基于系統(tǒng)科學的系統(tǒng)分析與綜合

前言

1. 課程特點與地位系統(tǒng)科學是以哲學和數(shù)學的抽象去看待、思考、分析、理解、描述和指導改造客觀事物的一門科學，系統(tǒng)科學把客觀世界中的事物看成是一種外部有環(huán)境、內(nèi)部有組織的，相關(guān)聯(lián)、互作用的，有運動、有發(fā)展的，具屬性、有功能的，可以從不同角度看待和處理的，分層次、按類別的單元集、子系統(tǒng)集，可描述為某種對象集結(jié)構(gòu)； 而每個單元、子系統(tǒng)又可看成具上述性質(zhì)的單元集、子系統(tǒng)集，也是某種對象集的結(jié)構(gòu)； 從系統(tǒng)科學來看，客觀世界中的事物及其各種分解都是某種系統(tǒng)?！跋到y(tǒng)科學是自然科學、社會科學與管理科學的共同的基礎科學”（圖01）。傳統(tǒng)的系統(tǒng)分析法，如功能分解法、數(shù)據(jù)流法、ER法，甚至一般意義下的面向?qū)ο蠓ǎǎ?］、［6］）等，由于缺乏有意識的系統(tǒng)科學指導，所用模型難免偏離客觀世界的真實影射，具有很多的主觀隨意性； 多數(shù)只有分析，而沒有或缺少綜合，也極欠缺分析結(jié)果的形式化描述方法。由于缺乏形式化描述，使得系統(tǒng)分析和系統(tǒng)開發(fā)的下階段（如系統(tǒng)設計等）之間有很大的思想和語言鴻溝?；谙到y(tǒng)科學的系統(tǒng)分析與綜合是以系統(tǒng)科學的哲學抽象，形成基于系統(tǒng)科學的知識模型（SSBKM）, 按照SSBKM觀察、搜集、思考、分析和理解問題域系統(tǒng)，找出問題域的子系統(tǒng)和關(guān)鍵元，提煉系統(tǒng)本質(zhì)，提出系統(tǒng)建議書，給出基于系統(tǒng)科學的系統(tǒng)分析的形式化描述，為系統(tǒng)綜合提供基礎。繼而以計算機技術(shù)（如面向?qū)ο蠹夹g(shù)）對系統(tǒng)進行綜合和優(yōu)化，給出基于系統(tǒng)科學的面向?qū)ο缶C合的形式化描述（及形象化描述），以指導問題域（系統(tǒng)）的計算機化的系統(tǒng)開發(fā)。這樣的方法稱為“基于系統(tǒng)科學的系統(tǒng)分析與綜合”?；谙到y(tǒng)科學處理問題可動可靜，既可研究靜態(tài)問題，更能揭示動態(tài)問題； 既可描述線性、順序過程，更為處理非線性、并行與分布問題提供有效的方法； 同一系統(tǒng)既可描述不同視圖、不同層次，又可粗可細、可詳可略； 關(guān)系靈活而可描述，其結(jié)構(gòu)復雜而可控制。以系統(tǒng)科學觀點觀察事物可防止臆想，最少疏漏，最能揭示事物的本質(zhì)，基于系統(tǒng)科學建立系統(tǒng)模型是事物的最真實和實際的映射。對于系統(tǒng)分析與綜合的過程與結(jié)果，本書使用面向?qū)ο蟮念怞ava的“形式化”描述方法，也提供了可選擇使用的UML“形象化”描述方法，以此形成系統(tǒng)設計的草圖和藍圖，便于把問題域（系統(tǒng)）落實為面向?qū)ο蟮挠嬎銠C化的目標系統(tǒng)。

