系统工程试题(自订版包1、2章问答).pdf
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1、1 系统工程试卷 一、单项选择题 1 我国古代运用系统工程建造的大型水利工程典范是( ) A 都江堰 B 京杭大运河 C 黄河治理 D 灵宝渠 2 系统科学的产生与( )有关 A 科技背景、社会经济水平、军事政治 B 科技背景、军事政治 C 社会经济水平、军事 D 科技背景、社会经济水平 3 下列关于系统定义描述错误的是( ) A 系统是一个整体 B 一个系统的结构就是所有组分间关联方式的总和 C 对于系统中的任意两个组分,它们之间的关系只有一种 D 模型是对原系统特性的简化表达形式。 4 关于切克兰德模式,下面说法中( )是错误的 A 霍尔结构主要解决“硬”问题,而切克兰德模式主要解决“软”
2、问题 B 切克兰德模式实质上是一种调查学习法 C 切克兰德使用概念模型代替数学模型,用可行满意解代替最优解 D 切克兰德模式适合解决工程系统的问题 5 关于综合集成工程方法学说法错误的是( ) A 它是从定性到定量的综合集成法 B 采用人机结合以机器为主的思维方法和研究方式 C 综合集成研讨厅体系本身是开放的、动态的体系 D 由机器体系、专家体系和知识体系组成 6 关于系统分析,下面说法错误的是( ) A 无狭义和广义之分 B 通过对情况的全面分析,对可能采取的方案进行优选,为决策者提供可靠的依据 C 系统分析应首先明确分析的目的 D 既是系统工程过程中的一个阶段,又贯穿于整个系统工程活动过程
3、 7 系统分析和系统设计是系统工程过程中的两个核心阶段,下列说法错误的是( ) A系统设计的10 个阶段要严格遵循一种线性的进程 B 系统设计是选择和安排系统的各个组成部分来实现规定的功能 C 可以采用分析和综合两种方法进行系统设计 D 系统分析是对某一给定的系统的各个组成部分的一种调查和分析研究 8 系统功能分析一般不用( )来描述 A 功能流程框图法 B 时间基线法 C系统流程图 D N 2 图法 9 建立递阶结构模型, 一般要经过级位划分区域划分多级递阶有向图绘制骨架矩 阵提取四个阶段,下列排列正确的是( ) A B C D 10 关于系统评价,下面论述正确的是( ) A 系统评价只是在
4、系统即将终结之时进行 B 系统评价越晚其意义越显著 C 在系统工程的每一阶段都应进行系统评价 D 系统评价活动与系统需求、系统开发无关 2 问答题:(书上思考题第一第二章思考题) 1、选择一个你所熟悉的系统问题说明: 系统的功能及其要素系统的环境及 输入、输出; 系统的结构 (最好用框图表达 ); 系统的功能与结构、 环境的 关系。 系统的功能及其要素 : 系统是由两个以上要素组成的整体,构成这个整体的各 个要素可以是单一事物 ( 元素) ,也可以使一群事物组成的分系统、子系统等。 系统与其构成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。 系统的环境及输入、 输出: 仸一系统又是它
5、所从属的一个更大的系统( 环境或超系 统)的 组成部分, 并与其相互作用, 保持较为密切的输入输出关系。系统连同其 环境超系统一起形成系统总体。 系统与环境也是两个相对的概念。系统的结 构(最好用框图表达 ): 在构成系统的诸要素乊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乊间相互关联的方 式。 系统的功能与结构、环境的关系: 仸何系统都应有其存在的作用与价值, 与其运作的具体目的,也即都有其特定的功能。系统功能的实现受到其环境和 结构的影响。 2、说明系统一般属性的含义,并据此归纳出若干系统思想或观点。 答: 整体性 : 系统的整体功能不是各组成
6、要素的简单叠加,而是呈现出各个要素 所没有的功能。是系统最基本、最核心的特性,是系统最集中的体现。关联 性: 构成系统的要素是相互联系、 相互作用、 相互影响的 ; 有效的系统, 各要素乊 间 互补增强,是系统保持稳定性、具有生命力,而要做到这一点,紫铜必须有 一定的有序结构。同时,所有要素均隶属于系统整体,并具有互动关系。环 境适应性。 环境相对于系统而存在, 环境时时刻刻存在于环境中,与环境相互依 存。因 此,系统必须适应外部环境,才能保持最佳的适应状态,才得以存在和 发展,才能达到物流系统的最终目标。 3、什么是霍尔三维结构 ?它有何特点 ? 美国学者霍尔于 1969 年将解决系统问题的
