第三章系统模 第一节概述 第节系统结构模型化技术 第正节主成分分析及聚类分析 铺四节状态空间模型 第五节系统工程模型技术的新进 2021/27
2021/2/7 1 第三章 系统模型与模型化 第一节 概述 第二节 系统结构模型化技术 第三节 主成分分析及聚类分析 第四节 状态空间模型 第五节 系统工程模型技术的新进
第一节概述 令一切客观存在的事物及其运动形态称为“实体” (即原型)。为便于实验、分析和预测,总是 先把所需研究的系统结构型态或运动形态变成 易于考察的形式,即转化为“模型”。 令一、系统模型定义 令1定义:系统模型是对现实系统(实体)的特 征及其变化规律的一种模仿、抽象或描述。 2021/2/7
2021/2/7 2 第一节 概述 ❖一切客观存在的事物及其运动形态称为“实体” （即原型）。为便于实验、分析和预测，总是 先把所需研究的系统结构型态或运动形态变成 易于考察的形式，即转化为“模型” 。 ❖一、 系统模型定义 ❖1.定义：系统模型是对现实系统（实体）的特 征及其变化规律的一种模仿、抽象或描述
说v系统的性是新方面的系统模型只是系统某 明杰质国性的描述,所以同一系或试题,模 令模型建立是以模型与原型之间的相似性为基础的, 这里的相似可以是外表的相似,内部结构的相似 或仅为功能的相似。 令模型可以是定量的,也可以是定性的,或是两者 的结合模型 2.系统模型的特征 令它是现实系统的抽象或模仿; 令它是由反映系统本质或特征的主要因素构成; 令它集中体现这些主要因素之间的关系。 2021/2/7
2021/2/7 3 ❖系统的属性是多方面的，系统模型只是系统某一 方面本质属性的描述，所以同一系统或试题，模 型不是唯一的； ❖模型建立是以模型与原型之间的相似性为基础的， 这里的相似可以是外表的相似，内部结构的相似 或仅为功能的相似。 ❖模型可以是定量的，也可以是定性的，或是两者 的结合模型。 2. 系统模型的特征 ❖它是现实系统的抽象或模仿； ❖它是由反映系统本质或特征的主要因素构成； ❖它集中体现这些主要因素之间的关系。 说 明 ：
3.使用系统模型的必要性 系统开发的需要。在开发一个新系统时,系统 尚未建立,无法直接实验; ◇经济性考虑。大型复杂系统直接实验价格昂贵; 安全性考虑。有些系统直接实验是很危险的, 有时根本不允许 令时间上考虑。社会、经济、生态系统,惯性大, 反应周期长 ◇系统模型易操作,分析结果易于理解。 2021/2/7
2021/2/7 4 3.使用系统模型的必要性 ❖系统开发的需要。在开发一个新系统时，系统 尚未建立，无法直接实验； ❖经济性考虑。大型复杂系统直接实验价格昂贵； ❖安全性考虑。有些系统直接实验是很危险的， 有时根本不允许； ❖时间上考虑。社会、经济、生态系统，惯性大， 反应周期长； ❖系统模型易操作，分析结果易于理解
、模型化的本质、作用及地位(见下页图) 1本质:利用模型与原型之间某方面的相思关 系,在研究过程中用模型来代替原型,通过对于 模型的研究得到关于原型的一些信息。 2作用:①模型本身是人们对客体系统一定程 度研究结果的表达。这种表达是简洁的、形式 化的。②模型提供了脱离具体内容的逻辑演绎和 计算的基础,这会导致对科学规律、理论、原理 的发现。③利用模型可以进行“思想”试验。 3地位:模型的本质决定了它的作用的局限性。 它不能代替以客观系统内容的研究,只有在和对 客体系统相配合时,模型的作用才能充分发挥。 2021/2/7
