系统工程原理试题库

系统工程原理试题库一、判断马克思、恩格斯说，世界是由无数相互联系、依赖、制约、作用的事物和过程形成的统一整体”，表现出的普遍联系及其整体性思想，就是现代的系统概念，是系统理论的哲学基础。（√）“有机论”生物学认为，有机体可分解为各个部分，各个部分的功能完全决定了系统的功能和特性。（X）系统工程与系统科学的区别是，前者是工程技术，后者是基础理论。（）系统工程是系统科学的基础理论。（X）系统工程属于系统科学体系的技术科学层次。（X）系统工程人员是工程项目的决策者。（X）人脑是一个典型的复杂巨系统。（）如果系统的所有组成要素都是最优的，那么系统的整体功能也一定是最优的。（X）根据系统与外界环境的物质、能量和信息的交换情况，系统可分为开放系统、封闭系统两类。（√）现实世界中没有完全意义上的封闭系统。（√）系统建模时应该把研究问题的一切细节、一切因素都包罗进去。（X）系统模型一般不是系统对象本身，而是现实系统的描述、模仿或抽象。（√）目标-手段分析法、因果分析法、KJ法等是典型的定性系统分析方法。（）在系统解析结构模型中，总是假定所涉及的关系具有传递性。（√）切克兰德的“调查学习”方法论的核心是寻求系统的最优化。（X）切克兰德的“调查学习”模式主要适用于研究良结构的硬系统。（X）在系统解析结构模型中，总是假定所涉及的关系具有传递性。（√）设某系统的单元ei的先行集A(ei)和可达集R(ei)满足关系A(ei)=A(ei)∩R(ei)，则ei一定是该系统的底层单元。（√）层次分析法是一种定性分析方法。（X）只有当随机一致性指标CR£0.10时，判断矩阵才具有满意的一致性，否则就需要对判断矩阵进行调整。（）应用层次分析法时，要求判断矩阵必须具有完全一致性。（X）投入产出法主要研究各部门的投入产出比。（X）设直接消耗系数矩阵为A，I为单位阵，则完全消耗系数矩阵B=（I-A）-1（X）Delphi方法是一种定量预测方法。（X）算命、占卜属于系统预测问题。（X）线性回归方程的t检验是对每个自变量与因变量的相关关系的显著性检验。（√）根据经验，D-W统计量在1.5-2.5之间表示回归模型没有显著自相关问题。（）在线性回归预测方法中，F检验可以说明每个自变量xi与因变量y的相关关系是否显著。（X）指数平滑预测法中，平滑系数越大表明越重视新信息的影响。（√）在用趋势外推法进行预测时，必须假设预测对象的增减趋势不发生改变。（X）正规马尔可夫链通过若干步转移，最终会达到某种稳定状态。（√）对马尔可夫过程而言，系统将来的状态只与现在的状态有关，而与过去的状态无关。（√）评价指标综合时，加权平均法的加法规则主要用于各项指标的得分可以线性地互相补偿的场合。（√）评价指标综合时，如果要求各项指标都尽可能取得较好的水平，才能使总的评价值较高，则应采用基于乘法规则的加权平均法。（√）评价指标综合的“理想系数法”实际上是加权平均法加法规则的应用。（X）系统评价得到的量化结果是精确数值。（X）决策树中，由决策节点引出的分支称为概率分支。（X）在风险决策中，只要能获得更多的情报，就应该进行调查、试验等工作。（X）结构化决策是指问题的影响变量之间的相互关系可以用数学形式表达。（√）中途作业兼有顺序作业和并行作业的特点。（√）网络图的关键路线就是路长最长的线路。（X）在系统网络技术中，关键路线是唯一的路径最长的路线。（X）在CP上，全部结点的时差为零，反之亦然。（X）系统网络技术的网络图中，一对结点间只能有一条箭线或一条虚箭线（√）二、填空系统是由（相互作用）和（相互依赖）的若干组成部分结合的具有特定功能的（整体）。一般系统具有（整体性）、（层次性）、（相关性）、（目的性）、（适应性）等五种特性。钱学森主张将一般系统论、耗散结构、协同学等广泛学科成就进行全面总结后，建立系统科学的基础理论，叫作（系统学）。根据系统与外界环境的物质、能量和信息的交换情况，系统可分为（开放系统）、（封闭系统）两类。二战期间，（运筹学）的广泛应用是系统工程产生和发展的重要因素。系统工程的目的是实现（整体目标最优化）。系统工程的主要特点是（整体性）、（关联性）、（综合性）、（满意性）。系统工程的研究对象是（大型复杂的人工系统和复合系统）。一般说来，系统分析的各种方法可分为（定性）和（定量）两大类。霍尔的系统工程三维结构由（时间维）、（逻辑维）、（知识维）组成。系统工程方法论包括（系统工程观念）和（系统工程程序）两个方面。系统建模的主要方法有（推理法）、（实验法）、（统计分析法）、（混合法）、（类似法）等五种。广义上对系统分析的解释是把它作为（系统工程）的同义语。解析结构模型中最重要的假定就是：所涉及到的关系都是（二元）关系，都可用（节点）和（箭线）表示。