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(共36張PPT)
蘇教版（2019版）必修二
設(shè)計(jì)與技術(shù)2
3-2 系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)
復(fù)習(xí)回顧
分析一下，一臺(tái)計(jì)算機(jī)是不是系統(tǒng)？
分析下列案例分別體現(xiàn)了系統(tǒng)的什么特性？
雕塑家羅丹毫不猶豫砍下巴爾扎克雕像的雙手；
“三個(gè)小皮匠，頂個(gè)諸葛亮”；
“近朱者赤，近墨者黑”；
廚房裝修考慮好水盆的位置與下水道在同一側(cè)；
CPU風(fēng)扇有時(shí)轉(zhuǎn)得快，有時(shí)轉(zhuǎn)得慢；
整體性
整體性
相關(guān)性
動(dòng)態(tài)性
環(huán)境適應(yīng)性
是，它滿足了系統(tǒng)的三個(gè)條件。
走進(jìn)情境
小老鼠們最終決策是什么？
可行嗎？
　　眾老鼠們根據(jù)他們平常生活中的經(jīng)驗(yàn)，在眾方案中選擇了“給貓掛鈴鐺”這樣一個(gè)決策。
　　但是由誰去給貓掛鈴鐺？怎樣才能掛得上呢？這些細(xì)節(jié)問題卻無從解決。
概 述
生活中我們每個(gè)人都會(huì)面臨各種各樣的選擇和決策。如選什么科目高考，上什么大學(xué)，做什么工種等等！
選擇 決策
經(jīng)驗(yàn)決策
科學(xué)決策
經(jīng)驗(yàn)決策
經(jīng)驗(yàn)決策是人們慣用的方法，有時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致失誤。
科學(xué)決策
科學(xué)決策則可以最大限度的減少失誤。系統(tǒng)分析就是一種科學(xué)決策的方法。
任務(wù)一 探析系統(tǒng)分析的一般過程和基本方法
案例： 公交線路的設(shè)立
在人口規(guī)模很小的縣城，道路狀況簡(jiǎn)單，公共交通線路的決策也簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)者憑借經(jīng)驗(yàn)，可以完成公交線路的設(shè)計(jì)。
在人口規(guī)模巨大的城市，道路狀況復(fù)雜，市民對(duì)交通的需求趨于多樣化。這時(shí)若僅憑經(jīng)驗(yàn)規(guī)劃公交線路，容易顧此失彼，出現(xiàn)失誤。如果把大城市的公共交通看作一個(gè)系統(tǒng)，綜合考察全市的道路狀況、人口密度的分布、不同區(qū)域的居民對(duì)公共交通的要求等，運(yùn)用科學(xué)的方法進(jìn)行綜合分析和研究，就能設(shè)計(jì)出城市公交線路規(guī)劃的最佳方案。
案例： 公交線路的設(shè)立
公共交通
人口規(guī)模及密度
道路狀況
公眾對(duì)交通的需求
為了發(fā)揮系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的目標(biāo)，運(yùn)用科學(xué)的方法對(duì)系統(tǒng)加以周詳?shù)目疾臁⒎治觥⒈容^、試驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上擬訂一套有效的處理步驟和程序，或?qū)υ械南到y(tǒng)提出改進(jìn)方案的過程，就是系統(tǒng)分析。
一、系統(tǒng)分析
系統(tǒng)分析的顯著特點(diǎn)是整體地而不是零星地、片面地處理問題；考慮各種主要變化因素及相互影響，全面地思考和解決問題。
借助系統(tǒng)分析，提出整體目標(biāo)，恰當(dāng)選擇方案，科學(xué)確定行動(dòng)方略。
農(nóng)夫帶著羊過河，農(nóng)夫回來；
農(nóng)夫帶狼過河，農(nóng)夫與羊回來；
農(nóng)夫帶白菜過河，農(nóng)夫回來；
農(nóng)夫帶羊一起過河。
二、系統(tǒng)分析的一般過程
系統(tǒng)分析的一般過程：
明確問題
設(shè)立目標(biāo)
收集資料
制定方案
分析計(jì)算
評(píng)價(jià)比較
檢驗(yàn)核實(shí)
作出決策
系統(tǒng)分析的出發(fā)點(diǎn):為了發(fā)揮系統(tǒng)的整體功能。
案例：田忌賽馬
分析計(jì)算，評(píng)價(jià)比較
對(duì)資料和數(shù)據(jù)做必要計(jì)算，進(jìn)行
各子系統(tǒng)的分析，再進(jìn)行系統(tǒng)的
整體分析，將各種方案進(jìn)行評(píng)價(jià)
對(duì)比，選擇最佳方案（如田忌賽
馬中分析、計(jì)算、比較各個(gè)方案）