2021/2/7 5 二、模型化的本质、作用及地位（见下页图） 1.本质：利用模型与原型之间某方面的相思关 系，在研究过程中用模型来代替原型，通过对于 模型的研究得到关于原型的一些信息。 2.作用：①模型本身是人们对客体系统一定程 度研究结果的表达。这种表达是简洁的、 形式 化的。②模型提供了脱离具体内容的逻辑演绎和 计算的基础，这会导致对科学规律、理论、原理 的发现。③利用模型可以进行“思想”试验。 3.地位：模型的本质决定了它的作用的局限性。 它不能代替以客观系统内容的研究，只有在和对 客体系统相配合时，模型的作用才能充分发挥
模型化 实际系统 模型 比较 实验、分析 解释 现实意义 结论 系统模型(化)的作用与地位 2021/2/7
2021/2/7 6 实际系统 结论 模型 现实意义 模型化 实验、分析 解释 比较 系统模型（化）的作用与地位
、系统模型分类 ◇(一)按与实体的关系系统模型可分为: 1形象模型(实体与比例模型) 令这种模型保留着实体的外形特征,仅在尺度上成比例 的改变。 2模拟模型 ◆根据相似系统原理,利用一种系统代替或近似描述另 种系统,前者为后者的模拟模型 3数学模型 令用各种数学符号、数值描述工程、技术、管理、经济 等有关因素及它们之间数量关系的模型。包括网络模 型、图表模型、逻辑模型和解析模型 2021/2/7
2021/2/7 7 ❖（一）按与实体的关系系统模型可分为： 1 形象模型（实体与比例模型） ❖这种模型保留着实体的外形特征，仅在尺度上成比例 的改变。 2 模拟模型 ❖根据相似系统原理，利用一种系统代替或近似描述另 一种系统，前者为后者的模拟模型。 3 数学模型 ❖用各种数学符号、数值描述工程、技术、管理、经济 等有关因素及它们之间数量关系的模型。包括网络模 型、图表模型、逻辑模型和解析模型。 三、系统模型分类
模型 技表达形式 技模型巨的 技系统忤性 静连|微 线‖确 态‖续观 形|定 概‖数物结计‖评‖顸 和 和|和 念学理能构划价|测 和 动 和 安/非 非 模|模‖模‖模‖模|模‖模‖模 型型|型型‖型型|型型 态散 观//线 确 模‖模|模 形定 型|型型 模‖模 型|型 2021/2/7
2021/2/7 8
物理模型 数学模型 现实系 形模文网图逻|解 象|拟字络表辑析 模模模模模模□模 统型|型型型型|型|型 研究的速度 现实性 增加 减少 变化方便性 建模费用 抽象性 建模时间 然模型的分类及特征比较 2021/2/7 9
2021/2/7 9 现 实 系 统 形 象 模 型 模 拟 模 型 文 字 模 型 网 络 模 型 图 表 模 型 逻 辑 模 型 解 析 模 型 物理模型 数学模型 研究的速度 变化方便性 抽象性 现实性 建模费用 建模时间 增加 减少 系统模型的分类及特征比较
例如:基于NET的网上商店Web程序设计和实例开发 概念数据模型(1) 用户名 真名 密码人问题答案人性别人住址人 E-mail人邮编 用户编号 密码提示问题 用户 订单号 m 订购数量 帐户余额 订购 订购时间 订购价格 产品 购物车号 商品编号人商品名人价格人内容人类别 被浏览数 2021/2/7 前台上模型(体-联系模型 10
2021/2/7 10 产品 商品编号 商品名 价格 内容 类别 被浏览数 用户 订购 m n 用户编号 用户名 密码 性别 住址 E-mail 邮编 密码提示问题 真名 问题答案 订单号 订购数量 订购时间 订购价格 购物车号 帐户余额 被浏览数 概念数据模型（1）： 前台E-R模型(实体-联系模型) 例如：基于.NET的网上商店Web程序设计和实例开发