设某系统的底层单元集B={n1,n2}，若n1和n2可达集的交集（），则它们属于不同区域。若系统组成元素为N{nj,j=1,2,…,n}，且其可达矩阵M=[mij](i,j=1,…,n)，则元素ni的可达集定义为R(ni)=（{nj|nj∈N，mij=1，j=1,2,…,n}），先行集定义为A(ni)=（{nj|nj∈N，mji=1，j=1,2,…,n}），底层单元集定义为B=（{ni|ni∈N，R(ni)∩A(ni)=A(ni)，i=1,2,…,n}）。层次分析法把影响问题的因素，一般分为三个层次，即（目标层）、（准则层）和（方案层）。对n阶判断矩阵A而言，如果关系（）完全成立，则称判断矩阵具有完全一致性。什么叫可达性矩阵？答：设D是由n个单元组成的系统S={e1,e2,…,en}的关系图，则元素为的nn矩阵M，就称为D的可达性矩阵。什么叫邻接矩阵？答：设系统S共有n个单元，S={e1,e2,…,en}，则邻接矩阵定义为：其中什么叫完全消耗系数？答：完全消耗系数表示投入产出分析中，某部门对其它部门产品的直接消耗与全部间接消耗之和与该部门总产值的比值。设各部门之间的直接消耗系数矩阵为A，则完全消耗系数矩阵为B=(I-A)-1-I。定性预测有什么特点？它和定量预测有什么区别和联系？答：定性预测的特点在于：（1）着重对事物发展的性质进行预测，主要凭借人的经验以及分析能力；（2）着重对事物发展的趋势、方向和重大转折点进行预测。定性预测的优点在于：注重于事物发展在性质方面的预测，具有较大的灵活性，易于充分发挥人的主观能动作用，且简单的迅速，省时省费用。其缺点是：易受主观因素的影响，比较注重于人的经验和主观判断能力，从而易受人的知识、经验和能力的多少大小的束缚和限制，尤其是缺乏对事物发展作数量上的精确描述。定量预测的优点在于：注重于事物发展在数量方面的分析，重视对事物发展变化的程度作数量上的描述，更多地依据历史统计资料，较少受主观因素的影响。其缺点在于：比较机械，不易处理有较大波动的资料，更难于事物预测的变化。定性预测和定量预测并不是相互排斥的，而是可以相互补充的，在实际预测过程中应该把两者正确的结合起来使用。简述指数平滑预测法中，平滑系数α取值的一般原则。答：（1）如对初始值有疑问，准确性差，a宜取较大值，以体现近期数据作用，降低初值影响；（2）如外部环境变化较快，则数据可能变化较大，a值宜取大一些，以跟踪过程变化（如取0.3~0.5）；（3）如原始资料较缺乏，或历史资料的参考价值小，a值宜取大一些；（4）如时序虽然具有不规则变动，但长期趋势较稳定（如接近某一稳定常数）或变化甚小，a值应较小（0.05~0.2）。（5）对变化甚小的时间序列，a值取值0.1~0.4，以便使较早观察值能充分反映在平滑值中。什么是回归分析？其主要内容有哪些？答回归分析是一种数理统计方法，其主要依据大量观测统计数据，利用控制论的“黑箱”模型原理，来找出相关因素之间的统计规律，并选用合适的数学方程式加以描述。其主要内容有：从一组数据出发，确定因变量与自变量之间的关系式；对关系式中的参数进行估计，并进行统计检验；筛选自变量，即从大量自变量中找出影响显著的，剔除不显著的；用求得的回归模型进行预测；对预测结果进行分析、评价。什么叫多重共线性？答：多重共线性是指回归分析中，统计总体的某个自变量与其它自变量的总体线性相关。什么叫复相关系数？答：复相关系数表示回归分析中，因变量对k个自变量的整体线性相关程度，其定义如下：回归分析预测的统计检验中，F-检验和t-检验有何异同？答：两者的相同之处在于，它们都是为了检验回归方程中，因变量与自变量的相关关系是否显著，从而检验预测模型的合理性。不同之处在于，F-检验主要用于检验一定显著性水平下，假设ai=0(i=0,1,…,k)是否成立，它是对回归方程总体即所有回归系数的检验，其结果说明了整个回归方程描述的统计关系是否有意义；而t-检验则用于对因变量与单个自变量的相关关系进行显著性检验，即对任意j∈{0,1,…,k}，检验假设aj=0在一定显著性水平下是否成立。什么叫预测置信区间？答：由于回归预测模型是经数理统计方法得到的，因此会使预测结果有一定误差，即有一定波动范围，该范围即预测致信区间。简述系统评价的一般步骤。答：（1）简要说明各方案，明确系统方案的目标体系和约束条件；（2）确定由所有单项和大类指标组成的评价指标体系；（3）确定各大类及单项评价指标的权重；（4）进行单项评价，查明各项评价指标的实现程度；（5）进行综合评价，综合各大类指标的价值和总价值；（6）给出评价结论，包括对方案的优劣分析、排序，对评价结论的分析意见等。系统评价工作主要存在哪些方面的困难？解决的办法是什么？答：系统评价工作主要存在两方面的困难：一是有的指标难以数量化，有时同使用人或评价人的主观感觉和经验有关，例如系统使用的方便性、舒适性等；二是不同的方案可能各有所长，难以取舍。