系统工程导论期末复习资料
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。
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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、控制论以及运筹学等。
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、运作及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
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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。
一、预防危害办法分类
问题出发型方法：实质上是在事故发生后从中吸取经验教训，进行预防的办法。例如从事故后果查找原因，采取措施以防止事故重复发生。传统安全工作方法。
问题发现型方法：实质是从系统内部出发，研究各构成要素之间存在的安全上的联系，查出可能导致事故发生的各种危险因素及其发生途径，通过重建或改造原有系统来消除系统的危险性，把系统发生事故的可能性降低到最小限度。
二、系统工程
（一）定义
是组织管理“系统”的研究，规划、设计、制造、试验和使用的科学方法，是对所有系统都具有普遍意义的科学方法。较明确地表述了：它属于工程技术，主要是组织管理的技术；它是解决工程活动全过程的技术；它具有普遍的适用性。
（二）系统分析
是利用系统科学原理对系统进行研究、探索，从中找出规律的具体方法。它是从系统的观点出发，以系统整体效益为目标，通过定性或定量的分析，找出系统中各要素之间的相互关系和各种可供决策者选择的方案，并对众多的方案进行综合评价，以求得最优方案的过程。
三、安全系统工程
（一）定义
是运用系统工程的原理和方法，对系统或生产过程中的危险性进行识别、分析、评价及预测，并根据其结果，采取综合安全措施予以控制或消除系统中存在的危险因素，使事故发生的可能性减少到最低限度，从而达到最佳的安全状态。
（二）解决的问题
如何控制和消除导致人员死伤、职业病、设备或财产损失，最终实现在功能、时间、成本等规定的条件下，系统中人员和设备所受的伤害和损失为最小。
（三）安全系统工程能有效防患于未然的原因
（1）使用系统工程方法，可以识别出存在于各个要素本身、要素之间的危险性。
利用系统可分割的属性，人们就可充分地、不遗漏地揭示存在于系统各要素（元件和子系统）中所存在的危险性，然后就可以采取措施对危险性加以消除，对不协调的部分加以调整，这就有可能消除事故的根源并使安全状态达到优化。
（2）使用系统工程的原理和方法，可以了解各要素间的相互关系，消除各要素由于互相依存、互相结合而产生的危险性。
控制系统工程基础理论的发展历程
控制系统工程是现代工业和科学领域中重要的学科之一，它涵盖了从电子设备到机械装置的广泛范围，并且在实践应用中具有不可或缺的作用。控制系统工程的基础理论是该领域的重要组成部分，在过去的几十年里，经历了许多重大的发展和演变过程。本文将探讨控制系统工程基础理论的发展历程，从最早的原始控制方法到现代的自动控制理论。
1. 原始控制方法的出现
在人类对物质世界进行改造的过程中，人们开始意识到需要对工业和科学过程进行控制。最早的控制方法可以追溯到古代，例如古代埃及人使用水门控制尼罗河水位的高低。这些原始的控制方法主要基于观察和经验，并没有严格的理论基础。
2. 数学控制理论的崛起
随着数学的发展，控制理论的研究也逐渐变得形式化和系统化。17世纪的牛顿和拉格朗日等人为控制理论的发展奠定了基础，他们的工作使得控制系统的运动方程可以用数学公式来描述。这为控制系统的分析和设计提供了数学工具。
3. 反馈控制理论的提出
20世纪初，美国数学家诺伯特·维纳提出了反馈控制理论的概念。他认识到，通过引入一个反馈环路，可以将控制系统的输出与期望的输入进行比较，并根据误差来调节系统的行为。这个概念引发了对控制系统稳定性和性能的深入研究，为自动控制领域的发展铺平了道路。
4. 现代自动控制理论
在二十世纪中叶，自动控制理论取得了巨大的发展，并成为控制系统工程的核心领域。现代自动控制理论以数学和工程学为基础，利用信号处理、系统建模、控制器设计等方法来实现对系统的稳定性、鲁棒性和性能的优化。在这一时期，频域分析、时域分析、根轨迹方法和状态空间方法等工具被广泛应用于控制系统工程。
5. 新兴领域的发展
随着科学技术的进步和应用需求的不断变化，控制系统工程也在不断发展。例如，现代网络和通信技术的出现为分布式控制系统提供了新的机会和挑战。同时，智能控制、自适应控制和模糊控制等新兴领域也逐渐崭露头角，并且对控制系统工程的发展起到了积极的推动作用。
系统工程学理论知识大总结
第一章
1.系统，就是由相互作用和相互依赖的若干组成部分按照一定的规律结合而成，具有特定功能的有机整体。
2．系统的特征：
集合性，系统是由许多元素按照一定的方式组合起来的，系统这特征称为系统的“集合性”。
关联性，系统的各组成部分之间是互相联系、互相制约的，这一特征称为系统的“关联性”。
目的性，系统总是具有特定的功能，管是自然系统还是人造系统，系统的存在都具有特定的，即存在的合理性。特别是人创造的大中型改造系统，总有一定的目的性，这一特征称为“目的性”。
环境适应性，任何系统总是存在并活动于一个特定的环境之中，与环境不断进行物质、能量和信息的交换。系统必须适应环境。
例子（了解）
A集合性
a）计算机系统：硬件（CPU、存储器、输入输出设备），软件（系统软件：操作系统、编译软件、DBMS等，应用软件），人（user，操作人员）
b）人体系统：脑、四肢、躯干、各部位
c）学校：教师、学生、干部、工人、教室（建筑物）、设备（教学仪器、科研设备）等
d）汽车：发动机、传动制动系统、轮胎、车体等（司机？）
B关联性
a）人体系统：头脑、四肢、躯干、各部位。骨骼、肌肉、血管、神经连接起来。头疼的原因：感冒、血压不正常、神经衰弱、心脏供血问题等
b）计算机系统：各个硬件之间相互联结，硬件与软件之间，软件与其它软件之间。
硬件,操作系统,编译软件、DBMS等,应用软件,人
c）学校：教师、学生、干部、工人、教室（建筑物）、设备（教学仪器、科研设备）
教师 -------- 学生 （教学，教与学）
教师、学生 -------- 设备 （实验、科研；学习、实践）
教师、学生 ------- 教室 （上课、办公）
C目的性：学校以培养人才为目的；工厂则以生产各种产品、获得利润为目的；汽车的功能：交通运输
D环境适应性：一个工业企业的环境：原材料市场、技术与劳务市场；产品销售市场、协作单位、竞争单位；政府有关业务管理机关；所处自然地理位置和周围商业、治安的社会条件。
