(优选)系统建模的功能方法
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基于 DoDAF系统体系结构设计方法摘要:体系结构可以合理的描述系统内部各组成单元的复杂关系,成为开发系统顶层设计的重要手段,DoDAF体系结构框架在多年来的发展中逐渐完善,适用范围扩展到各个领域,对于建立复杂的系统体系结构分析和验证具有重要的理论意义。
根据DoDAF2.0体系结构框架的描述,可以通过六个步骤实现体系结构的设计。
其中以数据为中心的方法建模,并根据特定需求对某些模型进行扩充或是增加新模型,为复杂系统体系架构有效稳定应对体系复杂性、不确定性和演化发展等挑战提供了更多的灵活性和适应性。
关键词:DoDAF;系统建模;体系结构1引言系统体系结构通常分解为“体系”与“结构”两个部分进行论述。
体系是对系统内复杂事物分结构进行形容和限定,将系统内的有关事物互相联系而构成的一个整体。
结构是由组成整体的各部分的搭配和安排。
体系结构就可以理解为体系内的各组成单元结构及其有序组合与相互之间的关系。
体系结构已经成为一种开发新能力、结构化组织的有效分析工具。
在这个信息化的时代,随着信息化程度不断增加,端到端的信息能力需求不断增长。
在这个过程中,交付的系统规模越来越复杂,而且能够互操作与信息共享[1],这些需求已经成为系统顶层设计要解决的重要课题。
系统顶层设计的本质是系统发展策略的设计,必须落实发展目标,制定实施途径。
体系结构的开发采用规范化的图形、表格和文字,清晰、直观、形象化地描绘了系统使命任务的范围、需求、目标、背景、可行性的解决方案、过渡策略和所需的标准,形成定性与定量相结合的顶层设计方案。
因此,体系结构的开发是系统顶层设计的重要手段之一。
2 体系结构建模方法优选目前国内外对系统体系结构建模方法与框架的研究,比较有影响的有美军的CISR体系结构框架和国防部体系结构框架DoDAF[2],以及英军的国防部体系结构4框架MoDAF等。
DoDAF2.02是通过一致的结构化元模型,在体系结构的规划、发展、管理、维护和控制上提供更深层次的指导。
1 绪论1.1 系统建模系统建模是指建立系统(被控对象)的动态数学模型,简称建模。
建模的全过程可分为一次建模和二次建模。
一次建模是指由实际物理系统到数学模型,二次建模是指由数学模型到计算机再现,即所谓仿真。
系统建模技术是研究获取系统(被控对象)动态特性的方法和手段的一门综合性技术。
1.2 系统建模的目的(1)控制系统的合理设计及调节器参数的最佳整定。
控制系统的设计、调节器参数的最佳整定都是以被控对象的特性为依据的。
为了实现生产过程的最优控制,更需要充分了解对象的动态特性。
因为设计最优控制系统的基本内容就是根据被控对象的动态特性和预定的性能指标,在一定的约束条件下选择最优的控制作用,使被控对象的运行情况对预定的性能指标来说是最优的,所以建立合理的数学模型,是实现最优控制的前提。
(2)指导生产设备的设计。
通过对生产设备数学模型的分析和仿真,可以确定个别因素对整个控制对象动态特性的影响(如锅炉受热面的布置、管径大小、介质参数的选择等对整个锅炉出口汽温、汽压等动态特性的影响),从而对生产设备的结构设计提出合理的要求和建议,在设计阶段就有意识地考虑和选择有关因素,以求生产设备除了具有良好的结构、强度、效率等方面的特性之外,还能使之具有良好的动态控制性能。
(3)培训运行操作人员。
对一些复杂的生产操作过程,如飞行器的驾驶、大型舰艇和潜艇的操作以及大型电站机组的运行,都应该事先对操作人员、驾驶员进行实际操作培训。
随着计算机技术和仿真技术的发展。
已经不需要建造小的物理模型,而是首先建立这些复杂生产过程的数学模型,然后通过计算机仿真使之成为活的模型。
在这样的模型上,教练员可以方便、全面、安全地对运行操作人员进行培训。
(4)检查在真实系统中不能实现的现象。
例如一台单元机组及其控制系统究竟能承受多大的冲击电负荷,当冲击电负荷过大时会造成什么后果。
这种具有一定破坏性的试验,往往不允许轻易地在实际生产设备上进行,而是首先需要建立生产过程的数学模型,再通过仿真对模型进行试验研究。
生态环境承载力分析模型优选方法整理生态环境承载力是指生态系统在一定时期内能够承载和支持人类活动的能力。
随着经济的发展和人口数量的增加,生态环境承载力成为了一个重要的问题。
为了准确评估生态环境的承载能力,需要建立科学的分析模型和方法。
本文将对生态环境承载力分析模型优选方法进行整理。
一、系统动力学模型系统动力学模型是一种描述复杂系统内各个要素之间关系的方法。
在生态环境承载力分析中,可以通过系统动力学模型来模拟生态系统的运行和变化过程。
系统动力学模型能够考虑到各个要素之间的相互作用,同时能够考虑到时间的变化。
通过对生态系统内要素的数量和相互作用进行建模,可以更加准确地评估生态环境的承载能力。
二、生态足迹模型生态足迹模型是一种用于量化人类活动对生态系统的压力的方法。
生态足迹模型可以衡量人类对于土地、水资源、能源等自然资源的消耗情况,并通过与生态系统的可持续供给能力进行比较,来评估生态环境的承载能力。
