㈠ 如何運用網路科學來研究復雜系統的問題
不得不說你一下把我搞蒙了,復雜性科學是一類,系統科學是另一類。你把他們放在一起,這從學術的角度就不妥當了。
1、理論概念
1.1、系統科學是以系統為研究對象的基礎理論和應用開發的學科組成的學科群。它著重考察各類系統的關系和屬性,揭示其活動規律,探討有關系統的各種理論和方法。系統科學的理論和方法正在從自然科學和工程技術向社會科學廣泛轉移。人們將系統科學與哲學相互作用,探討系統科學的哲學問題,形成了系統哲學。
1.2、復雜性科學是指以復雜性系統為研究對象,以超越還原論為方法論特徵,以揭示和解釋復雜系統運行規律為主要任務,以提高人們認識世界、探究世界和改造世界的能力為主要目的的一種「學科互涉」(inter—disciplinary)的新興科學研究形態。
這么說吧,興起於20世紀80年代的復雜性科學,是系統科學發展的新階段,也是當代科學發展的前沿領域之一。復雜性科學的發展,不僅引發了自然科學界的變革,而且也日益滲透到哲學、人文社會科學領域。復雜性科學在研究方法論上的突破和創新。在某種意義上,甚至可以說復雜性科學帶來的首先是一場方法論或者思維方式的變革。
2、內容分類
2.1、系統科學即以系統思想為中心、綜合多門學科的內容而形成的一個新的綜合性科學門類。系統科學按其發展和現狀,可分為狹義和廣義兩種。
狹義的系統科學一般是指貝塔朗菲著作《一般系統論:基礎、發展和應用》中所提出的將"系統"的科學、數學系統論、系統技術、系統哲學三個方面歸納而成的學科體系。
廣義的系統科學包括系統論、資訊理論、控制論、耗散結構論、協同學、突變論、運籌學、模糊數學、物元分析、泛系方法論、系統動力學、灰色系統論、系統工程學、計算機科學、人工智慧學、知識工程學、傳播學等一大批學科在內,是20世紀中葉以來發展最快的一大門綜合性科學。
2.2、復雜性科學研究主流發展的三個階段主要是指:埃德加·莫蘭的學說、普利高津的布魯塞爾學派、聖塔菲研究所的理論。
莫蘭復雜性思想的核心是他所說的「來自雜訊的有序」的原則,在這個原理里,無序性是必要條件而不是充分條件,它必須與已有的有序性因素配合才能產生現實的有序性或更高級的有序性。這條原理打破了有關有序性和無序性相互對立和排斥的傳統觀念,指出它們在一定條件下可以相互為用,共同促進系統的組織復雜性的增長。
簡而言之就是「動態有序的現象」的本質解釋。
普利高津的布魯塞爾學派 比莫蘭稍晚,在這個學派里,復雜性科學是作為經典科學的對立物和超越者被提出來的。普利高津緊緊抓住的核心問題就是經典物理學在它的靜態的、簡化的研究方式中從不考慮「時間」這個參量的作用,從而把物理過程看成是可逆的。實際上,普利高津並沒有提出一個明確的「復雜性」的定義,他提出的復雜性的理論主要是揭示物質進化過程的理化機制的不可逆過程的理論,即耗散結構理論。
聖塔菲研究所的理論,其復雜性觀念與莫蘭和普利高津的復雜性觀念有很大的區別。
例如::「在研究任何復雜適應系統的進化時,最重要的是要分清這三個問題:基本規則、被凍結的偶然事件以及對適應進行的選擇。」這句話就表明他們認為事物的有效復雜性只受基本規律少許影響,大部分影響來自「凍結的偶然事件」(是指一些在物質世界發展的歷史過程中其後果被固定下來並演變為較高級層次上的特殊規律的事件,這些派生的規律包含著歷史特定條件和偶然因素的影響。)。
另外,復雜系統的適應性特徵,即它們能夠從經驗中提取有關客觀世界的規律性的東西作為自己行為方式的參照,並通過實踐活動中的反饋來改進自己對世界的規律性的認識。也就是說,系統不是被動地接受環境的影響,而是能夠主動地對環境施加影響。
結論:復雜性科學研究的焦點不是客體的或環境的復雜性,而是主體自身的復雜性—— 主體復雜的應變能力以及與之相應的復雜的結構。
3、流派
由於我掌握的資料較少,系統科學的流派沒搞明白,在這里只有復雜性科學的流派
3、1復雜性科學主要包括:早期研究階段的一般系統論、控制論、人工智慧;後期研究階段的耗散結構理論、協同學、超循環理論、突變論、混沌理論、分形理論和元胞自動機理論。
4、方法論
方法論也只介紹復雜性科學的內容
4.1、 非線性、不確定性、自組織性、涌現性。
建議閱讀的文獻資料:網路文庫中搜索:《復雜性、復雜系統與復雜性科學》
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最後,由於我的能力有限,對此沒有幫助你表示遺憾
㈡ 方法技術研究現狀
1.調查方法技術
長期以來,地質、農業、水利、環保、氣象等部門從不同專業角度出發,形成了岩、土、水、氣、生物等介質的調查和研究方法,制定了相應的規范規定。如地質系統的區域地質、區域地球化學、區域水工環地質等調查規范規定,為農業地質環境調查方法技術體系的形成奠定了基礎。
以往調查和研究工作多從部門與學科專業角度出發,調查研究的介質要素相對單一,分析測試指標較少,不少方法技術主要適用於局部性、專題性研究目標。浙江省農業地質環境調查作為一項系統工程,覆蓋范圍大、涉及指標項目多、服務應用領域廣,包括示範區—重點片區—全省范圍的多尺度調查任務(工作比例尺變化於1:5萬—1:25萬—1:50萬),涉及土壤、水(地表水、地下水)、生物、農產品、淺海沉積物等多種介質,迫切需要形成包括野外調查、樣品採集加工、分析測試方法、數據處理和綜合分析、成果表達、質量保證體系在內的一整套方法技術體系。
隨著現代分析儀器、方法及測試技術水平的發展,土壤沉積物、植物、水等介質中元素全量分析測試方法已比較成熟,但有一些元素特別是痕量超痕量元素的分析測試方法及質量監控體系仍有待完善。如,土壤沉積物中元素的活動態組分對動植物具有更直接的作用,元素和有害物質的賦存形態研究可以為土壤營養分級、污染物危害評價提供更為直接的證據。然而,至今土壤元素相態提取與分析存在的問題還很多,主要表現為部門之間、實驗室之間提取方法、流程不統一,不同實驗室、同一實驗室不同批次間分析偏差較大。因此,各種提取方法的科學性、實驗條件的標准化是相態、有效態分析方法研究的重要內容。
隨著當代科學技術的進步,高新技術的應用已成為現代農業地質調查和評價的重要手段,GPS、RS、GIS等新技術手段迅速在農業地質環境調查和研究中推廣普及。由於這些新方法和技術的應用還只是剛剛開始,需要不斷總結經驗,探索並擴展其應用前景。
系統全面地將農業地質環境調查成果服務於農業生產是一項創新性工作。如何針對農業科學和生產的特點,採取生動、形象、直觀的成果表達方式,滿足政府決策層、基層技術管理部門、專業技術人士以及普通公民等不同層面的需要,也是當前農業地質環境調查與評價研究所面臨的重要問題。
2.評價方法技術
浙江省農業地質環境調查項目,著重於開展與農業環境、農業生產、農產品安全性密切相關的區域地球化學調查工作,採取多學科合作、多部門聯合的方式,廣泛收集、綜合集成地質、地球化學、環境、農業、生態、氣候等學科專業成果資料,建設浙江省農業地質環境資料庫,以彌補以往工作的不足。開展全省或重點地區的區域尺度、縣(市)級尺度的多尺度多層次農業地質環境評價和規劃,是充分發揮農業地質環境調查成果、實現調查資料轉化利用的重要途徑。