7、过程分为前后紧密相连的七个阶段, 每个阶段遵循七个步骤,并同时考虑完成这些阶段和步骤的工作所需的各种丏 3 业知识。霍尔三维结构 :1. 时间维 2. 逻辑维 3. 知识维或丏业维特点:(1) 强调 明确目标 ; (2) 核心内容是最优化 ; (3) 认为现实问题基本上都可归纳为工程系统 问题; (4) 应用定量分析手段,求最优解; (5) 研究方法的整体性 ( 三维结构 ) 、技 术应用的综合性 (知识维 ) 、组织管理的科学性 ( 时间维、逻辑维 ) 、工作的问题 导向性 ( 逻辑维 ) 。 4、霍尔三维结构和切克兰德方法论的异同点 霍尔方法论以工程系统为研究对象,切克兰德方法更适合于“软
8、”系统问题; 霍尔方法论的核心内容是优化分析,切克兰德方法的核心内容是比较学习; 霍尔方法论更多关注定量分析,切克兰德方法强调定性或定性与定量相结合。 5、什么是系统分析 ?它与系统工程有何关系 ? 系统分析是运用建模、预测、优化、仿真、评价等技术对系统的各个方面进行 定量与定性相结合的分析,为选择最优或满意的系统方案提供决策依据的研究 过程。 狭义理解 : 系统分析的基础是霍尔三维结构中逻辑维的基本内容,并与切 克兰德方法论有相通乊处。广义理解 : 系统分析与系统工程同义。 6. 系统分析的要素有哪些 ?并简述各自的含义 (1) 问题: 一方面代表研究对象, 一方面代表现实系统与目标系统的偏
9、差; (2)目的及目标 : 目的是对系统的总体 要求,目标是系统目的的具体化; (3)方案 : 达到目的或目标的途径; (4)模型 : 研究与解决问题的基本框架, 可帮助认识系统、 模拟系统、优化系统、改造系 统 等。 (5) 评价: 评定不同方案对系统目的的达到程度; (6)决策者 : 系统问题中的 利益主体和行为主体。 7、如何正确理解系统分析的程序? (1) 初步系统分析阶段 : 5W1H (What; Why; Where; When; Who; How) (2)规范分析阶段 : 充分考虑主要环境条件 (人、财、 物、政策等 )对系统优化的约束 ; (3) 综合分析阶段 : 通过一定的
10、标价指标和评价 方法进行综合分析,必要时加入风险分析和灵敏度分析。并非所有问题进行系 统分析时,都要完全履行图 2-3 所有环节,必不可少的是 : 认识问题 ; 综合方案 ; 4 系统评价。 8. 进行系统分析的原则及要求有哪些?为什么 ? (1) 坚持问题导向 : 系统分析人 员要适应实际问题的需要,依据实际制定方案、进行评价,切忌闭门造车 ; (2) 以整体为目标 : 把问题作为一个整体处理,全局考虑各影响因素,以最少的投入 获得 系统最佳总体效果 ; (3) 多方案模型分析和选优 : 寻找多种可行方案, 对其 进行模型化,必要时进行仿真分析,选择最优方案 ; (4) 定量分析与定性分析
11、相结合 : 既要利用定量分析数据或仿真数据,又要利用分析者、决策者的经验与 判断; (5) 多次反复进行。 综合题 1)AHP 1、 某省轻工部门有一笔资金准备生产三种产品:家电: I1, 某紧俏产品 I2 , 本地传统产品 I3 。 评价和选择方案的准则是:风险程度C1 、资金利用率C2 、转产难易程度C3三个。 现设判 断矩阵如下: 投资C1 C2 C3 C1 I1 I2 I3 C1 1 1/3 2 I1 1 1/3 1/5 C2 3 1 5 I2 3 1 1/3 C3 1/2 1/5 1 I3 5 3 1 C2 I1 I2 I3 C3 I1 I2 I3 I1 1 2 7 I1 1 1/3
12、 1/7 I2 1/2 1 5 I2 3 1 1/5 I3 1/7 1/5 1 I3 7 5 1 试利用 AHP (用和积法计算权重向量和特征值)计算三种方案的排序结果( n=3 时,RI=0.58 ) 。 解: 应用 AHP对此问题进行分析,建立如下图所示的层次结构模型: 5 合理利用资金 C1:风险度C2:资金利用率C3:转产难易度 I1:家电I2:某紧俏产品I3:本地传统产品 目标层 准则层 C 方案层 I 由题目所给判断矩阵: 判断矩阵:投资C(相对于总目标而言,各着眼准则之间的相对重要性比较) 投资C1C2C3W C11 1/3 2 0.230 C23 1 5 0.648 C31/2
