《安全工程信息化技术》综合复习资料

安全工程信息化技术综合复习资料一、简答题1简述数据模型建立所必须满足的要求，并指出E-R模型对要求的满足情况。2 简述安全信息系统开发的基本配置方案(软件部分)。3简述CAE的定义、并以有限元方法为例说明CAE分析的三个阶段。4 简述计算机仿真方法的四个独特特点。5 简述危险及可操作性分析方法的实施方式及应用场合。6什么是计算机辅助工程(CAE) ？7. 简述数据库管理系统DBMS的作用。8. 简述关系模型的主要优点。9. 简述数据模型的三个要素，并解释其具体意义。10. 简述虚拟仪器的定义、组成以及其具备的主要优势(与传统仪器相比)。11. 试述关系模型的数据结构特点。12. 简述数据模型的三要素以及建立数据模型所必需满足的要求；13. 简述计算机仿真方法的四个独特作用；14. 简述安全信息在企业生产中的功能；15. 简述道化学以及计算机技术在该方法上的体现；16. 简述虚拟仪器的定义、组成以及在仪器功能方面与传统仪器相比所具备的优势。二、编程题1、基于可靠性理论，某部件的失效概率等于“极限状态函数Z小于零”这一事件出现的概率，即2*sin(x )* xZ 二 3 12Pf = Prob (Z 0)。假设某部件极限状态函数为：X3，其中参数%1、3、3均是随机变量，且有XiLN(2, 0.03), X2 UNI(1，2)，3NOR(2,0.05)。拟采用蒙特卡罗模拟方法确定该P部件的失效概率f，请写出相关的MATLAB语句。(注：UNI为均匀分布、NOR为正态分布、LN为对数 正态分态，假设模拟次数为10 6)。2、基于疲劳理论，一部件的疲劳寿命N由下式描述：Sm，其中参数K、S、m均是随机变量，且有KLN(28, 0.3), mUNI(3, 4)，SN0R(60,10)，拟确定疲劳寿命N的均值、方差和标准差，试写出 相关的MATLAB语句。(注：UNI为均匀分布、NOR为正态分布、LN为对数正态分态)3、以下图所示的故障树模型为例，试完成下列要求：(1) 写出利用MOCUS算法确定全部割集的计算机化步骤；(2) 写出利用素数法对全部割集求解最小割集的计算机化步骤；(3) 给出故障树模型量化分析的结果；(4) 给出原故障树模型化简后的等价故障树模型图。符号说明：:或门:与门三、数据库设计1、设某集团公司数据库中有三个实体集。一是“分公司”实体集，属性有分公司编号、分公司名、 分公司地址等；二是“产品”实体集，属性有产品号、产品名、产品规格、产品单价等；三是“员工” 实体集，属性有员工编号、员工姓名、员工业绩等。分公司与产品间存在“生产”联系，每个商店可生产多种产品，每种产品也可放在多个分公司生产， 分公司生产产品有月生产份额；分公司与员工间存在着“聘用”联系，每个分公司有许多员工，每个员 工只能在一个分公司工作，分公司聘用员工有聘期和月薪。根据上面的叙述，试完成如下要求：(1) 画出该集团公司数据库的E-R图。(2) 将给出的E-R图转换成关系模型。2、设某商业集团数据库中有三个实体集。一是“商店”实体集，属性有商店编号、商店名、地址 等；二是“商品”实体集，属性有商品号、商品名、规格、单价等；三是“职工”实体集，属性有职工 编号、姓名、性别、业绩等。商店与商品间存在“销售”联系，每个商店可销售多种商品，每种商品也可放在多个商店销售，每 个商店销售一种商品，有月销售量；商店与职工间存在着“聘用”联系，每个商店有许多职工，每个职 工只能在一个商店工作，商店聘用职工有聘期和月薪。试完成如下要求(1) 试画出E-R图，并在图上注明属性、联系的类型。(2)将E-R图转换成关系模型。安全工程信息化技术综合复习资料参考答案一、简答题1简述数据模型建立所必须满足的要求，并指出E-R模型对要求的满足情况。参考答案： 数据模型应满足三方面的要求，一是比较真实的模拟现实世界；二是容易为人所理解；三是便于在 计算机上实现。E-R模型是概念模型的一种，一方面具有较强的语言表达能力，能够真实的模拟客观世界；另一外 方面，它比较简单、清晰、易于用于所理解。