長期以來,中國農業、環保、地質、水利、氣象等部門的科研單位、大專院校從部門需要出發,從各學科專業角度對中國農業生態環境進行了大量的調查和研究,積累了大量的岩、土、水、氣、生物等環境要素成果資料,並開展了解釋評價研究,取得了一系列成果,如全國土壤背景值、第二次全國土壤普查資料、全國區域化探掃面等。然而,總的來說,由於部門間壁壘的存在,學科專業過細分割,受研究思路、方法手段以及經費等限制,多學科綜合研究、多部門協作配合差,以往相關調查與評價成果集成程度較低等多種原因的影響,使大量資料開發利率低,綜合效益較差。
與傳統的單學科研究、實驗室試驗、小范圍局部調查評價有所不同,浙江省農業地質環境調查是一項包括區域和局部多尺度、水土生物多介質、調查研究相結合、基礎性和應用性兼顧的復雜系統工程。不同層次的農業地質環境評價需要強有力的基礎理論支持,同時需兼顧農業地質環境調查成果資料特點,充分考慮農業地質背景條件,形成一套具有科學性、可操作性、實用性的評價方法技術體系。這樣的部門聯系廣、學科跨度大、技術層次高的高度綜合性評價工作是前所未有的,很難有現成的方法技術特別是綜合性評價方法供直接借鑒。盡管如此,長期以來環境地球化學、農業地質、環境質量評價、農業規劃、環境衛生學等領域的研究方法、評價模型與標准具有十分重要的參考價值和借鑒意義。
土壤元素主要來自於成土母質,部分來自人為污染的疊加。元素三維分布模式,表層與深層土壤元素含量比值及其分散富集系數,成土母岩或母質、沉積環境(相)、土壤理化特性、污染源空間分布關系的分析,元素組合特徵研究,元素存在形態、同位素組成測定、同位素定年技術等,污染元素分布的時空變化,以及典型污染源組分特徵等,為污染源追蹤、污染程度評價、異常成因分析提供了基本方法技術。
研究表明,岩土地質背景、氣候、地形條件、植被生物等自然資源和環境條件及其質量狀況是影響農業生產的基本要素;岩、土、水、氣環境與作物的生長、產量、品質,以及家禽畜牧健康間的關系是農業地質環境綜合評價的科學理論依據。眾多農作物尤其是一些名優特產往往依存於特定的地質地球化學環境條件。根據農業地質環境區域分異規律及農作物適生地質地球化學模型,科學規劃、合理種植,因地制宜地發展特色農業,有利於提高農產品產量、改善農產品品質,合理利用農業資源,發揮地區優勢,提高農業生產效益。這是農業地質環境綜合評價的理論基礎和方法技術依據,其中的內在問題,就是調查研究地質地球化學環境同農產品生長之間的聯系。
污染生態學研究認為,污染生態效應研究應綜合考慮污染物產生和釋放機理、不同環境條件下存在形態與轉化規律、不同環境介質中的遷移規律及作用於生物體的毒害機理。同樣,這也是農業地質環境評價的基本指導原則。
土壤、水、農產品等現有的農業地質環境單介質評價方法、標准依據及其評價成果,是綜合評價規劃的重要基礎依據。在數十年的環境毒理學、土壤環境容量、水質基準、人體安全攝入量等研究基礎上,已建立了土壤環境質量標准、水環境質量及飲用水質標准、農產品食品衛生標准等一系列國家和行業標准,形成了環境質量分級、污染指數評價等比較成熟的評價方法模型。多要素綜合評價、生態系統層面的綜合評價框架思路、指標體系、標准依據、方法模型是當今生態環境科學的熱點研究課題,諸如層次分析法、主成分分析法、灰色評價系統、專家信息系統、神經網路系統等方法模型均具有一定的試驗應用前景。
近十年來,全球定位系統(GPS)和遙感技術(RS)等高新技術的快速發展,為野外調查、快速高效地採集三維動態數據資料提供了技術條件。現代分析測試技術使多介質樣品的定量分析成為可能。計算機技術、資料庫技術、地理信息系統(GIS)的發展和成熟,為海量數據資料的管理、統計處理、空間分析和解釋評價提供了技術平台。現代技術的突飛猛進,為多要素、多指標因子的農業地質環境綜合評價和研究提供了方法手段與技術平台。
3.評價研究存在的問題
農業地質環境綜合評價是一項研究內容豐富、跨越多學科、多部門的技術性系統工程,迄今為止難以找到類似先例,綜合評價的理論基礎、方法思路、指標標准還有待研究探索,其中還面臨諸多問題:
(1)理論依據與方法思路有待進一步理清
傳統的農業、地質、環境調查、研究與評價,多考慮部門自身需要,從學科專業優勢出發,針對單一環境介質或某些要素進行,從而獲取生態系統的部分信息,不可避免地帶有學科專業性質,影響到評價研究的綜合程度和生產規劃的實用性。農業地質環境綜合評價是以地學為主線,以地球化學資料為基礎,系統考慮與農業生產密切相關的各種自然和社會因素,包括地形地貌、地質背景、地球化學環境、作物適宜性、氣候條件、農業發展趨勢、社會經濟及市場導向等,綜合程度更高,以求評價規劃成果更加切合農業生產發展的實際需要。
顯然,這樣的多因素綜合評價面臨著一系列方法技術問題。如果說,相對單一的土壤、水、沉積物環境質量評價,農產品安全性評價,作物適生地質地球化學模型,農業地質環境的預測預警等評價思路和方法還存在這樣或那樣的問題,那麼綜合評價在概念理論、方法模型、指標體系、標准依據等多方面存在更多不確定因素。如何發揮地質、地球化學、環境、生態、農業等多學科理論的指導作用,充分利用農業地質環境調查資料成果,建立多學科、多信息、系統全面的評價方法和規劃,兼顧開發、利用、保護,促進區域農業、生態環境、社會經濟可持續發展,仍然是一個需要深入研究的課題,也是需要在本項目實踐的基礎上不斷探索、研究解決的重要問題。
科學合理的評價工作要求有專業理論的指導,建立符合實際、操作性強的數學模型。例如,目前多以單因子污染指數為基礎,進行機械的疊加處理以計算綜合污染指數,進而評價總體環境質量及總體污染程度,而忽視了更為重要的污染物毒性差異、存在形態及生物有效性、污染物之間相互作用,很難反映真實的環境質量和污染生態效應。
科研部門對持久性有機污染物(POPs)的環境行為、生物毒性及在各種環境介質含量水平進行了大量的研究。但是,如何表徵、判定自然環境條件下低濃度有機污染物如PCBs的長遠生態效態,還存在相當大的技術難度。再如,由於土壤重金屬的生態效應受到土壤環境、生物屬性、元素間相互作用等影響,並且具有延滯效應,單一地根據調查取得的土壤元素含量資料評價其生態效應,本身就是一件有難度的事情。
(2)基礎數據資料的局限性
農業地質環境是與農業生產密切相關的地質環境及其相關自然要素,包括基岩、土壤沉積物、水、氣以及地形、生物、氣候等地球表層多介質環境要素構成的自然環境體系,是生態系統的基本組成部分。農業地質環境評價需要根據不同評價目標,以地質、地球化學、農學、環境、生態等多學科理論為指導,以土壤、水、農產品、岩石、灘塗、淺海沉積物等多介質采樣分析、非點源污染狀況、名特優特色農產品立地背景、農業經濟和農業發展調查資料為依據,綜合集成農業地質環境資料信息,取得符合客觀實際的農業地質環境評價成果。
受部門分割的影響,已有的農業地質環境評價規劃所依託的基礎數據資料在系統性(介質、測試指標)、覆蓋范圍、數據質量(采樣和分析質量)等方面存在不少問題,影響到整體評價規劃成果的水平。由於綜合研究深度有限,多信息綜合程度低,評價規劃結果往往帶有一定的片面性。如在環境污染調查評價方面,已有工作一般是根據調查資料評價環境質量現狀,受資料的限制對於異常成因、污染源追蹤、污染物活化遷移、富集累積及其生態效應的預測研究比較薄弱。
(3)方法技術須進一步完善
