系统工程试题 (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”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
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 N2图法
9 建立递阶结构模型，一般要经过①级位划分②区域划分③多级递阶有向图绘制④骨架矩阵提取四个阶段，下列排列正确的是( )
A ①②③④
B ①②④③
C ②①④③
D ②①③④
10 关于系统评价，下面论述正确的是( )
A 系统评价只是在系统即将终结之时进行
B 系统评价越晚其意义越显着
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
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: ①系统的功能及其要素②系统的环境及
输入、输出; ③系统的结构(最好用框图表达);④系统的功能与结构、环境的关系。
①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。②系统的环境及输入、输出:仸一系统又是它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。③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。④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:①整体性:系统的整体功能不是各组成要素的简单叠加，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。②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。③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
①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”系统问题;
②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; ③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;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
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
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=）。 解：
Ⅰ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：
Ⅱ由题目所给判断矩阵：
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。
可见判断矩阵有满意的一致性。
⑶判断矩阵：C
⑷判断矩阵：C
可见判断矩阵有满意的一致性。
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：
I 1－生产家电，权值为； I 2－生产某紧俏品，权值为； I 3－生产本地传统产品，权值为。
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y t (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Σy t =S 1, Σty t =S 2，Σt 2
y t =S 3，Σt 2
=S 4，Σt 4
=S 5（其中Σ=m
t=-m
∑
）。要求：
1、 估计模型参数a,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：
由于时间坐标中心对称，因此可以消去21i t +∑项，得到：1424
345
S na cS S bS
S aS cS =+??=?=+??
解得：1534254S S S S a nS S -=-，24S b S =，3142
54
nS S S c nS S -=-。
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、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：
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，射程为，则估计其全寿命费用为多少？ 解：
C = a 0 + a 1W + a 2X
建立参数估计方程组如下： 其中
∑
表示
∑
=5
1
i 。将上面的统计数据代入方程组，得
解得：a 0 = ，a 1 = , a 2 = 。
（2）此时W=，X=，代入预测模型可得：
C = + X + X =
即新设计导弹的全寿命费用估计为。 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 ）
1997年2月
1 139 3月
2 14
3 4月 3 142 5月
4 150 6月
5 161 7月
6 162 8月
7
167
9月 8 165 10月 9 170 11月 10 174
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0.3=a ）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 ）
