——是衡量危险性的指标，也叫风险率。 系统——系统就是由相互作用和相互依赖得若干组成部分结合成得具有特定功能的有机整体。 系统工程——系统工程是组织管理系统的规划、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都具有普遍意义的科学方法。 可靠性——是指系统在规定的条件下和规定的时间内完成规定功能的能力。 可靠度——是衡量系统可靠性的标准，它是指系统在规定的时间内完成规定功能的概率。 安全——是指在系统使用的周期内，应用科学管理和安全系统工程原理，鉴别危险性并使风险减少到最小限度，从而使系统在操作效率、耗费时间和投资范围内，达到最佳安全的状态；是一个相对的状态概念，是认识主体在某一限度内受到损伤和威胁的状态。 安全系统——在一个工程系统运行、维修以致废弃时都需要有各种手段（包括设施和措施）保证系统的上述工作得以安全进行，这些设施和措施的总和便构成系统中的安全分系统，也可简称安全系统。 第二章部分习题答案 1．系统安全分析的含义、目的和任务是什么？ 系统安全分析含义： 是从安全角度对系统中的危险因素进行分析 系统安全分析目的： 是为了保证系统安全运行，查明系统中的危险因素，以便采取相应措施消除系统故障或事故。 系统安全分析内容：
(1)对可能出现的初始的、诱发的及直接引起事故的各种危险因素及其相互关系进行调查和分析。 (2)对与系统有关的环境条件、设备、人员及其他有关因素进行调查和分析。 (3)对能够利用适当的设备、规程、工艺或材料控制或根除某种特殊危险因素的措施进行分析。 (4)对可能出现的危险因素的控制措施及实施这些措施的最好方法进行调查和分析。 (5)对不能根除的危险因素失去或减少控制可能出现的后果进行调查和分析。 (6)对危险因素一旦失去控制，为防止伤害和损害的安全防护措施进行调查和分析。2．安全检查表的作用及优点有哪些？ 安全检查表的作用： 安全检查表是分析和辩识系统危险性的基本方法，也是进行系统安全性评价的重要技术手段。早在20世纪中期．安全检查表在许多发达同家的保险、军事等部门得到了应用．对系统安全性评价起到了很大作用。随着科学技术的进步和生产规模的扩大，安全检查表引起了人们的高度重视，在各部门和行业生产中得到了广泛应用。 安全检查表的优点： 1.具有全面性 2.具有实现标准化，规范化的特点 3.具有直观性 4.具有职责分明的特点 5.具有监督性 6.具有应用广泛性、适于普及的特点 3．预先危险性分析的目的及程序是什么？ 预先危险性分析的目的： 进行预先危险性分析时，一般是利用安全检查表、经验和技术先查明危险因素存在方位．然后识别使危险因素演变为事故的触发因素和必要条件，对可能出现的事故后果进行分析、并采取相应的措施。 预先危险性分析的程序： 1．准备阶段 对系统进行分析之前，要收集有关资料和其他类似系统以及使用类似设备、工艺物质的
操作系统教案
第一部分：操作系统引论(1) 一、操作系统基本常识 1.计算机是由硬件和软件两部分组成的，而操作系统（Operating System）是配置在计算机硬件之 上的第一层软件，是对计算机硬件的第一次扩充。操作系统是系统软件的基础，其他的系统软件，例如编译程序、汇编程序、数据库管理系统、诊断程序等，都是在操作系统的支持下工作的，都要依赖于操作系统，取得操作系统提供的各类服务。 2.操作系统的目标是什么？ 1）方便性：计算机硬件只能识别0或1，即只能识别机器代码，因此没有配置操作系统的计算机是难以使用的；如果配置了操作系统，则可以使用OS提供的各种命令来使用计算机 系统，从而方便了用户，也使计算机变得易学易用。 2）有效性：操作系统可以管理CPU、I/O设备等系统资源，从而避免各种资源使用无需而引起的资源浪费现象。配置了OS的计算机可有效改善系统的资源利用率和提高系统吞吐量。 3）可扩充性：OS采用模块化设计，可适应计算机硬件和体系结构的迅速发展，可方便增加新的功能模块和修改旧的功能模块。 4）开放性：为了适应不同的硬件系统和软件系统，实现硬件设备正确、有效地协同工作，以及实现应用程序地可移植性和互操作性，要求OS具有开放性。 说明：方便性和有效性是OS最重要的两个目标。当前更重视OS使用上的方便性。 3.操作系统的作用有哪些？ 1）从一般用户的观点看，OS是用户和计算机硬件系统之间的接口；用户可以通过命令方式或者系统调用方式来使用计算机。 2）从资源管理的观点看，OS是计算机资源的管理者。计算机的资源分为四类：处理器、存储器、I/O设备和信息（数据和程序），相应地，OS系统的主要功能也是对这四类资源的管理，即：处理机管理、存储器管理、I/O设备的管理、文件管理。这也是本课程要介绍的主要内 容。 3）OS可用作扩充机器。没有任何软件支持的计算机，称为裸机，覆盖了软件的机器称为虚拟机（Virtual machine）；每多覆盖一层软件，则虚拟机的功能就越强。 4.操作系统可以用一种层次结构模型描述：底层是OS对象，中间层是对对象进行的操作和管理 的软件的集合；最高层是OS提供给用户的用户接口。 二、操作系统发展历程 1.无操作系统时代：