生态足迹模型的优势在于能够将数量化的指标与生态环境的可持续性联系起来,并提供了一种衡量生态环境承载能力的有效方法。
三、生态效率模型生态效率模型是一种通过评估人类活动对生态系统产生的效益与资源消耗之间的关系,来评估生态环境承载能力的方法。
生态效率模型可以衡量生态系统的产出效率和资源利用率,并通过比较资源的消耗和生态系统的恢复能力,来评估生态环境承载能力。
生态效率模型的优势在于能够全面考虑资源的利用情况和生态系统的回复能力,为评估生态环境的承载能力提供了一个较为全面的视角。
四、GIS空间分析模型地理信息系统(GIS)是一种能够整合空间数据和非空间数据,并对其进行空间分析的技术。
在生态环境承载力分析中,可以利用GIS技术来构建空间分析模型,通过对空间数据的处理和分析,来评估不同地区生态环境的承载能力。
GIS空间分析模型能够考虑到地理位置对生态环境承载力的影响,并提供了一种全面、综合的评估方法。
五、综合评价模型综合评价模型是一种将多个因素综合考虑的评价方法。
最新精选全文完整版(可编辑修改)《物流系统建模与仿真实验》课程教学大纲一、课程目标《物流系统建模与仿真实验》是物流工程专业的重要专业必修课,是一门技术性、实用性较强的数学建模仿真类课程。
本课程的目的是使学生全面而深入地掌握物流系统仿真的基本概念和原理,典型物流系统仿真与建模方法,以及物流系统仿真软件Flexsim的应用。
通过该课程的学习,培养学生运用数学方法建立物流问题数学模型的能力,能够通过计算机仿真辅助方法解决现实物流系统问题。
通过实验,使学生具备如下知识、能力:1、通过物流系统建模与仿真实验,使学生掌握利用数学方法建立不同物流问题的数学模型,掌握模型与仿真的关系,熟悉物流系统预测模型与仿真、物流节点选址模型与仿真、运输配送系统模型与仿真、库存控制模型与仿真、物流系统评价模型与仿真的方法,培养学生解决物流系统规划设计、物流运作过程控制、物流资源优化调配的实际问题能力。
2、具备较强的学习最新物流系统建模与仿真领域研究成果的能力,能够分析和评价现有研究成果的问题与不足,并能够提出自己独立见解的能力。
能够以小组为单位展开实验活动,并形成书面报告;培养学生在实验中提出问题、分析问题、解决问题的能力和对实验数据的综合处理、归纳分析、得出实验结论的能力。
二、课程实验教学的内容及学时分配《物流系统建模与仿真实验》注重物流系统建模与仿真基础知识、基本技能的培养,注重学生对基本知识的理解和应用,着重于实验操作和实践技能的训练,以期达到用所学物流系统建模与仿真理论知识解决实际问题的目的。
本课程实验学时共16学时,设8个实验,如表1所示。
三、教学方法课程教学以实验操作为主,结合物流系统建模与仿真软件、生产物流软件、实证调研等方式,配合E-mail、QQ、微信、钉钉等交流工具共同完成实验授课内容。
实验课程讲授通过启发式教学、讨论式教学等教学方法和手段培养学生解决大数据分析挖掘中具体应用问题的能力,提高学生在应用过程中的阐述、分析和论证问题的能力,培养学生自主学习能力、实际动手能力、团队合作能力、获取和处理信息的能力、准确运用语言文字的表达能力,激发学生的创新思维。
系统工程模拟测试题一、单项选择题1.熵函数在(B )分布下取得最大值。
A. 负指数B.等概率C.泊松D.正态2.不与外部环境发生物质、能量、信息交换的系统是(C )。
A.开放系统B.动态系统C. 封闭系统D. 静态系统3.系统的功能是指系统接受物质、能量和信息并予以转换,产生另一种形态的物质、能量和信息的能力,或者说系统与(B )相互作用的能力。
A.部要素B.外部环境C.研究对象D.目前状态4.一比特信息量就是含有两个独立等概率可能状态的事物所具有的( C )被全部消除所需要的信息。
A.不可行性B.可行性C.不确定性D.确定性5.通过对系统要素的数量和质量的分析来研究系统功能的方法,称为(D )分析法。
A.指标B.标准C.目的D.要素功能6.黑箱就是部无法打开并且无法了解,只能根据其( A )进行识别的系统。
A.功能B.输入C.输出D.目标7.系统分析是一种(C )。
A.定性分析方法B.定量分析方法C.辅助决策技术D.系统评价技术8.系统的熵越大,说明系统(B )。
A.越有序B.越无序C.越复杂D.越简单9.决定系统功能的必要条件是(B )。
A.系统要素B.系统结构C.系统环境D.系统规律10.霍尔三维结构方法论的核心是(A )。
A.最优化B.系统化C.满意化D.学习和比较11.现代科学的世界观认为,世界是由( C )组成的。
A.物质、精神、信息B.个人、集体、组织C.物质、能量、信息D.系统、信息、结构12.系统的结构是指组成系统的各要素(子系统)之间在数量上的比例和(C )上的联系方式。
A.物质、信息B.投入、产出C.空间、时间D.费用、效果13.系统失效过程大体分为早期失效期、( B )和耗损失效期三个阶段。
A.使用失效期B.偶然失效期C.报废失效期D.自然失效期14.系统分析的要素主要包括目标、( A )、模型、费用和效果及评价标准。
A.可行方案B.分析人员C.管理人员D.优化方法15.系统按其状态与时间的关系,可分为静态系统和( A )。