但是E-R模型不能为计算机所识别，故不便于在计算机上 进行实现。2 简述安全信息系统开发的基本配置方案(软件部分)。参考答案：(1) 系统软件平台选择 根据安全信息管理的实际需要和当前计算机软件的发展情况，软件的优选应着重考虑易于开发、维 护、使用及具有多媒体处理功能的新一代软件。一般包括以下几类：数据库系统、操作系统、编程语言 和工具软件。(2) 系统硬件设备配置 安全管理信息系统的硬件设备配置，首先要从计算机系统的功能、可行性、安全性以及成本和有关 技术的发展趋势等各个方面进行综合评估。根据实际需要和本单位的具体条件，选择合理的配制方案。 常见的有单机、终端和网络等不同的配置方案。3简述CAE的定义、并以有限元方法为例说明CAE分析的三个阶段。参考答案：工程设计中的计算机辅助工程CAE(Computer Aided Engineering)，指用计算机辅助求解分析复杂工 程和产品的结构力学性能，以及优化结构性能等。有限元分析的三个阶段包括：(1) 前处理，该阶段根据要分析的工程问题建立有限元模型； (2) 求 解，对前处理中建立的模型，施加载荷、约束等边界条件，并进行求解计算； (3) 后处理，读取可视化 的求解结果，并进行分析。4 简述计算机仿真方法的四个独特特点。参考答案：(1) 模型参数任意调整，模型参数可根据要求通过计算机程序随时进行调整、修改或补充，使人们能掌握各种可能的仿真 结果，为进一步完善研究方案提供了极大的方便。(2) 系统模型快速求解 借助于先进的计算机系统，人们在较短时间内就能知道仿真运算的结果(数据或图象)，从而为人类的实践活动提供强有力的指导。(3) 运算结果准确可靠只要系统模型、仿真模型和仿真程序是科学合理的，那么计算机的运算结果一定准确无误 (除非机 器有故障)。(4) 实景仿真形象直观 把仿真模型、计算机系统和物理模型及实物联结在一起的实物仿真(有些还同时是实时仿真)，形象 十分直观，状态也很逼真。5 简述危险及可操作性分析方法的实施方式及应用场合。参考答案：(1) 实施方式：由各个专业人员组成的分析组按照规定的方式,以正常操作运行的工艺状态参数为标 准值，系统地分析偏离设计工艺条件的偏差，从而研究出现偏差的原因、后果以及拟定安全措施。(2) 适用场合：总体上讲适用于流程工业，以工艺和操作为主要对象，主要应用于设计阶段。6什么是计算机辅助工程(CAE)?参考答案： 从广义上说，计算机辅助工程包括很多，从字面上讲，它可以包括工程和制造业信息化的所有方面， 但是传统的 CAE 主要指用计算机对工程和产品进行性能与安全可靠性分析，对其未来的工作状态和运 行行为进行模拟，及早发现设计缺陷，并证实未来工程、产品功能和性能的可用性和可靠性。7. 简述数据库管理系统DBMS的作用。参考答案：(1) 数据库的定义功能(对数据对象进行定义)(2) 数据操纵功能(查询、插入、删除、修改)(3) 数据库的控制功能(安全性、完整性、多用户并发控制、数据恢复)(4) 数据库的建立与维护功能(初始数据的输入、系统的日常维护)8. 简述关系模型的主要优点。参考答案：(1) 关系模型与非关系模型不同，它建立在严格的数学概念基础上；(2) 关系模型概念单一，无论是实体还是实体之间的联系都用关系表示，对数据的检索结果也用关 系表示，所以其数据结构简单、用户易用易懂；(3) 关系模型的存在路径对用户透明，从而具有更高的数据独立性，更好的安全保密性，也简化了 程序员的工作和数据库开发建立的工作。9. 简述数据模型的三个要素，并解释其具体意义。参考答案：数据模型包括3 个部分(三要素)：数据结构、数据操作和数据的完整性约束条件。数据结构是研究存储在数据库中对象类型的集合。数据库系统是按照数据结构的类型来组织数据的 数据结构类型包括(关系、层次和网状等)。数据操作是指对数据库中各种对象实例允许执行的操作的集合，包括操作及其相关的操作规则。 