第4章系统工程与需求工程方法.ppt

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1、1第第4章章 系统工程与需求工程方法系统工程与需求工程方法教学内容：教学内容：系统、系统思维、系统工程系统、系统思维、系统工程 系统分析员角色及要求系统分析员角色及要求 计算机系统工程计算机系统工程 需求获取方法需求获取方法重点掌握：重点掌握：系统思维、需求获得方法系统思维、需求获得方法24.1.1 4.1.1 系统的概念系统的概念(Patching,1990(Patching,1990）由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的、具有由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的、具有特定功能的有机整体。本身是所从属的更大系统的组成特定功能的有机整体。本身是所从属的更大系统的组成部分。（辞海）部

2、分。（辞海）系统工程：运用先进科学方法，对系统工程：运用先进科学方法，对“系统系统”的规划、研究、的规划、研究、设计、制造、实验和使用等进行组织管理的技术。（外设计、制造、实验和使用等进行组织管理的技术。（外来语，辞海）来语，辞海）系统思维：一种把以广义的观点看待问题的方法，试图同系统思维：一种把以广义的观点看待问题的方法，试图同时考虑一个问题的所有方面，而某一时刻集中关注的是时考虑一个问题的所有方面，而某一时刻集中关注的是组成问题各部分之间相互联系。组成问题各部分之间相互联系。(Checkland,1981)(Checkland,1981)4.1 4.1 系统思维方法系统思维方法3自然系统与

3、设计系统自然系统与设计系统自然系统人人有形系统无形系统消化系统免疫系统感官系统精神系统能力系统设计系统烟叶发酵控制系统发酵室热源蒸汽温湿度检测调节装置执行机构烟包管道风机锅炉热电阻变送器湿度变送器可编程调节器控制模型电动调节阀41.突发性突发性 系统不是简单的堆积，有机组合具有更多的属性。这种显系统不是简单的堆积，有机组合具有更多的属性。这种显示出单一组成部分所不具有的新属性，称为突发性。示出单一组成部分所不具有的新属性，称为突发性。系统的特点系统的特点自然系统人人有形系统无形系统消化系统免疫系统感官系统精神系统能力系统设计系统烟叶发酵控制系统发酵室热源蒸汽温湿度检测调节装置执行机构烟包管道风

4、机锅炉热电阻变送器湿度变送器可编程调节器控制模型电动调节阀52.2.层次性层次性系统是一种由子系统组成的层次结构。系统是一种由子系统组成的层次结构。每个子系统是具有明确定义输入和输出的独立系统，但又是每个子系统是具有明确定义输入和输出的独立系统，但又是大系统的一个组成部分。大系统的一个组成部分。系统的特点系统的特点人人有形系统无形系统生物系统社会系统设计系统烟叶发酵控制系统发酵室热源蒸汽温湿度检测调节装置执行机构香烟生产系统工业控制系统63.3.信息传递信息传递为了激发子系统相互协作并实现一定目标，它们之间一定要有为了激发子系统相互协作并实现一定目标，它们之间一定要有信息传递。信息传递。信息传

5、递形式信息传递形式:系统之间系统之间(内部之间内部之间)、来自环境、来自环境(外部输入到外部输入到系统系统)、发往环境、发往环境 (从系统输出到外部从系统输出到外部)系统的特点系统的特点烟叶发酵过程自动调节算法与运算控制思想与模型过程参数（温度、湿度）检测与转换执行机构外部环境74.4.自控制自控制 大部分的系统表现出大部分的系统表现出某些自管理性的控制形式。如：某些自管理性的控制形式。如：烟叶发酵系统的调节器烟叶发酵系统的调节器人类对疾病的免疫系统人类对疾病的免疫系统v如果没有控制任其它们的组件独立工作，许多系统最终会如果没有控制任其它们的组件独立工作，许多系统最终会趋于趋于某种限制性的功能

6、状态某种限制性的功能状态，如死亡或失去控制。，如死亡或失去控制。v但是，系统组件但是，系统组件之间的联系会限制之间的联系会限制系统的功能表现。系统的功能表现。系统的特点系统的特点85.5.分解分解系统可以被划分为较小组成部分系统可以被划分为较小组成部分。v基于这个特点，允许系统分析员基于这个特点，允许系统分析员:把一个系统把一个系统划分为小的可管理划分为小的可管理的子系统；的子系统；某一时刻关注某一时刻关注某一区域；某一区域；集中于与集中于与一组使用者有关一组使用者有关的组成部分；的组成部分；不同的时间内不同的时间内建立不同的组成部分。建立不同的组成部分。系统的特点系统的特点96.6.模块化模

