系统工程试卷.doc

可达集：reachable set; attainable set。先行集：antecedent set。可达矩阵：reachable matrix

题 号
一
二
三
四
平时成绩
总分
应得分
10
15
10
55
10
100
实得分

一、单项选择题（10分）
1、系统工程以（ ）为研究对象，利用自然、社会科学发挥人力、物力的巨大潜力，力求实现系统最优化。
A、大规模复杂系统 B、社会系统 C、工程系统 D、管理系统
2、为了解决社会系统的复杂问题，要从人的行为方面去寻找方法，因此系统工程必须具备（ ）。
A、规范性 B、对话性 C、描述性 D、目的性
3、系统分析的阐明问题阶段，问题剖析报告包括（ ）两部分内容。
A、问题目标和问题约束 B、问题原因和问题重要性
C、问题性质和问题条件 D、问题提出和问题解决
4、系统工程分析报告中，提供给决策者的报告是（ ）。
A、总体报告 B、技术报告 C、主体报告 D、简略报告
5、供求关系中，供应曲线S和需求曲线D的交点称为平衡点，平衡点的稳定性取决于这一点附近曲线斜率的绝对值kD和kS，那么平衡点稳定的条件是（ ）。
A、kS ＞0 B、kD＞0S C、kD＞k D、kD＜kS
6、单服务台排队系统中，如果顾客到达模式是确定性的，且每个顾客的到达时间间隔是5，每个顾客的服务时间都是7，那么按照面向事件的仿真钟推进方法，仿真钟的推进时间序列应该是下面哪一种（ ）。
A、0，5，10，15，20 B、0，5，7，10，14
C、0，7，14，21，28 D、0，7，12，15，22
7、下图是一个有向连接图，它的邻接矩阵是（ ）。
２
４
３
１
A、B、

５
C、 D、

8、人口传递矩阵如下所示，当前人口向量为[80 80 80 80]T，一个测量周期后的人口向量是（ ）。
1/2 1/8 3/8 0 A、[80 80 80 80]T
1/4 1/4 1/4 1/4 B、[40 120 90 70]T
1/16 3/4 1/16 1/8 C、[89 91 58 82]T
3/10 1/10 2/10 4/10 D、[89 98 71 62]T
9、未来环境有多种可能的状态和后果，可以观测每种状态和后果出现的概率，这种决策环境称为（ ）决策环境。
A、风险型 B、确定型 C、 概率型 D、预测型
10、决策者在现有的结局上有能力进一步改进自己的处境到一个更有利的结局，但在新的结局上其他的决策人可以使局势再次变化，由此产生的结局比初始的还要差，这个结局是（ ）。
A、理性稳定的 B、连续稳定的
C、理性不稳定的 D、连续不稳定的
二、填空题（15分）
1、系统是具有特定功能的、相互间具有有机联系的许多要素所构成的一个整体，一般系统具有集合性、相关性、 、 、目的性和ji df 等特性。
2、我国著名科学家钱学森提出，从应用实践到基础理论，现代科学技术的体系结构可以分为四个层次，分别是： 、技术科学、 和哲学。
3、每次系统分析都要比较多个备选方案，谋划备选方案阶段包括 和mo 两个过程。
4、所谓结构模型，就是应用 来描述系统各要素之间关系，以表示一个作为要素集合体的系统的模型。
5、控制论的主要观点是 和 。控制论的研究重点是 系统。
6、系统动力学的研究对象主要是社会系统，把社会系统作为 系统来研究，包括的范围十分广泛。
7、从经济学的角度来讲，价值被理解为根据评价主体的 观点对于评价对象能满足某种需求的认识和估计。
8、系统分析过程中，阐明问题阶段本身就是一项小规模的系统工程，一般在这一阶段产生 报告和 报告。
三、判断题（10分）
1、系统的整体性是一个系统区别于其它系统的标志。 （ ）
2、系统工程方法论中，把关于硬件基础设施的问题称为硬问题，把关于系统或应用软件的问题称为软问题。 （ ）
3、系统分析过程中，一般由系统工程人员依据专业知识和从业经验对系统问题进行深入分析、研究，并作出决策。 （ ）
4、系统分析过程中，目标具有层次性，选定的目标层次越高，接受的人越多，作用的时间越长。 （ ）
5、有向连接图的可达矩阵描述了图中各结点之间经过一定长度的通路后可以到达的程度。 （ ）
6、冲突中，限制性稳定的结局不能形成稳定解。 （ ）
7、排队系统的顾客源数量对排队系统的性能研究有一定影响。 （ ）
8、一项系统工程的分析过程中，每个行动环节一次顺利完成的可能性是很小的，需要在反馈信息的基础上反复进行。 （ ）
9、因果链的极性符号与所含所有因果箭的极性符号的乘积符号相同。（ ）
10、财富效用值函数是一个递减函数，因为一个人拥有的财富愈多，财富对他的影响也就越小。 （ ）
四、综合题（55分）
1、 简要说明系统工程（系统分析）的运行过程包括哪些主要环节？(6分)