主要内容 ?安全系统工程介绍 ?系统安全分析 ?事故树分析 ?系统安全评价 ?系统危险控制技术 第一章：概论 第一节基本概念： 安全：指人的身心免受外界（不利）因素影响的存在状态及其保障条件。 风险：是危险、危害事故发生的可能性与危险、危害事故严重程度的综合指标。 事故：指造成死亡、伤害、职业病、财产损失或其它损失的意外事件。 系统：就是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体，而且该“系统”本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。 系统具备五个特征：整体性、相关性、目的性、有序性、环境适应性。作为系统论的基本思想和主要特征是目的性、整体性、有序性，整体效应是系统论最重要的观点。 系统工程：从系统的观点出发，跨学科地考虑问题，运用工程的方法去分析和解决问题。以系统论为指导思想，以计算机为工具，运用运筹学等方法使系统总体达到最优的组织管理技术。具体地说，就是组织管理系统的规划、研究、设计制造、试验和使用的科学方法。系统安全（System Safaty），是在系统寿命周期内应用系统安全管理及安全系统工程原理，识别危险源并使其危险性减至最小，从而使系统在规定的性能、时间和成本范围内达到最佳的安全程度。 安全系统工程：是以安全学和系统科学为理论基础，以安全工程、系统工程、可靠性工程等为手段，对系统风险进行分析、评价、控制，以期实现系统及其全过程安全目标的科学技术。 第二章：系统安全分析 第一节概述 系统安全分析（核心内容）：就是使用安全系统工程的原理和方法，辨别、分析系统存在的危险因素，并根据实际需要对其进行定性、定量描述的一种技术方法。 系统安全分析方法有多种，可适用于不同的系统安全过程分析。在危险因素辨识中得到广泛应用的系统安全分析方法主要有：（1）安全检查表（SCA）； （2）预先危险性分析（PHA）； （3）故障类型和影响分析（FMEA） （4）危险性和可操作性研究（HAZOP） （5）事件树分析（ETA）； （6）事故树分析（FTA）； （7）系统可靠性分析（SRA） （8）因果分析（CCA）。 ?第二节系统安全分析
附录1. 拉普拉斯变换 附录1.1 拉氏变换的定义 如果有一个以时间为变量的函数()f t ，它的定义域是0t >，那么拉氏变换就是如下运算式 ()()st t F s f t e dt ∞ =? A-1 式中s 为复数。一个函数可以进行拉氏变换的充分条件是 （1） 在0t <时，()0f t =； （2） 在0t ≥时的任一有限区域内，()f t 是分段连续的； （3） ()st f t e dt ∞ <∞? 在实际工程中，上述条件通常是满足的。式A-1中，()F s 成为像函数，()f t 成为原函数。为了表述方便，通常把式A-1记作 ()[()]F s L f t = 如果已知象函数()F s ，可用下式求出原函数 1 ()()2c j st c j f t F s e ds j π+∞-∞ = ? （A-2） 式中c 为实数，并且大于()F s 任意奇点的实数部分，此式称为拉氏变换的反变换。同样，为了表述方便，可以记作 1()[()]f t L F s -= 为了工程应用方便，常把()F s 和()f t 的对应关系编成表格，就是一般所说的拉氏变换表。表A-1列出了最常用的几种拉氏变换关系。 一些常用函数的拉氏变换 附录1.1.1 单位阶跃函数的拉氏变换 这一函数的定义为 0, 0()0, 0t u t t ? 它表示0t =时，突然作用于系统的一个不变的给定量或扰动量，如图3-1所示。单位阶跃函数的拉氏变换 为 0011 ()[]st st F s e dt e s s ∞--∞==-=? 在进行这个积分时，假设s 的实部比零大，即Re[]0s >，因此 lim 0st t e -→∞ →
昆明冶金高等专科学校冶金与矿业学院教案17课程名称《安全系统工程》第九周第17 次课2009年春季学期
（1）发生事故或危险事件的可能性 事故或危险事件发生的可能性与其实际发生的概率相关。若用概率来表示时，绝对不可能发生的概率为0；而必然发生的事件，其概率为1。但在考察一个系统的危险性时，绝对不可能发生事故是不确切的，即概率为0的情况不确切。所以，将实际上不可能发生的情况作为“打分”的参考点，定其分数值为0.1。 此外，在实际生产条件中，事故或危险事件发生的可能性范围非常广泛，因而人为地将完全出乎意料之外、极少可能发生的情况规定为1；能预料将来某个时候会发生事故的分值规定为10；在这两者之间再根据可能性的大小相应地确定几个中间值，如将“不常见，但仍然可能”的分值定为3，“相当可能发生”的分值规定为6。同样，在0.1与1之间也插入了与某种可能性对应的分值。于是，将事故或危险事件发生可能性的分值从实际上不可能的事件为0.1，经过完全意外有极少可能的分值1，确定到完全会被预料到的分值10为止，见表3－17。 表3-17 事故或危险事件发生可能性L分值 分值事故或危险情况发生可能性 10*完全会被预料到 6 相当可能 3 不经常、但有可能 1*完全意外、极少可能 0.5 可以设想，但很不可能 0.2 极不可能 0.1*实际上不可能 注：*为“打分”的参考点。 （2）暴露于危险环境的频率 众所周知，作业人员暴露于危险作业条件的次数越多、时间越长，则受到伤害的可能性也就越大。为此，K·J·格雷厄姆和G·F·金尼规定了连续出现在潜在危险环境的暴露频率分值为10，一年仅出现几次非常稀少的暴露频率分值为1。以10和1为参考点，再在其区间根据在潜在危险作业条件中暴露情况进行划分，并对应地确定其分值。例如，每月暴露一次的分值定为2，每周一次或偶然暴露的分值为3。当然，根本不暴露的分值应为0，但这种情况实际上是不存在的，是没有意义的，因此勿需列出。关于暴露于潜在危险环境的分值见表3－18。 表3-18 人员、设备暴露于潜在事故环境的E分值 分值出现于危险环境的频率 10*连续暴露于潜在危险环境 6 逐日在工作时间内暴露 3 每周一次或偶然暴露 2 每月暴露一次 1*每年几次出现在潜在危险环境 0.5 非常罕见地暴露 注：*为“打分”的参考点。 （3）发生事故或危险事件的可能结果 造成事故或危险事件的人身伤害或物质损失可在很大范围内变化，以工伤事故而言，可从轻微伤害到许多人死亡，其范围非常宽广。因此，K·J·格雷厄姆和G·F·金尼对需要救护的轻微伤害的可能结果，分值规定为1，以此为一个基准点；而将造成许多人死亡的可能结果规定为分值100，作为另一个参考点。在两个参考点1－100之间，插入相应的中间值，列出如表3－19所示的可能结果的分值。
《计算机操作系统》 教案 备课教师：晁妍职称：助教 教学班级计科专业 09级本科2班 时间： 2011年 9月已教轮数： 1 计算机与信息学院 2011-2012学年度第一学期
课程教学目的及教学要求： 本课程是计算机科学与技术专业的主要专业基础课和主干课。本课程的学习目的在于使学生掌握操作系统的基本概念、基本原理、设计方法和实现技术，具有初步分析实际操作系统的能力，为其今后在相关领域开展工作打下坚实的基础。 教材： 《计算机操作系统》（第三版）汤小丹等 推荐参考书： [1] 《计算机操作系统》（第二版）汤子瀛等西安电子科技大学出版社 [2]《计算机操作系统教程》张尧学史美林清华大学出版社 [3]《UNIX教程》（第2版）（美）Syed Mansoor Sarwar Robert Koretsky 张玉洁孟祥武译机械工业出版社 [4]《计算机操作系统.学习指导与题解》梁红兵、汤小丹西安电子科技大学出版社 [5]《操作系统实验指导—基于linux内核》徐虹编清华大学出版社
第1、2讲（周次：第2周） (注：线右侧写教学方法、实验演示、新增补内容、重要标注、时间分配等) 教学章节： 1.1 操作系统的目标和作用（简略） 1.2 操作系统的发展过程（每种OS的不足与各自特点） 教学目的及要求： 目的：是使学生建立起 OS的基本概念。 要求：了解OS的引入和发展；理解多道程序设计技术； 重点、难点：(注：重点和难点如果一致，则写在一起，若不同则应分开写)：OS引入和发展、OS的基本特征和功能。 教学内容：板书设计见PPT。(注：内容每节课1-2页为宜) 复习引入： 首先说明对课程的成绩如何评定，提出学习要求，以及教材的使用并推荐参考教 材。然后介绍本课程的特点、性质和目的，以及如何学习，最后对本课程内容以及 课时分配做简单的介绍。 新课讲授： 操作系统在计算机系统中的地位：（结合课件中图加以说明，由此引出目标和作 用） 计算机系统由硬件和软件组成；操作系统在硬件基础上的第一层软件；是其他软件 和硬件之间的接口。 操作系统在计算机系统中占据着特别重要的地位，是计算机中最重要的系统软件， 是其他系统软件和应用软件运行的基础。 1.1 操作系统的目标和作用 1.1.1 操作系统的目标 方便性(用户的观点)：提供良好的、一致的用户接口。无需了解许多有关硬件和系统 软件的细节。 有效性(系统管理人员的观点)：合理地组织计算机的工作流程，管理和分配硬件、软 件资源，提高资源的利用率；提高系统的吞吐量。 可扩充性(开放的观点)：操作系统必须能方便地开发、测试和引进新的系统功能，以 适应计算机硬件和体系结构的迅速发展以及应用不断扩大的要求。给计算机系统的 功能的扩展提供开放式的支撑平台。 开放性：可移植性和互操作性 其中有效性和方便性是设计OS时最重要的两个目标，设计现代OS的主要目标也是 对提高资源利用率和方便用户。 1.1.2 操作系统的作用 1. 从一般用户的观点来看，OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口（桥梁） 用户并不直接与计算机硬件打交道，而是通过操作系统提供的命令、系统功能调 用以及图形化接口来使用计算机。 2. 从资源管理的观点来看，OS作为计算机系统资源的管理者（管家） 处理机的分配和控制，内存的分配和回收，I/O设备的分配和处理，文件的存取、共 享和保护工作都是由操作系统完成的。主要功能有：处理机管理、存储管理、设 备管理、文件管理 3. 从虚拟机的观点来看，OS用作扩充机器（实现了对计算机资源的抽象）（虚拟机 或扩充机） 硬件处在最底层，不附加任何软件的物理计算机 “裸机”. 操作系统是附加在裸机上的第一层，是对裸机的首次扩充，构成了一个比裸机更 强，使用更方便的“虚拟计算机”。 所有系统软件以及更上层的用户应用软件在操作系统虚拟机上运行，它们受操作系