污染源追蹤、存在形態測定、遷移轉化規律等方法還缺乏系統全面性。例如,形態分析方法,或對採集的樣品保存條件要求極高,或提取分析流程過於復雜,或分析測試成本過於昂貴,分析測試重現性差,而處於實驗室研究階段,難以適應批量樣品生產研究的需要。再如,不同景觀條件下土壤元素存在形態的提取與測定方法,不同學者有不同的看法,需要進行標准化、規范化,同時有必要建立系統健全的質量監控與保證體系。可喜的是,近年來在中國地質調查局的組織領導下,元素存在形態的提取、測定、質量監控的標准化、規范化水平得到顯著改善。又如,單源或雙源影響下的污染,利用典型污染源元素組合或同位素組成特徵,就可比較有效地判別污染來源及其貢獻大小。但多源污染的識別難度則顯著增加,各種方法有效性大大下降。
(4)指標體系、依據標准不夠系統
在環境標准方面,考慮自然背景、環境要素與動植物健康的關系,以及經濟技術條件,確定的環境標准系列包括污染物排放標准、環境質量評價標准、農產品安全和衛生標准等,涉及的環境介質包括土壤沉積物、水(地表水、地下水)、植物、大氣等,農產品則分門別類制定了極為詳細復雜的安全或衛生標准。這類法規標准雖然數以千計,但總體來說,現有的農業環境質量標准、農產品安全和衛生標准涉及的環境要素、介質因子及指標定值不夠系統,仍不能滿足當前多信息、多指標評價的需要。如中國土壤環境質量僅對8種重金屬元素作了規定,而地球化學調查元素指標一般達50多項,由於標准不完備,多數元素的數據資料難以利用。隨著中國加入WTO,農業部、科技部已將農業環境標准、農產品標準的制定工作列為當前的重要任務,大量新標准正在形成,標准體系迅速完善,需及時跟蹤、收集並利用。
現有的評價方法模型多採用傳統的綜合污染指數法評價總體環境質量及總體污染程度,即採用各種數學模型將單因子指數進行機械地疊加處理,而忽視了污染物的地球化學行為、生物有效態、生物效應間存在的巨大差異以及各種組分間的復雜相互作用,如拮抗作用與協同效應。常常導致評價結果與事實產生明顯的出入。
農業地質環境調查的環境介質、指標參數復雜多樣,要求以科學准確的方法、簡易可行的技術加以測定、量化或描述。由於農業地質環境調查畢竟是資金、人員、技術、時間投入都受一定限制的項目性工作,在力求全面系統的同時,相對於農業環境、農業發展這一龐大復雜系統,所獲取的指標參數、資料精度及其研究深度必然帶有時代局限性。因此,農業地質環境評價應切合生產實際,側重於現有數據資料的開發利用,形成實際可行的評價指標體系。
(5)信息綜合集成程度低
過去的農業發展規劃多從部門優勢出發,側重於農業生產的少數要素,基於有限的信息資料進行,未能將農業生態系統作為一個有機整體進行系統調查、綜合評價。已有評價規劃模型大致可分為:①針對不同環境介質的評價。如土壤環境質量評價,水環境質量評價,大氣環境質量評價;②針對不同應用目標、單學科角度的評價。如考慮土壤立地條件、肥力條件的種植適宜性規劃,考慮地質背景條件的種植適宜性規劃,考慮氣候環境條件的種植適宜性規劃,考慮土壤污染程度的土地質量分級利用規劃,考慮農村經濟水平、地理條件、市場導向的農業經濟發展規劃,以及考慮多種因素的綜合評價,等等。這些環境質量、農業評價規劃模型雖然對農業發展起到重要作用,但多學科綜合研究程度低。科學全面、多學科、多信息綜合的評價方法和模型並不多見。這種局面顯然已不能滿足當前綠色農業、優勢農業發展,以及建立農業生態環境長遠保護體系的需要。兼顧開發、利用、保護的原則,建立綜合多信息的農業發展評價規劃體系是當前一項重要而緊迫的任務。
從農業生態環境系統角度進行綜合研究、評價與規劃還處於探索階段。現有的評價標准還不夠系統,不同學科專業對各種評價指標的許可權看法不一。雖已提出了多種綜合評價模型,如層次分析法、主成分分析法、模糊(灰色)評價系統、專家信息系統等,但效果好的應用實例並不多見。
(6)成果表達方式經驗不足
不同於傳統的學術理論研究,農業地質環境綜合評價以其重要的社會應用服務性為特色。因此,評價工作不僅要以翔實准確的數據為基礎,以科學先進的方法為途徑,還要以標准化、社會化、大眾化、科普化作為評價和規劃成果表達考評原則,以滿足各級政府、專業技術管理部門、科學研究人員和社會公眾等不同層次的需要。
新的研究內容、研究目標、服務對象,要求放棄傳統的思路和觀念,加強和突出成果表達方式的研究。充分發揮計算機信息處理技術、網路傳播技術,也是改善成果表達方式的重要途徑。
㈢ 復雜系統的研究特點
其次,復雜性系統還具有混沌的特點:一個復雜性系統的復雜行為並非出自復雜的基本結構,而是由許多獨立的甚至相當簡單的單元的相互作用形成的,它的控制力是相當分散的。在分形理論中,分形圖結構相當復雜,層層疊疊,無窮纏繞,有著無窮的嵌套結構和多重自相似性,然而它是由計算機通過確定的演算法得到的,而且這些演算法往往是相當簡單。(如將f(u,v)=z*z(z是復數)在三維空間里作映射就可以得到一個分形圖)。
1987年,洛杉磯新柏利克斯公司(symbolics corporation)的Craig Reynolds在一個人工生命研討會上展出了一個計算機模型,它將若干鳥類模型隨機的放入到處是牆和障礙物的屏幕環境之中。每一個「鳥」都遵循3個簡單的規則: 1:它盡力與其他障礙物包括其它「鳥」保持最小的距離。 2:它盡力與其相鄰的「鳥」保持相同的速率。 3:它盡力朝其相鄰群的聚集中心移動。這個模型每一次運行的結果都是「鳥」聚集成群。有時「鳥」群甚至能分成更小的群體從障礙物的兩旁飛過,又從障礙物的另一端重新聚集成群。而這些規則中沒有一條這樣說,而只是對每一個單獨的「鳥」發出指令。 由此看來,每個復雜性系統都具有某種動力,這種動力使最簡單的底層的規則產生極其復雜的行為,然而這些行為與決定論不可預測的混沌相差甚遠。分形圖形的結構是復雜的,它總是有無窮的纏繞在裡面,然而它卻雜而不亂,它有內在的秩序,有自相似結構。而事實上,復雜性系統不僅不是不可預測,而是可以預示將來。 復雜性系統除了具有混沌的部分特性,還有著超出混沌的特點:
1:產生復雜行為的眾多的相互作用使每個系統作為一個整體產生了自發性的自組織。 「柏德」聚集成群,原子通過相互化合找到最小的能量狀態。人類為滿足自己的物質交換的需要建立的經濟體制,等等。在所有這些情形中,一組組單個的動因在尋求相互滿足的同時獲得了眾多單個動因永遠不可能具有的集成的特徵;
2:這些復雜的,具有自組織性的系統可以自我調整。柏德」群分成小的群體從障礙物的兩旁飛過,又從障礙物的另一端重新聚集。人類在與世界的接觸中不斷學習,人腦隨之不斷加強或減弱神經元之間的無數的相互關聯,經濟中的價值規律即價格隨價值波動但長期的總的結果使趨於平衡;
3:所有的復雜性系統都可以預示將來。 「柏德」在遇到障礙物分成更小的群體,但之前的聚集狀態預示著它仍然會再次聚集。一個長期的經濟的衰退會使人們消費信心下降,這反過來又預示經濟會進一步衰退。從微小的細菌到所有的生物體,其基因中都含有預測的密碼,以適應某種未曾出現過的新環境。
1、復雜系統
1.1 復雜性(Complexity)的基本概念
目前,關於復雜性的概念尚沒有統一的說法。因為復雜性涉及面很寬,在美國國會圖書館1975年至1999年2月15日的入藏書目中,標題里含復雜性(Complexity)一詞的就有489種。其中涉及演算法復雜性、計算復雜性、生物復雜性、生態復雜性、演化復雜性、發育復雜性、語法復雜性,乃至經濟復雜性、社會復雜性,凡此種種,不一而足。需要說明的是:社會科學領域中相當多數量的「復雜性」指的是混亂、雜多、反復等意思,而並非科學研究領域中與混沌、分形和非線性相關聯的「復雜性」。由於復雜性概念在不同的學科領域,研究對象和採用的分析方法不同,因而對復雜性概念的定義也不相同,所以,到目前為止,對復雜性還沒有一個嚴格定義。