2、 简述系统仿真方法的优缺点？（6分）

3、判断因果链和因果反馈回路的极性，并说明理由。(5分)
生产量
（1）
库存量

订货量
销售量

产量
（2）

商品量
销售量

4、有一学校学生总数为1000人，现欲按生源地区（长江为界）和年龄（20岁为界）两项指标对学生进行分类，A表示长江以北地区生源，且A类人有700人；B表示20岁以上人员，且B类人有600人。请利用矩阵法给出数学模型推测各类人员数量，并给出卡式图模型。（5分）

5、有一单服务台排队系统，顾客的到达模式为离散性模式，且顾客到达时间为t到达=5i+（－1）i，顾客接受服务时间为t服务=7+（－1）i（其中i表示依次到达顾客的序号，例如第一个顾客的到达时间为：5×1+（－1）1；接受服务时间为：7+（－1）1）。假设仿真只模拟了5个顾客的排队情况，按照面向事件的仿真钟推进方法，根据已知条件，请将下面对此单服务台排队系统的仿真表补齐，并计算到第5个顾客离去时间截止时，这一排队系统的平均等待时间和最大队长。（7分）

仿真钟
事件
类型
顾客
到达
时间
队长
服务开始时间
等待
时间
服务
时间
离去
时间
初始化：0
——
——
——
0
——
——
——
——

6、有一个海上油田项目招标，根据地震试验资料分析，找到大、中、小油田的概率分别为0.3、0.4、0.2， 可能的收益分别为20亿、10亿、3亿元，油田无开采价值的概率为0.1。招标规定开采前的勘探等费用要由中标者全部负担，预期需1.2亿元，开采后中标者利润分成30%。A公司的效用函数为U(M)=(M+1.2)0.5－2，试用效用期望值确定该公司是否投标。（7分）

综合效益U
综合效益U
综合效益U
综合效益U
7、有一项目决策评价问题，已经建立起如图和表的层次结构和判断矩阵，试用层次分析法完成：(1)补全判断矩阵阴影部分(要求U-C表中数据的计算过程)；（2）确定5个方案优先序。
m1 m2 m3 m4 m5 （9分）
U
C1
C2
C3
Wi
Wio
λmi

C1
m1
m2
m3
m4
m5
Wi
Wio
λmi
C1
1
3
5

m1
1
1/5
1/7
2
5
0.78

C2
1/3
1
3

m2
5
1
1/2
6
8
2.61

C3
1/5
1/3
1

m3
7
2
1
7
9
3.88

合 计

1

m4
1/2
1/6
1/7
1
4
0.54

λmax

m5
1/5
1/8
1/9
1/4
1
0.23

C.I.

λmax

合计
8.04
1

C.I.

