系统工程导论(陈宏民版)--课后习题答案
第一章《序言》习题与思考
1．从系统工程产生的背景的描述中，你认为系统工程主要适用于研究、处理、解决哪类问题？这些问题有什么特征？
【答案要点】
（1）对从系统工程产生的历史背景进行描述，如：从其发展的必要性、社会经济角度以及科学技术发展等方面描述。
（2）从描述中得出它成为研究、分析和处理复杂系统问题最有效的理论、方法和工具。
（3）这些问题的基本特征是由很多政治、经济、社会、技术、环境等熔合一起，且规模大、关系复杂、因素众多、目标多样，需要用多种理论和知识、技术综合集成的方法去解决。
2．从推动系统工程发展的主要理论看，你认为要研究、处理、解决复杂系统问题还要哪些科学技术的支持？
【答案要点】
研究、分析、解决系统问题除了需要运筹学、控制论、一般系统理论等基本理论的支持，还需要信息论，耗散结构理论、协同理论、突变论以及现代控制论、计算机科学、信息技术等相关学科，且后三者使系统工程的实际应用成为现实。
3．从我国古代朴素系统观的应用案例的介绍中，你认为这些案例中主要体现了什么样的系统观念？
【答案要点】
结合案例（孙子兵法、都江堰水利工程、丁谓修复皇宫、冶炼等）可知我国古代朴素系统观念是从系统整体出发，对不同层次以及系统与环境进行全面地分析，从而解决问题。
4．请你谈谈钱学森对中国系统工程做出了哪些杰出贡献。
【答案要点】
钱学森对我国系统工程的发展贡献是：
（1）创建第一个运筹学研究小组，并把它作为其组建的中国科学院研究所的组成部分；
（2）创建第一个军事研究机构，开辟系统科学面向我国武器装备规划的新领域；
（3）在其指导下，许多计划和工程部门按照技术上和组织上的各种时序联系和逻辑联系的计划流程图，运用数学方法进行计划和工程的分析预测，分清主次，明确关键，寻求人才资源和物资资源利用的最优方案；
（4）他积极建议我国军事部门将系统工程原理和方法，作为我军不断向现代化迈进的重要手段；
（5）在他古稀之年，发表一系列关于系统科学的学术演讲；
（6）在其倡议和指导下，我国运用系统科学的理论与方法对我国的经济建设与社会发展做出了科学的预测和研究；
总之，钱学森对系统科学最重要的贡献是发展了系统学和开饭的复杂巨系统的方法论。
5．请你谈谈系统工程在我国国民经济发展中的作用。
【答案要点】
在我国社会经济发展中存在学多发展中的问题，这些问题错综复杂，外部环境变化多端，在定性分析的基础上，如果不进行定量研究和仿真试验，就难以得到解决问题的可操作方案，难以为决策者提供可行的建议，而定量分析和仿真试验是系统工程强项，因此，用系统工程思想、方法去分析、研究、处理、解决上述问题是非常奏效的。
6．与一般管理技术相比，你认为系统工程在管理中有哪些特长？
【答案要点】
结合自己的理解，从系统工程的主要特点进行分析、作答。
第二章《系统与系统工程》习题与思考
1．专家们从不同角度对系统进行定义，你认为组成一个系统应有哪些要点？并举例说明这些要点。
【答案要点】
系统的概念应该包括这三层含义：
（1）它包括两个或两个以上的元素，这些元素可以称为要素、部分或者子系统。如一个家庭自然包含所有的成员。
（2）它的元素之间存在着各种简单或者复杂的关系或联系。比如在家庭这个系统中，有的家庭中的丈夫是大男子主义，而另一些则是妻子顶起半边天，还有些孩子是至高无上的，我些关系的差异显然会影响系统的性质和表现，所家庭之间也千差万别。
（3）它所有元素与全部关系综合而成的有机整体或称为有机统一体。比如一个成品仓库，如果我们只讨论成品数量，那是个集合问题，但当我们把这个仓库的管理与仓库库库存一起考虑分析时，我们才是在讨论一个系统问题。
2、叙述一般系统与有人参与的系统，或者说与人造系统的主要区别，并举例说明。
【答案要点】
一般系统与人造系统的区别是：
一般系统强调两个以上因素和这些因素之间的关联，而人造系统从管理的角度进行分析和研究的，强调的是系统的目的性和系统的特定功能。
例如能源系统的目的是为人们的生活、生产服务；它有如下的过程：能源勘测、能源开采、能源运输、能源转换、能源使用、环境保护等；这些过程的相互影响、相互依存、相互制约、如勘探量多少对开采量产生影响，能源勘探、开采、运输、转换以及使用过程所使用的设施的技术水平对环境保护产生影响等，环境的好坏又影响经济的发展，影响能源系统地投入，直接影响能源系统的开发；所有的能源过程都必须遵照国家、地方的法律法规和能源政策，以及遵循自然规律，也就是说所有的过程运作都必须在上述规则下进行，并且形成有序的能源系统整体。
3、系统与系统要素、与系统元素的关系如何？要素与元素有差别吗？请举例说明探明之间的关系与差别。
【答案要点】
系统与要素之间的关系是：
总的来说，系统的功能和目标是通过每个要素的作用的正常哈会儿得以有效实现的。其具体是：
(1)系统，尤其人造系统的每一个要素围绕系统的目标都具有特定的功能，完成系统指定的功能是每个要素的首要任务。比如一个球队的各个成员都具有特定功能，都承担相应的职责，各自发挥作用，否则难以达到其发展目标。
(2)在任何系统中，每个要素完成其系统指定功能的能力都将影响整个系统的性质和行为。如球队教练，球员职业精神以及能力都将影响球队作战能力。
(3)系统中任何要素对系统的影响都依赖于其它要素的性质和行为，如一流的教练员和有特长的球员对球队都将产生影响，但作用的效果取决于球队中各成员的素质和配合程度以及球队的规章制度与执行力度。
(4)要素与系统是对立统一的，它们既相互联系又相互区别，表现在系统与要素的性质不同、层次地位不同、发展规律不同，如军人与军队，球员与球队，学生和学校。
(5)系统和要素存在着功能的转化，要素的功能可以通过系统的结构与法则作用转化为系统的功能，系统的功能也可能有某些要素分担，如军人的科学知识、操作技能等通过军队系统的建制、指挥程序等转化为军队的作战能力，当然，军队的特殊功能可能又某些军人来承担。
(6)系统和要素是相对的，如某地区一家集团公司，它由十几家公司所组成，而每家公司都有自己的企业或小公司所组成，于此系统概念是相对。
元素与系统、要素的区别是：
(1)元素是系统的组成部分，但本质特征是具有基原性，相对于给定的系统他是不能也无需再细分的最小组成部分，元素不具有系统性，不讨论其结构问题。
(2)子系统进行分析时，不需要，有时也不可能对元素在进行细分，如一个企业的生产问题，企业由不同的部门所组成，不同部门由功能不同的小组所组成，每个小组由不同的人组成，人是企业系统的元素，不必要也不可能对人进行细分。
4、系统有许多基本性质，请举例说明系统整体性、涌现性、层次性和成长性，以及系统整体性与系统涌现性的差别。
【答案要点】
整体性：任何一个系统都是由不同要素依据一定逻辑要求构成的整体，而决不是这些要素的简单凑合，或者说这些这些要素的不相关的堆积。如球队各球员
不仅打好自己的位置，还要有很好的合作精神和默契的相互配合能力，如果把每位置表现最佳，但平时不曾在一起训练的球员组成一个球队，其不一定是最好的，原因是各人没有很好的默契和合作，所制定的战略战术与各个位置队员所具有的能力是否匹配，对是否能够充分发挥球队整体作战能力是至关重要的。
涌现性：它表现在系统整体功能质的差异，即各部分结合组成一个整体后，就会产生整体具有而各个部分原来没有的某些东西。如“三个诸葛亮，顶个诸葛亮”。
层次性：任何一个系统都可以在空间或时间上进行初步分解，分成次级、次次级等分系统、子系统、直至元素，形成一系列的排列次序。如行政系统的典型金字塔结构。
成长性：任何系统都是从无到有，从小到大，经历孕育期、诞生期、发展期、成熟期、衰老期和更新期。如一个企业的发展，从诞生、发展到成熟，如果不在产品技术、产品市场方面不断改进、完善，或开辟新领域，那么就将面临破产倒闭的结局。
整体性与涌现性的区别是：前者放映系统要素与系统整体功能数量上的差异，而后者表现在质的差异，即涌现出系统没有的功能和性质。
5、什么是开放系统？系统为什么开放？
【答案要点】
开放系统指的是与外界环境至今存在着物质的、能量的、信息的流动与交换的系统。
因为系统开放是动态的，“活的”，系统由封闭走向开放，就可以增强活力，焕发青春。
6、在实际问题中如何区分系统与环境？为什么要重视系统的环境？
【答案要点】
系统之外的一切与它相关的事物的集合，我们可以通过此来区分系统和环境。系统环境是系统生存的土壤，环境的复杂性是造成系统复杂性的重要根源。只有适应环境的系统才能生存，只有良好的环境才能促进系统健康地发展。
7、什么是闭环系统？它与封闭系统有什么区别？
【答案要点】
闭环系统是具有反馈的系统，反馈是在开放系统出现的，所以前者是开放系统，因此它与封闭系统的区别是：系统与环境之间是否存在着物质的、能量的、信息的流动与交换，若存在是开放系统，不存在是封闭系统。
8、请举例说明系统结构、系统功能与系统环境三者之间的关系？
【答案要点】
系统之外的一切与它相关联的事物的集合称为该系统的环境。系统环境只能是相对的意义上确定。任何系统都是在一定的环境中产生的，又在一定的环境中运行、延续、演化，不存在没有环境的系统。