收集資料，制定方案
收集相關(guān)資料，制定解決問題
的各種備選方案，預(yù)計(jì)可能產(chǎn)生
的各種結(jié)果（如田忌賽馬中的資
料涉及兩方馬的情況、比賽規(guī)則
和每次輸馬的情況等，依次制定
了多種方案）
檢驗(yàn)核實(shí)，作出決策
如果對(duì)方案不夠滿意，還可按上
述程序反復(fù)進(jìn)行，直到獲得滿意
方案為止（如田忌賽馬中選擇方
案并實(shí)施方案）
明確問題，設(shè)立目標(biāo)
明確所要研究問題的性質(zhì)和范圍，
提出所要達(dá)到的目標(biāo)，明確約束
條件（如田忌賽馬中的問題是輸
馬目標(biāo)就是贏馬）
田忌賽馬分析的一般過程：
系統(tǒng)分析方法
是指把要解決的問題作為一個(gè)系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)各要素及其之間的相互關(guān)系進(jìn)行綜合分析，找出解決問題的可行方案。
模 型
模型是對(duì)真實(shí)系統(tǒng)的抽象與合理簡(jiǎn)化。
系統(tǒng)分析常用的模型：數(shù)學(xué)模型和框圖模型
模型三個(gè)特征
1.它是現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的抽象或模仿；
2.它是由那些與所分析問題有關(guān)的要素構(gòu)成的；
3.它表明了有關(guān)要素間的相互關(guān)系。
三、系統(tǒng)分析方法---建模
通常技術(shù)領(lǐng)域系統(tǒng)分析中較為常用的是選題數(shù)學(xué)模型和框圖模型等
系統(tǒng)分析中較常用模型——數(shù)學(xué)模型
數(shù)學(xué)模型
用數(shù)學(xué)公式、圖表等描述客觀事物的特征模型。
將現(xiàn)實(shí)世界中的原型抽象概括成數(shù)學(xué)語言，運(yùn)用已有數(shù)學(xué)方法分析求解，得出結(jié)論。
數(shù)學(xué)模型課本案例
系統(tǒng)分析中較常用模型——框圖模型
框圖模型：
用一個(gè)個(gè)封閉的小框圖代表系統(tǒng)的各個(gè)要素或子系統(tǒng)，在框圖內(nèi)或框圖邊注明要素或子系統(tǒng)的名稱，按照系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式把它們排列安置于適當(dāng)位置，用無向線段或有向線段把這些小框圖連接起來，以表示系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)框架，再用無向線段或有向線段表示系統(tǒng)與環(huán)境的聯(lián)系，這樣形成的圖形就叫系統(tǒng)的框圖模型。
最簡(jiǎn)單的系統(tǒng)框圖模型，是:
輸入—輸出模型
（2)該火力發(fā)電站系統(tǒng)中節(jié)能的環(huán)節(jié)是“加熱器”給回水加熱部分。從汽輪機(jī)的某些中間級(jí)引出部分做過功的蒸汽，用來加熱鍋爐的給水，減少了排汽在冷凝機(jī)中的熱損失，使蒸汽的熱量得到了充分的利用，提高了整個(gè)循環(huán)的熱效率。
（1)該火力發(fā)電站系統(tǒng)按功能可以劃分為：燃燒系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)、電力系統(tǒng)。燃燒系統(tǒng)將煤炭中蘊(yùn)含的化學(xué)能通過燃燒釋放出來，轉(zhuǎn)化成熱能；汽水系統(tǒng)利用煤炭燃燒所產(chǎn)生的熱能將水加熱，產(chǎn)生蒸汽，然后將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能；汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成電能。
91馬上行動(dòng)
自動(dòng)補(bǔ)水子系統(tǒng) 雨水凈化與儲(chǔ)存子系統(tǒng) 溢水子系統(tǒng)
01
整體性原則
02
科學(xué)性原則
03
綜合性原則
四、系統(tǒng)分析的主要原則
1、整體性原則
注意：整體性原則強(qiáng)調(diào)考慮整體，全面地思考和解決問題，不是零星地、片面地處理問題。
系統(tǒng)分析首先要著眼于系統(tǒng)整體，要先分析整體，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全過程，再看某一個(gè)階段；先看長(zhǎng)遠(yuǎn)，再看當(dāng)前。
案例分析：丁謂修復(fù)皇宮
他采用了這樣一套施工方案：
1. 先在需要重建的大道上就近取土燒磚.