C3
m1
m2
m3
m4
m5
Wi
Wio
λmi
m1
1
2
4
1/9
1/2
0.85
0.11
5.27
m2
1/2
1
3
1/6
1/3
0.61
0.08
5.13
m3
1/4
1/3
1
1/9
1/7
0.27
0.03
5.21
m4
9
6
9
1
3
4.29
0.56
5.39
m5
2
3
7
1/3
1
1.70
0.22
5.03
λmax
5.206
计
7.72
1

C.I.
0.051<0.1

C2
m1
m2
m3
m4
m5
Wi
Wio
λmi
m1
1
1/3
2
1/5
3
0.83
0.10
5.14
m2
3
1
4
1/7
7
1.64
0.20
5.46
m3
1/2
1/4
1
1/9
2
0.49
0.06
5.06
m4
5
7
9
1
9
4.90
0.60
5.66
m5
1/3
1/7
1/2
1/9
1
0.31
0.04
5.19
λmax
5.30
计
8.17
1

C.I.
0.075<0.1

8、根据如下邻接矩阵，给出解释结构模型法的规范建模过程。（10分）
A=

燕山大学试题标准答案
一、单项选择题
1、A 2、B 3、C 4、D 5、D 6、B 7、A 8、D 9、A 10、B
二、填空题
1、 阶层性、整体性、环境适应性 2、工程技术、基础科学
3、方案提出、方案筛选 4、有向连接图
5、反馈、信息、带反馈回路的闭环控制系统；
6、非线性多重反馈 7、效用 8、情报阶段、抉择阶段
三、判断题
1、× 2、× 3、× 4、√ 5、√ 6、× 7、√ 8、√ 9、√ 10、×
四、综合题
1、简要说明系统工程（系统分析）的运行过程包括哪些主要环节？
答：每一次系统分析都由一些典型的、相互关联的行为组成，包括五个环节：阐明问题：分析研究系统目标、价值、约束条件等因素，问题剖析报告给出问题性质和问题条件，阶段结果报告给出阐明问题阶段的成果，即给出问题的描述和解决问题的大体方向和领域。谋划备选方案：依据问题分析结果，分析人员突出若干备选方案并进行初步筛选。建模和预测后果：建立系统数学或仿真模型，预测备选方案的各种后果，给方案最终选择提供定性和定量支持。预测未来环境：在当前环境条件下，预测将来系统付诸实践时所处的环境，考察每种备选方案在未来环境中的后果，并进行分析。比较备选方案：依据后果预测，根据系统的目标和评价指标对候选方案进行评估并进可能给出优先次序，供决策者进行参考。
2、 述系统仿真方法的优缺点？（6分）
答：优点：（1）能解决解析方法无法解决的大多数具有随机因素的复杂系统；（2）可以找出系统的较优解；（3）可以在较长时间内借助仿真研究系统胡变化规律。
缺点：（1）系统具有随机因素，每次运行得到特殊解，为寻找最优解需不同条件下的多次运行，耗费时间、费用和计算机资源；（2）仿真的初始条件难以确定；（3）仿真精度受到多因素制约，较难控制。

∈[0，300]

B∈[0，300]
B
A
AB∈[300，600]
A∈[100，400]

3、略，根据学生不同观念分析得不同结果。
4、解答：
（1）矩阵模型如下所示。

B

A
AB
A
700

B

300

600
400

推测各类人员的数量：
AB：在A行，AB≤700，在B列，AB≤600，因此AB≤600；
假设AB=0，则有A=700， B=600，
不满足：在列，A≤400和在行，B≤300；
故AB≥300。综上，AB∈[300，600]。
A：在A行，A≤700，在列，A≤400，因此A≤400；假设A=0，则有AB=700， =400，不满足：在B列，AB≤600和在行，≤300；故A≥100。综上，A∈[100，400]。
B：在行，B≤300，在B列，B≤600，因此B≤300；假设B =0，则有AB =600， =300，满足二者限定条件。 综上，B∈[0，300]。
：在行，≤300，在列，≤400，因此≤300；假设=0，则有A=400， B=300，满足二者限定条件。 综上，∈[0，300]。
（2）、卡氏图表示如上；
5、解答：
仿真钟
事件
类型
顾客
到达
时间
队长
服务开始时间
等待
时间
服务
时间
离去
时间
初始化：0
——
——
——
0
——
——
——
——
4
1
1
4
0
4
0
6
10
10
2
1
——
0
——
——
——
10
11
1
2
11
0
11
0
8
19
14
1
3
14
1
19
5
6
25
19
2
2
——
0
——
——
——
19
21
1
4
21
1
25
4
8
33
24
1
5
24
2
33
9
6
39
25
2
3
——
1
——
——
——
25
33
2
4
——
0
——
——
——
33
39
2
5
——
0
——
——
——
39
平均等待时间=顾客等待时间总和/顾客总数=（5+4+9）/5=3.6
最大队长=2
6、由效用函数，可知：U（6）=（6+1.2）0.5－2=0.68；
同理U（3）=0.05； U（0.9）= －0.55；U（0）= －0.94；U（－1.2）=－2
因此A点效用期望值为：(0.3*0.68+0.4*0.05－0.2*0.55－0.1*0.94) －2=－1.98；
B点效用期望值为：－0.94； 故根据效用期望值，该公司不会投标。 （决策树省略）
7、
U
C1
C2
C3
Wi
Wio
λmi