《安全系统工程》试卷答案第一套 一、名词解释： 1．系统：由相互作用、相互依赖的若干组成部分结合而成的具有特殊功能的有机整体。 2．安全性：人们在某一种环境中工作或生活感受到的危险或危害是已知的，并且是可控制在可接受的水平上。 3．维修度：在发生故障后的某段时间内完成维修的概率，称为维修度。 4．平均故障间隔时间：指产品发生了故障后经修理或更换零件仍能正常工作，其在两次相邻故障间的平均工作时间。 5．严重度：指故障模式对系统功能的影响程序。一般分为四个等级：I低的、II 主要的、III关键的、IV灾难性的。 6．系统故障事件：指其发生原因无法从单个部件的故障引起，而可能是一个以上的部件或分系统的某种故障状态。 7．最小割集：如果在某个割集中任意除去一个基本事件就不再是割集了，这样的割集就称为最小割集。 8．重要度：一个基本事件或最小割集对顶上事件发生的贡献称为重要度。9．安全评价：也称危险度评价或风险评价，它以实际系统安全为目的，应用安全系统工程原理和工程技术方法，对系统中固有或潜在的危险性进行定性和定量分析，掌握系统发生危险的可能性及其危害程度，从而为制定防灾措施和管理决策提供科学依据。 10.故障前平均工作时间：指不可修复的产品，由开始工作直到发生故障前连续的正常工作时间。 二、填空 1、系统元素；元素间的关系；边界条件；输入及输出的能量、物料、信息 2、预测、评价、控制危险 3、定性评价、定量评价 4、预防事故发生、控制事故损失扩大 5、直接火灾、间接火灾、自动反应 6、有关规程、规范、规定、标准与手册；国内外事故情报；本单位的经验 7、（1）预评价；（2）中间评价；（3）现状评价 三、判断 1、√, 2、×, 3、√, 4、×, 5、√。 四、简答 1．系统的特点： （1）目的性。任何系统必须具有明确的功能以达到一定的目的，没有目的就不能成为系统。 （2）整体性。系统至少是由两个或两上以上的可以相互区别的元素（单元）按一定方式有机地组合起来，完成一定功能的综合体。 2．危险性预先分析的内容可归纳几个方面： （1）识别危险的设备、零部件，并分析其发生的可能性条件； （2）分析系统中各子系统、各元件的交接面及其相互关系与影响；
物理电子工程学院《自动控制原理》课程教学大纲课程编号：04210164 课程性质：专业必修课 先修课程：高等数学、函数变换、模拟电路、电路分析 总学时数：76 学分：4 适合专业：电子信息工程、机械与电子工程、机械自动化、电器自动化、通信、包装工程等专业 (一) 课程教学目标 自动控制理论是电子信息科学与技术专业的一门重要的专业基础课程。它侧重于理论角度，系统地阐述了自动控制科学和技术领域的基本概念和基本规律，介绍了自动控制技术从建模分析到应用设计的各种思想和方法，内容十分丰富。通过自动控制理论的教学，应使学生全面系统地掌握自动控制技术领域的基本概念、基本规律和基本分析与设计方法，以便将来胜任实际工作，具有从事相关工程和技术工作的基本素质，同时具有一定的分析和解决有关自动控制实际问题的能力。 (二) 课程的目的与任务 本课程是电子通信工程、机电一体化、包装工程等专业、工科及相关理科的必修基础课程。通过本课程的学习，使学生掌握自动控制的基础理论，并具有对简单连续系统进行定性分析、定量估算和初步设计的能力，为专业课学习和参加控制工程实践打下必要的基础。学生将掌握自动控制系统分析与设计等方面的基本方法，如控制系统的时域分析法、根轨迹分析法、频域分析法、状态空间分析法、采样控制系统的分析等基本方法等。为各类计算机控制系统设计打好基础。 (三) 理论教学的基本要求 1、熟练掌握自动控制的概念、基本控制方式及特点、对控制系统性能的基本要求。 2、熟练掌握典型环节的传递函数、结构图化简或梅森公式以及控制系统传递函数的建立和表示方法，初步掌握小偏差线性化方法和通过机理分析建立数学模型的方法。
课程教案 课程名称安全学原理专业安全工程授课教师
安全学原理课程授课教案
的“天府之国”。离四川很近的也有一个中国，也是世界上最大的水利枢纽工程，有没有同学知道什么？（答案：三峡工程）三峡工程的主要目的也是为了防洪，它和都江堰最大的区别就是靠修建大坝缓解水流，如果有兴趣的同学可以去查阅一下相关资料，了解一下两者的建设背景，现在这两个地方也都是很著名的观光胜地，这也可以体现我们古代人类的智慧，修建的不仅仅是冷冰冰的建筑，而是可以供人们观赏的风景。 （二）工业经济时代： 也称局部的安全认识阶段，那时人类发明了能够代替人做工的普通机械和动力机器，不仅可以 很大程度的提高工作效率，也大大减少了生产过程中发生事故的可能性。图一：大型纺织厂；图二：播种机。 （三）科技工业时代： 又称系统的安全认识阶段，随着军事工业、航空工业、特别是原子能和航天技术等复杂的大生产系统和机器系统，局部的安全认识和单一的安全技术措施已经无法解决这类生产制造和设备运行系统中的问题，必须发展与生产相适应的生产系统和安全措施，于是形成了系统的安全理论。 （四）高新技术时代： 又称动态的安全认识阶段，高新技术与产品的生产与高速广泛流通，这就要求知识的传播系统 和高新技术与产品本身必须具有高安全可靠性，这个时期的特点是动态过程中随机发生安全问题， 这就要求我们必须更深入的采取动态的安全系统工程技术措施去进行安全系统认识。此时，安全技 术成为了一门独立的科学技术体系。 从以上对安全的认识阶段的发展我们可以看出：正是由于安全与人类所从事的各种活动的不可 分性和各种不安全事情的危害性，安全一直是人们重视的话题。各个行业已经形成了基本能适应本 行业特点的安全技术与方法。 3、为什么学习安全学原理：那么我们为什么要学习安全学原理？通过刚才的学习我们已经知道了安全的重要性，人类也同样重视安全，可是目前整个国家乃至整个世界依然事故频发。 主要是因为人们对事物安全性的认识大多数仍停留在表象阶段，无法对灾害事故进行有效地预 测和防治。主要问题表现在： （1）揭示事物安全本质规律的研究尚不全面； （2）对灾害事故进行准确的预测和有效防治的基本技术和方法研究方面还未取得大的进展。 4、播放山西襄汾9.8尾矿库溃坝事故视频：观看之前首先给大家解释一下什么叫做“尾矿”，尾矿是从磨碎的矿石中提出有用成分后的剩余矿浆，里面含有大量的泥浆与矿渣。存放尾矿的地方——尾矿库，也是矿山危险性较大的设施，国际灾害事故排名将尾矿库危害列在第18位，排名居中。下面同学们在观看视频的时候思考一下是哪些原因造成这次事故发生的？同学回答，最后我来补充。 主要原因如下：此次发生崩溃的尾矿库是二十世纪五六十年代建成的，十几年前就已积满泥沙。1992年，尾矿库被封闭，先后采取碎石填平、黄土覆盖坝顶、植树绿化、库区上方建设排洪明渠等 闭库处理措施。新塔矿业公司通过拍卖购得铁矿产权，并擅自在旧库上挖库排尾，从而造成尾矿库 大面积液化，坝体失稳。又因为矿下需要通风，为了保持紧急救援的通畅，所以需要经常从矿下抽水。被抽出来的水会直接排到选矿场，之后又不断流入十几米外的尾矿库。在这种情况下，尾矿库 水位不断升高，而水对土壤的渗透破坏力增强，改变了坝的坡度就算在没有下雨情况下，也极易引 发坍塌事故。最终导致了这起重特大溃坝事故。 5、安全学原理的概念：看了以上的例子我们总结出，这种安全状态与现代化生产不适应的严重
《操作系统》课程教案 一、课程定位 操作系统课程是计算机应用技术专业基础课程，属于必修课程。在课程设置上起着承上启下的作用，其特点是概念多、抽象和涉及面广。主要任务是：使学生掌握计算机操作系统的基本原理及组成；计算机操作系统的概念和相关新概念、名词及术语；了解计算机操作系统的发展特点、设计技巧和方法；对常用计算机操作系统会进行基本的操作使用。 按照新专业人才培养方案，该课程开设在第三学期。本课程的先导课程为《计算机组成原理》，《微机原理》，《数据结构》和《高级语言程序设计》；后续课程为《数据库系统原理》、《计算机网络》。 二、课程总目标 通过本课程的学习，使学生理解操作系统基本原理，并在此基础上培养学生实际动手编程能力。 （一）知识目标 1.理解操作系统的概念、操作系统的发展历史、类型、特征以及结构设计。 2.掌握进程和线程。 3.掌握死锁的预防、避免、检测和恢复。 4.掌握作业调度、进程调度、调度准则、调度算法、线程调度等。 5.掌握存储管理中的分区法、分页技术、分段技术、段页式技术等。 6. 掌握文件系统的功能和结构、目录结构和目录查询、文件和目录操作。 7. 掌握输入/输出管理、用户接口服务、嵌入式操作系统、分布式操作系统。
（二）素质目标 1.熟练使用计算机操作系统。 2.能够解决一些简单的应用问题。 3.了解计算机操作系统设计技巧。 （三）职业能力培养目标 1.初步具备辩证思维的能力。 2.具有热爱科学，实事求是的学风和创新意识，创新精神。 三、课程设计 （一）设计理念 以职业能力培养为导向，进行课程开发与设计。按照人才培养目标要求来确定课程的内容、教学组织、教学方法和手段，注重培养学生分析问题、解决问题的能力、计算机思维能力、自学能力和从业能力。 （二）设计思路 1.以“够用、适用、实用”为目标设计课程教学内容。 2.考虑后序课程需要，突出重点，强化专业应用。 3.注重课堂教学互动，教师为主导，学生为主体，引导学生积极思维，培养学生的学习能力。 4.注重培养学生分析问题、解决问题的能力和自学能力。
第一章绪论 1. 安全系统工程基础 2. 安全系统工程的研究对象、内容及方法 3. 安全系统工程的产生与发展 安全系统工程，是以安全学和系统科学为理论基础，以安全工程、系统工程、可靠性工程等为手段，对系统风险进行分析、评价、控制，以期实现系统及其全过程安全目标的科学技术。安全系统工程基础 系统/System，系统就是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的、具有特定功能的有机整体。换言之，系统是由两个或两个以上元素组成的集合。 特性 1. 整体性：一个良好的系统，其整体功能一定“大于”各要素功能的”总和”。一个不好 的系统，其整体功能一定“小于”各要素功能的“总和” 。 2. 相关性：系统内各要素之间是相互联系、相互依赖、相互作用的特殊关系，通过这些关系， 系统有机地联系在一块，发挥其特定功能。 3. 目的性：任何系统都是为完成某种任务或实现某种目的。