1.2 與復雜性相關的幾個概念及其相互關系
(1)隨機性:隨機現象是系統內涵不確定而外延確定的表象。
近年復雜性研究的一條重要成果是:隨機性並不復雜(雖然也有人說隨機性是最大的復雜性),歷史上不少復雜性的定義其實針對的是隨機性,復雜性介於隨機和有序之間,是隨機背景上無規則地組合起來的某種結構和序。
有文獻證明,一個同時包含混沌與隨機現象的系統,隨著時間的演化,對系統起支配作用的將是非線性機制,而非隨機因素。
(2)模糊性:模糊現象是系統內涵確定而外延不確定的表象,可以運用模糊數學的方法減少外延的不確定性。顯然,這與復雜性科學的研究有本質區別。
(3)簡單性和復雜性
簡單性一向是現代自然科學、特別是物理學的一條指導原則。許多科學家相信自然界的基本規律是簡單的。愛因斯坦曾是這種觀點的突出代表者。雖然復雜現象比比皆是,但人們還是努力要把它們還原成更簡單的組分或過程。當然的確有不少復雜的事物或現象,其背後確實存在簡單的規律或過程。但是,另一方面也存在大量的事物和現象不能用簡單的還原論方法進行處理。
1.3. 復雜系統定義基本特徵
由於關於復雜系統的定義不統一,至少有30多種,其代表性特徵如下:
(1)復雜系統就是渾沌系統(渾沌學派)。
(2)具有自適應能力的演化系統(Santa Fe)。
(3)包含多個行為主體(Agent)具有層次結構的系統。
(4)包含反饋環的系統(Stacey)。
(5)不能用傳統理論與方法解釋其行為的系統(John Warfield)。
(6)動態非線性系統。
(7)客觀事物某種運動或性態跨越層次後整合的不可還原的新性態和相互關系(本體論的復雜性定義)。本體論復雜性還可以分為:(突變論和混沌的兩種)運動復雜性和(分形的和非穩定性的兩種)結構復雜性。它們都具有跨越層次的特徵。表現為嵌套、相互連結、相互影響和作用等。
(8)對客觀復雜性的有效理解及其表達(認識論的復雜性定義)。認識論意義的復雜性概念也概括了自然科學和技術科學領域關於用描述長度定義復雜性的各種概念和涵義,特別是關於「有效復雜性」的涵義。
2. 復雜性科學
2 .1 復雜性科學定義
復雜性科學就是運用非還原論方法研究復雜系統產生復雜性的機理及其演化規律的科學。
2 .2 復雜性科學的研究對象
安德森指出,復雜性研究不應像一般語義學或一般系統論那樣是「早熟和輕率地」企圖建立包羅萬象的構架;而應當注重特定的、可以檢驗的機制和概念。
聖達菲(Santa Fe)研究所,把諸如對稱破缺、局域化、分形和奇怪吸引子等「各種新性質怎樣冒出來」的種種思想貫穿起來,作為復雜性科學的研究對象。
而幾本90年代初出版的標題類似的通俗讀物,都把復雜性研究作為介於有序和混沌邊緣的科學。
復雜系統是復雜性科學研究的對象。
2.3 復雜性科學的基本原理
(1) 整體性原理。由於復雜性科學的研究對象是非線性經濟系統,傳統的疊加原理失效,因此,不能採用把研究對象分成若干個小系統分別進行研究,然後進行疊加的辦法,而只能從總體上把握整個經濟系統。這一點也很符合系統科學的思想。
(2) 動態性原理。復雜系統必然是動態系統,即與時間變數有關的系統。沒有時間的變化,就沒有系統的演化,也就談不上復雜性規律。因為「事物總是發展變化的」。
(3) 宏觀與微觀相統一的原理。復雜性科學認為,系統的宏觀變數大的波動可能來自於組成系統的一些元素的小變化。因此,為了探討復雜系統宏觀變數的變化規律,必須研究它的微觀機制。但由於非線性機制的作用,又不能將系統進行分解,所以說必須將宏觀與微觀相統一。
(4) 確定性與隨機性相統一原理。復雜性科學理論表明:一個確定性的經濟系統中可以出現類似於隨機的行為過程,它是系統「內在」隨機性的一種表現,它與具有外在隨機項的非線性系統的不規則結果有著本質差別。對於復雜系統而言,結構是確定的,短期行為可以比較精確地預測,而長期行為卻變得不規則,初始條件的微小變化會導致系統的運行軌跡出現巨大的偏差。而對於具有外在隨機項的非線性經濟系統,系統的演化規則每時每刻都不確定,因此,無論是長期行為還是短期行為都無法界定。
3. 復雜性科學研究存在的問題
(1)科學研究不能從定義而要從對事實的分析出發。
(2)從本質上講,復雜性是一種關於過程的科學而不是關於狀態的科學,是關於演化的科學而不是關於存在的科學。
(3)復雜性科學研究不能過於寬泛而包羅萬象。
(4)復雜性科學研究應該建立相應的科學規范,使復雜性研究能健康地「演化」。
4. 我國復雜性科學的研究重點領域與問題
(1)復雜性科學的基本理論與方法,主要包括:
復雜性科學的基本內涵與基本概念;
復雜性的度量方法、復雜系統的辯識與評價方法;
復雜系統的控制理論與方法;
復雜系統的演化與涌現的機理;
復雜系統的數據挖掘技術;
復雜系統的演化計算方法;
元胞自動機、復雜系統的模擬技術與平台;
復雜系統綜合集成研討廳方法等。
(2)物理(自然)系統復雜性,主要包括:
材料損傷、破碎及突變復雜性;
成礦演化動力系統復雜性;
湍流的復雜性機理;
空氣動力學系統的復雜性與天氣預報復雜性;
物理混沌系統的控制方法;
災害復雜性。
(3)生命系統復雜性,主要包括:
基於中醫理論的人體經絡復雜性;
腦的認知復雜性;
人體心腦病變復雜性及其診斷;
生態系統演化復雜性等方面都值得進行重點研究。
(4)社會和經濟管理系統復雜性,主要包括:
金融系統復雜性;
混沌經濟學理論與方法;
基於復雜性科學的管理理論與方法;
經濟系統演化復雜性;
災害復雜性的控制與管理方法;
基於網路系統的管理復雜性;
復雜社會系統的建模、控制與管理。
㈣ 對軟體測試的復雜性進行歸納分析
軟體測試的復雜性與經濟性
人們常常以為,開發一個程序是困難的,測試一個程序則比較容易。這其實是誤解。設計測試用例是一項細致並需要高度技巧的工作,稍有不慎就會顧此失彼,發生不應有的疏漏。
不論是黑盒測試方法還是白盒測試方法,由於測試情況數量巨大,都不可能進行徹底的測試。所謂徹底測試,就是讓被測程序在一切可能的輸入情況下全部執行一遍。通常也稱這種測試為「窮舉測試」。 「黑盒」法是窮舉輸入測試,只有把所有可能的輸入都作為測試情況使用,才能以這種方法查出程序中所有的錯誤。實際上測試情況有無窮多個,人們不僅要測試所有合法的輸入,而且還要對那些不合法但是可能的輸入進行測試。 「白盒」法是窮舉路徑測試,貫穿程序的獨立路徑數是天文數字,但即使每條路徑都測試了仍然可能有錯誤。第一,窮舉路徑測試決不能查出程序違反了設計規范,即程序本身是個錯誤的程序。第二,窮舉路徑測試不可能查出程序中因遺漏路徑而出錯。第三,窮舉路徑測試可能發現不了一些與數據相關的錯誤。E.W.Dijkstra的一句名言對測試的不徹底性作了很好的註解:「程序測試只能證明錯誤的存在,但不能證明錯誤不存在」。
在實際測試中,窮舉測試工作量太大,實踐上行不通,這就註定了一切實際測試都是不徹底的。當然就不能夠保證被測試程序中不存在遺留的錯誤。軟體工程的總目標是充分利用有限的人力和物力資源,高效率、高質量地完成測試。為了降低測試成本,選擇測試用例時應注意遵守「經濟性」的原則。第一,要根據程序的重要性和一旦發生故障將造成的損失來確定它的測試等級;第二,要認真研究測試策略,以便能使用盡可能少的測試用例,發現盡可能多的程序錯誤。掌握好測試量是至關重要的,一位有經驗的軟體開發管理人員在談到軟體測試時曾這樣說過:「不充分的測試是愚蠢的,而過度的測試是一種罪孽」。測試不足意味著讓用戶承擔隱藏錯誤帶來的危險,過度測試則會浪費許多寶貴的資源。