1997年2月
1 139 3月
2 14
3 4月 3 142 5月
4 150 6月
5 161 7月
6 162 8月
7 167 9月
8 165 10月
9 170 11月 10 174 12月 11 180 1998年1月
12 171 2月
13
183
（2）
13132174.22167.51180.93
0.3
(174.22167.51) 2.88
10.3
a b =?=-=-－＝ 预测模型为13?180.93 2.88T X T +=+
按照上述公式，可得
1998年3月，T ＝1，1314??180.93 2.881183.81T X X +==+?= 1998年8月，T ＝6，1319??180.93 2.886198.21T X X +==+?= 1998年12月，T ＝10，1323??180.93 2.8810209.73T X X +==+?=
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 ，∑=792
x
，∑=426y ，∑=302682y ，∑=1487xy ；
试计算：（1）分析产量与单位成本是否存在线性相关，如存在，相关程度如何？
（2）拟合适当的回归方程，并评价拟合优度如何？
（3）预测产量为6万件时，其单位成本置信度为95%的特定值的置信区间。
解：（1）36.0-=r
（2）x y
73.056.73?-=，1296.02
=R （3）（，）
3）系统评价
1、设某学校对学生思想品德的考核因素集U={u 1,u 2,u 3,u 4}={思想修养，集体观念，劳动观念，遵守纪律}，评语集V={v 1,v 2,v 3,v 4}={很好，较好，一般，不好}。设各考核因素的权重分配为A={,,,}。为了对学生进行合理公正的评价，现对班主任、辅导员、任课教师等相关10人进行了调查。假设针对某学生的调查结果如下表所示（表中数字为针对给定指标给出各评语的人数），请对该生的思想品德进行模糊综合评价。 u
v
v 1 v 2 v 3 v 4 u 1 4 5 1 0 u 2 6 3 1 0 u 3 1 2 6 1 u 4
1
2
5
2
解：由题意，模糊评价矩阵为
权重向量为A=,,,，于是由模糊评价模型：
归一化处理后得到(0.33,0.42,0.17,0.08)B =，因此该生思想品德应评为较好。 2、对某产品有效性进行评价，评语等级分为5级：{好、较好、一般、较差、差}。假设已得到以下中间结果：可靠性：
1(0.3,0.5,0.2,0,0)B =；维修性：2(0,0.2,0.5,0.2,0.1)B =；
安全性：3(0.24,0.37,0.23,0.13,0.03)B =；适应性：
4(0.19,0.36,0.29,0.13,0.03)B =。有效性的四个方面的权向
量为：(0.4,0.2,0.2,0.2)，给出有效性的模糊综合评价结果。
解：有效性的模糊综合评价结果为 ：
最终评价为较好。
4）系统决策
1、某企业计划引入一种新产品，若引入需支付研制费20万元。新产品获利多少主要取决于三种情况：一是其它企业是否引入类似产品，展开竞争；二是本企业采取的推销活动规模；三是竞争企业的推销活动规模。如果本企业不引入，收益为0。如果引入，则有两种状态，即竞争企业可能引入，也可能不引入类似产品。竞争企业引入类似产品的概率为，不引入的概率为。如果竞争企业不引入，本企业采用大规模和小规模两种推销策略的估计获利分别为200万元和60万元。如果竞争企业引入类似产品，则当本企业大规模推销时，竞争企业有大规模推销和小规模推销两种可能（概率分别为和），本企业相应的估计获利分别为60万元
和160万元；当本企业小规模推销时，竞争企业也有大规模推销和小规模推销两种可能（概率分别为和），本企业相应的估计获利分别为40万元和100万元。试用决策树方法，对该企业是否引入新产品以及引入新产品时的推销策略进行决策分析。
解：由题意画出决策树如下：
由决策树可知，该企业应引入新产品，且不论竞争企业是否引入都进行大规模推销。
2、根据历史统计资料，一家面包店每天销售的面包数可能是下列数中的某一个：100、150、200、250、300，而其销售概率分布不知。如果一个面包没有及时卖掉，则可在当天结束时以元处理掉，新鲜面包每个售价元，每个面包的成本是元，假如进货量限定为可能销售量中的某一个，请你：
a)列出面包进货销售的益损值矩阵；
b)用最小遗憾法作出面包店的最优进货量决策；
（2）计算每个方案的最大遗憾值，可得到遗憾值矩阵如下：
3、某企业考虑开发一种新产品打入国际市场，对产品在国际市场的销售与盈利情况，作了初步估计，可能出现3种情况，即市场销路好、一般和差。它们发生的概率及不同状态的盈利额如下表1所示：
企业在经营决策中面临三种方案选择：一是直接开发新产品；二是不开发新产品；三是先作进一步的国际市场调查，然后根据调查结果决定是否开发新产品。已知市场调查费预计为5万元，且结果是否准确较难判定，但有同类产品的历史数据记录可以作为决策分析的依据，如下表2所示。试用决策树方法就是否应进行市场调查及是否应开发新产品进行分析。
首先计算各联合概率和条件概率如下：
P(A1B1)=P(A1|B1)P(B1)=*=，同理，P(A1B2)=，P(A1B3)=，
于是P(A1)= P(A1B1)+ P(A1B2)+ P(A1B3)=，
因此P(B1|A1)=P(A1B1)/ P(A1)==，
类似地，P(B2|A1)=，P(B3|A1)=，
同上可得，P(A2)=，P(B1|A2)=，P(B2|A2)=，P(B3|A2)=，
P(A3)=，P(B1|A3)=，P(B2|A3)=，P(B3|A3)=，
因此可得决策树如下：
由图可知，不应进行市场调查，且应选择开发新产品。