系统功能与系统结构之间存在十分密切的关系。一般而言，构成系统结构的要素不同，系统的功能便不同；构成系统的要素相同，但连接方式、排列次序不同，系统的功能也不同。但是在某些特定场合，构成系统的要素与结构不同，也可获得相同的功能。
另外，由于环境不同同一结构的系统可以有不同的功能，功能是系统在外部环境作用时表现出来的，环境不同，功能当然不同。
9、系统目标是系统研究的主要内容，请举例说明系统目标的多样性和多样性目标的重要性不同。
【答案要点】
系统目标是多样性的，如经济的、社会的、技术的目标，这些方方面面的目标组成了系统的目标体系；且各子目标的权重不一样，即重要性不一样，或者是对总目标的贡献不一样，对管理者来说，了解目标体系中各子目标的权重有利于工作重点地选择。其次，随着时间的推移，领域的变化，各子目标的权重也是变化的，这与系统的发展性相对应，除了系统发展本身因素之外，权重变化外在原因是环境发生了变化，或者说人们的价值观发生了变化。第三，系统近期、中期和远期的系统目标不仅权重是变化的，有时目标体系也会发生变化，即增加和减少某些方面的指标。
10、由于系统工程研究者从事不同领域的研究工作，导致对系统工程的定义相差较大，你是怎样理解系统工程的？
【答案要点】
我们可以这样来理解系统工程：
（1）从运用系统工程方法处理问题的基本原则方面
（2）从系统工程的研究对象
（3）从系统工程要解决问题的手段
（4）从系统工程研究要达到的目的
我们可以从以上四合方面理解系统工程有广义和狭义之分，广义系统工程系统是指开发和改造系统的规划、计划、设计、研制、生产、安装、运行等阶段所涉及的思想、程序、方法等的总和。狭义系统工程是指对系统进行分析、综合、仿真、优化等比较理性的技术。
11、系统工程的特点是什么？它与其他学科的关系如何？
【答案要点】
系统工程的特点是：
(1)从运用系统工程方法处理问题的基本原则方面，是把研究对象作为一个系统，从整体性角度去分析、组织和管理它。
(2)从系统工程的研究对象来说，可以具有普遍意义的系统，尤其是大规模复杂系统，复杂系统的研究更能体现出系统工程的优势。
(3)从系统工程要解决问题的手段来看，是以软为主，软硬结合。
(4)从系统工程研究要达到的目的来说，无非是使系统达到“最优的开发、最优的设计、最优的管理和最优的运行”。
系统工程与其他学科的关系：
系统工程的产生与发展除了在哲学、系统科学等方面获得思想方法的源泉以外，同时也因为分析和处理各类系统的相关理论和技术的诞生和成熟得到支持，如运筹学、控制论、信息论、计算机科学和信息技术等学科的支持。它的理论基础主要是自然科学、社会科学和工程技术。
12、为什么说“城市交通问题是一个系统工程问题”？
【答案要点】
以优先发展公共交通为例，发展公共交通是一个系统工程，不仅仅包括软件管理，就是城市的交通组织、城市的交通管理、市民的参与、城市交通的合理引导。同时，它还包括很多硬件建设。比如说城市道路的设计、城市道路设施的完善情况，有一些城市的道路不完善，交通组织也有困难。
13、为什么说因特网是一个开放的复杂巨系统？
【答案要点】
复杂系统表现出具有很多层次，而且每个层次都呈现系统的复杂行为；甚至可能还有意识活动参与到系统中。进入21世纪，网络技术的高速发展，使物理世界中涉及政治、军事、经济、文化、外交、安全关系和利益的全球化、多级化的复杂的世界格局，已经全面映射到开放的互联网体系中，由此形成了一个社会、技术一体化的复杂巨系统！其表现是不仅构成因特网的子系统非常多，还表现出系统中的层次很多，有的层次结构及运行规律尚不十分清楚，或很不清楚，系统的功能和行为决不是各子系统功能和行为的简单叠加或复合。
14、社会经济系统是最复杂的系统之一，要对它进行研究需要了解它的特点，请举例说明社会经济系统的主要特点。
【答案要点】
社会经济系统的主要特点：
(1)遵循因果规律。如地区的文明程度建设，它不仅与地区经济发展有关，与地区的教育、文化传统、生活习惯有关，还与当地居民的素质密切相关，故若要进行分析建设则要弄清楚这些因素的因果关系。
(2)具有多重反馈。如人口总数的增加，使劳动人口数量增加，相应的GDP 增加，GDP的增加课时科学教育费用增加，导致人们受教育水平升高，从而提高人们对计划生育的认识，减少计划外生育，使人后增加量降低。
(3)存在反直观性。如烟酒的价格问题，因为烟酒的生产和销售采用许可证支部，根据正常的推理，烟酒价格的提升意味着国家税收的提升，但如果超出太多，消费者则会采取不同的对策（如戒酒、戒烟或降低消费量等），如果不能正确预测这些对策的后果，只是根据常规的思维去计算改政策的效果，那么该政策的后果可能大大超出人们的预想。
(4)具有较强的非线性特征。如社会经济系统的战略、规划和计划的研究，如何合理的安排开放、治理资金，如何合理安排工业、农业、交通的投资比例，如此个元素之间呈现出非线性关系。
（5）存在时滞效应。如“十年树木，百年树人”就是很好地体现。
（6）存在大惯性。如“习惯势力”。
（7）不适合做直接试验。如青少年的教育问题，不能把青少年作为实验对象，探讨不同教育方法的效果，更不能从个别案例出发，推行某种所谓有效的青少年教育方法。
（8）因果有时在空间上是分离的。如“治湖先治江，治江先治山”的策略就是充分考虑因果空间分离的情况提出的。
15、什么是科学发展观？它与系统工程有什么关系？
【答案要点】
科学发展观就是坚持以人为本，树立全面、协调、可持续的发展观，促进经济社会和人的全面发展。可以科学发展观的特点阐述与系统工程的关系。
第三章《系统工程方法论》习题与思考
1．处理复杂系统问题，研究人员应具备哪些基本观点？并叙述这些观点的主要内容。
【答案要点】
研究人员应具备的基本观点：
（1）整体观点：是把系统内部所有要素看成一个整体，整个系统要对所有的子系统之间的关系进行调节，充分发挥子系统的能动作用，要把系统和环境看成一个整体；
（2）综合观点：是指人们在研究问题时要综合考虑系统的方方面面，协调各要素之间的关系；
（3）层次观点：是指处理复杂问题时要抓住主要矛盾，抓住主要矛盾的主要方面；
（4）价值观点：是指人们在设计系统时，应该考虑系统的投入与产出；
（5）发展观点：是指人们在解决和处理问题时，不能用静止的眼光去看事物。
2、当一个企业遇到困难时，某些企业领导人往往会产生甩包袱的想法，即辞退职工以减轻企业负担，你能否用系统的基本观点来分析这种做法？
【答案要点】
这种作法违背了系统基本观点中的整体观点和综合观点。作为一个企业应该综合考虑系统内部的各种因素的相互作用，努力协调使之发挥最大的能动效应。
3、当你碰到一大堆问题是，你将如何应对？并举例说明。
【答案要点】
人们在处理一大堆复杂的系统问题时，应该要有辨证唯物主义的思想和对立统一的思想，抓住主要矛盾是最主要的方法之一，另外还要学会整体观点、层次观点和综合观点等。
4、为什么要研究方法论？它对人们研究、思考、处理问题有什么作用？
【答案要点】
方法论告诉人们如何去组织、计划、设计和实施问题的研究，但不能详细说明如何进行一项具体的个别的研究，因为每一项研究都有其特殊性。针对硬系统，霍尔提出了三维结构理论，对于软系统，切克兰德提出了调查学习模式，而对于与人关系密切的社会经济系统，顾基发教授提出了物理—事理—人理方法等。
5、霍尔系统工程方法的三维结构是什么？逻辑维包括哪些步骤？
【答案要点】
霍尔系统工程方法的三维结构是专业维、时间维、逻辑维。
逻辑维包括规划阶段、计划阶段、研制阶段、生产阶段、安装阶段、运行阶段和更新阶段
6、霍尔系统工程方法与切克兰德的系统工程方法有什么不同？请举例说明它们之间的差别。
【答案要点】
霍尔系统工程方法主要用于处理良结构系统，因为良结构系统一般便于观察，便于用数学模型描述；而切克兰德方法主要应用于不良结构系统，因为不良结构系统加入了人的判断和知觉。
7、什么是结构性问题？什么是非结构性问题？请举例说明。
【答案要点】
结构问题的产生是由于系统可分为良结构系统和不良结构系统，围绕着这两者阐述的问题就是结构性问题。
8、什么是物理？什么是事理？什么是人理？为什么要把“协调关系”作为“物理-事理-人理系统工程方法”解决问题的核心？
【答案要点】
物理是象征本题论的客观存在，包括物质及其组织形态；物理是阐述自然客观现象和客观存在的定律；物理是物质运动和技术作用的一般规律；物理是指管理过程和管理对象中可以并应该由自然科学、工厂技术描述的层面。
事理是人们半好事情应该遵循的规律；是帮助人们有效处理事情的方法；是管理者介入和管理事务的方法；
人理是关注、协调系统中所有团体相互之间的主观关系；是把组织在一起有效开展工作的方法；是研究管理过程中管理主体之间如何相互沟通、学习的技巧。
关系协调是整个系统工程活动的核心。因为在处理问题时，由于不同的人的知识不同、立场不同、利益不同、价值观不同，对同一个问题、同一个目标、同一个方案往往哪个有不同的看法和见解，因此往往需要调节。
9、什么是综合集成方法？请举例说明如何应用工程技术层次的综合集成方法解决实际问题。
【答案要点】
综合集成的实质是专家经验、统计数据和信息资料，计算机技术三者的有
机结合，构成一个以人为主的高度智能化的人--机结合系统；
工程技术层次的综合集成方法的基本步骤个要点如下：
