第3章_系统建模与系统分析
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UML系统建模基础教程课后答案第一章面向对象设计与UML1.填空题(1)UML(2)封装继承多态(3)继承(4)瀑布模型喷泉模型基于组件的开发模型XP开发模型2.选择题(1) C(2) A B C D(3) A B C D(4) A B C(5) A3.简答题1.试述对象和类的关系。
(1)类是具有相同或相似结构、操作和约束规则的对象组成的集合，而对彖是某一类的具体化实例，每一个类都是具有某些共同特征的对象的抽象。
类与对象的关系就如模具和铸件的关系，类的实例化结果就是对象，而对一类対象的抽象就是类.类描述了一组有相同特性和相同行为的对象。
第二章UML通用知识点综述1.填空题(1)依赖泛化关联实现(2)视图图模型元素(3)实现视图部署视图(4)构造型标记值约束(5)规格说明修饰通用划分2.选择题(1) D(2) C(3) A(4) A B(5) D3.简答题(1)在UML中面向对象的事物有哪几种？在UML中，定义了四种基本的面向对象的事物，分别是结构事物、行为事物、分组事物和注释事物等。
(2)请说出构件的种类。
构件种类有：源代码构件、二进制构件和可执行构件。
(3)请说出试图有哪些种类。
在UML中主要包括的视图为静态视图、用例视图、交互视图、实现视图、状态机视图、活动视图、部署视图和模型管理视图。
(4)请说出视图和图的关系。
视图和图是包含和被包含的关系。
在每一种视图中都包含一种或多种图。
(5)请简述UML的通用机制。
UML提供了一些通用的公共机制，使用这些通用的公共机制(通用机制)能够使UML在各种图中添加适当的描述信息，从而完善UML的语义表达。
逋常，使用模型元素的基本功能不能够完善的表达所要描述的实际信息，这些通用机制可以有效地帮助表达，帮助我们进行有效的UML 建模。
UML提供的这些通用机制，贯穿于整个建模过程的方方面面。
前面我们提到，UML的通用机制包括规格说明、修饰和通用划分三个方面。
第三章Rational统一过程1.填空题(1)角色活动产物工作流(2)逻辑视图过程视图物理视图开发视图用例视图(3)设计开发验证(4)二维(5)周期迭代过程里程碑2.选择题(1) A B C D(2) A C D(3) A C D(4) A B C(5) A B C D3.简答题(1)请描述迭代过程有几个阶段。
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难题之二
❖ 开发人员与用户之间存在着专业知识的鸿沟。俗话讲，隔行如隔山， 专业知识的壁垒构成了开发人员与用户间的沟通障碍。然而，开发活 动恰恰要求必须由用户来确认系统分析说明的准确性和完整性，必须 确保开发人员完整、准确地理解了用户心目中对新系统的真实要求。 开发人员也必须努力准确理解和表述用户的需求，因此，这个阶段的 活动难度非常大。
与计划
划的制订
含计划） （或签协议、订合同）
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4.2 系统分析的内容与主要活动
活动名称
目标
关键问题
主要成果 （产品）
管理决策
3
现行系统调查
详细调查现行系统 的工作过程，建立 现行系统的逻辑模 型，发现现行系统 存在的主要问题。
现行系统的结构业 务流程和数据的详 细分析，确认存在 的问题（结构化遍 历3W+1H）
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4.2 系统分析的内容与主要活动
系统分析的基本内容： 系统分析阶段需要对管理信息系统的下列问题进行调研和分析：
（1）确定新系统的目标。 （2）系统的总体结构描述。 （3）子系统功能描述： （4）子系统数据分析： （5）数据输入输出描述： （6）确定技术性能指标，包括可靠性、安全保密性、适用性、可维护性和可移
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本章内容
❖ 4.1系统分析的目标 ❖ 4.2系统分析内容和主要活动 ❖ 4.3需求分析的重要性 ❖ 4.4系统分析面临的主要问题 ❖ 4.5系统分析相关概念 ❖ 4.6建模 ❖ 4.7 需求分析说明书的编写
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4.1 系统分析的目标
❖ 系统分析、系统设计和系统实施构成系统开发周期的三个主要阶段。 系统分析是开发人员和用户共同参与的一项活动。这一阶段的主要任 务是充分挖掘和理解用户对新系统的要求，并将其明确表述成一份书 面资料。这份资料的主要内容就是新系统的逻辑模型，这就是系统分 析说明书，又称用户需求说明书。
第三讲 系统建模与系统分析
2、数学是各门科学的基础和工具
各门科学都在走向精确化、数学化、计算机化。各门科学都 离不开数学，数学是各门科学的基础。
3、有许多科技领域是主要植根于数学家的 理论贡献的。
英国数学家Turing与通信密码 二战） 英国数学家Turing与通信密码（二战） 与通信密码（ 数学家Shannon（1948） 数学家Shannon（1948）与《通信中的数学理论》 通信中的数学理论》 数学家Wiener（1935、1948） 数学家Wiener（1935、1948）与控制论 数学家Bellman, Kalman与现代控制论 数学家Bellman, Kalman与现代控制论 钱学森（1954） 钱学森（1954）与《工程控制论》 工程控制论》 中国科学院数学所成立控制论研究室（1960） 中国科学院数学所成立控制论研究室（1960）
关于数学科学研究的报告（ 关于数学科学研究的报告（数学的实践与 认识，NO。 1988） 认识，NO。2，1988）
一、数学的地位与作用
1 、 数学是研究现实世界中的空间形式与数量关 系的一门科学
空间形式是一门技术 现实世界 数学的高度抽象性，决定了它的应用广泛性。 数学的高度抽象性，决定了它的应用广泛性。 RADON（1917）变换-------CT RADON（1917）变换-------CT
系统建模既是一种技术又是一种艺术！是 一种创造性劳动. 一种创造性劳动.