4、某商店拟经营一种高科技产品，若市场畅销，可以获利1万5千元；若市场滞销，将亏损5千元；若不经营，则不亏不赚。根据收集的市场销售资料，该产品畅销的概率为，滞销的概率为。为了降低风险，可以聘请某咨询公司进行市场调查和分析，该咨询公司对该产品畅销预测的准确率为，滞销预测的准确率为。试问：
1）如果咨询公司要价500元，则商店是否应该聘请咨询公司作调查？
2）如果经过价格谈判商店决定聘请咨询公司，应该如何根据市场调查分析结果进行决策？ 解：由题意画出决策树如下：
（1）由决策树可知，咨询公司提供信息的价值为=300元，因此要价500元不应聘请。 （2）如果市场调查结果预测畅销，应该选择经营该高科技产品；若预测滞销，则不应经营。 5、某厂按批生产某产品并按批销售。设该厂某月可选生产方案有0件、10件、20件、30件、40件共五种，可能遇到的当月市场需求量状况也有五种，分别是0件、10件、20件、30件、40件。各种生产方案在当月各种市场需求量条件下的益损值如下表：
系数α取1/3）。
解：采用五种方法得到的优化方案分别为 （1）悲观法：不生产。 （2）乐观法：生产40件。 （3）平均法：生产40件。 （4）折中法：生产40件。 （5）最小遗憾法：生产40件。
6、某厂准备生产一种新的电子仪器。可采用晶体管分立元件电路，也可采用集成电路。采用分立元件电路有经验，肯定成功，可获利25万元。采用集成电路没有经验，试制成功的
概率为。若试制成功可获利250万元，若失败，则亏损100万元。
（1）以期望损益值为标准进行决策。
（2）对先验概率进行敏感性分析。
（3）规定最大收益时效用为1，亏损最大时效用为0.决策者认为稳得25万元与第二方案期望值100万元相当。要求根据效用进行决策，并与（1）的决策结果比较。
解：（1）第一方案，即采用分立元件电路,确定收益为25万元，第二方案，即采用集成电路，期望收益为250**=40万元，显然最优方案为第二方案。
（2）计算第二方案的期望收益时，用到先验概率。设采用集成电路成功的概率为p, 根据方案的期望收益相等求出临界概率。由250*p-100*（1-p）=25 得到p=. 故只要采用集成电路成功的概率大于，决策结果都不变，都得到第二方案为最优方案
（3）根据效用进行决策。显然，第一方案稳得25万元的效用值与第二方案期望值为100万元的效用相等。由（1）知道，第二方案期望值为40万元，故其效用值要小于第一方案的效用值。因此，根据效用分析，应该是第一方案最优。这与（1）结果相反。
5）网络技术
1、某工程任务分解如下表所示：（时间单位：周）
要求：
（1）绘制该工程的计划网络图；
（2）计算每道作业的平均作业时间；
（3）用图上计算法确定该工程的工期和关键路线；
（4）分别计算在37、38周内完成该工程的概率；
（5）欲使按期完成该工程的概率达到98%，则工期应规定为多少周？
（2）据46a c b t
++=，所以4421
2.176
A t +?+==，同理 t
B = ，t
C = 8，t
D = ，t
E = ，t
F = ，t
G = ，t
H = 5。
（3）如图所示，项目工期为t e = ，关键路线如图上粗线所示，即
①→②→③→⑤→⑥→⑦ （4）因为l e
cp
t t z
σ-=
服从标准正态分布，而
1.32cp
σ==所以，t l =37时，z = ，查表得p = = 55%，t l =38时，z = ，查表得p = = 81%。 （5）因为l
cp e t z t σ=?+，而p = 时，z = ，所以t l = ? + = 周。
2、某工程项目包含的作业如下表所示：
（6） 绘制该工程项目的计划网络图； （7） 计算每道作业的平均作业时间；
（8） 用图上计算法确定项目的工期和关键路线；
（9） 分别计算在14、15、16周内完成该工程项目的概率；
（10） 欲使按期完成该工程项目的概率达到99%以上，工期应设置为多少周？
（2）据46a c b t ++=
，所以1423
26
A t +?+==，同理t
B =5，t
C =4，t
D =3，t
E =4，t
F =2，t
G =6，t
H =4，t
I =2。
（3）如图所示，项目工期为t e = 15，关键路线如图上粗线所示，即
①→③→⑤→⑥→⑦（4）因为l e
cp
t t z
σ-=
服从标准正态分布，而
所以，t l =14时，z = -1，查表得p = 1-p(1) = = %， t l =15时，z = 0，查表得p = = 50%， t l =16时，z = 1，查表得p = = %。
（5）因为l cp e t z t σ=?+，而p = 时，z = ，所以t l = ? + 15 = 周。
3、某工程任务分解如下表所示：（时间单位：周）
要求：
（12） 绘制该工程的计划网络图；
（13） 计算各结点的最早开始时间和最迟完成时间，并在网络上标注。 答：（1）（2）两问答案均如图所示：
4、某工程由A ，B ，… ，I 共9道作业组成，作业的前后关系和时间估计值如下表所示，
（1）网络图如下：
（2）表上计算结果如下：
22． 已知可达矩阵
求结构模型。
解：1．级别划分)(1S ∏
级别划分
第一级元素集合 8,5,21=L 第二级元素集合},4,6,73{2=L 第三级元素集合}1{3=L 。 2．区域划分)(2S ∏
共同集合()()(){}{}6,4,3,1/==∈=i i i i S R S A S A S S T I 因为 ()()(){}5631=S R S R S R I I 所以631,,S S S 属于同一区域。 又因 ()()φ=14S R S R I 所以4S 与631,,S S
S 不同区域。
则 },42{},3,5,6,7,81{)(2；
=∏S 3．将R 写成区域对角化的形式，并按级别变位得 4．求缩减矩阵
由R 可知，3、6为回路，今选3S 为代表元素，则可把R 变为缩减可达矩阵R '
5．求骨干矩阵 6．画出结构模型
一级 二级
三级