要达到系统的既定目的，就必须赋予系统规定的功能，这就需要在系统的整个生命周期，即系统的规划、设计、试验、制造和使用等阶段，对系统采取最优规划、最优设计、最优控制、最优管理等优化措施。 4. 环境适应性。任何一个系统都处于一定的物质环境之中，系统必须适应外部环境条件的变化。在研究系统时，必须重视环境对系统的影响。 安全系统工程研究对象 (1) 人子系统(2) 机器子系统(3) 环境子系统三个子系统相互影响、相互作用的结果就使系统总体安全性处于某种状态。安全系统工程的研究对象就是这种“人-机-环境”系统(以下简称“系统”)。 安全系统工程研究内容 (1)系统安全分析(2) 系统安全预测(3) 系统安全评价(4) 系统风险控制 第二章系统安全分析 系统安全分析是安全系统工程的核心内容，它是安全评价的基础。通过系统安全分析，可以对系统进行深入、细致的分析，充分了解、查明系统存在的危险性，估计事故发生的概论和可能产生的伤害及损失的严重程度，为确定出哪种危险能够通过修改系统设计或改变控制系统运行程序来进行预防提供依据。 分析的目的 系统安全分析的最终目的是辨识危险源，为此应做到：对系统中所有危险源，查明并列出清单掌握危险源可能导致的事故，列出潜在事故隐患清单列出降低危险性的措施和需要深入研究部位的清单将所有危险源按危险大小排序 为定量的风险评价提供数据 (l )安全检查表法( Safety Checklist)； (2)预先危险性分析( Preliminary Hazard Analysis ，PHA )； (3)故障类型和影响分析( Failure Model and Effects Analysis ，FMEA )； (4)危险性和可操作性研究( Hazard and Operability Analysis ，HAZOP )； (5)事件树分析( Event Tree Analysis ，ETA )； (6)事故树分析( Fault Tree Analysis ，FTA )； (7)因果分析( Cause-Consequence Analysis，CCA )。 安全检查表是分析和辨识系统危险性的基本方法，也是进行系统安全性评价的重要技术手段。 内容：要综合考虑人、物、环境和管理四个方面的因素（即4M 因素）。 格式：最简单的安全检查表只有四个栏目，即序号、检查项目、回答（“是”、“否”栏）和备注。 安全检查表不仅可以用于系统安全设计的审查，也可以用于生产工艺过程中的危险因素辨识、评价和控制，以及
1．系统：就是由互相作用和相互依赖的若干组成部分结合成的具有特定功能的有机整体。 2. 安全系统工程：是指采用系统工程方法，识别、分析、评价系统中的危险性，根据其结果调整工艺、设备、操作、管理、生产周期和投资等因素，使系统可能发生的事故得到控制，并使系统安全性达到最好状态。 对定义的理解： ② 全系统工程的理论基础是安全科学和系统科学。它是工况企业劳动安全卫生领域的系统 工程； ②安全系统工程追求的是整个系统的安全和系统全过程的安全； ③安全系统工程的重点是系统危险因素的识别、分析，系统风险评价和系统安全决策与事故控制； ④安全系统工程要达到的预期安全目标将是系统风险控制在人们能够容忍的限度以内，也就是在现有经济技术条件下，最经济、最有效地控制事故，使系统风险在安全指标以下。 3.系统的特性： 整体性（表现为不是一个简单的叠加，而是表现出各要素的新功能）、 相关性（系统中各组成部分要素之间是相互关联，相互制约的）、 目的性（任何系统都有一定的功能以达到目的）、 环境适应性（一个理想的系统能够与环境保持最佳状态）。 4. 安全系统工程的优点： 主动性（预测和预防事故的发生是安全系统工程的中心任务）、 系统性（力求系统全面的分析和解决生产问题中存在的问题）、 科学性（安全系统工程采用了定量安全分析、安全评价以及最佳决策等技术，因而能提供科学性的分析数据，根据分析，进而可以选择出最佳处理方案，使各子系统之间达到最佳配合，用最少的投资获得最佳的安全效果）、 标准化（安全系统工程可以促进各项安全标准的制定以及有关各类可靠性数据的收集）。5.安全检查表：系统地对一个生产关系系统或设备进行科学的分析，从中找出不安全因素，依据检查项目把找出的不安全因素从问题清单的形式列致成表，以便于检查或避免漏检，这种表称为安全检查表。 6. 安全检查表的类型：审查设计的安全检查表（三同时）、厂级的安全检查表（供全厂性安全检查用的突出要害部门，大局）、车间的安全检查表（噪声，震动，照明）、工段及岗位的安全检查表（具体，简单，易行）、专业性安全检查表。 7. 安全检查表的特点： （1）通过预先对检查对象进行详细调查研究和全面分析，所制定出来的安全检查表比较系统、完整，能包括控制事故发生的各种因素。 （2）安全检查表是根据有关法规、安全规程和标准制定的，因此检查目的明确，内容具体，易于实现安全要求。 （3）对所拟定的检查项目进行逐渐检查的过程，也是对系统危险因素辨识、评价和制定出措施的过程。 （4）检查表是与有关责任人紧密相联系的，所以已于推行安全生产责任制。（5）安全检查表是通过问答的形式进行检查的过程，所以使用起来简单易行，易于安全管理人员和广大职工掌握和接受，可经常自我检查。 8. 预先危险性分析：一般是指在一个系统或子系统（包括设计，施工，生产）运转活动之前，对系统存在的危险源、出现条件及可能造成的结果，进行宏观概略分析的方法。 9. 危险因素划分为4级： Ⅰ级：安全的，暂时不能发生事故，可以忽略；