（1）收集资料，调用数据；
（2）约集专家明确问题的症结所在，对系统的可能走向形成经验性假设，确定需要建模思想；
（3）以经验性假设为前提，充分利用已有的理论知识，建立数学模型；
（4）以数学模型为基础，把数据和信息输入计算机，进行仿真实验；
（5）专家对仿真实验的结果进行分析评价，对系统模型的有效性进行检验；
（6）对系统模型进行修改，调整有关参数，再上机做仿真模拟实验，再将新的结果交给专家分析，如此反复循环，直至结果与专家的意见基本吻合为止。
10、螺旋式推进的系统方法是一种综合集成方法，它有什么特点？
【答案要点】
螺旋式推进系统方法是一种系统科学方法论，从哲学角度讲，它综合了还原论、混沌理论、构成论和生成论，认为事物是由本原在构成的约束下经过螺旋式推进形成的，事物的发展，对事物的认识，对事物的分析，解决问题都是遵循这一规律；螺旋式推进方法论具有迭代和演化的特征，其主要内涵是简单和复杂的对立统一。
第四章《系统建模方法》习题与思考
1、为什么要建立系统模型？一个适用的系统模型有哪些主要特征？
【答案要点】
因为在立模型的基础上，就可以对系统进行定性的.定量的或者定性与定量想结合的分析，找出研究的特征和发展规律，最终才能研究出我们需要的结果。一个适用的系统模型主要特征有：
（1）它是现实系统的抽象或模仿；
（2）它是由反映系统本质或特征的主要因素；
（3）它集中体现了这些主要因素之间的关系。
2、系统模型与原形.系统模型与数学模型.系统模型与计算机模型最大的区别在哪？请举例说明。
【答案要点】
系统模型是原型的反映，数学模型是系统模型的一种重要的形式，如产出模型进行国民经济的综合平衡预算.提高预测决策的效率。计算机模型是指用计算机程序定义的模型，对于那些无法用真实的实验检验的复杂系统的计算实验是唯一的可用的实验监狱手段如三峡工程。
3、系统模型有那些种类？请举例说明其中一种分类方法和相对应的系统模型的名称。
【答案要点】
按照模型的形式来分有物理模型，数学模型和概念模型。按照模型的相似程度分类有同构模型和同态模型。按照模型的结构特征来分可以分为形象模型、模拟模型、符号模型、数字模型和启发模型。按照对象的了解程度分类有白箱模型、黑箱模型、灰箱模型。
4、对系统模型有那些基本要求？系统建模主要有哪些方法？请风别说明这些建模型的适用对象和建模思路。
【答案要点】
系统模型的要求是：（1）可行性；（2）精确性；（3）简明性
建模的主要方法：（1）推理法；（2）实验法；（3）统计分析法；（4）混合法；（5）类似法。
推理法适用“白箱”系统，实验法适用“黑箱”或“灰箱”系统等内部结构不清楚的系统，统计分析法适应那些不允许进行直接进行实验观察的“黑箱”系统，混合法是上面几种方法的综合运用，类似法适用那些内部结构性质很清楚但是模型的数量描述和求解却有难度的系统。
5、要建立高质量的模型，建模人员应注意什么问题？应该具备什么素质？
【答案要点】
需要注意：（1）掌握系统的基本性质；（2）手头上要有足够多的经典模型和常用模型；（3）深入实际调查研究，抓住系统特征；(4)理解、协商建立模型的要求和功能；（5）结合实际状态和经典模型，产生新的模型。
6、什么是投入产量模型？它在经济管理中有什么用处？
【答案要点】
投入产量模型就是对这种错综复杂的技术经济联系进行定量分析的有效手段，还为其他复杂系统研究提供思路。它从经济系统的整体出发，分析各个产业之间的输入与输出的数量关系，确定达到平衡的条件，可以利用与经济管理的研究。
7、什么是直接消耗系数？什么是间接消耗系数？什么是完全消耗系数？
【答案要点】略
8、设某地区的经济分为工业.农业和其他生产部门，其拖如铲除表1所示。
（1）试求直接消耗系数；
（2）试求完全消耗系数；
（3）如果计划期农业的最终产品为350亿元，工业为2300亿元，其他部门为450亿元，请计算出各部门在计划期的总产品分别为多少亿元？
表1 某地区的拖如产出表（亿元）
解：（1）直接消耗系数表
（2）略
（3）总产品分别为，农业630亿元，工业4090亿元，其他639亿元。
9、某钢筋车间制作一批直径相同的钢筋，需要90根长度为3米的，60根长度为4米的。已知所下料长度为10米。问如何下料最省？请建立解决此问题的数学模型。
解：设Xi为使用第i(i=1.2.3)种方法切割钢筋的根数。Z为原材料总根数。则
3
minZ=∑Xi
i=1
2X2 + 3X3 ≥90
2X1 + X2 ≥90
Xi ≥0,i=1,2,3
10、某卫星测控站每天至少需要如表2所示的干部值班。
表2某卫星测控站所需值班人员
每班值班的干部在班次开始上班，连续工作8小时。测控站首长需要确定每个班次应派多少干部值班，才能既满足需要有使每天上班的干部人数最少，请帮助建立解决此问题的数学模型。
解：设Xi为第i班次派的干部数（i=1.2.3.4.5.6）Z为总数。
minZ=x1+x2+x3+x4+x5+x6
X1 ≥60
X1+X2 ≥70
X2+X3 ≥60
X3+x4 ≥50
X4+x5 ≥30
X5+x6 ≥30
Xi ≥0(i=1,2,3, (6)
11、从简单到复杂的系统建模方法是改善.提升模型的重要方法，请你谈谈如何改善和提升升学模型（一般高等数学由本科生、硕士生、博士研究生组成）。
答：略
第五章《系统分析方法》习题与思考
1、什么是系统分析？它与系统工程的关系如何？与系统建模关系如何？
【答案要点】
系统分析是一门由定性，定量方法组成的为决策者提供正确决策和决定系统最优方案所需信息和资料的技术。
系统分析是系统工程的一个重要组成部分，是一个在系统工程出来大型复杂系统的规划，计划，研制和营运问题时必须经过的逻辑步骤。
2、举例说明系统分析在管理中的应用和作用。
【答案要点】
首先，人们面临得系统大多是开放性系统，通常情况下都与环境存在着物质，能量和信息的交换作用。尤其在当今科学技术高度发展的现代化社会里，事物间的联系日趋复杂，出现了形式多样的各种大系统，这些大系统都是开放系统，它们与所处的环境发生着频繁的物质，能量和消息的交换作用，从而构成环境约束。
其次，系统通常是由许多层次的子系统组成的，系统与子系统之间有着复杂的关系，如纵向的上下关系，横向的平行关系以及纵横交叉的相互关系等。
再次，系统分析也是系统建立和系统改造过程中的一个中间环节，她有承上启下的纽带作用，使系统开发，改进计划得以实现。
3、以向决策者提供某项工程项目的决策为例，阐述系统分析的主要步骤和基本原则。
【答案要点】
主要步骤：
（1）明确问题和确定目标
（2）收集资料，确定因素及边界
（3）建立系统分析模型
（4）对各方案进行仿真计算
（5）综合分析，确定最佳方案
基本原则：
（1）内部因素与外部因素相结合
（2）当前利益与长远利益相结合
（3）局部效益与总体效益相结合
（4）定性分析与定量分析相结合
系统环境是指存在于系统之外的，系统无法控制的自然，经济，社会，技术，信息和人际关系的总称。确定环境因素就是根据实际系统的特点，通过考察环境与系统之间的相互影响和作用，找出对系统有重要影响的环境要素的集合，即划定系统与环境的边界。
特征：系统与环境之间应有一个界线。系统与环境是：“内外有别”的。环境有层次性和结构性。
6、系统环境分析的主要内容包括哪些？主要方法有哪些？请举例说明。
【答案要点】
系统环境分析的主要内容：
（1）物理技术环境
物理技术环境是指由于事物的属性所产生的联系而构成的因素和处理问题中的方法性因素，具体包括的因素：
①现在系统运行中的现状和有关知识。
②技术标准
③科技发展因素的预测
④自然环境
（2）社会人文环境
社会人文环境是指把社会作为一个整体考虑的大范围的社会因素和把人作为个体考虑的小范围的人文因素。
（3）经济管理环境
①外部组织机构
②政府政策作用
③产品系统及其价格结构
④经营活动。
主要的方法：
（1）PEST分析法，对宏观环境因素作分析，不同行业和企业根据自身特点和经营需要，分析的具体内容会有差异，但一般都对政治，经济，社会和技术这四大类影响企业的主要外部环境因素进行分析。
（2）SWOT分析方法，SW是指系统内部的优势和劣势，OT是指外部环境存在机会和危胁。
7、系统目标分析的内容包括哪些？如何产生系统的目标方案？
【答案要点】
系统目标分析的内容包括：
(1)总体目标和分目标；
(2)建立系统的目标体系。
目标方案的产生方法：
(1)头脑风暴法，步骤：1，准备工作；
(2)召开会议；
(3)要注意功能定义和表现方式；
(4)提方案；
(5)对方案作评价；
(6)头脑写照法，又可以分为：
小卡片技术，步骤：邀请5~10人参加，他们把对于某个问题的意见写在小卡片上，在提问后先粗略的按不同的基本思想对小卡片加以整理，然后再在粗略分类的基础上按各种关系继续进行详细整理。
635法，过程：
(1)选定6位参加者
(2)每个参加者在五分钟之内把三个针对特定问题的解决方案写在一张小纸上
(3)把写完方案的纸条依次传给下一个参加者
(4)每一个参加者在从上一位参加者那里得到的纸条上再写不相同的三个解决问题方案。
(5)现在，在每一张纸条上已经有六个解决问题的方案再将纸条传给下一个参加者。这个过程在三十分钟以后结束。
8、
