第三章系统分析

1、系统分析原理及其应用系统分析原理及其应用 主要内容 v系统分析的基本概念 v系统分析过程的具体内容 v系统分析的案例 v本课重点小结 一、系统分析的基本概念 v系统分析的定义 v系统分析的目的 v系统分析的重要性 v系统分析的要素 v系统分析的过程 1.1 系统分析的定义 v系统分析的产生和应用：系统分析的产生和应用： 上世纪上世纪30年代年代被提出，当时主要应用于管理问题；被提出，当时主要应用于管理问题； 40年代年代，兰德公司将它应用于武器系统的成本效益分析；，兰德公司将它应用于武器系统的成本效益分析； 60年代年代后，开始应用于社会经济系统；后，开始应用于社会经济系统； 目前目前，系统分

2、析得到了广泛的应用。，系统分析得到了广泛的应用。 v系统分析的理解：系统分析的理解： 广义上，就是系统工程；广义上，就是系统工程； 狭义上，是系统工程的一个环节；狭义上，是系统工程的一个环节； 1.1系统分析的定义（续） v系统分析系统分析(SA, systems analysis)，是在对系统，是在对系统问问 题题现状及现状及目标目标充分挖掘的基础上，运用充分挖掘的基础上，运用模型模型及预及预 测、优化、仿真、测、优化、仿真、评价评价等方法，对系统的有关方等方法，对系统的有关方 面进行定性与定量相结合的分析，为决策者选择面进行定性与定量相结合的分析，为决策者选择 满意的系统满意的系统方案方案

3、提供决策依据的分析研究过程。提供决策依据的分析研究过程。 v定义包含的内容定义包含的内容 系统分析的目的；系统分析的目的； 系统分析的重要性系统分析的重要性; 系统分析的要素；系统分析的要素； 1.系统分析的过程。系统分析的过程。 1.2 系统分析的目的 v系统分析的目的是：把问题分析透彻，使问系统分析的目的是：把问题分析透彻，使问 题逐步清晰，为决策者提供决策依据，辅助题逐步清晰，为决策者提供决策依据，辅助 其决策。其决策。 1.3 系统分析的重要性 v明晰了问题的目标和功能；明晰了问题的目标和功能； v获得了可行方案；获得了可行方案； v辅助决策；辅助决策； v应用广泛；应用广泛； v是系

4、统工程的核心内容。是系统工程的核心内容。 1.4 系统分析的要素 v问题问题 v目标目标 v方案方案 v模型（结构、数学、仿真）模型（结构、数学、仿真） v评价评价 1.5 系统分析的过程 阐明问题、确立目标、谋划方案、建立模型、评价系统阐明问题、确立目标、谋划方案、建立模型、评价系统 阐明阐明 问题问题 确立确立 目标目标 综合综合 方案方案 模型模型 化化 优化优化 仿真仿真 或分析或分析 决策决策 (分析分析) 系统系统 评价评价 Y N 初步分析规范分析综合分析 二、系统分析过程的具体内容 决策者决策者分析员分析员客观对象客观对象分析结果分析结果 提出问题提出问题问题问题 阐明问题阐明

5、问题 确立目标确立目标目标目标 谋划方案谋划方案方案集方案集 建立模型建立模型模型模型 系统评价系统评价方案排序方案排序 背景、要素、背景、要素、 系统特点等系统特点等 分析问题 v问题的性质和范围；问题的性质和范围； v由来背景、重要性；由来背景、重要性； v问题的过程、要素、结构和势态；问题的过程、要素、结构和势态； v问题系统与外部环境间的关系；问题系统与外部环境间的关系； v问题系统的要素与要素间的关系。问题系统的要素与要素间的关系。 确定目标 v确定目标层次；确定目标层次； 解决目标冲突。解决目标冲突。 O O 1O 2O 3 谋划方案 v提出方案提出方案 集思广益法集思广益法 头脑