附件1: 《操作系统原理》课程教学大纲 制定(修订)人: 李灿平、郭亚莎制定(修订)时间: 2006年 7 月所在单位: 信息工程学院 一、课程基本信息
三、教学内容及基本要求 第一章绪论 本章简要介绍操作系统的基本概念、功能、分类以及发展历史。同时讨论研究操作系统的几种观点。 §1.1 操作系统的概念 本节介绍操作系统的基本概念，什么是操作系统以及操作系统与硬件软件的关系。 本节重点：操作系统与硬件软件的关系。 本节要求学生理解什么是操作系统，掌握操作系统与硬件软件的关系。 §1.2 操作系统的历史 本节按器件工艺介绍操作系统的发展历史。 本节重点：多道程序系统的概念。 本节要求学生了解操作系统的发展历史，理解多道程序系统概念。 §1.3 操作系统的基本类型 本节介绍常见的操作系统的类型、特点及适用的对象。 本节重点：批处理操作系统、分时系统、实时系统。 本节要求学生掌握上述三大操作系统的特点及适用对象。 §1.4 操作系统功能 本节简单介绍操作系统的五个功能。处理机管理，存储管理，设备管理，信息管理（文件系统管理）和用户接口。 本节要求学生了解上述功能。 §1.5 计算机硬件简介 本节简单介绍计算机硬件系统。 本节要求学生自修。
§1.6 算法的描述 本节介绍操作系统管理计算机系统的有关过程所用的描述算法。 本节要求学生掌握本书所采用的描述算法。 §1.7 研究操作系统的几种观点 本节介绍研究操作系统的几种观点。系统管理的观点，用户界面观点和进程管理观点。 本节要求学生了解上述三种观点。 第二章操作系统用户界面 本章主要讨论操作系统的两个用户接口，并以UNIX系统为例，简单介绍用户接口的使用操作方法。 §2.1 作业的基本概念 本节介绍作业的基本概念，什么是作业及作业组织（结构）。 本节重点：作业的基本概念。 本节要求学生掌握作业的基本概念，了解作业的组织。 §2.2 作业的建立 本节介绍作业的几种输入方式和作业的建立过程。 本节重点：联机输入方式和Spooling系统，作业控制块PCB和作业的四个阶段。 本节要求学生了解作业的几种输入方式，理解Spooling系统，掌握作业建立的过程内容。理解作业的四个基本阶段。提交、后备、执行以及完成阶段。 §2.3 命令控制界面接口 本节介绍操作系统为用户提供的命令接口界面。介绍命令接口的两种使用方式。讨论联机方式下操作命令的分类。 本节重点：命令接口的使用方式。 本节要求学生理解命令接口的作用和使用方式。了解联机方式下操作命令的分类。 §2.4 系统调用 本节介绍操作系统提供给编程人员的唯一接口，系统调用。同时讨论系统调用的分类。 本节重点：编程人员通过系统调用使用操作系统内核所提供的各种功能和系统调用的处理过程。 本节要求学生了解系统调用的分类、理解系统调用的功能、掌握系统调用的处理过程。 §2.5 UNIX用户界面 本节简单介绍UNIX系统的发展历史和特点以及UNIX系统结构。同时讨论UNIX操作命令和系统调用的分类功能和使用方法。 本节重点：UNIX系统的特点。 本节要求学生了解UNIX系统的发展史，掌握UNIX系统的特点，理解UNIX系统操作命令和系统调用的功能。 第三章进程管理 本章详细介绍进程和线程管理的有关概念和技术。 §3.1 进程的概念 本节介绍进程的基本概念。通过程序的并发执行，引出进程具有并发性特征的概念。同时讨论进程的各式各样的定义以及作业和进程的关系。 本节重点：进程的特征。 本节要求学生了解程序的并发执行，掌握进程的特征。 §3.2 进程的描述 本节介绍进程的静态描述以及进程上下文结构。 本节重点，进程的上下文结构。 本节要求学生理解进程的静态描述内容，掌握进程控制块PCB的作用和进程上下文结构。
第一阶段在线作业单项选择题第1题安全是 A、没有危险的状态 B、没有事故的状态 C、达到可接受的伤亡和损失的状态 D、舒适的状态 第2题安全系统的认识论产生于（） A、20世纪初 B、20世纪50年代后 C、20世纪末 D、21世纪初 第3题生产事故的特性不包括那一项 A、因果性 B、随机性 C、潜伏性
D、可预防性 E、严重性 第4题海因里希的因果连锁论所建立的多米诺骨牌模型中最后一块骨牌所代表 的是 A、人的不安全行为 B、物的不安全状态 C、伤害 D、事故 第5题在系统安全分析中，FMECA指的是 A、事故树法 B、故障类型及影响分析法 C、原因—后果分析法 D、故障类型、影响及致命度分析法 第6题海因里希对5000多起伤害事故案例进行了详细调查研究后得出海因里希法则，事故后果为严重伤害、轻微伤害和无伤害的事故件数之比为 A、1:29:300
B、1:10:300 C、1:10:100 D、1:100:500 第7题安全系统工程的研究对象 A、人子系统 B、机器子系统 C、环境子系统 D、人—机—环 第8题下列属于安全系统工程研究内容的是（） A、地质灾害 B、社会治安 C、安全评价 D、疾病防治 第9题()是系统安全的主要观点 A、安全是绝对的 B、安全只是系统运行阶段的要考虑的工作
