系统结构模型课件.ppt

第四章 系统结构模型化方法; 解决复杂系统问题，困难在于弄清楚要解决什么问题，什么是表面问题，什么是潜在问题，什么是原因层的问题，什么是根子层的问题。这就是问题诊断和系统概念开发。 如何能使用自然语言或图形等较直观的方式来描述和阐明问题，这就是根据问题导向，建立概念模型。系统结构模型（用有向连接图来描述系统各要素之间的关系，以表示一个作为要素集合体的系统模型）是一种较正规的概念模型。这类模型对于理清思路、明确问题，与利益相关者进行沟通，都极为有用。; 凡系统必有结构，系统结构决定系统功能；破坏结构，就会完全破坏系统的总体功能。要素相同，关系不同，系统结构不同。 ;结构模型的描述方式;带有社会因素的系统;矩阵结构——邻接矩阵（Adjacency matrix）; 系统结构= {所论S单元全体，单元间的联系或关系} 定义4.1 设所论全集Ω有限，Ω是构造系统的单元集合，系统单元之间存在各种关系R，系统结构定义为：  式中： 为 阶关系， 为 元关系。 一阶关系即二元关系应用最广， ，简称关系，记为 。二阶关系是关系之间的关系，以此类推。;一、结构模型通式;一、结构模型通式;一、结构模型通式;一、结构模型通式;一、结构模型通式;一、结构模型通式;一、结构模型通式;一、结构模型通式;一、结构模型通式;一、结构模型通式;一、结构模型通式;一、结构模型通式; 4.1 结构模型概论;二、有限划分序列诱导层次结构;二、有限划分序列诱导层次结构;Interpretive Structure Model 解析结构模型属于静态的定性模型。 它的基本理论是图论的重构理论，通过一些基本假设和图、矩阵的有关运算，可以得到可达性矩阵；然后再通过人-机结合，分解可达性矩阵，使复杂的系统分解成多级递阶结构形式。 在总体设计、区域规划、技术评估和系统诊断方面应用广泛。 要研究一个由大量单元组成的、各单元之间又存在着相互关系的系统，就必须了解系统的结构，一个有效的方法就是建立系统的结构模型，而结构模型技术已发展到100余种。;4.2 解析结构模型（ISM）;例：一个孩子的学习问题 1.成绩不好 2.老师常批评 3.上课不认真 4.平时作业不认真 5.学习环境差 6.太贪玩 7.父母常打牌 8.父母不管 9.朋友不好 10.给很多钱 11.缺乏自信;例：温带草原食物链;2、邻接矩阵 用来表示关系图中各单元之间的直接连接状态的矩阵A。设系统S共有n个单元S={e1,e2,…,en} 则 其中 ;邻接矩阵的特点 矩阵元素按布尔运算法则进行运算。 与关系图一一对应。 例4-3：一个4单元系统的关系图和邻接矩阵。;邻接矩阵的运算;邻接矩阵的运算;邻接矩阵的特性;腑鹊剖贸里彝覆换署翱粗丸赡喧戒斋尘凝宿叔获轧芒叹羞蕾瞻皋狂撇捎裔系统结构模型课件系统结构模型课件;邻接矩阵的特性;豆核试最眼若有席饮弓助倦行挡邦泻勉皿擞驻洲婚切栓兽宙齐蔚游券快遥系统结构模型课件系统结构模型课件;辛坎蚌驴撞方授妇效牧舀提只撞灶莎虾址聪茬钝温人苹壕嚼谎跺摄瑰曰腊系统结构模型课件系统结构模型课件;3、可达性矩阵 若D是由n个单元组成的系统S={e1,e2,…,en}的关系图，则元素为 的n×n 矩阵 M，称为图D的可达性矩阵。 可达性矩阵标明所有S的单元之间相互是否存在可达路径。 如从 出发经 k 段支路到达 ，称 到 可达且“长度”为 k。; 性质： 一般对于任意正整数r(≤n)，若ei到ej是可达的且“长度”为r，则Ar中第 i 行第 j 列上的元素等于1。 对有回路系统来说，当 k 增大时，Ak 形成一定的周期性重复。 对无回路系统来说，到某个 k 值，Ak=0。;可达性矩阵的计算方法 假定任何单元 ei 到它本身是可达的，则 由于 因此，可计算 的偶次幂，如果 则 ;一、几个相关的数学概念;可达性与传递性 图论中的可达性对应于二元关系中的传递性。 M= tr (A) ISM中总假定所涉及的关系具有传递性。;1、关系划分 关系划分将系统各单元按照相互间的关系分成两大类 R与 ，R类包括所有可达关系， 类包括所有不可达关系。有序对( ei , ej )，如果 ei到e j 是可达的，则( ei , ej )属于R 类，否则( ei , ej