【答案要点】
系统结构是指事物（系统）内部各组成部分及相互关联的方式，即包括哪些部件（元素），这些部件（元素）通过什么样的相互关系来构成系统整体，以及元素和它们间的关联，对系统整体性有什么影响。
系统结构与功能的关系：系统功能和系统结构是不可分割的
9、
【答案要点】
系统结构分析主要内容：
（1）系统结构
系统结构是指事物（系统）内部各组成部分及相互关联的方式，即包含哪些部件（元素），这些部件（元素）通过什么样的相互关系来构成系统整体，以及元素和它们间的关联对系统整体性有什么影响。
（2）系统结构与功能：
系统功能和系统结构是不可分割的。
（3）系统要素分析：
系统要素的分析主要是对系统产生较大作用的分析，哪些要素是主要的，哪些是次要的，同类系统中是不是存在一些必不可少的基本要素，这是系统要素分析的首要问题。
（4）系统相关性与阶层性分析：
系统相关性分析，要素集实现系统目标的作用取决于要素间的相互关系。这是因为系统的属性不仅即决于它的组成要素的质量和水平，还取决于要素间因保持的关系；
系统阶层性分析，系统的阶层性关系分析主要是针对大多数系统都具有多阶层递阶形式而进行的，系统阶层性分析主要解决系统分层数目和各层规模的合理性问题，即解决层次的纵向和横向规模的合理性问题。
（5）系统结构整体性分析：
系统整体性分析是结构分析的核心，是解决系统整体协调和优化的基础，整体性分析是综合要素集，关系集，层次性分析结果，以整体最优为目的的协调。整体性分析主要有两项内部。一是为了模量和分析系统的整体结合效果，需要建立一个评价指标体系；二是尽量尽力反应系统整体性的要素集，关系集，层次分布的结合模型，以定量分析系统整体结构的合理性和最优输出。
操作系统作业(1-4)答案
操作系统作业 （第一章—第四章） 一、单项选择 1 在计算机系统中配置操作系统的目的是【】。 A 增强计算机系统的功能 B 提高系统资源的利用率 C 合理组织工作流程以提高系统吞吐量 D 提高系统的运行速度 2 在操作系统中采用多道程序设计技术，能有效提高CPU、内存和I/O设备的【】。 A 灵活性 B 可靠性 C 兼容性 D 利用率 3 在操作系统中，并发性是指若干事件【】发生。 A 在同一时刻 B 一定不在同一时刻 C 在某一时间间隔内 D 依次在不同时间间隔内 4 以下不属于衡量操作系统性能指标的是【】。 A 作业的大小 B 资源利用率 C 吞吐量 D 周转时间 5 下列选项中，操作系统提供给应用程序的接口是【】。 A 系统调用 B 中断 C 函数 D 原语 6 在分时系统中，当用户数为50时，为了保证响应时间不超过1s，选取的时间片最大值为【】。 A 10ms B 20ms C 50ms D 100ms 7 假设就绪队列中有10个就绪进程，以时间片轮转方式进行进程调度，如果时间片为180ms，切换开销为20ms。如果将就绪进程增加到30个，则系统开销所占的比率为【】。 A 10% B 20% C 30% D 90% 8 中断系统一般由相应的【】组成。 A 硬件 B 软件 C 硬件和软件 D 固件 9 以下工作中，【】不是创建进程所必须的。 A 创建进程的PC B B 为进程分配内存 C 为进程分配CPU D 将PCB插入就绪队列 10 系统中有5个用户进程且CPU工作于用户态，则处于就绪状态或阻塞状态的进程数最多分别为【】。 A 5，4 B 4，0 C 0，5 D 4，5 11 如果系统中有n个进程，则就绪队列中进程的个数最多为【】。 A 1 B n-1 C n D n+1
2013华南理工 完整版系统工程导论随堂练习及作业答案
系统工程导论?作业一 1. 系统工程的主要特点是什么？ A: 一个系统，两个最优 B: 以软为主，软硬结合 C: 跨学科多，综合性强 D: 从定性到定量的综合集成研究 E: 宏观研究为主，兼顾微观研究 F: 实践性与咨询性 参考答案：ABCDEF 2. 把时间维与逻辑维结合起来形成一个二维结构，称为系统工程的活动矩阵， 参考答案：√ 3. 80年代末，钱学森提出处理开放的复杂巨系统的方法论___，结合系统学理论和人工智能技术的发展，又于己于1992年提出了建设____ 体系，进一步发展了开放的复杂巨系统的系统方法。 A: 从定性到定量综合集成研讨厅；从定性到定量综合集成方法 B: 从定性到定量综合集成方法；从定性到定量综合集成研讨厅 C: 定性与定量综合集成方法；定性与定量综合集成研讨厅 D: 定性与定量综合集成研讨厅；定性与定量综合集成方法 参考答案：B 4. 从控制理论来看，控制任务的主要类型是： A. 定值控制、 B. 程序控制 C. 随动控制 D. 最优控制 参考答案：ABCD 5. 从系统工程的观点看，系统的主要属性哪一些？ A:集合性 B:相关性 C:层次性 D:整体性 参考答案：ABCD 6. 下面关于系统与环境的关系叙述正确的有（）A:新系统产生于环境；新系统的约束条件决定于环境； B:决策的依据来自于环境，试制所需资源来自于环境,最后，系统的品质也这能放在环境中进行评价。C:系统对环境的依赖性，产生与环境，运行与环境中，适应环境； D:系统与环境划分的确定性与相对性； 参考答案：ABCD 7. 所谓系统，是由相互依存、相互作用的若干要素结合而成的具有特定功能的统一体。它由许多要素构成，但从其功能来看，它是可以分割的。 参考答案：× 8. 关于钱学森提出的系统新的分类方法，说法正确的是： A:按照系统规模分为小系统、大系统、巨系统。B按照系统结构复杂程度分为简单系统和复杂系统两类。 C:按照自然属性系统可分为自然系统、社会系统D:按照系统与环境的关系可分为开放系统、封闭系统 参考答案：AB 9. 系统的结构与功能的关系说法正确的是（）A: 作为一个系统，必须包括其要素的集合与关系的集合 B: 结构决定功能 C:功能决定结构 D: 环境与结构共同决定功能。 参考答案：BD 系统工程导论?作业二 1. 系统科学体系结构的四个层次是：每一部门的科学技术，直接与改造客观世界的实践活动相联系的是工程技术；稍微远离工程实践的是工程技术的理论基础??技术科学；再远一些的是这一部门科学技术的基础科学；基础科学再经过一座过渡的桥梁与马克思主义哲学相联系。 参考答案：√ 2. 什么也不干，维持现状，也是一种方案，称为零方案。 参考答案：√ 3. 系统工程的主要特点是什么？ A: 一个系统，两个最优 B: 以软为主，软硬结合 C: 跨学科多，综合性强 D: 从定性到定量的综合集成研究 E: 宏观研究为主，兼顾微观研究 F: 实践性与咨询性 参考答案：ABCDEF 4. A.D.Hall曾明确指出，系统工程师应有如下的特征（） A:能够用系统工程的观点抓住复杂事物的共性；B:具有客观判断及正确评价问题的能力； C: 富有想象力和创造性 D: 具有处理人事关系的机敏性 E: 具有掌握和使用情报的丰富经验。 参考答案：ABCDE 5. 1968年美国贝尔电话公司工程师霍尔提出的系统工程三维结构为（） A: 时间维B: 逻辑维；C: 创造维D: 专业维 参考答案：ABD 6. 80年代末，钱学森提出处理开放的复杂巨系统
计算机操作系统教程课后答案
第一章绪论 1．什么是操作系统的基本功能? 答：操作系统的职能是管理和控制汁算机系统中的所有硬、软件资源，合理地组织计算 机工作流程，并为用户提供一个良好的工作环境和友好的接口。操作系统的基本功能包括： 处理机管理、存储管理、设备管理、信息管理(文件系统管理)和用户接口等。 2．什么是批处理、分时和实时系统?各有什么特征? 答：批处理系统(batchprocessingsystem)：操作员把用户提交的作业分类，把一批作业编成一个作业执行序列，由专门编制的监督程序(monitor)自动依次处理。其主要特征是：用户脱机使用计算机、成批处理、多道程序运行。 分时系统(timesharingoperationsystem)：把处理机的运行时间分成很短的时间片，按时间片轮转的方式，把处理机分配给各进程使用。其主要特征是：交互性、多用户同时性、独立性。 实时系统(realtimesystem)：在被控对象允许时间范围内作出响应。其主要特征是：对实时信息分析处理速度要比进入系统快、要求安全可靠、资源利用率低。 3．多道程序(multiprogramming)和多重处理(multiprocessing)有何区别? 答；多道程序(multiprogramming)是作业之间自动调度执行、共享系统资源，并不是真正地同时执行多个作业；而多重处理(multiprocessing)系统配置多个CPU，能真正同时执行多道程序。要有效使用多重处理，必须采用多道程序设计技术，而多道程序设计原则上不一定要求多重处理系统的支持。 4．讨论操作系统可以从哪些角度出发，如何把它们统一起来? 答：讨论操作系统可以从以下角度出发： (1)操作系统是计算机资源的管理者； (2)操作系统为用户提供使用计算机的界面； (3)用进程管理观点研究操作系统，即围绕进程运行过程来讨论操作系统。
操作系统作业参考答案2