数据的完整性约束是指在给定的数据模型中，数据及其联系所遵守的一组通用的完整性规则，它能 保证数据的正确性、一致性。10. 简述虚拟仪器的定义、组成以及其具备的主要优势(与传统仪器相比)。参考答案：(1) 定义：虚拟仪器是在以通用计算机为核心的硬件平台上，由用户设计定义、具有虚拟面板、其 测试功能由软件实现的一种计算机仪器系统。(2) 组成：虚拟仪器由硬件平台和应用软件两部分构成。(3) 主要优势：由于传统测试系统的所有测试功能通过硬件实现，往往具有价格昂贵、体积庞大、 连接和操作复杂、测试效率低等缺点。虚拟仪器则充分利用个人计算机的处理器、存储器和显示器等通 用资源，与仪器硬件以及数据采集、过程通信、信号处理等应用软件结合，不仅可以一机多用，而且多 种仪器可以共享PC机资源。从而大大的节约了设备量和成本，并方便操作。11. 试述关系模型的数据结构特点。参考答案： 关系模型在逻辑结构上用表格形式来表示实体类型和实体类型之间的关系。在关系模型中，把现实 世界的数据组织成一些二维的表格，这些表格称为关系。对表格中数据的操作抽象为对关系的操作。12. 简述数据模型的三要素以及建立数据模型所必需满足的要求；参考答案：(1) 数据模型三要素：数据模型包括 3 个部分(三要素)：数据结构、数据操作和数据的完整性约束 条件。(2) 数据模型应满足三方面的要求，一是比较真实的模拟现实世界；二是容易为人所理解；三是便 于在计算机上实现。13. 简述计算机仿真方法的四个独特作用；参考答案：(1) 优化系统设计 对于复杂系统的研究，一般要求达到最优化，为此必须对系统的结构和参数反复进行修改和调整。这只有借助计算机仿真方法才能方便、快捷地实现。(2) 降低实验成本 对于复杂的工程系统,如果直接进行实物实验,则费用会很高。而用计算机仿真手段就可大大降低相关费用。(3) 减少失败风险 对于一些难度高、危险大的复杂工程系统，若直接实验，一旦失败则无论在经济上还是政治上都是难以承受的。为了减少风险，必须先进行计算机仿真实验，以提高成功率。(4) 提高预测能力 但计算机仿真实验可以在给定的边界条件下，推演出各种非工程复杂系统的变化趋势，从而为人们 制定对策提供可靠的依据。14. 简述以及安全信息在企业生产中的功能；参考答案： 通过安全信息掌握员工对安全生产的认识，安全教育、安全检查的效果，安全生产法规的执行情况， 安全技术措施的落实情况。将安全信息用于指导安全管理，不断改进安全工作，提高安全管理水平，可 有效地消除事故隐患，从而达到预防、控制事故的目的。15. 简述道化学以及计算机技术在该方法上的体现；参考答案：(1) 道法简述：根据原料的物理和化学性质、特殊危险性，考虑具体工艺处理中的一般性和危险性 之间的差别以及物量等因素的影响，以火灾爆炸指数形式定量的评价化工系统的危险程度，并据此提出 安全对策、改进工艺工程和设备的安全性，提高工厂的安全水平，形成道化学方法。(2) 计算机技术在该方法上的体现：基于道化学方法的计算机辅助评价系统包括人机对话、数据处 理和信息分析三大基础部分，同时系统应充分体现计算机辅助分析和智能化的特点。使人从繁重的计算 过程中解放出来，大大提高评价效率，系统的智能化特点使得系统在评价过程中具有一定程度的逻辑判 断能力。16. 简述虚拟仪器的定义、组成以及在仪器功能方面与传统仪器相简述数据模型的三要素以及建立数 据模型所必需满足的要求。参考答案：(1) 数据模型三要素：数据模型包括 3 个部分(三要素)：数据结构、数据操作和数据的完整性约束 条件。(2) 数据模型应满足三方面的要求，一是比较真实的模拟现实世界；二是容易为人所理解；三是便 于在计算机上实现。二、编程题1、基于可靠性理论，某部件的失效概率等于“极限状态函数z小于零”这一事件出现的概率，即2*sin(x )* xZ 二 3 12Pf rob (Z 0)。假设某部件极限状态函数为：X3，其中参数3均是随机变量，且有XiLN(2, 0.03), X2 UNI(1，2)，3NOR(2,0.05)。