基于系统科学的系统分析与综合

章节摘录

插图：第1章 引言本章通过介绍系统科学概念、系统分析的基本模型、系统分析的责任与系统分析的种类等，引出面向对象的系统分析方法；这为体现作为本书特点的基于系统科学的面向对象的系统分析与综合提供了前提。1.1 系统、系统科学、基于系统科学的系统分析系统：实现（或表现）某种（些）共同功能的相互关联的事物（或思想、方法）的整体。例如，神经系统、电话网络系统、灌溉系统、牛顿力学、人事管理系统、二进制等事物与方法都是系统。系统科学与控制论（systemsscienceandcybernetics）：系统科学的由来和发展尤其和近来发展的复杂性科学有关，例如人工智能、神经网络、动态系统、混沌及复杂的适应系统等。系统方法区别于通常的分析方法，在于它更强调系统成分之间的相互作用和联系。系统科学认为，世间任何复杂多变的事物，总可以于其中找到某种组织，即都是具有某种组织的；组织内的系统成分之间受制于某种规律；这种组织可以用各自不同的概念和原理来描述，尽管有时不能用大家所熟悉的概念与原理去解释。综上所述，所谓系统科学，就是以哲学与数学的抽象，去观察、思考、分析、理解、描述和指导客观世界中构成系统的各个领域的；系统科学为自然科学、社会科学和管理科学提供了共同的基础，它是一门交叉学科。信息系统：专指帮助人们工作，收集、存储、管理和处理信息的系统。须知，任何系统都是以传送物资、能量和信息来实现系统元素之间关系的，因此这里所说的信息系统，是指在系统中将物质、能量、信息都抽象为信息，并对信息进行处理的系统。

前言

1. 课程特点与地位系统科学是以哲学和数学的抽象去看待、思考、分析、理解、描述和指导改造客观事物的一门科学，系统科学把客观世界中的事物看成是一种外部有环境、内部有组织的，相关联、互作用的，有运动、有发展的，具属性、有功能的，可以从不同角度看待和处理的，分层次、按类别的单元集、子系统集，可描述为某种对象集结构； 而每个单元、子系统又可看成具上述性质的单元集、子系统集，也是某种对象集的结构； 从系统科学来看，客观世界中的事物及其各种分解都是某种系统。“系统科学是自然科学、社会科学与管理科学的共同的基础科学”（图01）。传统的系统分析法，如功能分解法、数据流法、ER法，甚至一般意义下的面向对象法（［2］、［6］）等，由于缺乏有意识的系统科学指导，所用模型难免偏离客观世界的真实影射，具有很多的主观随意性； 多数只有分析，而没有或缺少综合，也极欠缺分析结果的形式化描述方法。由于缺乏形式化描述，使得系统分析和系统开发的下阶段（如系统设计等）之间有很大的思想和语言鸿沟。基于系统科学的系统分析与综合是以系统科学的哲学抽象，形成基于系统科学的知识模型（SSBKM）, 按照SSBKM观察、搜集、思考、分析和理解问题域系统，找出问题域的子系统和关键元，提炼系统本质，提出系统建议书，给出基于系统科学的系统分析的形式化描述，为系统综合提供基础。继而以计算机技术（如面向对象技术）对系统进行综合和优化，给出基于系统科学的面向对象综合的形式化描述（及形象化描述），以指导问题域（系统）的计算机化的系统开发。这样的方法称为“基于系统科学的系统分析与综合”。基于系统科学处理问题可动可静，既可研究静态问题，更能揭示动态问题； 既可描述线性、顺序过程，更为处理非线性、并行与分布问题提供有效的方法； 同一系统既可描述不同视图、不同层次，又可粗可细、可详可略； 关系灵活而可描述，其结构复杂而可控制。以系统科学观点观察事物可防止臆想，最少疏漏，最能揭示事物的本质，基于系统科学建立系统模型是事物的最真实和实际的映射。对于系统分析与综合的过程与结果，本书使用面向对象的类Java的“形式化”描述方法，也提供了可选择使用的UML“形象化”描述方法，以此形成系统设计的草图和蓝图，便于把问题域（系统）落实为面向对象的计算机化的目标系统。