应用题参考答案 第二章 1、下列指令中哪些只能在核心态运行? (1)读时钟日期；（2）访管指令；（3）设时钟日期；（4）加载PSW；（5）置特殊 寄存器；(6) 改变存储器映象图；(7) 启动I/O指令。 答：(3)，(4)，(5)，(6)，(7)。 2、假设有一种低级调度算法是让“最近使用处理器较少的进程”运行，试解释这种算法对“I/O繁重”型作业有利，但并不是永远不受理“处理器繁重”型作业。 答：因为I/O繁忙型作业忙于I/O，所以它CPU用得少，按调度策略能优先执行。同样原因一个进程等待CPU足够久时，由于它是“最近使用处理器较少的进程”，就能被优先调度，故不会饥饿。 6、若有一组作业J1，…，Jn，其执行时间依次为S1，…，Sn。如果这些作业同时到达系统，并在一台单CPU处理器上按单道方式执行。试找出一种作业调度算法，使得平均作业周转时间最短。 答：首先，对n个作业按执行时间从小到大重新进行排序，则对n个作业：J1’，…，J n’，它们的运行时间满足：S1’≤S2’≤…≤S(n-1)’≤S n’。那么有： T=[S1’+( S1’+S2’)+ (S1’ + S2’+ S3’)+…+(S1’ + S2’+ S3’+…+ S n’)]/n =[n×S1’+( n-1)×S2’+ (n-3)×S3’]+…+ S n’]]/n =(S1’ + S2’+ S3’+…+ S n’)-[0×S1’+1×S2 ’+2×S3’+…+(n-1) S n’]/n 由于任何调度方式下，S1’ + S2’+ S3’+…+ S n’为一个确定的数，而当S1’≤S2’≤…≤S(n-1)’≤S n’时才有：0×S1’+1×S2 ’+2×S3’+…+(n-1) S n’的值最大，也就是说，此时T值最小。所以，按短作业优先调度算法调度时，使得平均作业周转时间最短。 10、有5个待运行的作业，预计其运行时间分别是：9、6、3、5和x，采用哪种运行次序可以使得平均响应时间最短？ 答：按照最短作业优先的算法可以使平均响应时间最短。X取值不定，按照以下情况讨论： 1）x≤3 次序为：x，3，5，6，9 2）3 第一章 1．设计现代OS的主要目标是什么？ 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 4．试说明推劢多道批处理系统形成和収展的主要劢力是什么？ 答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展： （1）不断提高计算机资源的利用率； （2）方便用户； （3）器件的不断更新换代； （4）计算机体系结构的不断发展。 12．试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统不实时系统迚行比较。答：（1）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100微妙。 （2）交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。 （3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 13．OS有哪几大特征？其最基本的特征是什么？ 答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。 第二章 2. 画出下面四条诧句的前趋图: S1=a：=x+y; S2=b：=z+1; S3=c：=a –b；S4=w：=c+1; 8．试说明迚程在三个基本状态之间转换的典型原因。 答：（1）就绪状态→执行状态：进程分配到CPU资源 （2）执行状态→就绪状态：时间片用完 （3）执行状态→阻塞状态：I/O请求 （4）阻塞状态→就绪状态：I/O完成 操作系统复习题及参考 答案 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】 中南大学网络教育课程 《操作系统》复习题及参考答案 一、判断题： 1.操作系统的目的是提供一个让用户能方便地、高效地执行程序的环境。 [ ] 2.在单CPU环境下可以实现“多道程序系统”。 [ ] 操作系统是多用户多任务操作系统。 [ ] 4.资源共享是现代操作系统的一个基本特征。 [ ] 5.就绪状态、执行状态和挂起状态是进程的三种基本状态。 [ ] 6.程序在并发执行时会失去封闭性。 [ ] 7.进程是程序的一次执行，两个同时存在的进程所对应的程序总是不同的。 [ ] 8.在单处理机系统中，多个进程并行执行是指它们同时处于进程的“运行状态”。 [ ] 9.进程状态可由就绪状态转换到阻塞状态 [ ] 10.进程状态可由阻塞状态转移到运行状态（不考虑挂起状态）。 [ ] 11.独占型设备使用前必须先请求分配。 [ ] 12.一个批处理型作业的调度可能要经历高级调度、低级调度和中级调度三个阶段。 [ ] 13.作业周转时间是指作业需要的运行时间。 [ ] 14.预防死锁是指在资源动态分配过程中，用某种方法去防止系统进入不安全状态。 [ ] 15.死锁与程序的死循环一样。 [ ] 16.绝对装入方式需要对内存地址进行重定位。 [ ] 17.“对换”是指把内存中暂不能运行的数据调到外存。 [ ] 18.具有快表的存储管理系统中，CPU每次存储数据都只访问一次内存。 [ ] 19.在进行页面置换时，被淘汰的页都要回写到辅存。 [ ] 20.在虚拟存储系统中，操作系统为用户提供了巨大的存储空间。因此，用户地址空间的 大小可以不受任何限制 [ ] 21.磁带是可直接存取的设备。 [ ] 22.在文件的索引存取方法中，允许随意存取文件中的一个记录。 [ ] 23.文件的目录通常存放在外存中。 [ ] 24.在文件的直接存取方法中，允许随意存取文件中的一个记录。 [ ] 二、填空题： 1.操作系统的基本任务是________。 2.常用的操作系统有_______、_______、 _______、________。 3.人工操作方式的缺点主要是________、________。 4.多道批处理系统具有________、_________和_________特征。 5.分时系统的四个主要特征是__________、__________、__________、________。 6.操作系统主要是对_________、_________、_________、_________四种资源进行管理。 7.按设备的共享属性分类可分为_________、_________、_________。 8.程序顺序执行时的特征有_________、_________、_________。 9.程序的并发执行的特征有_________、_________、_________。 10.处于执行状态的进程，若其“时间片结束”，则该进程在三种基本状态中应从________ 状态变为_________状态。 11.运行过程中，进程可能具有_________、_________、_________三种状态。 操作系统作业参考答案及其知识点 第一章 思考题： 10、试叙述系统调用与过程调用的主要区别？ 答： （一）、调用形式不同 （二）、被调用代码的位置不同 （三）、提供方式不同 （四）、调用的实现不同 提示：每个都需要进一步解释，否则不是完全答案 13、为什么对作业进程批处理可以提高系统效率？ 答：批处理时提交程序、数据和作业说明书，由系统操作员把作业按照调度策略，整理为一批，按照作业说明书来运行程序，没有用户与计算机系统的交互；采用多道程序设计，可以使CPU和外设并行工作，当一个运行完毕时系统自动装载下一个作业，减少操作员人工干预时间，提高了系统的效率。 18、什么是实时操作系统？叙述实时操作系统的分类。 答：实时操作系统（Real Time Operating System)指当外界事件或数据产生时，能接收并以足够快的速度予以处理，处理的结果又能在规定时间内来控制监控的生产过程或对处理系统做出快速响应，并控制所有实时任务协调一致运行的操作系统。 有三种典型的实时系统： 1、过程控制系统(生产过程控制) 2、信息查询系统(情报检索) 3、事务处理系统(银行业务) 19、分时系统中，什么是响应时间？它与哪些因素有关？ 答：响应时间是用户提交的请求后得到系统响应的时间（系统运行或者运行完毕）。它与计算机CPU的处理速度、用户的多少、时间片的长短有关系。 应用题： 1、有一台计算机，具有1MB内存，操作系统占用200KB，每个用户进程占用200KB。如果用户进程等待I/0的时间为80％，若增加1MB内存，则CPU的利用率提高多少？ 答：CPU的利用率=1-P n，其中P为程序等待I/O操作的时间占其运行时间的比例1MB内存时，系统中存放4道程序，CPU的利用率=1－（0.8）4＝59％ 2MB内存时，系统中存放9道程序，CPU的利用率=1－（0.8）9＝87％ 所以系统CPU的利用率提高了28％ 2、一个计算机系统，有一台输入机和一台打印机，现有两道程序投入运行，且程序A先开始做，程序B后开始运行。程序A的运行轨迹为：计算50ms，打印100ms，再计算50ms，打印100ms，结束。