專題系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型解析

專題系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型解析第一頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六猜到了嗎

？第二頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六

沒是

想兩

到個(gè)

小

朋

友

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看第三頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六嗯！他們還不夠高第四頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六喔

！在一座農(nóng)莊里第五頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六一座很大的農(nóng)莊第六頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六模型

！只是模型第七頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六在玩還是在工作

？第八頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六怎

么

有

手

指

頭

？第九頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六只是本雜志第十頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六在作夢(mèng)嗎

？第十一頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六好愜意的生活第十二頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六海洋之旅第十三頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六多大的遊艇

？第十四頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六不會(huì)吧

！第十五頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六公車廣告

！第十六頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六左下角

是

？第十七頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六如幻似真第十八頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六亞利桑納的荒野第十九頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六一張小郵票第二十頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六帶來溫馨的問候第二十一頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第二十二頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六只是劇中人第二十三頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六誰才是主角

？第二十四頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六從一個(gè)數(shù)學(xué)公式運(yùn)算看蝴蝶效應(yīng)Yt+1=Yt2Y1=1.0000001Y2=1.0000002Y3=1.0000004………………Y21=1.1105441Y22=1.2333081Y23=1.5210488………………Y29=454110000000Y30=2062000000000000000000000說明：當(dāng)Yt=1Yt+1永遠(yuǎn)是1當(dāng)Yt只增加0.0000001Y1=1.0000001時(shí)，t+1=23以后，Yt的數(shù)字將會(huì)突增當(dāng)t+1=30,Y30=2062*1020達(dá)到一個(gè)天文數(shù)字3.從這個(gè)數(shù)學(xué)公式運(yùn)算的結(jié)果，可看出一個(gè)初始狀態(tài)細(xì)微的變化，所產(chǎn)生的巨大影響和結(jié)果第二十五頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六系統(tǒng)工程的研究對(duì)象是復(fù)雜系統(tǒng)。由于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展，使得描述、分析，綜合、決策的問題日益增多，而解析復(fù)雜系統(tǒng)的難度也與日供增。采用一般的數(shù)學(xué)方法表述此類系統(tǒng)難以奏效，即是勉強(qiáng)地構(gòu)成數(shù)學(xué)模型。也只是表示系統(tǒng)諸問題的一部分。結(jié)構(gòu)模型，是定性模型．它只表示對(duì)象的大致特點(diǎn)。根據(jù)結(jié)構(gòu)圖形與結(jié)構(gòu)矩陣之間一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，通過對(duì)矩陣的簡(jiǎn)單演算和變換，把不清楚、不條理．錯(cuò)綜復(fù)雜的系統(tǒng)，變成簡(jiǎn)單的，易理解和直觀的遞階結(jié)構(gòu)模型。

引子大規(guī)模系統(tǒng)第二十六頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六一、什么叫大規(guī)模系統(tǒng)我們對(duì)所研究的對(duì)象作為“大規(guī)?！钡摹跋到y(tǒng)”來認(rèn)識(shí)是它本身的固有屬性，而是一個(gè)人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)問題。所謂大規(guī)模系統(tǒng)就是由許多要素所構(gòu)成，按普通方法處理感到困難的系統(tǒng)。由于系統(tǒng)的規(guī)模與復(fù)雜度是連在一起的，因此必須把系統(tǒng)的規(guī)模與復(fù)雜度同時(shí)考慮。

第二十七頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六二、處理大規(guī)模、復(fù)雜化系統(tǒng)的困難性1．難以確定系統(tǒng)的要素。2．難以確定系統(tǒng)要素間的關(guān)系。3．為了掌握系統(tǒng)的狀態(tài)，必要的觀測(cè)就會(huì)變得很大，同時(shí)要保證觀測(cè)的高精度也很田難。4．根據(jù)觀測(cè)的數(shù)據(jù)，欲得到必要的信息，需要對(duì)其進(jìn)行龐大的預(yù)處理和中間處理。5．一般的模型難以表現(xiàn)系統(tǒng)的要素中存在的適應(yīng)能力和自組織能力，這些難以量化的因素對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生的影響是巨大的．