7、块化v模块化模块化把系统划分为相对合理大小模块的过程把系统划分为相对合理大小模块的过程模块化简化了系统设计模块化简化了系统设计v藕合性藕合性子系统之间的关联程度子系统之间的关联程度v内聚性内聚性一个系统实现一个单一功能的内部联系程度一个系统实现一个单一功能的内部联系程度系统的特点系统的特点10系统的总体描述系统的总体描述v一个系统一定有现实的目标或存在的理由。一个系统一定有现实的目标或存在的理由。v一个系统有若干个自我控制或管理的组成部分。一个系统有若干个自我控制或管理的组成部分。v一个系统是由子系统以层次结构组成的。一个系统是由子系统以层次结构组成的。v系统内活动的组成部件通过消息实现信息传

8、递。系统内活动的组成部件通过消息实现信息传递。v系统能与其所处的环境进行消息传递。系统能与其所处的环境进行消息传递。v一个系统通常有在其管理机制下所消耗或转换的资源。一个系统通常有在其管理机制下所消耗或转换的资源。v系统有区别与简单组装的整体性系统有区别与简单组装的整体性v不同类型的系统服务与不同的目标。不同类型的系统服务与不同的目标。11系统分类系统分类自然系统和设计系统自然系统和设计系统。一个组织、一只动物、一个经。一个组织、一只动物、一个经济系统、世界和宇宙等是一个自然系统；一台计算机、济系统、世界和宇宙等是一个自然系统；一台计算机、空调空调/发动机和一个数学分支等是设计系统。发动机和一

9、个数学分支等是设计系统。社会和文化系统和人类活动系统社会和文化系统和人类活动系统。如一个家庭、社区、如一个家庭、社区、国家和社会等属于社会和文化系统；一场运动会属于国家和社会等属于社会和文化系统；一场运动会属于人类活动系统。人类活动系统。开放的和封闭的系统。开放的和封闭的系统。一个开放的系统经由它的系统一个开放的系统经由它的系统边界通过输入和输出与其所处的环境实现交互；一个边界通过输入和输出与其所处的环境实现交互；一个封闭的系统没有与其所处的环境实现交互，所以它是封闭的系统没有与其所处的环境实现交互，所以它是完全自包含的。完全自包含的。静止的和动态的系统。静止的和动态的系统。一个静止的系统是一

10、个内部状一个静止的系统是一个内部状态没有变化的系统；一个动态的系统通过实现内部状态没有变化的系统；一个动态的系统通过实现内部状态的改变态的改变 对内部的事件和其所处环境的变化做出反应对内部的事件和其所处环境的变化做出反应。12稳定的不稳定的系统。稳定的不稳定的系统。一个稳定的系统表现为动态平衡，一个稳定的系统表现为动态平衡，或通过状态改变对内部和外部事件做出反应，但改变是非或通过状态改变对内部和外部事件做出反应，但改变是非常微小的或返回到一个接近于以前的状态；一个不稳定的常微小的或返回到一个接近于以前的状态；一个不稳定的系统对内部和外部的反应是不确定的、不可预期的或大多系统对内部和外部的反应是

11、不确定的、不可预期的或大多时候时候 比例失调。比例失调。自适应和非自适应的系统自适应和非自适应的系统（或活动的和非活动的系统）。（或活动的和非活动的系统）。一个自适应或活动的系统是一个能回应环境变化和外部干一个自适应或活动的系统是一个能回应环境变化和外部干预事件的系统；一个非自适应或非活动的系统是对环境变预事件的系统；一个非自适应或非活动的系统是对环境变化和外部干预事件不能做出回应的系统。化和外部干预事件不能做出回应的系统。永久性的和临时性的系统永久性的和临时性的系统。一个永久性的系统是一个持续。一个永久性的系统是一个持续一个明显时间段（比如几年）的系统；一个临时性的系统一个明显时间段（比如几