測試是軟體生存期中費用消耗最大的環節。測試費用除了測試的直接消耗外,還包括其它的相關費用。能夠決定需要做多少次測試的主要影響因素如下:
①、系統的目的
系統的目的的差別在很大程度上影響所需要進行的測試的數量。那些可能產生嚴重後果的系統必須要進行更多的測試。一台在boeing 757上的系統應該比一個用於公共圖書館中檢索資料的系統需要更多的測試。一個用來控制密封燃氣管道的系統應該比一個與有毒爆炸物品無關的系統有更高的可信度。一個安全關鍵軟體的開發組比一個游戲軟體開發組要有苛刻得多的查找錯誤方面的要求。
②、潛在的用戶數量
一個系統的潛在用戶數量也在很大程度上影響了測試必要性的程度。這主要是由於用戶團體在經濟方面的影響。一個在全世界范圍內有幾千個用戶的系統肯定比一個只在辦公室中運行的有兩三個用戶的系統需要更多的測試。如果不能使用的話,前一個系統的經濟影響肯定比後一個系統大。除此而外,在分配處理錯誤的時候,所花的代價的差別也很大。如果在內部系統中發現了一個嚴重的錯誤,在處理錯誤的時候的費用就相對少一些,如果要處理一個遍布全世界的錯誤就需要花費相當大的財力和精力。
③、信息的價值
在考慮測試的必要性時,還需要將系統中所包含的信息的價值考慮在內,一個支持許多家大銀行或眾多證券交易所的客戶機/伺服器系統中含有經濟價值非常高的內容。很顯然這一系統需要比一個支持鞋店的系統要進行更多的測試。這兩個系統的用戶都希望得到高質量、無錯誤的系統,但是前一種系統的影響比後一種要大得多。因此我們應該從經濟方面考慮,投入與經濟價值相對應的時間和金錢去進行測試。
④、開發機構
一個沒有標准和缺少經驗的開發機構很可能開發出充滿錯誤的系統。在一個建立了標准和有很多經驗的開發機構中開發出來的系統中的錯誤不會很多,因此,對於不同的開發機構來說,所需要的測試的必要性也就截然的不同。
然而,那些需要進行大幅度改善的機構反而不大可能認識到自身的弱點。那些需要更加嚴格的測試過程的機構往往是最不可能進行這一活動的,在許多情況下,機構的管理部門並不能真正地理解開發一個高質量的系統的好處。
⑤、測試的時機
測試量會隨時間的推移發生改變。在一個竟爭很激烈的市場里,爭取時間可能是制勝的關鍵,開始可能不會在測試上花多少時間,但幾年後如果市場分配格局已經建立起來了,那麼產品的質量就變得更重要了,測試量就要加大。測試量應該針對合適的目標進行調整。
㈤ 戰爭科學論中課程中提到的復雜系統研究工具主要有哪三種
咨詢記錄 · 回答於2021-10-22
㈥ 復雜機電系統可靠度計算方法
復雜機電系統創新設計及重大裝備團隊隸屬於大連理工大學機械工程與材料能源學部機械工程學院,現有教師10人,其中教授2人,博士生導師3人,副教授3人,講師5人,在讀研究生60餘人(含碩士生與博士生)。
團隊負責人為機械工程學院現任院長孫偉教授。團隊主要面向交通與引水工程建設、高速鐵路建設、新能源開發、數控母機等高端重大裝備,致力於上述高端重大裝備創新設計的科學研究與高層次人才培養,已畢業研究生70餘人,前往汽車、高速鐵路、數控、大型工程機械、新能源等行業的國內外龍頭企業就職,待遇良好。
近年來,復雜機電系統創新設計及重大裝備團隊在重大裝備結構分析與優化設計、數字化設計技術、掘進機整機系統設計、復雜結構件多軸疲勞損傷機理等方面已有深入研究,承擔了973計劃、863計劃、國家科技支撐計劃等25項國家級項目,累計科研經費達2100萬元,在掘進機、高端數控機床、大型挖掘機等重大裝備設計理論方面取得突破性進展,發表相關論文200餘篇,SCI、EI檢索150餘篇,申請和授權專利40餘項;搭建了完善的模擬-分析-設計平台和物理實驗平台:包括結構設計分析軟體Ansys、動力學分析平台Adamas、多學科協同設計平台Isight、離散元模擬平台PFC3D、盾構機縮尺刀盤試驗台、TBM主驅動試驗台、裂紋測深儀、超聲相控陣檢測儀、熱機耦合疲勞試驗台、TBM主機縮尺實驗台等,為重大裝備多學科協同設計及抗損定壽設計奠定堅實的試驗基礎。
二、研究方向
研究方向
具體內容
復雜機電系統多學科協同設計理論與方法
圍繞大型工程機械裝備、礦山裝備等復雜機電產品的共性技術瓶頸,綜合考慮復雜機電產品極端服役環境、多學科強耦合性、多源不確定性等關鍵問題,系統性地研究多源不確定邊界下復雜機電系統多學科協同設計基礎理論與方法,重點開展不確定性度量與精確建模理論、多學科間多能傳遞與界面耦合機理、多系統高維參量建模重構機制及自適應快速求解等方面的深入研究,在理論與方法突破的基礎上形成自主化設計軟體平台,為我國相關機電裝備製造領域的產品創新設計及向高端化發展提供重要理論基礎與設計依據。
裝配與緊固技術
以重大裝備中的螺栓聯接、過盈連接結構為研究對象,以整機/系統靜力學、動力學、精度等三方面特性為目標,研究連接載荷、工作載荷及復合載荷作用下界面、連接構件、機械構件及系統整機中的應力、位移場分布規律,提出涵蓋設計參數及裝配工藝參數的整機或系統靜動性能預測方法。
復雜機械關鍵零部件抗損定壽設計
基於沖擊損傷理論和微裂紋細觀損傷理論,在細-宏觀兩個尺度層面上建立全壽命沖擊損傷本構和演化方程,形成多軸重載沖擊下復雜機械關鍵零部件結構壽命預估方法,推動損傷理論的完善,使對復雜機械關鍵零部件結構損傷壽命預測更精確。
復雜機電系統多尺度動力學行為及動態設計
綜合考慮重大裝備系統結構拓撲參數、結合面細觀形貌參數、布置參數等多因素對剛度和阻尼影響規律,提出集機構尺度參數、結構參數、驅動參數設計於一體的復雜裝備動態設計方法;開展縮比模型物理實驗研究及現場振動特性測試,為重大裝備動態設計奠定理論基礎。
大型重載滾動軸承設計及性能優化
針對復雜機電產品所涉及的大型重載滾動軸承的設計、實驗、製造,開展重載緊湊型軸承結構數字化設計技術、低扭矩密封與潤滑技術、滾動體低摩擦高穩定運行姿態保持技術、高可靠性軸承製造與裝配工藝技術及規范、非均勻壁厚軸承套圈可控硬度梯度熱處理技術、軸承環境實驗裝置研發與實驗技術的研究工作。形成自主知識產權的大型重載滾動軸承整套技術,獲得一批擁有自主知識產權的重大關鍵技術和戰略產品。
機械繫統部件群與本體結構空間耦合布局設計
針對機械繫統部件群與其本體結構的耦合與沖突特點,綜合考慮子系統隨機突變的沖擊載荷特性、布置的多種技術要求和本體結構設計要求,研究不同部件群布置規律與本體結構的耦合關系,建立部件群布置與本體結構的雙子系統耦合模型,研究部件群的適應性布置與本體結構耦合設計方法。
三、物理實驗平台
名稱
主要技術參數
盾構機縮尺刀盤試驗台
最大土壓力 4bar
最大工作長度 4760mm
刀盤直徑 900 mm
刀盤轉速 1~2rpm
螺旋輸送機轉速 0~15rpm
TBM主驅動試驗台
電機額定功率 1.1kW
電機額定轉速 1400r/min
制動器額定轉矩 50N∙m
減速機速比 59.6
增速機速比 24.8
齒輪傳動比 6.474
超聲相控陣檢測儀
顯示:8.4寸800×600彩色TFT
探頭介面:I-PEX 160pin
I/O介面:USB 2.0(HOST)、HDMI視頻介面、LAN 100M網路介面、編碼器介面
寬度:20~800ns,5ns步進
延時精度:0~10us 精度1ns
熱機耦合疲勞試驗台
最大推力:120KN;
最大負載:2000kg;