第二十八頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六三、處理大規(guī)模、復(fù)雜化系統(tǒng)的思想方法1．盡可能地把對(duì)象作為小規(guī)模，簡(jiǎn)單的系統(tǒng)來認(rèn)識(shí)．根據(jù)解析、規(guī)劃和運(yùn)用系統(tǒng)的目的，在不影響對(duì)系統(tǒng)本質(zhì)認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，把對(duì)象作為小規(guī)模系統(tǒng)來認(rèn)識(shí)是十分重要的。一般來講，處理系統(tǒng)的費(fèi)用與系統(tǒng)的規(guī)模和構(gòu)造的復(fù)雜度的2—3次方成比例，而效用僅與規(guī)模的復(fù)雜度的1/2、1/3次方成比例．（圖4-2）2．在認(rèn)識(shí)系統(tǒng)部分構(gòu)造的基礎(chǔ)上，認(rèn)識(shí)系統(tǒng)的整體構(gòu)造。無論系統(tǒng)多么龐大和復(fù)雜，必存在可被認(rèn)識(shí)的部分，對(duì)局部的認(rèn)識(shí)進(jìn)行擴(kuò)展，則全體系統(tǒng)逐漸被認(rèn)識(shí)．3．把大規(guī)模，復(fù)雜化系境分解為能夠處理的小規(guī)模，簡(jiǎn)單的子系統(tǒng)，通過對(duì)子系統(tǒng)的處理和變換，以達(dá)到對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的處理。大系統(tǒng)內(nèi)部要素的結(jié)合狀態(tài)不是一樣的，有的要素結(jié)合緊密，有的要素結(jié)合松散。（圖4-3）第二十九頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六我們可以把結(jié)合緊密的部分作為子系統(tǒng)來認(rèn)識(shí)，根據(jù)對(duì)子系統(tǒng)的處理與子系統(tǒng)間的變換，就可以處理整個(gè)系統(tǒng)。4、將子系統(tǒng)的特性集約化，以達(dá)到對(duì)整體系統(tǒng)的處理。所謂集約化就是把子系統(tǒng)看成是最小要素那樣，然后再對(duì)整體系統(tǒng)進(jìn)行處理。這個(gè)過程也叫綜合。（圖4-4）第三十頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六四、處理大規(guī)模，復(fù)雜化系統(tǒng)的具體內(nèi)容1．大規(guī)模，復(fù)雜化系統(tǒng)的構(gòu)造表達(dá)必須：使得由子系統(tǒng)向全體系統(tǒng)的處理成為可能。使得系統(tǒng)的分解成為可能。對(duì)系統(tǒng)構(gòu)造的操作(構(gòu)造，變更，劃分等)）在表達(dá)形式方面容易實(shí)施。2．對(duì)大規(guī)模系統(tǒng)進(jìn)行分解的方法這是在找出系統(tǒng)要親結(jié)合緊密的地方和松散的地方后

第三十一頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六為容易對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行解析而采用的一種分解方法。3、大規(guī)模、復(fù)雜化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)解析是確定系統(tǒng)的要素和它們間的結(jié)合關(guān)系進(jìn)行統(tǒng)定并使系統(tǒng)構(gòu)造得以明確的一種具體的方法。4、根據(jù)對(duì)部分系統(tǒng)的處理和調(diào)整來處理大規(guī)模系統(tǒng)的方法。第三十二頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第三十三頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第三十四頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第三十五頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第三十六頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第三十七頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第三十八頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第三十九頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第四十頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第四十一頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第四十二頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第四十三頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第四十四頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第四十五頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第四十六頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第四十七頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第四十八頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第四十九頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第五十頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第五十一頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第五十二頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第五十三頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第五十四頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第五十五頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第五十六頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六它不僅廣泛用于工程技術(shù)方面，更應(yīng)用于社會(huì)、經(jīng)濟(jì)因素的大系統(tǒng)。比如制定復(fù)雜的企業(yè)規(guī)劃、研究決策政策方針、制定城市規(guī)劃等方面。ISM側(cè)重于描述系統(tǒng)各單元及其相互關(guān)系。在描述中，需借助計(jì)算機(jī)，充分利用人的直覺來進(jìn)行。第五十七頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第五十八頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第五十九頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六系統(tǒng)構(gòu)造與二元關(guān)系設(shè)系統(tǒng)的要素集為S，要素之間的關(guān)系集為RS=（S1,S2,…,SN)R={rij),rij=(si,sj)或rij=siRsj（