12、年）的系统；一个临时性的系统是一个持续时间很有限的系统。如：一个银行的会计系统是一个持续时间很有限的系统。如：一个银行的会计系统 13系统生命周期：系统生命周期：自系统产生到消亡（淘汰）的阶段描述，过程。自系统产生到消亡（淘汰）的阶段描述，过程。144.1.2 4.1.2 系统思维系统思维 一种把以一种把以广义的广义的观点看待问题的方法，试图同时考虑一观点看待问题的方法，试图同时考虑一个问题的个问题的所有方面所有方面，而，而某一时刻集中某一时刻集中关注的是组成问题各部关注的是组成问题各部分之间相互联系。分之间相互联系。(Checkland,1981)(Checkland,1981)是看待一个是

13、看待一个整体整体的原则的原则是看待是看待内部联系内部联系和模式的框架和模式的框架是是区别于区别于不同知识不同知识个体个体的通用原则的通用原则15开发开发生产生产销售销售发货发货服务服务计划计划采购采购进货进货过程控制过程控制l计算机辅助制造计算机辅助制造销售管理销售管理市场调查市场调查推广推广定价定价另外另外:财务系统财务系统通用分类账模块应收账目模块应付账目模块预算模块人力资源系统人力资源系统工资子系统考勤子系统绩效考核子系统个人职业规划子系统通信通信办公自动化子系统分组工作子系统电子会议子系统预测预测计算机辅助设计计算机辅助设计储运储运仓库管理仓库管理咨询咨询投诉处理投诉处理问题分析问题分

14、析一般性企业管理系统总貌一般性企业管理系统总貌16系统化的思维能力要求系统化的思维能力要求:具有具有面对复杂性和系统分解面对复杂性和系统分解这种复杂性的能力；这种复杂性的能力；具有具有抽象思维抽象思维的能力，也就是的能力，也就是建立建立表示现实世界表示现实世界模型模型的的能力；能力；具有不断质疑模型和假设适合性的具有不断质疑模型和假设适合性的批判精神批判精神具有能检查模型运行情况（或许需要被抛弃）的具有能检查模型运行情况（或许需要被抛弃）的实验方实验方法法。系统化的思维能力不是天生的但是可以学习的。系统化的思维能力不是天生的但是可以学习的。17系统思维从回答下面问题开始系统思维从回答下面问题开

15、始v要解决的准确问题或要分析的形势是什么？要解决的准确问题或要分析的形势是什么？v必须知道的现实情况是哪些？必须知道的现实情况是哪些？v从哪里找和怎么找信息？从哪里找和怎么找信息？v必须克服的困难有哪些？必须克服的困难有哪些？v认清形势所要遵循的步骤是什么？认清形势所要遵循的步骤是什么？v必须考虑的其它因素还有哪些？必须考虑的其它因素还有哪些？18系统思维的技巧系统思维的技巧以以整体整体入手，进而抽象化入手，进而抽象化模型化模型化的系统；的系统；识别识别目标目标，目标是必须，目标是必须努力追求努力追求的的系统性能且必须确定合系统性能且必须确定合适的性能指标适的性能指标，应该检查系统的，应该检查

16、系统的运行情况运行情况，保证它们达到，保证它们达到预期的功能和性能的目标。预期的功能和性能的目标。将问题分解为将问题分解为层次结构层次结构的系统和子系统，每个系统和子系的系统和子系统，每个系统和子系统是可以理解、建模和管理的，统是可以理解、建模和管理的，识别每个系统的输入和输识别每个系统的输入和输出出，以便能理解、定义和建模它们与其所处环境之间的，以便能理解、定义和建模它们与其所处环境之间的交交互方式互方式；因为没有一个系统是完全正确的，能反应一个不断变化世因为没有一个系统是完全正确的，能反应一个不断变化世界的发杂性，所以要准备好界的发杂性，所以要准备好试验不同的系统模型试验不同的系统模型直到找到直到找到一个一个最合适的最合适的。19系统思维时应注意的问题：系统思维时应注意的问题：系统系统不能不能与现实世界与现实世界等同对待等同对待。人类活动人类活动不能被充分地模型化不能被充分地模型化且无法很好地反应不适合的且无法很好地反应不适合的控制水平控制水平问题分解要适当，不易过零碎问题分解要适当，不易过零碎很少有很少有纯机械或机械性的系统，特别是包含人的系统纯机械或机械性的系统，特别是包含人的