內(nèi)容概要

　　系統(tǒng)科學是自然科學、社會科學與管理科學的共同的基礎科學?！陡叩葘W校教材·軟件工程·基于系統(tǒng)科學的系統(tǒng)分析與綜合》的目的在于學習“基于系統(tǒng)科學的知識模型（SSBKM）”在“系統(tǒng)分析與設計”方面的應用?！　∪珪跃W(wǎng)絡院校和超市為實例，指導和訓練學生以系統(tǒng)科學的哲學思維、原理和方法，以SSBKM去看待、揭示、分析和理解待分析、策劃和實現(xiàn)的系統(tǒng)，對系統(tǒng)做出合理的、科學的和本質(zhì)化的說明與“形式化”的描述——“基于系統(tǒng)科學的面向?qū)ο蟮拿枋觥?，給出能體現(xiàn)系統(tǒng)本質(zhì)真實映射的對象類集合及對象類結(jié)構(gòu)，它對“系統(tǒng)實現(xiàn)人員”是無縫的需求文檔。在學過信息技術(shù)基本課程基礎上，《高等學校教材·軟件工程·基于系統(tǒng)科學的系統(tǒng)分析與綜合》還指導學生運用所學的分散知識，以計算機技術(shù)對系統(tǒng)進行綜合（設計），給出系統(tǒng)綜合結(jié)果形式化描述和UML的“形象化”描述文檔，保證系統(tǒng)策劃與實現(xiàn)的可操作性?！陡叩葘W校教材·軟件工程·基于系統(tǒng)科學的系統(tǒng)分析與綜合》也將訓練學生對所策劃的系統(tǒng)進行Java對象類設計并予部分實現(xiàn)?！　　陡叩葘W校教材·軟件工程·基于系統(tǒng)科學的系統(tǒng)分析與綜合》面對的是以系統(tǒng)為工作和學習目標的信息、軟件和硬件、經(jīng)濟、工程、商業(yè)以及管理等相關(guān)領(lǐng)域的學習與工作者。