程序B的运行轨迹为：计算50ms，输入80ms，再计算100ms，结束。 页眉 第一章系统的基本概念·1.2 系统的分类 1. 从系统工程的观点看，系统的主要属性哪一些？ A:集合性 B:相关性 C:层次性 D:整体性 参考答案：ABCD 2. 下面关于系统与环境的关系叙述正确的有（） A:新系统产生于环境；新系统的约束条件决定于环境； B:决策的依据来自于环境，试制所需资源来自于环境,最后，系统的品质也这能放在环境中进行评价。 C:系统对环境的依赖性，产生与环境，运行与环境中，适应环境； D:系统与环境划分的确定性与相对性； 参考答案：ABCD 3. 所谓系统，是由相互依存、相互作用的若干要素结合而成的具有特定功能的统一体。它由许多要素构成，但从其功能来看，它是以分割的 参考答案： 4. 系统的涌现性包括系统整体的涌现性和系统层次间的涌现性 参考答案： 5. 作为一个系统必须包括其要素的集合与关系的集合两者缺一不可两者结合起来才能决定一个系统的具体结构与特定功能 参考答案： 6. 任何一个系统都存在于一定的环境之中，在系统与环境之间具有物质的、能量的和信息的交换 参考答案： 7. 研究系统，意味着从事物的总体与全局，从要素联系与结合上，去研究事物的运动与发展，找出其固有的规律，建立正常的秩序实现整个系统的优化。这正是系统工程的要旨 参考答案： 8. 科学家明确地直接把系统作为研究对象，一般公认以贝塔朗菲提一般系统论概念为标志 参考答案： 第一系统的基本概念1.3系统的结构与功 1. 关于钱学森提出的系统新的分类方法，说法正确的是 A按照系统规模分为小系统、大系统、巨系统 按照系统结构复杂程度分为简单系统和复杂系统两类 C按照自然属性系统可分为自然系、社会系 D按照系统与环境的关系可分为开放系统、封闭系 参考答案AB 2. 概念系统则是由概念、原理、法则、制度、规定等非物质实体所组成，是人脑的产物，是实体系统在人类头脑中的反映 《操作系统》课程作业 （2013年春） 姓名： 学号： 专业： 年级： 学校： 日期： 作业一：作业管理 1、有三道程序A、B、C在一个系统中运行，该系统有输入、输出设备各1台。三道程序 A、B、C构成如下： A：输入32秒，计算8秒，输出5秒 B：输入21秒，计算14秒，输出35秒 C：输入12秒，计算32秒，输出15秒 问：（1）三道程序顺序执行的总时间是多少？ （2）充分发挥各设备的效能，并行执行上述三道程序，最短需多少时间（不计系统开销）？并给出相应的示意图。 2、假设一个单CPU系统，以单道方式处理一个作业流，作业流中有2道作业，共占用CPU 计算时间、输入卡片数和打印输出行数如下： 其中，卡片输入机速度为1000张/分钟，打印机输出速度为1000行/分钟，试计算：（1）不采用spooling技术，计算这两道作业的总运行时间（从第1道作业输入开始到最后一个作业输出完毕）。 （2）如采用spooling技术，计算这2道作业的总运行时间（不计读/写盘时间），并给出相应的示意图。 作业二：进程管理 1、 请写出两程序S1和S2可并发执行的Bernstein 条件。 2、 有以下5条语句，请画出这5条语句的前趋图。 S1：y=x+1 R(x) W(y) S2：c=f-w R(f,w) W(c) S3：d=r-y R(r,y) W(d) S4：x=a+b R(a,b) W(x) S5：r=c+y R(c,y) W(r) 3、 设在教材第62页3.6.4节中所描述的生产者消费者问题中，其缓冲部分为m 个长度相等 的有界缓冲区组成，且每次传输数据长度等于有界缓冲区长度以及生产者和消费者可对缓冲区同时操作。重新描述发送过程deposit(data)和接收过程remove(data)。 P P P i P .. .. 1 2 i k 4、 设有k 个进程共享一临界区，对于下述情况，请说明信号量的初值、含义，并用P ，V 操作写出有关互斥算法。 （1） 一次只允许一个进程进入临界区； （2） 一次允许m （m 第一章 1 ．设计现代OS 的主要目标是什么？ 答：（1）有效性（2）方便性（3）可扩充性（4）开放性 2 ．OS 的作用可表现在哪几个方面？ 答：（1）OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口 （2）OS 作为计算机系统资源的管理者 （3）OS 实现了对计算机资源的抽象 4 ．试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么？答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展： （1）不断提高计算机资源的利用率； （2）方便用户； （3）器件的不断更新换代； （4）计算机体系结构的不断发展。 7 ．实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。 解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设置多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配置缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。 12 ．试从交互性、及时性以及可靠性方面，将分时系统与实时系统进行比较。 答：（ 1 ）及时性：实时信息处理系统对实时性的要求与分时系统类似，都是以人所能接受的等待时间来确定；而实时控制系统的及时性，是以控制对象所要求的开始截止时间或完成截止时间来确定的，一般为秒级到毫秒级，甚至有的要低于100 微妙。 （2）交互性：实时信息处理系统具有交互性，但人与系统的交互仅限于访问系统中某些特定的专用服务程序。不像分时系统那样能向终端用户提供数据和资源共享等服务。 （3）可靠性：分时系统也要求系统可靠，但相比之下，实时系统则要求系统具有高度 的可靠性。因为任何差错都可能带来巨大的经济损失，甚至是灾难性后果，所以在实时系统中，往往都采取了多级容错措施保障系统的安全性及数据的安全性。 13 ．OS 有哪几大特征？其最基本的特征是什么？答：并发性、共享性、虚拟性和异步性四个基本特征；最基本的特征是并发性。 2.1什么是孤立系统、封闭系统和开放系统？试分别举例说明。 答：a.如果系统与其环境之间既没有物质的交换，也没有能量的交换，就称其为孤立系统。在孤立系统中，系统与环境之间是相互隔绝的，系统内部的能量和物质不能传至系统外，系统环境的能量也不能传至系统内，显然，客观世界是不存在这种孤立系统的；b.如果系统与其环境可以交换能量但不可以交换物质，称其为封闭系统。例如一个密闭的容器，可以与外界交换能量，但不能交换物质，可看作为封闭系统；c.如果系统与环境之间既有换，又有物质交换，就称其为开放系统。小至细胞、分子、大至生物、城市、国家等任何系统每时每刻都与环境进行着物质、能量及信息的交换，都是开放系统。 2.2什么是系统自组织现象？试描述一个具体的系统自组织现象。 答：系统中的元素在环境作用下，不依靠外力，发展形成有序结构的过程，称为系统自组织。19世纪末化学家利色根发现，将碘化钾溶液加入到含有硝酸银的胶体介质中，在一定的条件下，所形成的碘化银沉淀物会构成一圈圈有规律间隔的环状分布，这种有序的环称为利色根环。如激光的产生就是一个典型的自组织过程。 2.3中国科学家对系统科学与技术有过哪些贡献？ 答：中国科学院于1956年在力学研究所成立“运用组”，即后来“运筹组”的前身。到1980年成立“系统科学研究所”，1980年成立“中国系统工程学会”，这些都标志着我国对系统工程研究发展的重视。1986年钱学森发表“为什么创立和研究系统学”，又把我国系统工程研究提高到系统工程基础理论，从系统科学体系的高度进行研究。我国学者钱学森于1989年提出“综合集成法”，是对系统工程方法论研究方面作出的新贡献。 2.4如何全面正确理解系统的整体性和“1+1>2”表达式？ 答：系统的首要特征就是其整体性，系统不是各孤立部分属性的简单叠加，它还具有各孤立部分所没有的新的性质和行为。系统的整体性质有时通俗地表达为“1+1>2”，但实际情况是复杂的，也有可能等于2或小于2，这取决于系统的结构、各部分的属性及系统内协同作用的强弱。这主要是从系统的交通角度来理解的。 2.5耗散结构理论、协同学和混沌理论的主要观点是什么？有什么共同点与不同点？ 答：a.散结构理论认为一个系统总是朝着均匀和无序的平衡态发展，系统的熵不断增大，直至达到平衡态，此时系统的熵最大，但对于一个开放系统，系统的熵却可能增长、维持或减小。b.协同学研究系统的各个部分如何进行协作，并通过协作导致系统出现空间上、时间上或功能上的有序结构。c.混沌是由确定性的发展过程中产生出来的一种随机运动。它不是简单的无序状态，在“杂乱无章”运动中又包含普适常数，包含自相似性。 共同点：三者讲的都是一个系统如何自发地形成有序结构的。不同点：混沌理论是从随机表象角度来讲的，耗散结构是从熵的角度来讲的，协同学是从各个部分如何进行协作。 3.0详细说明动态规划的中心思想。 