頻率范圍:低周0.1Hz,高周5-80Hz;
控制儀頻率解析度0.01Hz。
10KN常規電磁振動試驗台
頻率范圍:5- 5000Hz;
激振最大加速度:100g;
最大位移51mm;
最大負載:300 kg。
高低溫交變濕熱試驗箱
內部尺寸 (mm):1000×1000×1000;
溫度范圍:-20~150 ℃;
溫度波動度:±0.5℃;
升溫速率:≥ 2.5°C/min;
降溫速率:1°C/min。
MTS伺服靜態載入系統
最大額定負荷: 10 kN;
最大速度: 2000 mm/min;
位移解析度: 0.00005mm;
最大高度:1000m
㈦ 掌握系統科學和復雜性科學的方法對於科學研究有何積極意義
不得不說,你看,我從事蒙古,復雜的科學,是一類系統科學是另一種類型。你把它們放在一起,從學術的角度來看,是不正確的。
1,理論概念
1.1系統是一個系統的基本理論研究的對象和應用程序的開發學科的學科群。它著重研究的關系和屬性的不同類型的系統,揭示其活動的規律,探索系統的各種理論和方法。系統科學的理論和方法的社會科學從自然科學和工程技術廣泛轉移。系統科學與哲學的互動和探索,形成一個系統的基本原理系統科學的哲學問題。
1.2,復雜性科學為研究對象,是指系統的復雜性,超越還原論方法的特點,為了以揭示和解釋的主要任務復雜系統的運行規則,提高對世界的認識,探索世界和改造世界。 「主題互文性」(跨學科)的新的科學形態的主要目的的能力。
所以說,在復雜性科學的興起在20世紀80年代,系統科學發展的新階段,是當代科學發展的前沿之一。復雜性科學的發展,不僅導致了自然科學的變化,但也越來越多地滲透到哲學,人文科學和社會科學。復雜性科學的研究方法的突破和創新。在某種意義上來說,甚至可以說科學任意的復雜性,是一種方法或思維方式轉變。
2,內容分類
2.1系統科學,系統思維,綜合多學科而形成的一個新的,全面的科學學科。系統科學,它的發展和現狀,可分為狹義和廣義的分為兩類。
的窄系統科學,一般是指貝塔朗菲的書「一般系統論的開發與應用」系統「科學,數學系統理論,系統技術,系統理念的基礎上,從三個方面總結紀律處分制度。
廣義系統科學,系統論,資訊理論,控制論,耗散結構理論,協同學,突變論,運籌學,模糊數學,物元分析,泛系方法論,系統動力學,灰色系統理論,系統工程,計算機科學,人工智慧,知識工程,通信的研究和大量的科目,包括最快的一門綜合性科學的發展自20世紀中期以來
2.2,三個階段的復雜性科學的主流發展理論是指:埃德加莫蘭的學說,普里高津布魯塞爾學校,聖菲研究所。
莫蘭復雜性的核心的理念是從雜訊和有序「的原則,」他說,在這的原則,這種疾病是一個必要條件,但不是充分條件,它必須是現有的訂單因子復合物可以產生現實的有序或更高有序的有序與無序的相互對立和排斥的傳統觀念,打破了這一原則,他們在一定條件下可以相互使用,共同推動組織系統的復雜性的增長。,
解釋,簡而言之就是「動態有序現象」的本質。
普里高津布魯塞爾學校雙性戀Molan後,在這所學校,在復雜的科學的經典科學和超越的對立面已經被提出來。普里高津牢牢抓住了問題的核心是經典物理學它是靜態的,簡單的方式從來沒有考慮中的作用事實上,普里高津沒有一個明確的「復雜性」復雜性理論,他提出的「時間」參數,物理作為一個可逆的過程。是揭示材料的物理和化學機制和進化過程中的不可逆過程理論,該理論的耗散結構。
理論聖達菲研究所,其復雜性的概念,Moran和普里高津很大的區別的概念的復雜性。
例如::「在任何復雜適應系統演化的研究,最重要的是區分這三個問題上:基本規則,被凍結的偶然事件,以及選擇適應。「這句話表示,他們相信事情的復雜性的基本規律影響不大,大部分從「凍結意外」(指影響的物質世界發展的歷史進程中,其後果是固定的,發展到一個更高的水平上的特殊規則事件,使他們獲得法律中包含特定的歷史條件和偶然因素。)
自適應功能的復雜系統,即他們可以從經驗中提取客觀世界的規律性的東西作為自己的行為,並通過實踐活動的反饋,以提高自己的世界的規律性也就是說,系統不是被動地接受環境的影響,但能夠主動發揮對環境的影響。
結論:重點不在於對象的復雜性科學的認識。研究或環境的復雜性,但其自身的復雜性的主體 - 主體復雜適應性,以及相應的結構復雜。
3,流派
由於我的信息,系統科學流派是不理解,主要包括復雜性科學流派
3,1復雜性科學:早期研究階段的一般系統論,控制論,人工智慧,後期研究階段耗散結構理論,協同學,超循環理論,突變理論,混沌理論,分形理論和元胞自動機理論。
4,方法
方法描述復雜的科學內容
4.1,非線性,不確定性,自組織,涌現。
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推薦閱讀文獻:網路文庫搜索:復雜性,復雜系統與復雜性科學「
網路的搜索字詞:復雜的科學體系科學
最後,由於本人能力有限,這不幫你表示遺憾
㈧ 高分教助軟體測試的高手!
測試設計工具有:
ALLPAIRS http://satisfice.com/
Caliber-RBT http://www.tbi.com
Caliber-RM http://www.tbi.com
DARTT http://home.t-online.de/home/bsse.info/
Datatect http://www.datatect.com
DGL http://www.csee.usf.e/~maurer/
McCabe Test http://www.mccabe.com
McCabe TestCompress http://www.mccabe.com
等等等,測試工具有很多,不一一羅列出來了
軟體測試針對不同項目可以有不同的方法
下面給你舉個例子:
基於Web的系統測試方法
基於Web的系統測試與傳統的軟體測試既有相同之處,也有不同的地方,對軟體測試提出了新的挑戰。基於Web的系統測試不但需要檢查和驗證是否按照設計的要求運行,而且還要評價系統在不同用戶的瀏覽器端的顯示是否合適。重要的是,還要從最終用戶的角度進行安全性和可用性測試。
本文從功能、性能、可用性、客戶端兼容性、安全性等方面討論了基於Web的系統測試方法。
隨著Internet和Intranet/Extranet的快速增長,Web已經對商業、工業、銀行、財政、教育、政府和娛樂及我們的工作和生活產生了深遠的影響。許多傳統的信息和資料庫系統正在被移植到互聯網上,電子商務迅速增長,早已超過了國界。范圍廣泛的、復雜的分布式應用正在Web環境中出現。Web的流行和無所不在,是因為它能提供支持所有類型內容連接的信息發布,容易為最終用戶存取。
Yogesh Deshpande和Steve Hansen在1998年就提出了Web工程的概念。Web工程作為一門新興的學科,提倡使用一個過程和系統的方法來開發高質量的基於Web的系統。它"使用合理的、科學的工程和管理原則,用嚴密的和系統的方法來開發、發布和維護基於Web的系統"。目前,對於web工程的研究主要是在國外開展的,國內還剛剛起步。
在基於Web的系統開發中,如果缺乏嚴格的過程,我們在開發、發布、實施和維護Web的過程中,可能就會碰到一些嚴重的問題,失敗的可能性很大。而且,隨著基於Web的系統變得越來越復雜,一個項目的失敗將可能導致很多問題。當這種情況發生時,我們對Web和Internet的信心可能會無法挽救地動搖,從而引起Web危機。並且,Web危機可能會比軟體開發人員所面對的軟體危機更加嚴重、更加廣泛。