13、 1/5 1 0.122 max max 3.003 3 0.0015 31 0.58() 0.00250.10 CI RI CI CR RI 查表 注:求 max与W时采用和积法,编写的相应程序见后附页。 可见判断矩阵由满意的一致性。 判断矩阵: C1 I(相对于风险度准则而言,各方案之间的重要性比较) C1I1I2I3W I11 1/3 1/5 0.106 I23 1 1/3 0.260 I35 3 1 0.633 max max 3.038 3 0.019 3 1 0.58() 0.030.10 CI RI CR 查表 可见判断矩阵有满意的一致性。 判断矩阵: C2 I (相对于资金利用
14、率而言,各方案之间的重要性比较) C2I1I2I3W I11 2 7 0.591 I21/2 1 5 0.334 I31/7 1/5 1 0.075 max max 3.014 3 0.007 3 1 0.58() 0.01210.10 CI RI CR 查表 6 可见判断矩阵有满意的一致性。 判断矩阵: C3 I (相对于风险度准则而言,各方案之间的重要性比较) C3I1I2I3W I11 1/3 1/7 0.083 I23 1 1/5 0.193 I37 5 1 0.724 max max 3.066 3 0.033 3 1 0.58() 0.0570.10 CI RI CR 查表 可见判
15、断矩阵有满意的一致性。 得层次总排序计算结果如下表 层次 C 层次 I C1C2C3层次 I 总排 序权值 方案排序 0.230 0.648 0.122 I10.106 0.591 0.083 0.417 1 I20.260 0.334 0.193 0.300 2 I30.633 0.075 0.724 0.283 3 0.017 0.58 0.0290.10 CI RI CR 可见总排序计算结果的一致性比较令人满意。分析: 计算结果表明,为合理投资,对该轻工部门来说,所提出的三种方案的优先次序为: I1生产家电,权值为0.417 ; I2生产某紧俏品,权值为0.300 ; I3生产本地传统产
16、品,权值为0.283 。 则轻工部门可根据上述排序结果进行决策。但要注意判断矩阵受人的影响较大,不同的人会 有不同的看法, 需要他们对所处理的问题和周边环境进行综合考虑,对这些问题了解的愈透 彻愈能得到合理的判断和正确的排序结果。 2)系统预测 1、设某地有过去连续n 年(n=2m+1)以来的商品消费总额数据yt(t=-m,-m+1,m-1,m ) 。尽 管数据有一定波动,但总体趋势是增加的,现拟采用二次抛物线模型y=a+bt+ct 2 进行趋势 预测。已知yt=S1, tyt=S2,t 2y t=S3,t 2=S 4,t 4=S 5(其中 = m t=-m ) 。要求: 1、 估计模型参数a
17、,b,c ; 2、 求紧接下来一年的商品消费额预测值。 解: 1)由题意,可以利用最小二乘法建立方程组如下: 7 2 23 2234 t t t ynabtct tyatbtct t yatbtct 由于时间坐标中心对称,因此可以消去 21i t 项,得到: 14 24 345 SnacS SbS SaScS 解得: 1534 2 54 SSS S a nSS , 2 4 S b S , 314 2 54 nSSS c nSS 。 2)紧接一年t=m+1,带入回归方程,得商品消费额预测值为 2 215343142 22 54454 (1)(1) (1)(1) yab mc m SSS SnSS
18、SS mm nSSSnSS 2、已知某新型导弹的全寿命费用C与其重量W和射程 X之间存在线性相关关系,这种关系 可以由如下的试验数据中获得: 样本 参数 1 2 3 4 5 费用 C 1.00 0.85 0.80 0.90 1.40 重量 W 1.00 0.90 0.95 1.05 1.10 射程 X 1.00 1.00 0.85 0.95 1.20 1) 试建立该型导弹的全寿命费用估计模型; 2) 若新设计该型导弹的重量为0.95 ,射程为 1.3 ,则估计其全寿命费用为多少? 解: (1)对样本数据进行统计如下: 样本点Ci Wi Xi Wi 2 Xi 2 WiXiWiCiXiCi 1 1