动态规划是研究多段决策而提出来的一种数学方法，它的中心思想是所谓的“最优性原理”，这个原理归结为用一个基本地推关系式，从整个过程的终点出发，由后向前，使过程连续地转移，一步一步地推到始点，找到最优解。动态规划算法通常用于求解具有某种最优性质的问题。在这类问题中，可能会有许多可行解。每一个解都对应于一个值，我们希望找到具有最优值的解。动态规划算法与分治法类似，其基本思想也是将待求解问题分解成若干个子问题，先求解子问题，然后从这些子问题的解得到原问题的解。与分治法不同的是，适合于用动态规划求解的问题，经分解得到子问题往往不是互相独立的。若用分治法来解这类问题，则分解得到的子问题数目太多，有些子问题被重复计算了很多次。如果我们能够保存已解决的子问题的答案，而在需要时再找出已求得的答案，这样就可以避免大量的重复计算，节省时间。我们可以用一个表来记录所有已解 第3章处理机调度1）选择题 （1）在分时操作系统中，进程调度经常采用_D_ 算法。 A. 先来先服务 B. 最高优先权 C. 随机 D. 时间片轮转 （2）_B__ 优先权是在创建进程时确定的，确定之后在整个进程运行期间不再改变。 A. 作业 B. 静态 C. 动态 D. 资源 （3）__A___ 是作业存在的惟一标志。 A. 作业控制块 B. 作业名 C. 进程控制块 D. 进程名 （4）设有四个作业同时到达，每个作业的执行时间均为2小时，它们在一台处理器上按单道方式运行，则平均周转时间为_ B_ 。 A. l小时 B. 5小时 C. 2.5小时 D. 8小时 （5）现有3个同时到达的作业J1、J2和J3，它们的执行时间分别是T1、T2和T3，且T1＜T2＜T3。系统按单道方式运行且采用短作业优先算法，则平均周转时间是_C_ 。 A. T1+T2+T3 B. (T1+T2+T3)/3 C. (3T1+2T2+T3)/3 D. (T1+2T2+3T3)/3 （6）__D__ 是指从作业提交给系统到作业完成的时间间隔。 A. 运行时间 B. 响应时间 C. 等待时间 D. 周转时间 （7）下述作业调度算法中，_ C_调度算法与作业的估计运行时间有关。 A. 先来先服务 B. 多级队列 C. 短作业优先 D. 时间片轮转 2）填空题 （1）进程的调度方式有两种，一种是抢占(剥夺)式，另一种是非抢占(非剥夺)式。 （2）在_FCFS_ 调度算法中，按照进程进入就绪队列的先后次序来分配处理机。 （3）采用时间片轮转法时，时间片过大，就会使轮转法转化为FCFS_ 调度算法。 （4）一个作业可以分成若干顺序处理的加工步骤，每个加工步骤称为一个_作业步_ 。 （5）作业生存期共经历四个状态，它们是提交、后备、运行和完成。 （6）既考虑作业等待时间，又考虑作业执行时间的调度算法是_高响应比优先____ 。 3）解答题 （1）单道批处理系统中有4个作业，其有关情况如表3-9所示。在采用响应比高者优先调度算法时分别计算其平均周转时间T和平均带权周转时间W。（运行时间为小时，按十进制计算） 表3-9 作业的提交时间和运行时间 P134 9. A 1: 7*0.4+8*0.2+6*0.2+10*0.1+1*0.1=6.7 A 2: 4*0.4+6*0.2+4*0.2+4*0.1+8*0.1=4.8 A 3: 4*0.4+9*0.2+5*0.2+10*0.1+3*0.1=5.7 A 4: 9*0.4+2*0.2+1*0.2+4*0.1+8*0.1=5.4 所以最佳方案为A 1: 1A 2: 3*0.25+3*0.25+3*0.1+4*0.2+3*0.2=3.2 A 3: 4*0.25+1*0.25+1*0.1+2*0.2+1*0.2=1.95 所以方案2最优。 12. 1）层次单排序 列向量归一化得???? ??????1111.00768.01303.03333.02308.02174.05556.06924.06523.0 按行求和再归一化得T W ]1061.02605.06334.0[= ()∑===31max 0394.331i i i W AW λ 一致性检验：()1.0034.058 .02/30394.3<=-== RI CI CR 列向量归一化后C1变成 ??? ???? ? ??? ?? ???038.0015.0059.0321.0015.0148.0062.0075.0049.0036.0333.0431.0527.0573.0511.0296.0369.0264.0286.0365.0185.0123.0075.0057.0073 .0 21[0.10280.31610.47500.07380.0323]T W = () 21 5 1max 21 1 1 4.93195i C i i AW W λ== =∑ 一致性检验：()4.93195/4 0.01520.11.12 CI CR RI -= ==-< 习题一 1、举例说明为什么对并发执行的程序不加控制会产生与执行时间有关的错误？ 解：程序在并发执行时由于资源是共享的，而且常常资源数少于程序对这些资源的需求数，致使这些并发执行的程序之间因为竞争资源导致存在间接制约关系，这种间接制约使得并发执行的程序具有随机性（异步性），即“执行—暂停—执行”，它们何时启动、何时停止是未知的。例如：飞机售票系统、堆栈的存数与取数过程等（示例说明略）。 2、程序并发执行为什么会失去顺序执行时的封闭性和可再现性？ 解：所谓“封闭性”是指程序执行得到的最终结果由给定的初始条件决定，不受外界因素的影响。在程序并发执行时由于资源共享，导致这些资源的状态将由多个程序来改变，又由于存在程序执行的随机性，所以程序的运行失去封闭性。由于失去了封闭性，也将导致其失去可再现性。即虽然它们执行时的环境和初始条件相同，但得到的结果却可能各不相同。 习题二 1、试用加锁的方法解决飞机售票系统的问题。 例：民航售票系统，n个售票处 2、用机器指令（testAndset）解决飞机售票系统中任一进程的算法。 习题三 1、进程在做P、V操作时对自己和其他进程有何影响？ 进程在信号量上执行P操作后，若信号量的值为正，当前进程继续执行；若信号量的值为负，当前进程变为等待状态、放弃处理机，其它进程则有机会获得CPU。 进程在信号量上执行V操作后，不会对自己有任何影响，但当信号量的值不大于0时，需要唤醒在该信号量上所对应的等待队列中的进程。 2、设课程的前驱、后继关系如下，若每修一门课程看作进程Px（x∈1..6）试用P、V操作算法描述这种前驱与后继关系。 答： Semaphore：S1：=S2：=S3：=S4：=S5：=S6：=0； Begin Cobegin P1、P2、P3、P4、P5、P6 coend; end. P1（）P2（）P3（） Begin begin begin 修计算机导论；P（S1）；P（S2）； V（S1）；修高级语言程序设计修计算机组成原理； V（S2）；V（S3）V（S4）； End; End; End; P4（）P5（）P6（） Begin begin begin P（S3）；P（S4）；P（S5）； 修数据结构；修86汇编语言；P（S6）； V（S5）；V（S6）；修操作系统； End; End; End; 习题四 1、有三个进程R、W1、W2，进程R 从输入设备上读数据送缓冲区B，若是奇数由W1 进程从B 取数输出；若 2015年华南理工系统工程导论随堂练习答案 第一章系统的基本概念·1.2 系统的分类 本次练习有8题，你已做8题，已提交8题，其中答对7题。 当前页有8题，你已做8题，已提交8题，其中答对7题。 1.从系统工程的观点看，系统的主要属性哪一些？ A:集合性 B:相关性 C:层次性 D:整体性 答题：A. B. C. D. >>（已提交） 参考答案：ABCD 问题解析： 2.下面关于系统与环境的关系叙述正确的有（） A:新系统产生于环境；新系统的约束条件决定于环境； B:决策的依据来自于环境，试制所需资源来自于环境,最后，系统的品质也这能放在环境中进行评价。 C:系统对环境的依赖性，产生与环境，运行与环境中，适应环境； D:系统与环境划分的确定性与相对性； 答题：A. B. C. D. >>（已提交） 参考答案：ABCD 问题解析： 3.所谓系统，是由相互依存、相互作用的若干要素结合而成的具有特定功能的统一体。它由许多要素构成，但从其功能来看，它是可以分割的。 答题：对. 错. （已提交） 参考答案：× 问题解析： 4.系统的涌现性包括系统整体的涌现性和系统层次间的涌现性。 答题：对. 错. （已提交） 参考答案：√ 问题解析： 5.作为一个系统，必须包括其要素的集合与关系的集合，两者缺一不可。两者结合起来，才能决定一个系统的具体结构与特定功能。 答题：对. 错. （已提交） 参考答案：√ 问题解析： 6.任何一个系统都存在于一定的环境之中，在系统与环境之间具有物质的、能量的和信息的交换。 答题：对. 错. （已提交） 参考答案：√ 问题解析： 7.研究系统，意味着从事物的总体与全局，从要素联系与结合上，去研究事物的运动与发展，找出其固有的规律，建立正常的秩序，实现整个系统的优化。这正是系统工程的要旨。 答题：对. 