6，系统工程基础
2024-10-17 11:09:09 0 举报AI智能生成
系统工程基础知识
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大纲/内容
系统性能评价指标是软件、硬件的性能指标的集成
评价计算机的主要性能指标有时钟频率（主频）、运算速度、运算精度、数据处理速率（Processing Data Rate，PDR）、吞吐率等
评价路由器的主要性能指标有设备吞吐量、端口吞吐量、全双工线速转发能力、路由表能力、背板能力、丢包率、时延、时延抖动、协议支持等
评价交换机所依据的性能指标有端口速率、背板吞吐量、缓冲区大小、MAC 地址表大小等
评价网络的性能指标有设备级性能指标、网络级性能指标、应用级性能指标、用户级性能指标和吞吐量
评价操作系统的性能指标有系统上下文切换、系统响应时间、系统的吞吐率（量）、系统资源利用率、可靠性和可移植性
衡量数据库管理系统的主要性能指标有最大并发事务处理能力、负载均衡能力、最大连接数等
评价 Web 服务器的主要性能指标有最大并发连接数、响应延迟和吞吐量
系统性能评价
主要方法有定义法、公式法、程序检测法和仪器检测法
MIPS=指令条数/(执行时间×106)
每秒百万次指令数（Millions of Instructions Per Second，MIPS）
指计算机每秒钟能完成的浮点计算最大次数。包括理论浮点峰值和实测浮点峰值
理论浮点峰值= CPU 主频×CPU 每个时钟周期执行浮点运算的次数×系统中 CPU 数
峰值计算
等效指令速度法或吉普森（Gibson）法
计算公式主要有：
性能指标计算
性能调整由查找和消除瓶颈组成
对于数据库系统，性能调整主要包括 CPU/内存使用状况、优化数据库设计、优化数据库管理以及进程/线程状态、硬盘 I/O 及剩余空间、日志文件大小等
对于应用系统，性能调整主要包括应用系统的可用性、响应时间、并发用户数以及特定应用的系统资源占用等
性能调整
计算机系统中对某一部件采用某种更快的执行方式所获得的系统性能改变程度，取决于这种方式所占总执行时间的比例
加速比的定义：加速比=使用增强部件时完成整个任务的时间/不使用增强部件时完成整个任务的时间
阿姆达尔（Amdahl）解决方案
基准测试程序中，评测的准确程度依次递减：真实的程序、核心程序、小型基准程序和合成基准程序
基准测试程序有整数测试程序 Dhrystone、浮点测试程序 Linpack、Whetstone 基准测试程序、SPEC 基准测试程序和 TPC 基准程序
基准测试程序（Benchmark）
Web 服务器的性能评测方法有基准性能测试、压力测试和可靠性测试
系统监视的方法通常有系统内置命令、查阅系统日志、可视化技术 3 种方式
性能评估
系统性能
定义：系统工程是运用系统方法，对系统进行规划、研究、设计、制造、试验和使用的组织管理技术，是人们用科学方法解决复杂问题的一门技术
整体性、综合性、协调性、科学性和实践性
特点：
时间维分为规划、拟订方案、研制、生产、安装、运行、更新 7 个时间阶段
时间维
逻辑维包括明确问题、确定目标、系统综合、系统分析、优化、决策、实施 7 个逻辑步骤
逻辑维
知识维包括工程、医学、建筑、商业、法律、管理、社会科学、艺术等知识和技能
知识维
霍尔的三维结构
切克兰德方法的核心不是“最优化”而是“比较”与“探寻”
将工作过程分为认识问题、根底定义、建立概念模型、比较及探寻、选择、设计与实施、评估与反馈 7个步骤
切克兰德方法
并行工程（Concurrent Engineering）方法是对产品及其相关过程（包括制造过程和支持过程）进行并行、集成化处理的系统方法和综合技术，目标是提高质量、降低成本、缩短产品开发周期和产品上市时间
并行工程
钱学森等提出从系统的本质出发可以把系统分为简单系统和巨系统两大类
开放的复杂巨系统的一般基本原则：整体论、相互联系、有序性、动态
主要性质是开放性、复杂性、进化与涌现性、层次性和巨量性
综合集成法
WSR 系统方法是物理—事理—人理方法论的简称
具有中国传统哲学的思辨思想，是多种方法的综合统一，属于定性与定量分析综合集成的东方系统思想
一般工作过程可理解为理解意图、制定目标、调查分析、构造策略、选择方案、协调关系和实现构想 7 步
WSR 系统方法
系统工程方法可以分为：
对系统工程生命周期进行定义的目的是以有序而且高效的方式建立一个满足利益攸关者需求的框架
系统工程的生命周期阶段包括探索研究、概念阶段、开发阶段、生产阶段、使用阶段、保障阶段和退役阶段
生命周期方法有计划驱动方法、渐进迭代式开发、精益开发和敏捷开发
系统工程的生命周期
MBSE 是建模方法的形式化应用，以使建模方法支持系统需求、分析、设计、验证和确认等活动，持续贯穿到所有生命周期阶段
在需求分析阶段，产生需求图、用例图及包图
在功能分析与分配阶段，产生顺序图、活动图及状态机（State Machine）图
在设计综合阶段，产生模块定义图、内部块图及参数图
产物包括：
系统工程的三大支柱：建模语言、建模工具和建模思路
基于模型的系统工程（Model-Based Systems Engineering，MBSE）
系统工程
系统工程基础
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