书籍目录

第1篇 系统分析模型第1章 引言1.1 系统、系统科学、基于系统科学的系统分析1.2 系统分析与设计的基本模式1.2.1 模式图1.2.2 系统分析的行为1.3 系统分析的责任1.4 系统分析方法的种类1.4.1 功能分解法1.4.2 数据流法1.4.3 实体关系法和信息建模法1.5 面向对象方法的引入1.6 面向对象的基本概念1.6.1 对象的基本性质1.6.2 对象之间的关系1.7 面向对象的完整过程1.7.1 对象及其模板1.7.2 面向对象的完整过程1.7.3 面向对象的过程与对象模板的关系第2章 基于系统科学的知识模型2.1 系统科学的基本范畴2.2 基于系统科学的知识模型2.2.1 SSBKM的定义2.2.2 SSBKM的形式化描述2.2.3 SSBKM的模式2.3 过程集上的代数2.3.1 同一过程层上并行过程的描述方法2.3.2 过程集合上的代数2.4 对象集上的代数2.4.1 对象集上的无序多重积及无序多元关系2.4.2 对象集上的无序多多关系2.4.3 联系元2.4.4 对象集的继承与多态2.5 基于SSBKM的系统分析策略2.5.1 以SSBKM分析系统2.5.2 系统的本质化阶段2.5.3 认知心理的SSBKM例本章结语第2篇 基于系统科学的系统分析方法3章 系统分析阶段3.1 系统、对象与SSBKM3.2 系统分析的阶段3.3 基于系统科学面向对象系统分析的基本原则第4章 对象系统（问题域）的分析过程4.1 揭示具体对象类4.2 揭示对象属性4.2.1 揭示系统的属性的策略和方法4.2.2 属性的审查、筛选与新对象的揭示4.2.3 属性的详细说明4.2.4 揭示属性的例子4.3 揭示对象的功能4.3.1 对象功能的类型4.3.2 揭示系统功能的策略4.3.3 系统功能的审查、筛选、调整与新对象的揭示4.3.4 功能的详细说明4.4 揭示对象间的关系4.4.1 揭示对象间的“子裔关系”4.4.2 揭示对象间的组成关系（“整体部分”关系）4.4.3 独立对象之间的关系4.5 问题域的面向对象本质化阶段——对象系统的抽象4.5.1 问题域的类化4.5.2 人机关系的抽象4.5.3 揭示同领域所属的各系统的共性——系统的复用与规范化问题第3篇 对象系统的本质化——系统的综合第5章 基于系统科学的系统的面向对象综合5.1 系统的对象类集的综合5.2 系统的面向对象的属性的综合5.3 系统的面向对象的功能的综合5.3.1 SSBKM模型的关系单元（R（包括与B|C|H的关系）单元）的面向对象功能的综合5.3.2 SSBKM模型的子元间关系单元Rsij的面向对象功能的综合5.3.3 问题域的“主对象”和对“主功能”（总体功能）的综合——线程交织网的建立、组织、管理和控制功能5.4 系统复杂结构的面向对象的综合5.4.1 系统的结构5.4.2 “多多”关系的综合5.4.3 多元关系的综合5.4.4 子元间“消息传递”的综合——元间关系的调派、管理与控制5.4.5 系统结构综合的复杂性控制5.5 系统环境的面向对象综合5.5.1 人与计算机对象的关系5.5.2 问题域的系统界面第6章 网络院校的面向对象系统综合6.1 网络院校系统的对象类集合的综合6.1.1 网络院校顶层子系统对象类集合6.1.2 网络院校子系统间的“相关对象”与“联系对象”6.1.3 网络院校系统对象类集合的SSBKM模型分拣6.1.4 网络院校系统对象类集的层次结构6.2 网络院校系统的面向对象属性的综合6.2.1 网络院校系统的顶层属性6.2.2 网络院校的各层属性6.3 网络院校系统的面向对象的功能的综合6.4 网络院校系统的面向对象的结构的综合6.4.1 网络院校子元间的实例联系6.4.2 网络院校子元间的信息传递关系6.5 网络院校系统的面向对象的环境的综合6.5.1 关于系统的人员环境6.6 网络院校系统对象类结构第7章 面向对象系统分析文档7.1 对象类的归类——划分“主题”7.1.1 主题的属性与功能7.1.2 主题的揭示方法7.2 类图7.3 对象类的详细说明7.3.1 对象类间关系的处理策略——“一端说明法”7.3.2 对象类的详细说明第8章 建模语言UML在系统分析与综合中的应用8.1 UML概述8.2 UML的类模型8.2.1 UML的对象类8.2.2 链接与关联8.2.3 UML的类之间的泛化与继承关系——SSBKM的子裔关系B8.2.4 类间的聚合与组合关系——SSBKM的组成关系C8.2.5 包8.3 UML的状态模型——SSBKM的P单元8.3.1 事件与状态8.3.2 状态图与状态模型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交互模型的顺序模型8.4.3 UML交互模型的活动模型8.5 UML与SSBKM附录A SSBKM的描述凡例附录B 超市对象集附录C 基于系统科学的系统分析与综合术语集参考文献

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《基于系统科学的系统分析与综合》由清华大学出版社出版。

作者简介

《基于系统科学的系统分析与综合》面对的是以系统为工作和学习目标的信息、软件和硬件、经济、工程、商业以及管理等相关领域的学习与工作者。系统科学是自然科学、社会科学与管理科学的共同的基础科学。《基于系统科学的系统分析与综合》的目的在于学习“基于系统科学的知识模型（SSBKM）”在“系统分析与设计”方面的应用。

全书以网络院校和超市为实例，指导和训练学生以系统科学的哲学思维、原理和方法，以SSBKM去看待、揭示、分析和理解待分析、策划和实现的系统，对系统做出合理的、科学的和本质化的说明与“形式化”的描述——“基于系统科学的面向对象的描述”，给出能体现系统本质真实映射的对象类集合及对象类结构，它对“系统实现人员”是无缝的需求文档。在学过信息技术基本课程基础上，《基于系统科学的系统分析与综合》还指导学生运用所学的分散知识，以计算机技术对系统进行综合（设计），给出系统综合结果形式化描述和UML的“形象化”描述文档，保证系统策划与实现的可操作性。《基于系统科学的系统分析与综合》也将训练学生对所策划的系统进行Java对象类设计并予部分实现。

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