1. 系统建模应遵循的原则
（1）切题（抓住主要矛盾） 切题（抓住主要矛盾） 清晰（关系、结构） （2）清晰（关系、结构） （3）精度要求适当 （4）花费要少
2. 建模的主要方法 (1)推理法（“白箱”问题） (1)推理法 推理法（ 白箱”问题） (2)实验法（“黑箱”或“灰箱”问题） (2)实验法 实验法（ 黑箱” 灰箱”问题） (3)统计分析法（“黑箱”问题） (3)统计分析法 统计分析法（ 黑箱”问题） (4)混合法 (4)混合法 (5)类似法（相似模型） (5)类似法 相似模型） 类似法（
系统建模与分析
计算机模型的优点：
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3.1.2系统模型的分类
表3.1.1 列出了系统模型的部分分类方法
分类原则 模型种类
抽象、实物 形象、类似、数学 观念性、数学、物理 理论、经验、混合 结构、性能、评价、最优化、网络 静态、动态 黑箱、白箱、 通用、专用 确定性、随机性、连续型、离散型 代数方程、微分方程、概率统计、逻辑
使用年数小于 1 年的冰箱数等于该年内所购新冰箱数，即
x ( k 1 ) u ( k ) 0
综合上面的分析可以得到如下的模型
k1 ) 0 0 0 k) 1 0 x x 0( 0( 0 0 0 x ( k 1 ) x ( k ) 1 0 0 1 x k1 ) 0 0 x k)0u (k) 2( 10 2( x (k) 0 x (k1 0 ) 0 0 n 1 n n
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3.1.4系统建模的原则
1. 抓住主要矛盾；
2. 清晰； 3. 精度要求适当； 4. 尽量使用标准模型。
22Βιβλιοθήκη 3.2系统建模的主要方法针对不同的系统对象，可用以下方法建造系统的数学模型：
主 要 建 模 方 法
• 推理法——对白箱S • 实验法——对允许实验的黑箱或灰箱S • 统计分析法——对不允许实验的黑箱或灰 箱系统 • 类似法——依据不同事物具有的同型性， 建造原S的类似模型。 • 混合法——上述几种方法的综合运用。
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建模的主要方法
图解法：
90
x2
最优生产计划为： A产品：20公斤 B产品：24公斤 最大获利为42800元
60
30
目标函数等值线： Z=7x1+12x2 0
学生成绩管理系统的建模与分析
7. 收获和体会
最常用的UML图包括:用例图，类图，顺序 图,状态图,活动图等，对我们来说最大的 收获就是自己动手实践进行UML统一建模,
掌握了面向对象UML统一建模语言
实现了"学生成绩管理系统"的设计和建模
随着教育信息化的不断深入，学校对学生成绩的管理需求日益增加 学生成绩管理系统必须能够处理大量的学生数据，提供快速的成绩录入、查询、修改和删 除功能 同时，系统还应当能够进行成绩的统计分析，为教师、学生和教务管理人员提供决策支持
功能需求主要包括 (1)学生拥有唯一的个人账户及密码 (2)教师对学生的成绩进行录入，查看学生的成绩 (3)教学管理员可以修改教师基本信息，修改学生基本信息，添加教师基本信 息，添加学生基本信息，删除教师基本信息，删除学生基本信息 对学生的成绩进行修改、删除
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3.1 定义系统对象类
3.1 定义系统对象类
01
(1)学生类
02
(2)课程类
03
(1) 教师类
04
(2) 成绩类
05
(3) 系统管理员
类
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3.2界面类
3.2界面类
(1)类MainWindow MainWindow是系统的主界面 (2)类studentDialog 界面类studentDialog是进行操作"添加学生"、"修改学生"或"删除学生"时所需的对话框
2.3.2 成绩录入的活动图
若成绩无效，系统会提示错误并要求重新录 入 有效则进入下一步 系统将录入的成绩数据保存至数据库，并可 能同步更新学生的总评成绩 成绩录入完成后，用户可以选择继续录入其 他课程的成绩或者退出成绩录入界面 整个成绩录入活动最终在所有操作结束后终 止于"结束"节点
第三章二自由度系统
二自由度系统振动 / 不同坐标系的运动微分方程
以汽车的二自由度振动模型为例