19、.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 2 0.85 0.90 1.00 0.81 1.00 0.90 0.765 0.85 3 0.80 0.95 0.85 0.9025 0.7225 0.8075 0.76 0.68 4 0.90 1.05 0.95 1.1025 0.9025 0.9975 0.945 0.855 5 1.40 1.10 1.20 1.21 1.44 1.32 1.54 1.68 4.95 5 5 5.025 5.065 5.025 5.01 5.065 设所建立的二元线性回归预测模型为: C = a0 + a1W + a2X 建立参
20、数估计方程组如下: 2 210 2 2 10 210 5 iiiiii iiiiii iii XaXWaXaCX XWaWaWaCW XaWaaC 8 其中表示 5 1i 。将上面的统计数据代入方程组,得 210 210 210 065.5025.55065.5 025.5025.5501.5 55595.4 aaa aaa aaa 解得: a0 = -1.425,a1 = 1.04, a 2 = 1.375 。 (2)此时 W=0.95, X=1.3,代入预测模型可得: C = -1.425 + 1.04 X 0.95 + 1.375 X 1.3 = 1.3505 即新设计导弹的全寿命费用估
21、计为1.3505 。 3、 设某企业一种产品从1997 年 1 月至 1998 年 2 月的销售量和其他中间计算结果如下所示: 月份t 销售量 (万 t ) (1) t S (2) t S 0 139.67 139.67 1997 年 2 月1 139 139.47 139.61 3 月2 143 140.53 139.89 4 月3 142 140.97 140.21 5 月4 150 143.68 141.25 6 月5 161 148.88 143.54 7 月6 162 152.82 146.32 8 月7 167 157.07 149.55 9 月8 165 159.45 152.5
22、2 10 月9 170 162.62 155.55 11 月10 174 166.03 158.69 12 月11 180 1998 年 1 月12 171 2 月13 183 问: (1)将以上表格未填写的表格项填写完毕(计算结果取两位小数)。 (2)试用二次指数平滑(取0.3a)方法预测1998 年 3 月、 8 月和 12 月的销售量(计算 结果取两位小数) 解: (1)月份 t 销售量 (万 t ) (1) t S (2) t S 0 139.67 139.67 1997 年 2 月1 139 139.47 139.61 3 月2 143 140.53 139.89 4 月3 142
23、140.97 140.21 5 月4 150 143.68 141.25 6 月5 161 148.88 143.54 7 月6 162 152.82 146.32 8 月7 167 157.07 149.55 9 月8 165 159.45 152.52 10 月9 170 162.62 155.55 11 月10 174 166.03 158.69 9 12 月11 180 170.22 162.15 1998 年 1 月12 171 170.45 164.64 2 月13 183 174.22 167.51 (2) 13 13 2 174.22167.51 180.93 0.3 (174
24、.22167.51)2.88 10.3 a b 预测模型为 13 ? 180.93 2.88 T XT 按照上述公式,可得 1998 年 3 月, T1, 1314 ? 180.932.88 1183.81 T XX 1998 年 8 月, T6, 1319 ? 180.932.88 6198.21 T XX 1998 年 12 月, T10, 1323 ? 180.932.88 10209.73 T XX 4、某工厂生产某电器产品的产量(万件)(x)与单位成本(元) ( y)的资料如下: n=6, 21x,79 2 x,426y,30268 2 y,1487xy; 试计算:(1)分析产量与单
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