在Web工程過程中,基於Web系統的測試、確認和驗收是一項重要而富有挑戰性的工作。基於Web的系統測試與傳統的軟體測試不同,它不但需要檢查和驗證是否按照設計的要求運行,而且還要測試系統在不同用戶的瀏覽器端的顯示是否合適。重要的是,還要從最終用戶的角度進行安全性和可用性測試。然而,Internet和Web媒體的不可預見性使測試基於Web的系統變得困難。因此,我們必須為測試和評估復雜的基於Web的系統研究新的方法和技術。
一般軟體的發布周期以月或以年計算,而Web應用的發布周期以天計算甚至以小時計算。Web測試人員必須處理更短的發布周期,測試人員和測試管理人員面臨著從測試傳統的C/S結構和框架環境到測試快速改變的Web應用系統的轉變。
一、功能測試
1、鏈接測試
鏈接是Web應用系統的一個主要特徵,它是在頁面之間切換和指導用戶去一些不知道地址的頁面的主要手段。鏈接測試可分為三個方面。首先,測試所有鏈接是否按指示的那樣確實鏈接到了該鏈接的頁面;其次,測試所鏈接的頁面是否存在;最後,保證Web應用系統上沒有孤立的頁面,所謂孤立頁面是指沒有鏈接指向該頁面,只有知道正確的URL地址才能訪問。
鏈接測試可以自動進行,現在已經有許多工具可以採用。鏈接測試必須在集成測試階段完成,也就是說,在整個Web應用系統的所有頁面開發完成之後進行鏈接測試。
2、表單測試
當用戶給Web應用系統管理員提交信息時,就需要使用表單操作,例如用戶注冊、登陸、信息提交等。在這種情況下,我們必須測試提交操作的完整性,以校驗提交給伺服器的信息的正確性。例如:用戶填寫的出生日期與職業是否恰當,填寫的所屬省份與所在城市是否匹配等。如果使用了默認值,還要檢驗默認值的正確性。如果表單只能接受指定的某些值,則也要進行測試。例如:只能接受某些字元,測試時可以跳過這些字元,看系統是否會報錯。
3、Cookies測試
Cookies通常用來存儲用戶信息和用戶在某應用系統的操作,當一個用戶使用Cookies訪問了某一個應用系統時,Web伺服器將發送關於用戶的信息,把該信息以Cookies的形式存儲在客戶端計算機上,這可用來創建動態和自定義頁面或者存儲登陸等信息。
如果Web應用系統使用了Cookies,就必須檢查Cookies是否能正常工作。測試的內容可包括Cookies是否起作用,是否按預定的時間進行保存,刷新對Cookies有什麼影響等。
4、設計語言測試
Web設計語言版本的差異可以引起客戶端或伺服器端嚴重的問題,例如使用哪種版本的HTML等。當在分布式環境中開發時,開發人員都不在一起,這個問題就顯得尤為重要。除了HTML的版本問題外,不同的腳本語言,例如Java、java script、 ActiveX、VBScript或Perl等也要進行驗證。
5、資料庫測試
在Web應用技術中,資料庫起著重要的作用,資料庫為Web應用系統的管理、運行、查詢和實現用戶對數據存儲的請求等提供空間。在Web應用中,最常用的資料庫類型是關系型資料庫,可以使用SQL對信息進行處理。
在使用了資料庫的Web應用系統中,一般情況下,可能發生兩種錯誤,分別是數據一致性錯誤和輸出錯誤。數據一致性錯誤主要是由於用戶提交的表單信息不正確而造成的,而輸出錯誤主要是由於網路速度或程序設計問題等引起的,針對這兩種情況,可分別進行測試。
二、性能測試
1、連接速度測試
用戶連接到Web應用系統的速度根據上網方式的變化而變化,他們或許是電話撥號,或是寬頻上網。當下載一個程序時,用戶可以等較長的時間,但如果僅僅訪問一個頁面就不會這樣。如果Web系統響應時間太長(例如超過5秒鍾),用戶就會因沒有耐心等待而離開。
另外,有些頁面有超時的限制,如果響應速度太慢,用戶可能還沒來得及瀏覽內容,就需要重新登陸了。而且,連接速度太慢,還可能引起數據丟失,使用戶得不到真實的頁面。
2、負載測試
負載測試是為了測量Web系統在某一負載級別上的性能,以保證Web系統在需求范圍內能正常工作。負載級別可以是某個時刻同時訪問Web系統的用戶數量,也可以是在線數據處理的數量。例如:Web應用系統能允許多少個用戶同時在線?如果超過了這個數量,會出現什麼現象?Web應用系統能否處理大量用戶對同一個頁面的請求?
3、壓力測試
負載測試應該安排在Web系統發布以後,在實際的網路環境中進行測試。因為一個企業內部員工,特別是項目組人員總是有限的,而一個Web系統能同時處理的請求數量將遠遠超出這個限度,所以,只有放在Internet上,接受負載測試,其結果才是正確可信的。
進行壓力測試是指實際破壞一個Web應用系統,測試系統的反映。壓力測試是測試系統的限制和故障恢復能力,也就是測試Web應用系統會不會崩潰,在什麼情況下會崩潰。黑客常常提供錯誤的數據負載,直到Web應用系統崩潰,接著當系統重新啟動時獲得存取權。
壓力測試的區域包括表單、登陸和其他信息傳輸頁面等。
三、可用性測試
1、導航測試
導航描述了用戶在一個頁面內操作的方式,在不同的用戶介面控制之間,例如按鈕、對話框、列表和窗口等;或在不同的連接頁面之間。通過考慮下列問題,可以決定一個Web應用系統是否易於導航:導航是否直觀?Web系統的主要部分是否可通過主頁存取?Web系統是否需要站點地圖、搜索引擎或其他的導航幫助?
在一個頁面上放太多的信息往往起到與預期相反的效果。Web應用系統的用戶趨向於目的驅動,很快地掃描一個Web應用系統,看是否有滿足自己需要的信息,如果沒有,就會很快地離開。很少有用戶願意花時間去熟悉Web應用系統的結構,因此,Web應用系統導航幫助要盡可能地准確。
導航的另一個重要方面是Web應用系統的頁面結構、導航、菜單、連接的風格是否一致。確保用戶憑直覺就知道Web應用系統裡面是否還有內容,內容在什麼地方。
Web應用系統的層次一旦決定,就要著手測試用戶導航功能,讓最終用戶參與這種測試,效果將更加明顯。
2、圖形測試
在Web應用系統中,適當的圖片和動畫既能起到廣告宣傳的作用,又能起到美化頁面的功能。一個Web應用系統的圖形可以包括圖片、動畫、邊框、顏色、字體、背景、按鈕等。圖形測試的內容有:
(1)要確保圖形有明確的用途,圖片或動畫不要胡亂地堆在一起,以免浪費傳輸時間。Web應用系統的圖片尺寸要盡量地小,並且要能清楚地說明某件事情,一般都鏈接到某個具體的頁面。
(2)驗證所有頁面字體的風格是否一致。
(3)背景顏色應該與字體顏色和前景顏色相搭配。
(4)圖片的大小和質量也是一個很重要的因素,一般採用JPG或GIF壓縮。
3、內容測試
內容測試用來檢驗Web應用系統提供信息的正確性、准確性和相關性。
信息的正確性是指信息是可靠的還是誤傳的。例如,在商品價格列表中,錯誤的價格可能引起財政問題甚至導致法律糾紛;信息的准確性是指是否有語法或拼寫錯誤。這種測試通常使用一些文字處理軟體來進行,例如使用Microsoft Word的"拼音與語法檢查"功能;信息的相關性是指是否在當前頁面可以找到與當前瀏覽信息相關的信息列表或入口,也就是一般Web站點中的所謂"相關文章列表"。
4、整體界面測試
整體界面是指整個Web應用系統的頁面結構設計,是給用戶的一個整體感。例如:當用戶瀏覽Web應用系統時是否感到舒適,是否憑直覺就知道要找的信息在什麼地方?整個Web應用系統的設計風格是否一致?