6、风暴法头脑风暴法 特性穷举法特性穷举法 v筛选方案筛选方案 强壮性强壮性 适应性适应性 可靠性可靠性 可操作性可操作性 建立模型 v每种方案通常都需要建立一个或多个模型；每种方案通常都需要建立一个或多个模型； v模型有：实物模型、概念模型、模型有：实物模型、概念模型、结构模型结构模型、 图形模型、图形模型、数学模型数学模型、仿真模型仿真模型、逻辑模型、逻辑模型、 过程模型和费用模型等等。过程模型和费用模型等等。 系统评价 v依据评价指标，利用模型或者模型的输出结依据评价指标，利用模型或者模型的输出结 果，对方案可能取得的效果进行评价；果，对方案可能取得的效果进行评价； v全部方案评价后生成方案

7、序列。全部方案评价后生成方案序列。 三、系统分析案例 v一个流程系统分析的案例一个流程系统分析的案例 v一个科研问题分析的案例一个科研问题分析的案例 v宋江宋江破解破解曹盖遗嘱局的案例曹盖遗嘱局的案例 曹盖设遗嘱的系统分析 -曹盖的系统分析 v背景：曹盖需立新寨主，曹盖不想背景：曹盖需立新寨主，曹盖不想招安招安，宋江却想招安，宋江却想招安， 而且宋江实力过大，已架空曹盖，而且宋江实力过大，已架空曹盖，吴用吴用已投靠宋江。已投靠宋江。 v问题：自己将死，宋江独大，如何限制？问题：自己将死，宋江独大，如何限制？ v目的：想让林冲（与自己的目的：想让林冲（与自己的关系关系和背景）和背景）或其他人或其

8、他人做老大。做老大。 v谋划方案：谋划方案： v直接任命：优势：直截了当，没有后顾之优；缺点：宋江势力过直接任命：优势：直截了当，没有后顾之优；缺点：宋江势力过 大，直接任命林冲突兀，且没有合适的借口。另外林冲大，直接任命林冲突兀，且没有合适的借口。另外林冲缺少缺少做老做老 大的能力；大的能力； v完成任务（杀史文恭）：优势：借口合理（外观报仇，内涵传完成任务（杀史文恭）：优势：借口合理（外观报仇，内涵传 位），且林冲具有该能力；劣势：拖泥带水，后果未知。位），且林冲具有该能力；劣势：拖泥带水，后果未知。 v系统模型：系统模型： v系统评价：系统评价： v决策：曹盖选方案决策：曹盖选方案2.

9、曹盖之死的描述 v和尚当先引路。晁盖带同诸将上马，领兵离了法华和尚当先引路。晁盖带同诸将上马，领兵离了法华 寺，跟着和尚，行不到五里多路，黑影处不见了两寺，跟着和尚，行不到五里多路，黑影处不见了两 个僧人。前军不敢行动。看四边路杂难行，又不见个僧人。前军不敢行动。看四边路杂难行，又不见 有人这有。军士却慌起来，报与晁盖知道。呼延灼有人这有。军士却慌起来，报与晁盖知道。呼延灼 便叫急回旧路走。不到百十步，只见四下里金鼓齐便叫急回旧路走。不到百十步，只见四下里金鼓齐 鸣，喊声振地，一望都是火把。鸣，喊声振地，一望都是火把。 v晁盖众将引军夺路而走。才转得两个湾，晁盖众将引军夺路而走。才转得两个湾，

10、撞出一彪撞出一彪 军马，当头乱箭射将来。军马，当头乱箭射将来。不期一箭，不期一箭，正中正中晁盖脸上，晁盖脸上， 倒撞下马来。倒撞下马来。 曹盖的建模（林冲） v目标： v约束：aisi; v决策变量：Xi=0 or 1; 1表示寨主； vi梁山。 n i iiXa 1 *max 宋江的系统分析 v问题：想做老大进行问题：想做老大进行招安招安，但受困于曹盖的遗嘱局，即自，但受困于曹盖的遗嘱局，即自 己没有杀史文恭的能力；己没有杀史文恭的能力； v大目的：破局大目的：破局 v做老大；做老大； v顺利实施招安；顺利实施招安； v2头领头领极力支持招安，且派系能力小，不威胁；极力支持招安，且派系能力小