si與sj存在二元關(guān)系）則系統(tǒng)G可表達(dá)成：G={S，R}如圖：S=（S1，S2，S3，S4，S5）R={（s1,s2),(s2,s3),(s3,s4),(s4,s2),(s2,s5),(s5,s1),(s5,s4)}S1S2S3S4S5第六十頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第六十一頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第六十二頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第六十三頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第六十四頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第六十五頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六圖的基本概念有向連接圖回路環(huán)樹關(guān)聯(lián)樹（賦權(quán)樹）第六十六頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六系統(tǒng)構(gòu)造的圖形表達(dá)圖形中的節(jié)點(diǎn)為系統(tǒng)元素，節(jié)點(diǎn)之間的關(guān)系為元素之間的關(guān)系（具有方向的枝），則系統(tǒng)可以表達(dá)成有向連接圖圖形表示方法的最大優(yōu)點(diǎn)在于直觀、容易、明白地表示出系統(tǒng)的構(gòu)造，并使系統(tǒng)的信息傳遞路徑一目了然。當(dāng)系統(tǒng)變成大規(guī)模、復(fù)雜化時(shí)，系統(tǒng)的有向連接圖會(huì)變得錯(cuò)綜復(fù)雜而難以操作，其直觀性也會(huì)大大降低第六十七頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第六十八頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第六十九頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六系統(tǒng)構(gòu)造的矩陣表示在系統(tǒng)（S，R）中，S為有限集合時(shí)，將S的元素取作行和列，構(gòu)成矩陣A矩陣有兩種類型，鄰接矩陣和可達(dá)矩陣，前者表示元素之間的直接關(guān)系，后者表示元素之間的可達(dá)關(guān)系

鄰接矩陣A中的元素aij定義為:aij=

R表示有關(guān)系，R表示無關(guān)系1SiRSj0SiRSj第七十頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六有向連接圖鄰接矩陣第七十一頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第七十二頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第七十三頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六鄰接矩陣是布爾矩陣，通過矩陣的運(yùn)算可以得到更多有關(guān)系統(tǒng)的信息。布爾矩陣的特點(diǎn)1、布爾矩陣與二元關(guān)系一一對(duì)應(yīng)。若二元關(guān)系確定了，則布爾矩陣也就唯一確定了。2、布爾矩陣的轉(zhuǎn)秩表示將二元關(guān)系的所有方向改變3、布爾矩陣運(yùn)算遵循布爾運(yùn)算規(guī)則0+0=00+1=11+0=11+1=10×0=00×1=01×0=01×1=1第七十四頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第七十五頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第七十六頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第七十七頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第七十八頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六5、源點(diǎn)與匯點(diǎn)源點(diǎn)：布爾矩陣中元素全為0的列所對(duì)應(yīng)的元素（節(jié)點(diǎn)）匯點(diǎn)：布爾矩陣中元素全為0的行所對(duì)應(yīng)的元素（節(jié)點(diǎn)）6、對(duì)應(yīng)每一節(jié)點(diǎn)的行中，其元素值為1的數(shù)量，就是離開該節(jié)點(diǎn)的有向邊數(shù)7、對(duì)應(yīng)每一節(jié)點(diǎn)的列中，其元素值為1的數(shù)量，就是進(jìn)入該節(jié)點(diǎn)的有向邊數(shù)七、可達(dá)矩陣用矩陣形式表達(dá)元素（節(jié)點(diǎn)）之間的到達(dá)關(guān)系R=A∪A2∪A3∪…

∪AnR=I∪A∪A2∪A3∪…

∪An(考慮元素自身的到達(dá)關(guān)系)第七十九頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第八十頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第八十一頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第八十二頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第八十三頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第八十四頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六結(jié)構(gòu)模型的建立定義1：元素的可達(dá)集合（上位集）R(ni)={nj∈N∣mij=1}定義2：元素的下位集（先行集）A(ni)={nj∈N∣mji=1}定義3：元素的共同集合T(ni)={nj∈N∣R(ni)∩A(ni)=A(ni)}1、區(qū)域劃分有元素ni和nj如果R(ni)∩R(nj)≠?，則ni和nj屬于同一區(qū)域如果R(ni)∩R(nj)=?，則ni和nj屬于不同區(qū)域第八十五頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六7215463M=00000011000000011110000111000001000001110110000112345671234567第八十六頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第八十七頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第八十八頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第八十九頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第九十頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第九十一頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第九十二頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第九十三頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第九十四頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第九十五頁，共一百一十一頁，編輯于2023年，星期六第九十六頁，共一百