書籍目錄

第1篇 系統(tǒng)分析模型第1章 引言1.1 系統(tǒng)、系統(tǒng)科學、基于系統(tǒng)科學的系統(tǒng)分析1.2 系統(tǒng)分析與設計的基本模式1.2.1 模式圖1.2.2 系統(tǒng)分析的行為1.3 系統(tǒng)分析的責任1.4 系統(tǒng)分析方法的種類1.4.1 功能分解法1.4.2 數(shù)據(jù)流法1.4.3 實體關(guān)系法和信息建模法1.5 面向?qū)ο蠓椒ǖ囊?.6 面向?qū)ο蟮幕靖拍?.6.1 對象的基本性質(zhì)1.6.2 對象之間的關(guān)系1.7 面向?qū)ο蟮耐暾^程1.7.1 對象及其模板1.7.2 面向?qū)ο蟮耐暾^程1.7.3 面向?qū)ο蟮倪^程與對象模板的關(guān)系第2章 基于系統(tǒng)科學的知識模型2.1 系統(tǒng)科學的基本范疇2.2 基于系統(tǒng)科學的知識模型2.2.1 SSBKM的定義2.2.2 SSBKM的形式化描述2.2.3 SSBKM的模式2.3 過程集上的代數(shù)2.3.1 同一過程層上并行過程的描述方法2.3.2 過程集合上的代數(shù)2.4 對象集上的代數(shù)2.4.1 對象集上的無序多重積及無序多元關(guān)系2.4.2 對象集上的無序多多關(guān)系2.4.3 聯(lián)系元2.4.4 對象集的繼承與多態(tài)2.5 基于SSBKM的系統(tǒng)分析策略2.5.1 以SSBKM分析系統(tǒng)2.5.2 系統(tǒng)的本質(zhì)化階段2.5.3 認知心理的SSBKM例本章結(jié)語第2篇 基于系統(tǒng)科學的系統(tǒng)分析方法3章 系統(tǒng)分析階段3.1 系統(tǒng)、對象與SSBKM3.2 系統(tǒng)分析的階段3.3 基于系統(tǒng)科學面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析的基本原則第4章 對象系統(tǒng)（問題域）的分析過程4.1 揭示具體對象類4.2 揭示對象屬性4.2.1 揭示系統(tǒng)的屬性的策略和方法4.2.2 屬性的審查、篩選與新對象的揭示4.2.3 屬性的詳細說明4.2.4 揭示屬性的例子4.3 揭示對象的功能4.3.1 對象功能的類型4.3.2 揭示系統(tǒng)功能的策略4.3.3 系統(tǒng)功能的審查、篩選、調(diào)整與新對象的揭示4.3.4 功能的詳細說明4.4 揭示對象間的關(guān)系4.4.1 揭示對象間的“子裔關(guān)系”4.4.2 揭示對象間的組成關(guān)系（“整體部分”關(guān)系）4.4.3 獨立對象之間的關(guān)系4.5 問題域的面向?qū)ο蟊举|(zhì)化階段——對象系統(tǒng)的抽象4.5.1 問題域的類化4.5.2 人機關(guān)系的抽象4.5.3 揭示同領(lǐng)域所屬的各系統(tǒng)的共性——系統(tǒng)的復用與規(guī)范化問題第3篇 對象系統(tǒng)的本質(zhì)化——系統(tǒng)的綜合第5章 基于系統(tǒng)科學的系統(tǒng)的面向?qū)ο缶C合5.1 系統(tǒng)的對象類集的綜合5.2 系統(tǒng)的面向?qū)ο蟮膶傩缘木C合5.3 系統(tǒng)的面向?qū)ο蟮墓δ艿木C合5.3.1 SSBKM模型的關(guān)系單元（R（包括與B|C|H的關(guān)系）單元）的面向?qū)ο蠊δ艿木C合5.3.2 SSBKM模型的子元間關(guān)系單元Rsij的面向?qū)ο蠊δ艿木C合5.3.3 問題域的“主對象”和對“主功能”（總體功能）的綜合——線程交織網(wǎng)的建立、組織、管理和控制功能5.4 系統(tǒng)復雜結(jié)構(gòu)的面向?qū)ο蟮木C合5.4.1 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)5.4.2 “多多”關(guān)系的綜合5.4.3 多元關(guān)系的綜合5.4.4 子元間“消息傳遞”的綜合——元間關(guān)系的調(diào)派、管理與控制5.4.5 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)綜合的復雜性控制5.5 系統(tǒng)環(huán)境的面向?qū)ο缶C合5.5.1 人與計算機對象的關(guān)系5.5.2 問題域的系統(tǒng)界面第6章 網(wǎng)絡院校的面向?qū)ο笙到y(tǒng)綜合6.1 網(wǎng)絡院校系統(tǒng)的對象類集合的綜合6.1.1 網(wǎng)絡院校頂層子系統(tǒng)對象類集合6.1.2 網(wǎng)絡院校子系統(tǒng)間的“相關(guān)對象”與“聯(lián)系對象”6.1.3 網(wǎng)絡院校系統(tǒng)對象類集合的SSBKM模型分揀6.1.4 網(wǎng)絡院校系統(tǒng)對象類集的層次結(jié)構(gòu)6.2 網(wǎng)絡院校系統(tǒng)的面向?qū)ο髮傩缘木C合6.2.1 網(wǎng)絡院校系統(tǒng)的頂層屬性6.2.2 網(wǎng)絡院校的各層屬性6.3 網(wǎng)絡院校系統(tǒng)的面向?qū)ο蟮墓δ艿木C合6.4 網(wǎng)絡院校系統(tǒng)的面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)的綜合6.4.1 網(wǎng)絡院校子元間的實例聯(lián)系6.4.2 網(wǎng)絡院校子元間的信息傳遞關(guān)系6.5 網(wǎng)絡院校系統(tǒng)的面向?qū)ο蟮沫h(huán)境的綜合6.5.1 關(guān)于系統(tǒng)的人員環(huán)境6.6 網(wǎng)絡院校系統(tǒng)對象類結(jié)構(gòu)第7章 面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析文檔7.1 對象類的歸類——劃分“主題”7.1.1 主題的屬性與功能7.1.2 主題的揭示方法7.2 類圖7.3 對象類的詳細說明7.3.1 對象類間關(guān)系的處理策略——“一端說明法”7.3.2 對象類的詳細說明第8章 建模語言UML在系統(tǒng)分析與綜合中的應用8.1 UML概述8.2 UML的類模型8.2.1 UML的對象類8.2.2 鏈接與關(guān)聯(lián)8.2.3 UML的類之間的泛化與繼承關(guān)系——SSBKM的子裔關(guān)系B8.2.4 類間的聚合與組合關(guān)系——SSBKM的組成關(guān)系C8.2.5 包8.3 UML的狀態(tài)模型——SSBKM的P單元8.3.1 事件與狀態(tài)8.3.2 狀態(tài)圖與狀態(tài)模型8.4 UML的交互模型8.4.1 UML交互模型的用例模型8.4.2 UML交互模型的順序模型8.4.3 UML交互模型的活動模型8.5 UML與SSBKM附錄A SSBKM的描述凡例附錄B 超市對象集附錄C 基于系統(tǒng)科學的系統(tǒng)分析與綜合術(shù)語集參考文獻