针对这两个困难，解决的办法是：首先将各项指标数量化，其次将所有指标归一化。什么是加权平均法的乘法规则？其主要用于什么场合？答：加权平均法的乘法规则是指采用如下公式计算各方案综合评价值的方法：，其中aij为方案i的第j项指标得分，ωj为第j项指标权重，m为方案数，n为指标数。乘法法则主要用于要求各项指标比较均衡的情况，不允许单项指标出现很差值。构成决策问题的条件有哪些？根据人们对自然状态规律的认识和掌握程度，决策问题通常可分为哪几种？答：1）构成一个决策问题必须具备以下几个条件：一是存在试图达到的明确目标；二是存在不以决策者主观意志为转移的两种以上的自然状态；三是存在两个或两个以上可供选择的行动方案；四是不同行动方案在不同自然状态下的益损值可以计算出来。2）按照人们对自然状态规律的认识和掌握程度，决策问题通常可分为三种，即确定型决策、风险性决策和完全不确定型决策。在系统决策中，如何理解信息的价值？答：对决策问题而言，通常获得的情报或信息越多、越充分，面临的风险就越小，做出的决策就越合理。获得某项信息之后所作决策的期望收益值与获得该项信息之前所作决策的期望收益值之差，就体现该项信息的价值，这个值通常是正的。当然，为了获取某项信息通常必须付出一定的代价，当这个代价超过信息本身的价值时，就没有必要去获取该项信息了。决策信息搜集成本和决策之间有怎样的关系？答：随着时间推移，决策信息搜集成本在逐渐增加，在搜集到一定的信息之后，信息搜集成本会高于信息所能带来的收益。因此，认为重要程度较低的决策问题，采取即时决策，认为重要程度较高的决策问题，要在搜集到一定的信息之后，适时作出决策。什么叫关键路线？答：关键路线是指网络图中，从始点到终点，沿箭头方向把总时差为0的作业连接起来所形成的线路。四、计算题1）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+ct2进行趋势预测。已知Σyt=S1,Σtyt=S2，Σt2yt=S3，Σt2=S4，Σt4=S5（其中Σ=）。要求：估计模型参数a,b,c；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，因此可以消去项，得到：解得：，，。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：样本参数12345费用C1.000.850.800.901.40重量W1.000.900.951.051.10射程X1.001.000.850.951.20试建立该型导弹的全寿命费用估计模型；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CiWiXiWi2Xi2WiXiWiCiXiCi11.001.001.001.001.001.001.001.0020.850.901.000.811.000.900.7650.8530.800.950.850.90250.72250.80750.760.6840.901.050.951.10250.90250.99750.9450.85551.401.101.201.211.441.321.541.68∑=SUM(ABOVE)4.95=SUM(ABOVE)5=SUM(ABOVE)5=SUM(ABOVE)5.025=SUM(ABOVE)5.065=SUM(ABOVE)5.025=SUM(ABOVE)5.01=SUM(ABOVE)5.065设所建立的二元线性回归预测模型为：C=a0+a1W+a2X建立参数估计方程组如下：其中表示。将上面的统计数据代入方程组，得解得：a0=-1.425，a1=1.04,a2=1.375。（2）此时W=0.95，X=1.3，代入预测模型可得：C=-1.425+1.04X0.95+1.375X1.3=1.3505即新设计导弹的全寿命费用估计为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）0139.67139.671997年2月1139139.47139.613月2143140.53139.894月3142140.97140.215月4150143.68141.256月5161148.88143.547月6162152.82146.328月7167157.07149.559月8165159.45152.5210月9170162.62155.5511月10174166.03158.6912月111801998年1月121712月13183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