错. （已提交） 参考答案：√ 问题解析： 8.科学家明确地直接把系统作为研究对象，一般公认以贝塔朗菲提出一般系统论概念为标志。 答题：对. 错. （已提交） 参考答案：√ 问题解析： 第一章系统的基本概念·1.3 系统的结构与功能 本次练习有4题，你已做4题，已提交4题，其中答对4题。 当前页有4题，你已做4题，已提交4题，其中答对4题。 1.关于钱学森提出的系统新的分类方法，说法正确的是： A:按照系统规模分为小系统、大系统、巨系统。 B按照系统结构复杂程度分为简单系统和复杂系统两类。 C:按照自然属性系统可分为自然系统、社会系统 D:按照系统与环境的关系可分为开放系统、封闭系统 答题：A. B. C. D. >>（已提交） 参考答案：AB 问题解析： 2.概念系统则是由概念、原理、法则、制度、规定等非物质实体所组成，是人脑的产物，是实体系统在人类头脑中的反映。 答题：对. 错. （已提交） 参考答案：√ 问题解析： 3.系统的输出反过来影响系统的输入，称为系统的“反馈”。 答题：对. 错. （已提交） 参考答案：√ 问题解析： 第一章操作系统引论 1．设计现代OS的主要目标是什么？ 答：(1)有效性 (2)方便性 (3)可扩充性 (4)开放性 2．OS的作用可表现在哪几个方面？ 答：(1)OS作为用户与计算机硬件系统之间的接口；(2)OS作为计算机系统资源的管理者；(3)OS实现了对计算机资源的抽象。 3．为什么说OS实现了对计算机资源的抽象？ 答：OS首先在裸机上覆盖一层I/O设备管理软件，实现了对计算机硬件操作的第一层次抽象；在第一层软件上再覆盖文件管理软件，实现了对硬件资源操作的第二层次抽象。OS 通过在计算机硬件上安装多层系统软件，增强了系统功能，隐藏了对硬件操作的细节，由它们共同实现了对计算机资源的抽象。 4．试说明推动多道批处理系统形成和发展的主要动力是什么？ 答：主要动力来源于四个方面的社会需求与技术发展：(1)不断提高计算机资源的利用率；(2)方便用户； (3)器件的不断更新换代；(4)计算机体系结构的不断发展。 5．何谓脱机I/O和联机I/O？ 答：脱机I/O 是指事先将装有用户程序和数据的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片机，在外围机的控制下，把纸带或卡片上的数据或程序输入到磁带上。该方式下的输入输出由外围机控制完成，是在脱离主机的情况下进行的。而联机I/O方式是指程序和数据的输入输出都是在主机的直接控制下进行的。 6．试说明推动分时系统形成和发展的主要动力是什么？ 答：推动分时系统形成和发展的主要动力是更好地满足用户的需要。主要表现在：CPU 的分时使用缩短了作业的平均周转时间；人机交互能力使用户能直接控制自己的作业；主机的共享使多用户能同时使用同一台计算机，独立地处理自己的作业。 7．实现分时系统的关键问题是什么？应如何解决？ 答：关键问题是当用户在自己的终端上键入命令时，系统应能及时接收并及时处理该命令，在用户能接受的时延内将结果返回给用户。解决方法：针对及时接收问题，可以在系统中设置多路卡，使主机能同时接收用户从各个终端上输入的数据；为每个终端配置缓冲区，暂存用户键入的命令或数据。针对及时处理问题，应使所有的用户作业都直接进入内存，并且为每个作业分配一个时间片，允许作业只在自己的时间片内运行，这样在不长的时间内，能使每个作业都运行一次。 8．为什么要引入实时OS？ 答：实时操作系统是指系统能及时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处 理，并控制所有实时任务协调一致地运行。引入实时OS 是为了满足应用的需求，更好地满 足实时控制领域和实时信息处理领域的需要。 9．什么是硬实时任务和软实时任务？试举例说明。 答：硬实时任务是指系统必须满足任务对截止时间的要求，否则可能出现难以预测的结果。 举例来说，运载火箭的控制等。软实时任务是指它的截止时间并不严格，偶尔错过了任务的截止时间，对系统产生的影响不大。举例：网页内容的更新、火车售票系统。 10．在8位微机和16位微机中，占据了统治地位的是什么操作系统？ 答：单用户单任务操作系统，其中最具代表性的是CP/M和MS-DOS。 11．试列出Windows OS 中五个主要版本，并说明它们分别较之前一个版本有何改进。 答：(1)Microsoft Windows 1.0是微软公司在个人电脑上开发图形界面的首次尝试。(2)Windows 95是混合的16位/32位系统，第一个支持32位。带来了更强大、更稳定、更实用的桌面图形用户界面，结束了桌面操作系统间的竞争。(3)Windows 98是微软公司的混合16位/32位Windows 操作系统，改良了硬件标准的支持，革新了内存管理，是多进程操作系统。(4)Windows XP是基于Windows 2000的产品，拥有新用户图形界面月神Luna。简化了用户安全特性，整合了防火墙。(5)Windows Vista 包含了上百种新功能；特别是新版图形用户界面和Windows Aero全新界面风格、加强的搜寻功能(Windows Indexing Service)、新媒体创作工具 2.1 一类操作系统服务提供对用户很有用的函数，主要包括用户界面、程序执行、I/O操作、文件系统操作、通信、错误检测等。 另一类操作系统函数不是帮助用户而是确保系统本身高效运行，包括资源分配、统计、保护和安全等。 这两类服务的区别在于服务的对象不同，一类是针对用户，另一类是针对系统本身。 2.6 优点：采用同样的系统调用界面，可以使用户的程序代码用相同的方式被写入设备和文件，利于用户程序的开发。还利于设备驱动程序代码，可以支持规范定义的API。 缺点：系统调用为所需要的服务提供最小的系统接口来实现所需要的功能，由于设备和文件读写速度不同，若是同一接口的话可能会处理不过来。 2.9 策略决定做什么，机制决定如何做。他们两个的区分对于灵活性来说很重要。策略可能会随时间或位置而有所改变。在最坏的情况下，每次策略改变都可能需要底层机制的改变。系统更需要通用机制，这样策略的改变只需要重定义一些系统参数，而不需要改变机制，提高了系统灵活性。 3.1、短期调度：从准备执行的进程中选择进程，并为之分配CPU； 中期调度：在分时系统中使用，进程能从内存中移出，之后，进程能被重新调入内存，并从中断处继续执行，采用了交换的方案。 长期调度：从缓冲池中选择进程，并装入内存以准备执行。 它们的主要区别是它们执行的频率。短期调度必须频繁地为CPU选择新进程，而长期调度程序执行地并不频繁，只有当进程离开系统后，才可能需要调度长期调度程序。 3.4、当控制返回到父进程时，value值不变，A行将输出：PARENT：value=5。 4.1、对于顺序结构的程序来说，单线程要比多线程的功能好，比如（1）输入三角形的三边长，求三角形面积；（2）从键盘输入一个大写字母，将它改为小写字母输出。 《软件工程导论》课后习题答案 第一章软件工程概论 1．什么是软件危机？ 软件危机是指在计算机软件的开发和维护过程中所遇到的一系列严重问题。这些问题表现在以下几个方面： (1)用户对开发出的软件很难满意。 (2)软件产品的质量往往靠不住。 (3)一般软件很难维护。 (4)软件生产效率很低。 (5)软件开发成本越来越大。 (6)软件成本与开发进度难以估计。 (7)软件技术的发展远远满足不了计算机应用的普及与深入的需要。 2．为什么会产生软件危机？ (1) 开发人员方面，对软件产品缺乏正确认识，没有真正理解软件产品是一个完整的配置组成。造成开发中制定计划盲目、编程草率，不考虑维护工作的必要性。 (2) 软件本身方面，对于计算机系统来说，软件是逻辑部件，软件开发过程没有统一的、公认的方法论和规范指导，造成软件维护困难。 (3) 尤其是随着软件规模越来越大,复杂程度越来越高,原有软件开发方式效率不高、质量不能保证、成本过高、研制周期不易估计、维护困难等一系列问题更为突出，技术的发展已经远远不能适应社会需求。 3．怎样克服软件危机？ (1) 充分吸收和借鉴人类长期以来从事各种工程项目中积累的行之有效的有效原理、概念、技术与方法，特别是吸取几十年来人类从事计算机硬件研究和开发的经验教训。在开发软件的过程中努力作到良好的组织，严格的管理，相互友好的协作。 (2) 推广在实践中总结出来的开发软件的成功的技术和方法，并研究更好、更有效的技术和方法，尽快克服在计算机系统早期发展阶段形成的一些错误概念和作法。 (3) 根据不同的应用领域，开发更好的软件工具并使用这些工具。将软件开发各个阶段使用的软件工具集合成一个整体，形成一个很好的软件开发支环环境。 总之为了解决软件危机，既要有技术措施(方法和工具)，又要有必要的组织管理措施。 4.构成软件项目的最终产品： 应用程序、系统程序、面向用户的文档资料和面向开发者的文档资料。 5．什么是软件生存周期？ 软件生存周期是指从软件定义、开发、使用、维护到淘汰的全过程。操作系统课后习题答案
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