對整體界面的測試過程,其實是一個對最終用戶進行調查的過程。一般Web應用系統採取在主頁上做一個調查問卷的形式,來得到最終用戶的反饋信息。
對所有的可用性測試來說,都需要有外部人員(與Web應用系統開發沒有聯系或聯系很少的人員)的參與,最好是最終用戶的參與。
四、客戶端兼容性測試
1、平台測試
市場上有很多不同的操作系統類型,最常見的有Windows、Unix、Macintosh、Linux等。Web應用系統的最終用戶究竟使用哪一種操作系統,取決於用戶系統的配置。這樣,就可能會發生兼容性問題,同一個應用可能在某些操作系統下能正常運行,但在另外的操作系統下可能會運行失敗。
因此,在Web系統發布之前,需要在各種操作系統下對Web系統進行兼容性測試。
2、瀏覽器測試
瀏覽器是Web客戶端最核心的構件,來自不同廠商的瀏覽器對Java,、java script、 ActiveX、 plug-ins或不同的HTML規格有不同的支持。例如,ActiveX是Microsoft的產品,是為Internet Explorer而設計的,java script是Netscape的產品,Java是Sun的產品等等。另外,框架和層次結構風格在不同的瀏覽器中也有不同的顯示,甚至根本不顯示。不同的瀏覽器對安全性和Java的設置也不一樣。
測試瀏覽器兼容性的一個方法是創建一個兼容性矩陣。在這個矩陣中,測試不同廠商、不同版本的瀏覽器對某些構件和設置的適應性。
五、安全性測試
Web應用系統的安全性測試區域主要有:
(1)現在的Web應用系統基本採用先注冊,後登陸的方式。因此,必須測試有效和無效的用戶名和密碼,要注意到是否大小寫敏感,可以試多少次的限制,是否可以不登陸而直接瀏覽某個頁面等。
(2)Web應用系統是否有超時的限制,也就是說,用戶登陸後在一定時間內(例如15分鍾)沒有點擊任何頁面,是否需要重新登陸才能正常使用。
(3)為了保證Web應用系統的安全性,日誌文件是至關重要的。需要測試相關信息是否寫進了日誌文件、是否可追蹤。
(4)當使用了安全套接字時,還要測試加密是否正確,檢查信息的完整性。
(5)伺服器端的腳本常常構成安全漏洞,這些漏洞又常常被黑客利用。所以,還要測試沒有經過授權,就不能在伺服器端放置和編輯腳本的問題。
六、總結
本文從功能、性能、可用性、客戶端兼容性、安全性等方面討論了基於Web的系統測試方法。
基於Web的系統測試與傳統的軟體測試既有相同之處,也有不同的地方,對軟體測試提出了新的挑戰。基於Web的系統測試不但需要檢查和驗證是否按照設計的要求運行,而且還要評價系統在不同用戶的瀏覽器端的顯示是否合適。重要的是,還要從最終用戶的角度進行安全性和可用性測試。
參考資料:http://www.cntesting.com/bbs/?u=9224
㈨ Web測試的主要內容和測試方法有哪些
Web測試的主要內容:
一、輸入框
二、搜索功能
三、增加、修改功能
四、刪除功能
五、注冊、登錄模塊
六、上傳圖片測試
七、查詢結果列表
八、返回鍵檢查
九、回車鍵檢查
十、刷新鍵檢查
Web測試的測試方法:
1、在測試時,與網路有關的步驟或者模塊必須考慮到斷網的情況。
2.每個頁面都有相應的Title,不能為空,或者顯示「無標題頁」。
3.在測試的時候要考慮到頁面出現滾動條時,滾動條上下滾動時,頁面是否正常。
4.URL不區分大小寫,大小寫不敏感。
5.對於電子商務網站,當用戶並發購買數量大於庫存的數量時,系統如何處理。
6.測試數據避免單純輸入「123」、「abc」之類的,讓測試數據盡量接近實際。
7.進行測試時,盡量不要用超級管理員進行測試,用新建的用戶進行測試。測試人員盡量不要使用同一個用戶進行測試。
8.提示信息:提示信息是否完整、正確、詳細。
9.幫助信息:是否提供幫助信息,幫助信息的表現形式(頁面文字、提示信息、幫助文件),幫助信息是否正確、詳細。
10.可擴展性:是否有升級的境地,是否保留了介面。
11.穩定性:運行所需的軟硬體配置,佔用資源情況,出現問題時的容錯性,對數據的保護。
12.運行速度:運行的快慢,帶寬佔用情況。
㈩ 韓志剛的發表論文
1韓志剛 動態系統預報的一種新方法。《自動化學報》Vol 9 No3 1983 161­168
2韓志剛 動態系統時變參數的辨識。《自動化學報》Vol 10 No4. 1984. 330­337。
3韓志剛 多層遞階辨識方法。《自動化學報》Vol 14No5 1988 383­386
4韓志剛 天氣系統的建模與預報《控制理論與應用》Vol3 No2 1986 64-71
5韓志剛等 參數預報自適應控制方法及其在農業中的應用,《控制理論與應用》Vol2 No4 1985 44-52
6韓志剛 穩定的參數自適應控制系統及其應用,《控制理論與應用》Vol4No4 1987 76-81
7韓志剛等 一類具有引導變數的模型的分析,《控制與決策》Vol 8 No5 1993 385-388
8韓志剛 結構隨機變化系統的多層遞階預報《自動化學報》Vol 16 No5 1990 424--428
9韓志剛等 動態系統預報的多模型多演算法綜合模式《系統工程學報》Vol6No2 1991 27-33
10Han Zhigang The Synthetic Prediction Pattern of Multiple Model Systems 《Systems Science and Systems Engineering》Vol 2No1 1993 75-83
11韓志剛 非線性自適應控制系統設計的一種方法《控制與決策》Vol 6 1990 39-45
12韓志剛 同參數估計對偶的自適應控制演算法。《控制理論與應用》Vol9 No4 1992 374-379
13韓志剛 自適應控制系統設計的參數辨識途徑《自動化學報》Vol 18No6 1992 712-715
13 非線性系統魯棒無模型學習自適應控制 控制與決策 1995 No2
14 非線性系統參數估計及與之對偶的自適應控制 自動化學報 1995 No1
15 The learning control and the no model or black box learning adaptive control of MIMO nonlinear systems. 《Advance in Modelling and Analysis,C,AMSE Press 》1995 Vol 47 No.1 13-26
16 非線性NARMAX模型的ARMAX模型全局構造 控制與決策 1996 No3 Vol 17 367-370
17 非線性系統 干擾衰減及其在自適應控制中的應用 控制與決策1996 No6 Vol 11. 692-695
18 一種非線性系統自適應控制及其收斂性分析 控制理論與應用1996 No5 Vol 13 657-662
19 Adaptive control for nonlinear systems《Proceedings of the IEEE Conference on Decision and Control》1996 Vol 4. Dec 11-13
20 非線性NARMAX模型的ARMAX模型全局線性化 自動化學報1997 No3 Vol 23
21 一類帶有輸入擾動的非線性系統的參數估計 自動化學報1997 No6 Vol 23 768-774
22 MIMO非線性系統的直接自適應控制 控制理論與應用 1997 V乯14 No1
23 Direct adaptive control for nonlinear systems《SAMS》1997 Vol 28. 301-315
24 一類隨機系統的輸出跟蹤 自動化學報1998 No5 Vol 24 657-661
25 自校正控制系統的對稱相似結構設計初探參數模型情形 控制與決策1998 S1
26 非線性系統的直接自適應控制及其改進方法 上海交通大學學報1999 No4
27 非建模自適應控制律及其重要參數的自適應辨識 控制理論與應用1999 S1 145-148
28 多層遞階方法理論與應用的進展 控制與決策 2001 16 (2) 129-132
29 非線性系統的直接自適應調節律的性質分析 控制與決策 2002 17 (2) 223-225
30 離散時間非線性系統線性化的泛模型方法 控制與決策 2002 .17 (2) 249-251
31 無模型控制器的設計問題 控制工程 2002 9(3) 19-22
32 無模型控制器的應用 控制工程 2002 .9 (4) 22-25
33 一種改進的多層遞階預報方法研究(EI) 哈爾濱工業大學學報 2002 Vol.34 No.3 436-439
34 Designing Approach of Function Combination of Controller and Its
Application in DCS of Oil Refinery (控制器功能組合設計方法及其在石化DCS中的應用) 球
智能控制與自動化大會(WCICA)論文集 2002
35 一類復雜系統非建模控制方法的研究 控制與決策 2003 18(4) 398--402
36 關於建模與自適應控制的一體化途徑[J]. 自動化學報,2004 30(3) 380~389(973專項基金項目)
37 An Adaptive Model Free Control Design and Applications[C], Proceedings of 2004 2nd IEEE International Conference on Instrial Informatics 24th-26th June, 2004 Berlin, Germany 243~248
38 無模型控制方法對多變數耦合系統控制的應用研究[J] 控制與決策 2004 19(7)1155~1158
39 無模型控制系統在加熱爐溫度控制上的應用[J] 控制工程
2004 11(5) 38~391
40 無模型控制方法在化肥生產中的應用研究 控制理論與應用 2004 21(6)858~863
41 工程應用控制系統設計中某些問題的探討[J] 2005中國控制與決策學術年會大會報告 論文集(上卷)
42 合成氨生產中的氫氮比控制系統[J] 控制理論及應用2005 22 (5)
43 An integrated approach to modeling and adaptive control Frontiers of Electrical and Electronic Engineering in china 2006 1(2) 228—233
44 無模型控制律串級形式及其應用 自動化學報,2006 32(3)345--352