）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）0139.67139.671997年2月1139139.47139.613月2143140.53139.894月3142140.97140.215月4150143.68141.256月5161148.88143.547月6162152.82146.328月7167157.07149.559月8165159.45152.5210月9170162.62155.5511月10174166.03158.6912月11180170.22162.151998年1月12171170.45164.642月13183174.22167.51（2） 预测模型为按照上述公式，可得1998年3月，T＝1，1998年8月，T＝6，1998年12月，T＝10，4、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，，，，，；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）（2），（3）（60.51，77.85）2）系统评价1、设某学校对学生思想品德的考核因素集U={u1,u2,u3,u4}={思想修养，集体观念，劳动观念，遵守纪律}，评语集V={v1,v2,v3,v4}={很好，较好，一般，不好}。设各考核因素的权重分配为A={0.5,0.2,0.2,0.1}。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 vv1v2v3v4u14510u26310u31261u41252解：由题意，模糊评价矩阵为权重向量为A=(0.5,0.2,0.2,0.1)，于是由模糊评价模型：归一化处理后得到，因此该生思想品德应评为较好。3）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0.6，不引入的概率为0.4。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0.7和0.3），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0.2和0.8），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0.10元处理掉，新鲜面包每个售价1.00元，每个面包的成本是0.50元，假如进货量限定为可能销售量中的某一个，请你：列出面包进货销售的益损值矩阵；用最小遗憾法作出面包店的最优进货量决策；解：（1）由题意可画出益损值矩阵如下：状态方案100200300400500100505050505020030757575753001055100100100400-103580125125500-301560105150（2）计算每个方案的最大遗憾值，可得到遗憾值矩阵如下：状态方案100200300400500最大遗憾值1000-25-50-75-100-100200-200-25-50-75-75300-40-200-25-50-50400-60-40-200-25-60500-80-60-40-200-80因此，按照最小遗憾法则，应该选择每天进货300个面包的方案。3、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0.8，滞销的概率为0.2。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0.95，滞销预测的准确率为0.90。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11300-11000=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。4、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：益损值单位：万元市场需求量010203040生产方案00000010-105050505020-204010010010030-30309015015040-402080140200请分别用完全不确定型决策问题的五种方法给出该厂当月的优化生产方案（采用折中法时，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。5、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0