C1
m1
m2
m3
m4
m5
Wi
Wio
λmi
C1
1
3
5
2.47
0.64
3.04

m1
1
1/5
1/7
2
5
0.78
0.10
5.23
C2
1/3
1
3
1
0.26
3.05

m2
5
1
1/2
6
8
2.61
0.32
5.18
C3
1/5
1/3
1
0.41
0.11
3.02

m3
7
2
1
7
9
3.88
0.48
5.26

合 计
3.88
1

m4
1/2
1/6
1/7
1
4
0.54
0.07
5.26

λmax
3.04

m5
1/5
1/8
1/9
1/4
1
0.23
0.03
5.56

C.I.
0.02<0.1

λmax
5.298
合计
8.04
1

C.I.
0.075<0.1

U-C表中：W1=（1*3*5）1/3=2.47；W2=（1/3*1*3）1/3=1；W3=（1/5*1/3*1）1/3=0.41；
W1o= W1/3.88=0.64；W2o= W2/3.88=0.26；W3o= W3/3.88=0.11；
λm1=(AW)1/ W1=(1*2.47+3*1+5*0.41)/2.47=3.04；
λm2=(AW)2/ W2=3.05；λm3=(AW)3/ W3=3.02
λmax=1/3（λm1+λm2+λm3）=3.04； C.I.=( λmax－3)/(3－1)=0.02<0.1
同理可得C1-m表中数据；
U-m
C1
C2
C3
Vi
0.64
0.26
0.11
m1
0.10
0.10
0.11
0.10
m2
0.32
0.20
0.08
0.27
m3
0.48
0.06
0.03
0.33
m4
0.07
0.60
0.56
0.26
m5
0.03
0.04
0.22
0.05
由判断矩阵给出层次分析表如下所示,可知方案优先顺序为m3﹥m2﹥m4﹥m1﹥m5
8、A=，A1=A+I=，A2=(A+I)2=
A3=(A+I)3= ，M=A4=(A+I)4== A3
(2)、由邻接矩阵依次求得A1、 A2、A3、A4，显然A3=A4，故有向图可达矩阵为A3。
(3)、由可达矩阵可求得各个定点的可达集和先行集以及二者的并集如下所示：
顶点
可达集R（Si）
先行集A（Si）
C（Si）
B（S）
E（S）
1
{1，2，3，4，5}
{1}
{1}
1

2
{2，3，4，5}
{1，2，3，4，5}
{2，3，4，5}

2
3
{2，3，4，5}
{1，2，3，4，5}
{2，3，4，5}

3
4
{2，3，4，5}
{1，2，3，4，5}
{2，3，4，5}

4
5
{2，3，4，5}
{1，2，3，4，5}
{2，3，4，5}

5
由起始集合定义R（ni）∩A（ni）= A（ni），顶点1为起始集元素，且只有一个连通域。再由条件R（ni）∩A（ni）= R（ni），可知顶点2、3、4、5在一个层次。
（4）、提取骨架矩阵：
去强连接：去顶点3、4、5，得M’(L)；去传递二元关系，得M’’(L)；去单位阵得A’

因此可以得出有向连接图的结构模型为：
1
2
3
5
4