陕西省南郑中学高中通用技术必修二课件32系统的分析共58张

1、第三单元,系统与设计,系统的分析,复,习,系统的基本特性有那些,整体性、相关性、目的,性、动态性、环境适应性,3,系统的基本特性,5,环境适应性,4,动态性,3,目的性,2,相关性,1,整体性,1,什么是系统,由相互联系、相互作用、相互依赖、相互制约,的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机,整体，称为系统,按人类干预的情况,自然系统、人工系统,按内容和要素的性质,实体系统、抽象系统,按与环境的关系,开放系统、封闭系统,按运动状态,静态系统、动态系统,回顾,每个人都会面临选择、面临决策,决策方法有经验决策和科学决策,经验决策,是人们惯用的方法，有时,可能会导致失误,科学决策,则可以,最大限度地

2、减少失误,决策的方法,经,验,决,策,科,学,决,策,系统分析就是一种科学决策的方法,系统分析方法的产生,系统分析是在第二次世界大战末期提出来的,起初被用于武器系统的分析研究，后来又被用于国,防战略及国家安全政策的制定。上世纪,60,年代才逐,步被行政及企业单位采用,一、系统分析,在人口规模很小的县城，道路,状况简单，公共交通线路的决,策也简单，设计者凭借经验,可以完成公交线路的设计,综合考察全市的道路状况、人口密度,的分布、不同区域的居民对公共交通,的要求等，运用科学的方法进行综合,分析和研究，就能找出城市公交线路,规划设计的最佳方案,系统分析,在上百万人口规模的大城市，道,路状况复杂，市民

3、对交通的需求,趋于多样化，这时若凭经验规划,公交线路，容易顾此失彼，出现,失误,设置红绿灯控制车辆的行或停,设置红绿灯控制人的行或停,系统分析的定义,为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运,用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比,较、试验，并在此基础上拟定一套有效的处理步,骤和程序，或对原有的系统提出改进方案，这个,过程就是分析,系统分析的出发点是,系统分析的目的是,为了发挥系统的整体功能,寻求解决问题的最佳决策,系统分析的显著特点是完整地而不是,零星地处理问题，考虑各种主要变化的因,素及其相互的影响，全面地思考和解决问,题,借助于系统分析，可以正确地提出整,体目标，恰当地选择方案，科学地

4、确定行,动的方略,汉字激光照排系统,王,选,教,授,激光照排机,案例分析,2,思考：在汉字照排方案的决策中，系统的整体目标,是什么？你认为王选进行决策的依据主要有哪些,目标,研制出先进的中文排版系统,使得我国的报业排版不再依赖国外技术,依据,王选看到了国内的技术储备以及第四代机的,市场场景,虽然存在一定的技术难关，但只要,努力还是可以克服的,在选题和确定技术途径时候、要注意中国国情，要仔,细研究哪些事情应该做而且可能做好，哪些事在中国,不应该做或不能做：如果只欣赏和坚持局部创新，而,忽略整体上的大方向，有时会产生灾难性的后果,案例分析,2,二、系统分析的一般步骤,系统分析的出发点为了发挥系统的

5、整,体功能，目的是寻求解决问题的最佳决策,而生产和生活中的一些问题，往往存在着,许多相互关联和一些不确定的因素，所以,最佳决策只是在若干方案中寻求的相对令,人满意的方案,系统分析的一般步骤可以描述为,明确问题,设立目标,收集资料,制定方案,分析计算,评价比较,检验核实,作出决策,二、系统分析的步骤,1,明确问题，设立目标,如：房子布线的例子中，首先要了解用电器的,种类，规格，摆放位置，以后的扩展等信息,以及用户的要求,2,收集资料，制定方案,如：房子布线的例子中，要知道线路设计的,方法，设计规范等信息，并且在此基础上指,定多个备选方案,二、系统分析的步骤,3,分析计算，评价比较,如房子布线例子

6、中，需要按照电器的功率计算,电线的粗细，对线路的连接方案进行比较，选,出最佳方案,4,检验核实，作出决策,如上例中，要征求用户的意见，对不满意的,地方进行修改，直到用户满意为止,二、系统分析的步骤,案例分析,3,田忌赛马,田忌赛马能转败为胜的主要原因,田忌赛马能转败为胜与马、孙膑、田忌,齐威王这四个因素有关，他们是缺一不可的,但主要是由于孙膑的原因,案例分析,3,田忌赛马战术分析,1,1,明确问题，设立目标,问题：跑马比赛,目标：取得比赛胜利,约束条件：三匹马参加比赛，每匹马比赛一次,2,收集资料，制定方案,各种方案,田忌赛马战术分析,3,1,1,2,2,3,3,1,1,2,3,3,2,1,2