汽车板簧以上部分被简化成为一根刚性杆，具有质量m和绕质心 的转动惯量Ic。质心位于C 点。分别在A点和B点与杆相联的弹性 元件k1、k2为汽车的前，后板簧。
若系统有 n 个自由度，则各项皆为 n 维矩阵或列向量
二自由度系统振动 / 运动微分方程
式中：
[M
]
m11 m21
m12
m22
m1
0
0
m2
[K
]
k11 k 21
[C]
c11 c21
k12
k
22
k1 k2
k2
c12
c22
2 ET x1x1
2 ET x12
m1
m12
2 ET x1x2
2 ET x2x1
m21
0
m22
2ET x2x2
2 ET x22
m2
[M
]
m11 m21
m12
m22
m1
0
0
m2
二自由度系统振动 / 能量法
(t ) (t)
如同在单自由度系统中所定义的，在多自由度系统中 也将质量、刚度、位移、加速度及力都理解为广义的。
系统建模与系统分析
第三章系统建模与系统分析( System Modeling & System Analysis )1、系统建模及其方法2、系统分析及其方法目的：了解系统模型及建模方法掌握系统分析的基本方法3.1 系统模型第三章系统建模与系统分一、系统模型的定义与特性1.定义系统模型是对一个系统以某种确定形式( 文字、符号、图表、实物、数学公式等)进行描述、模仿和抽象，它反映系统的物理本质与主要特征。
..同一个系统根据不同的研究目的，可以建立不同的系统模型..同一个模型可以描述不同的系统。
2.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的；..它集中体现了这些主要因素之间的关系。
例3-1 ：耐用消费品新旧更替模型研究国家某类耐用消费品(冰箱、洗衣机等)拥有情况。
假设家庭购买新冰箱并一直使用到其损坏或者报废。
故任一时刻，全国有一个用了不同时间的冰箱拥有量的分布。
.假定以一年为单位考察不同使用年限的冰箱的拥有量。
.任何已使用了i年的冰箱至少还能使用一年的概率为仇.假设冰箱的最长寿命为n 年.第k 年新购买的冰箱数目为u(k).、为什么要用系统模型..经济、方便、快速、安全..可以对“思想”或“政策”试验..可以导致对科学规律、理论、原理的发现。
..系统模型的作用是局限的实际系统模型模型化实验、分析比较现实意义解释结论三、系统模型的分类1. 按模型的形式分类实体、比例、模拟模型解析、逻网络、图物理模型概念模型数学模型任务书、说明书技术报告物理模型数学模型物理模型数学模型概念模型网络模型图表模型逻辑模型解析模型比例模型模拟模型实体模型系统增加研究的速度现实性减修改的方便性建模时抽象性建模费2. 按其它方式分类按相似程度分同构模型同态模型按结构特性分形象模型模拟模型符号模型数学模型启发式模型按对对象的了解程度分白箱模型黑箱模型灰箱模型四、数学模型的优势数学模型——使用最广泛的模型..定量分析的基础；..它是系统预测和决策的工具..它可变性好，适应性强，分析问题速度快、省时、省钱，便于计算机处理。
系统建模与系统分析详解课件
第三章
如今，兰德公司的研究范围已从最初的 军事、外交事务扩大到经济、交通、通 讯等公共事务的各个方面。系统分析方 法也从改善武器装备系统，走向了经济 管理、社会发展等各个域。
第三章
3.3.1 系统分析的定义
目前对于系统分析的解释有广义与狭义之分。 广义的解释是把系统分析作为系统工程的同义 语，认为系统分析就是系统工程。 狭义的解释是把系统分析作为系统工程的一个 逻辑步骤，系统工程在处理大型复杂系统的规划、 研制和运用问题时，必须经过这个逻辑步骤。
第三章
步骤
明确 问题
确定 目标
探索 建立模型 方案
优化或 仿真 分析
系统 评价
Y
决策 （分析）
N
第三章
案例: 企业与系统管理案例—— 海尔OEC管理法
O—Overall；E—Everything， Everyone ，Everyday； C—Control and clear
OEC—全方位地对每个人每一天的所做的每 件事进行控制和清理，即“日事日毕，日 清日高”，总账不漏项，事事有人管，人 人都管事，管事凭效果，管人凭考核。
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。
第三章
3.1.2 使用系统模型的必要性
人类认识和改造客观世界的研究方法，一 般来说主要有三种，即实验法、抽象法、模 型法。
第三章
三种系统研究方法对比
实验法 抽象法
模型法
目标
发展能源
手段 目标
发展能源生产
开发新能源 节能
手段 资源 基地 目标 勘探 建设
运输
太生 阳物 能能