拟采用蒙特卡罗模拟方法确定该P部件的失效概率f，请写出相关的MATLAB语句。(注：UNI为均匀分布、NOR为正态分布、LN为对数 正态分态，假设模拟次数为10 6)。参考答案：sim_count=10人6;x1=lognrnd(2,0.03,sim_count,1);x2=unifrnd(1,2, sim_count,1);x3=normrnd(2,0.05,sim_count,1);z=3-2*sin(x1).*x2./x3;/sim_count;N2、基于疲劳理论，一部件的疲劳寿命N由下式描述：Sm，其中参数K、S、m均是随机变量,且有KLN(28, 0.3), mUNI(3, 4)，SN0R(60,10)，拟确定疲劳寿命N的均值、方差和标准差，试写出 相关的MATLAB语句。(注：UNI为均匀分布、NOR为正态分布、LN为对数正态分态)sim_cou nt二 10飞；K=lognrnd(28,0.3,sim_cou nt,1);m二unifrnd(3,4,sim_cou nt,1);S=normrnd(60,10,sim_cou nt,1);N=K./S.m;mean_N二mean(N);%均值var_N二var(N); %方差st d_N=s td(N);% 方差2. 3、以下图所示的故障树模型为例，试完成下列要求：(1) 写出利用MOCUS算法确定全部割集的计算机化步骤；(2) 写出利用素数法对全部割集求解最小割集的计算机化步骤;(3) 给出故障树模型量化分析的结果；(4) 给出原故障树模型化简后的等价故障树模型图。符号说明：:或门:与门参考答案：(1) MOCUS算法计算步骤匚匚0H匚00全部割集为：1,2、1,4、(2) 素数法求解最小割集(c)2,3，2,3,4。(d)分别用 2,3,5,7来代替基本事件1,2,3,4，则各割集的素数乘积为6,14,15,105，由于6,14,15只能被自身整除，所以最小割集为1,2、1,4、2,3。(3) 量化分析结果由最小割集法得到定事件的发生概率为：P(T)=p1p2+p1p4+p2p3-p1p2p4-p1p2p3-p1p2p3p4+p1p2p3p4= p1p2 + p1p4 + p2p3 -p1p2p4 - p1p2p3(4) 简化故障模型图简化故障树模型三、数控库设计1、设某集团公司数据库中有三个实体集。一是“分公司”实体集，属性有分公司编号、分公司名、 分公司地址等；二是“产品”实体集，属性有产品号、产品名、产品规格、产品单价等；三是“员工”实体 集，属性有员工编号、员工姓名、员工业绩等。分公司与产品间存在“生产”联系，每个商店可生产多种产品，每种产品也可放在多个分公司生产， 分公司生产产品有月生产份额；分公司与员工间存在着“聘用”联系，每个分公司有许多员工，每个员工只能在一个分公司工作，分公司聘用员工有聘期和月薪。根据上面的叙述，试完成如下要求：（1）画出该集团公司数据库的E-R图。（2）将给出的E-R图转换成关系模型。参考答案：E-R模型集团公司E-R图m分公司1聘期聘用m职工关系模型：分公司（编号，地址，名称）产品（产品号，产品名，规格,单价）职工（编号，姓名，业绩）2、设某商业集团数据库中有三个实体集。一是“商店”实体集，属性有商店编号、商店名、地址 等；二是“商品”实体集，属性有商品号、商品名、规格、单价等；三是“职工”实体集，属性有职工 编号、姓名、性别、业绩等。商店与商品间存在“销售”联系，每个商店可销售多种商品，每种商品也可放在多个商店销售，每 个商店销售一种商品，有月销售量；商店与职工间存在着“聘用”联系，每个商店有许多职工，每个职 工只能在一个商店工作，商店聘用职工有聘期和月薪。试完成如下要求：（1）试画出E-R图，并在图上注明属性、联系的类型。（2）将E-R图转换成关系模 型。参考答案：(1) E-R模型E-R 模型（2） 关系模型商店（商店编号，地址，商店名）商品（商品号，商品名，规格，单价）职工（编号，姓名，性别，业绩）