7、,2,1,3,3,1,2,2,3,3,1,1,3,2,1,3,2,1,3,2,2,3,1,输,输,输,3,0,输,输,赢,2,1,输,赢,输,2,1,输,输,赢,2,1,输,赢,赢,1,2,输,输,赢,2,1,齐王,田忌,田忌赛马战术分析,2,4,检验核实，作出决策,选择合适的马的出场顺序,3,分析计算，评价比较,各种方案的比赛结果,1,3,2,1,3,2,输,赢,赢,1,2,运用系统分析的方法处理具体问题时，主要要遵,循三大原则,整体性原则、科学性原则、综合性原则,三、系统分析的主要原则,整体性原则,分析系统首先要着眼于系统整体,先分析整体，再分析部分,先看全局，后看局部,先看全过程，再看某

8、一个阶段,先看长远，再看当前,第一，需要把大量的废墟垃圾清理掉,第二，要运来大批木材和石料,第三，要运来大量新土,宋真宗在位时，皇宫曾起火。一夜之间，大片的宫室楼台,殿阁亭榭变成了废墟。为了修复这些宫殿，宋真宗派当时的晋,国公丁谓主持修缮工程,当时，要完成这项重大的建筑工程，面临着三个大问题,案例分析,4,丁谓研究了工程之后，制订了这样的施工方案,首先，从施工现场向外挖了若干条大深沟，把挖出,来的土作为施工需要的新土备用，于是就解决了新,土问题,第二步，从城外把汴水引入所挖的大沟中，于是就,可以利用木排及船只运送木材石料，解决了木材石,料的运输问题,最后，等到材料运输任务完成之后，再把沟中的水

9、,排掉，把工地上的垃圾填入沟内，使沟重新变为平,地,简单归纳起来，就是这样一个过程,挖沟（取土）引水入沟（水道运输）填沟（处,理垃圾,按照这个施工方案，不仅节约了许多时间和经,费，而且使工地秩序井然，使城内的交通和生活秩,序不受施工太大的影响，因而确实是很科学的施工,方案,丁谓在修复皇宫工程中，运用了整体的解决方,案，使取土、运输材料、处理垃圾三项繁重的任务,协调起来，在总体上得到了最佳解决,在实际生活中，常遇到对系统中各个局,部考虑得很仔细，却忽略或减少考虑全局的,事例，这样就很难得到良好的效果,赵明同学家所在街道的人行道在一年内进行了三次,施工，分别是电信部门铺设通讯线路、煤气公司预,埋煤

10、气管道、市政部门维修下水管道，结果重复施,工，造成了人力和财力资源的浪费，同时也给市民,带来了不便,请分析这一事件的问题所在，你,认为怎样处理更为合理,原因：三个部门没有统一协调，造成了各自,封闭的局面。各部门只根据自己的时间施工，没,有从全局着眼，缺少整体统筹的观念，给市民带,来了不便,方法：三家共同协商，一次性地解决问题,科学性原则,系统分析一方面要有严格的工作步骤,另一方面应尽可能地运用科学方法和数学,工具进行定量分析，使决策的过程和结构,更具说服力,系统分析一方面要有严格的工作步骤，另一,方面应尽可能地运用科学方法和数学工具进行定,量分析，使决策的过程和结构更具说服力,例如，在比较种稻

11、是一年三季合算还是一年两季合算时,有人就提出“三三进九不如二五一十”，这就是最简单而,且也是最实用的定量分析。当然，在处理复杂系统的分析,和优化问题时，往往需要使用比较复杂的数学工具,科学性原则,三五知己在大排档吃夜宵，桌上一盘炒田螺，几瓶,啤酒，一聊就是半天。可是，有人边细嚼美味的螺肉，边,吐吐吐”地把吃进嘴巴里的泥巴、螺崽吐出来，埋怨田,螺肚里,泥巴螺崽多。有一个流传很久的民间办法。先将,田螺,放进盛满清水的盆子里，再把菜刀、锅铲等非不锈,钢铁器插进田螺堆。第二天就可以发现这些铁器上爬满了,田螺，不仅盆底沉下一层田螺吐出来的泥巴，母田螺还产,下很多螺崽。如果清理干净后再重复处理，田螺就继续

12、吐,泥下崽。这样，田螺的肚子里便干净多了。其实这种做法,也不见得麻烦，只是略为拖延一点资金回收时间罢了,三三得九，不如二五一十。假设不作吐泥加工的炒田螺,每碟售三元，卖了三蝶也只得九元收入，还未必得宠；但,已作吐泥加工的售五元一蝶，卖两蝶就有十元收入，顾客,还吃得既放心又开心。如此这般，何乐而不为呢,田螺的处理,问：火药的成分的配比，火药是多种成分,组成的系统，其配比为什么不能随意,火药爆炸是一种化学反应，服从化学反应规律,如果没有正确的配比，反应就会不充分甚至不发,生，影响爆炸效果，同时浪费药品。所以火药成,分的配比中包含了科学道理，如果违反科学规律,会导致失败,练习案例：火药配比,综合性原