C、在系统的各个阶段都要进行危险源辨识、评价和 控制 D、事故是系统的危险源 第10题事故和隐患是 A、完全相同的 B、后者是前者的可能性 C、后者是前者的必然条件 D、前者是后者的必然条件 第11题安全检查表方法不可以用于 A、方案设计 B、开发研制 C、生产样机 D、日常运行 第12题危险性与可操作研究可用于 A、方案设计
江苏科技大学教案用纸 课程：linux操作系统主讲教师：张其亮教材：《操作系统原理及应用（linux）》讲授题目第一章操作系统概述/linux操作系统概述 教学目的使学生掌握了解操作系统的概念、地位及作用；操作系统的功能；操作系统的分类； Linux的发展及背景；Linux的性能和特点；Linux内核，Linux下常用命令介绍 重点及难点 操作系统的地位及作用，linux下常用命令介绍主要教学方法 讲授 教学手段 多媒体 教学过程时间分配教学内容8学时第一章操作系统基本概述/linux操作系统基本概述 3学时操作系统的概念、地位及作用；操作系统的功能； 操作系统的分类； 2学时Linux的发展及背景；Linux的性能和特点； 3学时Linux常用命令 江苏科技大学教案用纸 课程：linux操作系统主讲教师：张其亮教材：《操作系统原理及应用（linux）》
讲授题目第二章Linux下程序设计基础 教学目的掌握linux下vi编辑器的使用; linux下的编译工具GCC,调试器gdb的使用; makefile文件及make工具。 重点及难点 Vim编辑器、gcc编译器、gdb调试器的使用 主要教学方法 讲授 教学手段 多媒体 教学过程时间分配教学内容 3学时第二章Linux下程序设计基础 vi编辑器的使用; linux下的编译工具GCC,调试器gdb的使用; makefile文件及make工具。 江苏科技大学教案用纸 课程：linux操作系统主讲教师：张其亮教材：《操作系统原理及应用（linux）》讲授题目第三章进程管理 教学目的进程的概念与特点，进程控制块（PCB）；信号量集机制， P、V操作与应用； 经典的同步与互斥问题；
自动控制原理电子教案 经典控制部分 第一章控制理论一般概念3学时 (2) 第二章控制系统的数学模型9学时 (6) 第三章控制系统的时域分析io学时 (15) 第五章频率特性12学时 (26) 第六章控制系统的校正与设计8学时 (36) 第七章非线性系统8学时 (40) 第八章离散控制系统8学时 (45)
第一章控制理论一般概念3 学时 1．本章的教学要求 1）使学生了解控制工程研究的主要内容、控制理论的发展、控制理论在工程中的应用及控制理论的学习方法等内容，认识本学科在国民经济建设中的重要作用，从而明确学习本课程的目的。 2）使学生深入理解控制系统的基本工作原理、开环闭环和复合控制系统、闭环控制系统的基本组成等内容，学会利用所学控制原理分析控制系统。 3）使学生学会控制系统的基本分类方法， 4）掌握对控制系统的基本要求。 2．本章讲授的重点 本章讲授的重点是控制系统的基本概念、反馈控制原理、控制系统的的基本分类方法及对控制系统的基本要求。 3．本章的教学安排 本课程讲授3 个学时，复习学时3 个。 演示《自动控制技术与人类进步》及《自动化的应用举例》幻灯片，加深同学对本课程研究对象和内容的了解，加深对反馈控制原理及系统参数对系统性能影响的理解。
1．教学主要内容 ： 本讲主要介绍控制工程研究的主要内容、 中的应用及控制理论的学习方法等内容。 2．讲授方法及讲授重点： 本讲首先介绍控制工程研究的主要内容， 离心调速器为例， 说明需要用控制理论解决控制系 统的稳定、 准确、快速等问题。 其次，在讲授控制理论的发展时， 主要介绍控制理论的发展的三个主要阶段， 重点说明经典控制理论、 现代控制理论研究的范围、 研究的手段， 强调本课程重 点介绍经典控制理论。 另外，在介绍控制理论在工程中的应用时， 应举出控制理论在军事、 数控机 床、加工中心、机器人、机电一体化系统、动态测试、机械动力系统性能分析、 液压系统的动态特性分析、 生产过程控制等方面的应用及与后续课的关系， 激发 同学的学习兴趣。 最后，在介绍控制理论的学习方法时，先说明本门课的特点，起点高、比较 抽象、系统性强， 然后强调学习本门课程应以新的视角分析和考虑问题， 以系统 的而不是孤立的、 动态的而不是静态的观点和方法来思考和解决问题； 掌握控制 理论的基本概念、 基本理论和基本方法并注意结合实际， 为解决工程中的控制问 题打下基础。 3．注意事项： 介绍本门课的参考书及课程总体安排。 4．课时安排： 1 学时。 5．教学手段： Powerpoint 课件。 6．作业及思考题： 借参考书，查阅与本门课有关的文献资料，了解控制理论的 应用及最新发展动态。 [教案 1-2] 第二节 控制系统的基本概念 1．主要内容： 本讲主要介绍控制系统的基本工作原理、 开环闭环和复合控制系统、 闭环控 制系统的基本组成等内容。 [教案 1-1] 第一节 概述 控制理论的发展、 控制理论在工程 给出定义，并以瓦特发明的蒸汽机