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 引言本章通過介紹系統(tǒng)科學概念、系統(tǒng)分析的基本模型、系統(tǒng)分析的責任與系統(tǒng)分析的種類等，引出面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析方法；這為體現(xiàn)作為本書特點的基于系統(tǒng)科學的面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析與綜合提供了前提。1.1 系統(tǒng)、系統(tǒng)科學、基于系統(tǒng)科學的系統(tǒng)分析系統(tǒng)：實現(xiàn)（或表現(xiàn)）某種（些）共同功能的相互關(guān)聯(lián)的事物（或思想、方法）的整體。例如，神經(jīng)系統(tǒng)、電話網(wǎng)絡系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)、牛頓力學、人事管理系統(tǒng)、二進制等事物與方法都是系統(tǒng)。系統(tǒng)科學與控制論（systemsscienceandcybernetics）：系統(tǒng)科學的由來和發(fā)展尤其和近來發(fā)展的復雜性科學有關(guān)，例如人工智能、神經(jīng)網(wǎng)絡、動態(tài)系統(tǒng)、混沌及復雜的適應系統(tǒng)等。系統(tǒng)方法區(qū)別于通常的分析方法，在于它更強調(diào)系統(tǒng)成分之間的相互作用和聯(lián)系。系統(tǒng)科學認為，世間任何復雜多變的事物，總可以于其中找到某種組織，即都是具有某種組織的；組織內(nèi)的系統(tǒng)成分之間受制于某種規(guī)律；這種組織可以用各自不同的概念和原理來描述，盡管有時不能用大家所熟悉的概念與原理去解釋。綜上所述，所謂系統(tǒng)科學，就是以哲學與數(shù)學的抽象，去觀察、思考、分析、理解、描述和指導客觀世界中構(gòu)成系統(tǒng)的各個領(lǐng)域的；系統(tǒng)科學為自然科學、社會科學和管理科學提供了共同的基礎，它是一門交叉學科。信息系統(tǒng)：專指幫助人們工作，收集、存儲、管理和處理信息的系統(tǒng)。須知，任何系統(tǒng)都是以傳送物資、能量和信息來實現(xiàn)系統(tǒng)元素之間關(guān)系的，因此這里所說的信息系統(tǒng)，是指在系統(tǒng)中將物質(zhì)、能量、信息都抽象為信息，并對信息進行處理的系統(tǒng)。

編輯推薦

《基于系統(tǒng)科學的系統(tǒng)分析與綜合》由清華大學出版社出版。

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