13、则,系统分析注重研究系统各部分之间的,相互联系和相互作用，既注重研究各部分,之间的横向联系，也注重研究各部分之间,的纵向联系,它的基本思路是：综合一一分析一一综合,综合性原则,系统分析还需要考虑设计方案出台所,带来的后果。有的工厂在生产产品的同时,也向周围环境排放出“三废”，造成污染,毁林开荒虽然能收获农产品，但造成水土,流失，贻害很大,某些情况下，综合若干方案的优点，会,取得意外效果。现代医学采用中西医结合的,方法攻克了很多疑难杂症；农业为了保水,可以配合地面水库、地下水库、土壤水库,绿色水库（山区造林种草，每亩地可蓄水,20m,3,等不同的方案综合进行,埃及,阿斯旺大坝,阿斯旺水坝在,20

14、,世纪,70,年代初竣工了,表面上看,这座水坝,给埃及人带来了廉价的电力,控制了水旱灾害,灌溉了农田,然而,实际上却破坏了尼罗河流域的生态平衡,造成了一系,列灾难,由于尼罗河的泥砂和有机质沉积到水库底部,使尼,罗河两岸的绿洲失去肥源,几亿吨淤泥,土壤日益盐啧,化,由于尼罗河河口供沙不足,河口三角洲平原向内陆收缩,使工厂,港口,国防工事有跌入地中海的危险,由于缺乏来自,陆地的盐份和有机物,致使沙丁鱼的年获量减少,1.8,万吨,由,于大坝阻隔,使尼罗河下游的活水变成相对静止的,湖泊,为血吸虫病流行,埃及造此大坝所带来的灾难性后果,使人,们深深的感叹,一失足成千古恨,这个例子带给我们哪些思考,系统分

15、析的一般步骤排列正确的是,1,明确问题，设立目标,2,收集资料，制定方案,3,分析计算，评价比较,4,检验核实，作出决策,A,1 2 3 4,B,2 1 3 4,C,2 1 4 3,D,3 1 2 4,农业生产为了保水，往往采用地下水库,土壤水库、绿色水库等多种方案进行综,合考虑，主要体现了系统的,A,整体性原则,B,科学性原则,C,综合性原则,D,可持续发展原则,四、系统的优化,系统优化,是在给定的条件下，根据系统的优化目标，采取一,定的手段和方法，使系统的目标值达到最大（或最小,影响系统优化的意义,实现系统的最大化，就可以在一定资源条件下，取,得最佳效果，而投入的人力、财力、物力达到最小,

16、农业间作套种,约束条件,农作物的生长周期、气候等因素,高产高收,手段和方法,不同农作物的套种,目标,优化方法,优化方法是为使系统达到最优的目标而提出的求,解方法,系统优化的方法是多种多样的，但不论运用怎样的,优化方法，都需要经过若干次的完善和验证，才能得到,最优解或满意解,求解过程,数学模型,估算、试验,最优解,满意解,完善、验证,生产利润问题,1,产品,需木料,需工时,利润,计划产量,桌子,4,20,50,椅子,6,18,60,受约束因素,约束内容,木料,最多,600,工时,最多,400,个,桌子,至少,8,张,椅子,至少,5,把,生产利润问题,2,优化的目标是：获得最大的利润,目标函数,设

17、,X,1,为,每周生产桌子数,X,2,为,每周生产椅子数,Smax=50X,1,60X,2,约束条件,1,4X,1,6X,2,600,2,20X,1,18X,2,400,3,X,1,8,4,X,2,5,我们列出了一个目标函数和四个约束条件，实际上,我们已经建立了一个数学模型,生产利润问题,3,我们通过数学模型，计算出的目标值是每周获取,的最大利润，所得到的就是最优解：每周生产桌,子数量是,X,1,生产椅子的数量是,X,2,答,案,8,张桌子,13,张椅子,最大利润为,1180,元,通用计算，我们得到的就是最,优解，按每周,8,张桌子,13,张,椅子的方案生产就可以获得最,大的利润，像这种系统优

18、化叫,做系统最优化,数学模型,数学模型：用数学公式，图表等描述客观事物的特,征模型,是反映下落物体运动的路程随时间变化的数学模型,数学模型突出事物的主要因素，舍弃事物的次要因素,装修施工的组织优化,1,一、明确问题，设立目标,施工项目：教学楼装修,施工内容：教学楼,A,B,C,栋，需要水电、木工,油漆三个施工过程，每个施工过程需要,3,周时间,目标：组织装修，使装修工期和资源利用最为合理,二、收集资料，制定方案,方案一：按照施工要求，从,A,到,B,到,C,依此进行施工,方案二：按照施工要求,A,B,C,栋同时进行施工,方案三：按照施工要求,A,B,C,栋进行流水施工,各种方案比较,三、检验核实，确定方案,根据分析，确定按照方案三进行施工,四、分析计算，评价比较,选择出最佳方案：方案三,方案一,楼,装修,过程,工,期,装修施工进度（周,3,6,9,12,15,18,21,24,27,A,水电,3,木工,3,油漆,3,B,水电,3,木工,3,油漆,3,C,水电,3,木工,3,油漆,3,方案二,楼,装修,过程,工,期,装修施工进度（周,3,6,9,12,15,18,21,24,27,A,水电,3,木工,3,油漆,3,B,水电,3,木工,3,油漆,3,C,水电,3,木工,3,油漆,3,方案三,楼,装修,