11、，不威胁； v谋划方案：谋划方案： v梁山人杀史文恭（林冲概率最大）：优点：马上发兵，报仇快；梁山人杀史文恭（林冲概率最大）：优点：马上发兵，报仇快； 缺点：林冲很有可能反对招安；林冲关系雄厚缺点：林冲很有可能反对招安；林冲关系雄厚曹盖系、鲁智深曹盖系、鲁智深 系；林冲好的话让位，差的话一把交椅；系；林冲好的话让位，差的话一把交椅； v梁山外人杀史文恭（只知卢俊义）：优点：极力赞同招安；与梁梁山外人杀史文恭（只知卢俊义）：优点：极力赞同招安；与梁 山没关系，听宋江摆布，且可占据关键的山没关系，听宋江摆布，且可占据关键的2交椅，排挤林冲；还是交椅，排挤林冲；还是 梁山门脸；缺点：报仇梁山门脸；缺

12、点：报仇晚晚。 v系统建模：系统建模： v系统评价：系统评价： v决策：方案决策：方案2. 宋江破解曹盖的建模 v目标： v约束：aisi; v决策变量：Xi=0 or 1; 1表示寨主； vi梁山+梁山外人。 n i iiXa 1 *max 破解手法实施流程 v延缓攻打曾头市：吴用的名义是百日戴孝； v逼卢俊义上山：反诗义救（石秀大家的楷模， 杨雄排名占石秀的光）； v调开所有可能杀史文恭的能人; v让卢俊义单独面对史文恭（视频）。 v问题：根据我们的分析，曹盖应该怎么设遗嘱？ 百日戴孝 v异日，宋江聚众商议，欲要与晁盖报仇，与 兵去打曾头市。军师吴用谏道：“哥哥，庶 民居丧，尚且不可轻动。

13、哥哥与师，且待百 日之后，方可举兵，未为迟矣。”宋江依吴 学究之言，守住山寨居丧。 让卢俊义单独面对史文恭 v吴用听罢，便教会集诸将一同商议：既然他设五个寨栅，我这里分调吴用听罢，便教会集诸将一同商议：既然他设五个寨栅，我这里分调 五支军将，可作五路去打。卢俊义便起身道：卢某得蒙救命上山，五支军将，可作五路去打。卢俊义便起身道：卢某得蒙救命上山， 未能报未能报；今愿尽命向前，未知尊意若何？宋江便问吴用道：员外；今愿尽命向前，未知尊意若何？宋江便问吴用道：员外 如肯下山，可屈为前部否？吴用道：员外初到山寨，未经战阵，山如肯下山，可屈为前部否？吴用道：员外初到山寨，未经战阵，山 岭崎岖，乘马不便，

14、不可为前部先锋；别引一支军马，前去平川埋伏，岭崎岖，乘马不便，不可为前部先锋；别引一支军马，前去平川埋伏， 只听中军炮响，便来接应。只听中军炮响，便来接应。 v宋江大喜，叫卢员外带同燕青，引领五百步军，平川小路听号。再分调宋江大喜，叫卢员外带同燕青，引领五百步军，平川小路听号。再分调 五路军马：曾头市正南大寨，差马军头领五路军马：曾头市正南大寨，差马军头领霹雳火秦明霹雳火秦明、小、小李广花荣李广花荣，副，副 将马麟、邓飞，引军三千攻打；曾头市正东大寨，差步军头领花和尚将马麟、邓飞，引军三千攻打；曾头市正东大寨，差步军头领花和尚鲁鲁 智深智深、行者、行者武松武松，副将孔明、孔亮，引军三千攻打；曾

15、头市正北大寨，副将孔明、孔亮，引军三千攻打；曾头市正北大寨， 差马军头领青面兽差马军头领青面兽杨志杨志、九纹龙、九纹龙史进史进，副将杨春、陈达，引军三千攻打；，副将杨春、陈达，引军三千攻打； 曾头市正西大寨，差步军头领美髯公曾头市正西大寨，差步军头领美髯公朱仝朱仝、插翅虎、插翅虎雷横雷横，副将邹渊、邹，副将邹渊、邹 润，引军三千攻打；曾头市正中总寨，都头领宋公明，军师吴用、润，引军三千攻打；曾头市正中总寨，都头领宋公明，军师吴用、公孙公孙 胜胜，随行副将吕方、郭盛、解珍、解宝、戴宗、时迁，领军五千攻打。，随行副将吕方、郭盛、解珍、解宝、戴宗、时迁，领军五千攻打。 减法-图海军纪 v当时，三藩叛

16、乱的战火甚为炽烈，云贵、两广、四川、湖南、福建以及 陕西相继失守，北京及各地可以征调之兵已经很少，形势危急。布尔尼 起兵消息传至北京后，人心惶惧。年轻的康熙帝在祖母孝庄文皇后的提 醒下，决定使用“才略出众”的都统、大学士图海，令其统兵前往镇压。 v面对京城“宿卫尽空”的困难情况，图海“奏请选八旗家奴之健勇者”， 获得允许，而立“得数万人”，迅速组成了一支大军，准备携带红衣大 炮，取道山海关迎战布尔尼。 v康熙帝在其出征前一天召见鄂札、图海等人面谕，指示其“须严禁将士， 申明纪律，凡经过地方，毋得骚扰百姓”。同时下令所过州县村堡任众 军“略掠之”，因而“所获金帛无算”。 v四月二十一日，大军到达

17、岐尔哈泰，在即将与布尔尼军交战之际，图海 又进行战前鼓动：“前此所掠皆士庶家，不足为宝。今察哈尔承元之后， 数百年之基业，珠玉宝货不可胜计，汝等如能获取之，可富贵终身也。” 于是，“众踊跃从事”，“无不一当百”。 评价招不招安 v招安：好处：变贼为官，建功立业，符合当 时的价值观；缺点：上面有新主，难以自己 做主。 v不招安：好处：自己做主；缺点：浑身能耐 难以施展，草寇一生（无推翻朝廷之可能）。 吃吃喝喝后，空虚（道在何处？）。 v个人认为：宋江人才，招安正确，为众人 （大部分，也是后来找上山人的愿望）考 虑，。 3.1 一个流程系统分析的案例 -基金管理系统流程的分析 v实例背景和问题：实

18、例背景和问题： 实例背景：基金管理系统有两个子系统，两个数据库通实例背景：基金管理系统有两个子系统，两个数据库通 过数据同步保持数据一致。但是目前他们的统计结果经过数据同步保持数据一致。但是目前他们的统计结果经 常不一致。常不一致。 问题：找出哪个或哪些过程造成数据不统一？问题：找出哪个或哪些过程造成数据不统一？ v阐明问题：阐明问题： 什么是基金管理系统？什么是基金管理系统？指科学基金网络信息系统（指科学基金网络信息系统（ISIS系系 统）和用于内部管理的统）和用于内部管理的MIS系统；系统； 为什么有两个子系统？为什么有两个子系统？历史原因，各有各的数据库。历史原因，各有各的数据库。 系统

19、的要素系统的要素：项目负责人、依托单位、基金委、：项目负责人、依托单位、基金委、ISIS系统、系统、 MIS系统、系统的功能模块、系统、系统的功能模块、ISIS数据库、数据库、MIS数据库。数据库。 要素间的关系要素间的关系：主体通过系统的功能模块操作数据库。：主体通过系统的功能模块操作数据库。 确立目标 v找出造成数据不统一的步骤（画流程图）；找出造成数据不统一的步骤（画流程图）； 能描述流程中的要素；能描述流程中的要素； 能反映流程中要素的关系。能反映流程中要素的关系。 谋划方案 vDFD流程图流程图 vTFD流程图流程图 v多因素流程图多因素流程图 基金管理系统流程描述 模型结果 3.2 一个科研问题分析的案例 -如何定量分类组织知识 v背景和问题：背景和问题： 背景：目前有专有、共有知识的分类法，组织背景：目前有专有、共有知识的分类法，组织 却不能找出他的专有、共有知识；却不能找出他的专有、共有知识； 问题：知识如何按专有、共有进行定量分类。问题：知识如何按专有、共有进行定量分类。 v阐明问题：阐明问题： 定量分类的过程；定量分类的过程； 组织知识定量分类的过程。组织知识定