2. 取土后的深溝中引入汴水，形成人工河。
3. 水路運(yùn)輸建筑材料，從面加快了工程進(jìn)度。
4. 皇宮修復(fù)后，又將碎磚廢土填入溝中，重修大道。
系統(tǒng)分析的主要原則——整體性
丁謂在皇宮修復(fù)工程的建設(shè)施工中，運(yùn)用了整體的解決方案，使燒磚、運(yùn)輸建筑材料和處理廢物三項(xiàng)繁重的工程任務(wù)協(xié)調(diào)起來，在總體上得到了最佳解決，一舉三得，節(jié)省了大量勞力、費(fèi)用和時(shí)間。這說明系統(tǒng)分析要注意整體性原則。
丁謂所采用的方案為什么能一舉三得？
系統(tǒng)分析的主要原則——整體性
2.科學(xué)性原則
系統(tǒng)分析一方面要有嚴(yán)格的工作步驟，另一方面應(yīng)盡可能地運(yùn)用科學(xué)方法和數(shù)學(xué)工具進(jìn)行定量分析，使決策的過程和結(jié)構(gòu)更具說服力。
強(qiáng)調(diào)：科學(xué)方法、數(shù)學(xué)工具（建模、運(yùn)算）、定量分析
例如：在比較種植水稻是一年三季還是一年
兩季合算時(shí)，有人提出：三三進(jìn)九不如二五一十，這就是一種樸素的簡(jiǎn)單實(shí)用的定量分析。當(dāng)然，在處理復(fù)雜系統(tǒng)的分析與優(yōu)化問題時(shí)，往往需要使用比較復(fù)雜的數(shù)學(xué)工具。
優(yōu)選法簡(jiǎn)介及其應(yīng)用實(shí)例
尋找最佳加入量
試驗(yàn)范圍：每噸加入量為1000~2000g
每隔5g試驗(yàn)一次：需要做200次
每隔10g試驗(yàn)一次：需要做100次
0.618法：只需做11次
關(guān)鍵詞：優(yōu)選法、黃金分割、0.618
1
0
1
0
0.618
0.618
應(yīng)用舉例
系統(tǒng)分析的主要原則——科學(xué)性
3、綜合性原則
系統(tǒng)分析總是為實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)服務(wù)的。當(dāng)系統(tǒng)存在若干個(gè)目標(biāo)時(shí)，應(yīng)將目標(biāo)排除優(yōu)先次序，首先選取最優(yōu)先的目標(biāo)，然后盡可能在不損害第一個(gè)目標(biāo)的前提下完成下一個(gè)目標(biāo)。這就需要綜合分析，統(tǒng)籌兼顧，不可顧此失彼，因小失大。
城市公交系統(tǒng)既要強(qiáng)化公共交通的安全，又要縮短車輛行駛的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益雙豐收。
工業(yè)生產(chǎn)既要求產(chǎn)量大，又要求質(zhì)量好，成本低，如果片面強(qiáng)調(diào)一方面就會(huì)產(chǎn)生偏差。
某些情況下，綜合若干方案的優(yōu)點(diǎn)，會(huì)取得意外效果。現(xiàn)代醫(yī)學(xué)采用中西醫(yī)結(jié)合的方法攻克了許多疑難雜癥。
成功建設(shè)大橋
維護(hù)生態(tài)環(huán)境
避免產(chǎn)生污染
……
系統(tǒng)分析的主要原則——綜合性
任務(wù)二 體驗(yàn)簡(jiǎn)單系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程
生活中常常需要設(shè)計(jì)不同的系統(tǒng)
連鎖店貨物配送設(shè)計(jì)
室內(nèi)裝修設(shè)計(jì)
無論是簡(jiǎn)單還是復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，都要進(jìn)行調(diào)查分析、籌劃研究、評(píng)價(jià)實(shí)施、運(yùn)行改善等，直到完成一個(gè)能協(xié)調(diào)工作的實(shí)際系統(tǒng)，這一過程就是系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要問題
1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的與要求
2.系統(tǒng)各部分之間的相互聯(lián)系與相互作用
可將這幾方面看作系統(tǒng)設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，首要是學(xué)校建設(shè)要與自然環(huán)境相協(xié)調(diào)，建設(shè)用材料和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂蚺c地質(zhì)條件，其次是設(shè)計(jì)投入與提供資金相匹配，還有就是電力負(fù)荷要求達(dá)標(biāo)。
④
①
②
③
（1）將系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)；
（2）確定各子系統(tǒng)的目標(biāo)、功能及其相互關(guān)系；
（3）對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)；
（4）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟
課堂練習(xí)
校園內(nèi)車輛頻繁進(jìn)出，給學(xué)生帶來很大的安全隱患，于是學(xué)校決定新建停車場(chǎng)，既要考慮學(xué)生安全，又要照顧職工停車方便，還不能影響家長(zhǎng)車輛通行，這體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的（ ）
A. 科學(xué)性原則 B. 整體性原則
C. 綜合性原則 D. 可持續(xù)發(fā)展原則
C
多個(gè)目標(biāo)綜合分析，并列考慮，體現(xiàn)系統(tǒng)分析的綜合性原則
北方流行“地暖”，設(shè)計(jì)時(shí)需要統(tǒng)籌兼顧電熱效應(yīng)高、電磁效應(yīng)低、安全可靠、成本低、底層隔熱性能好等諸多目標(biāo)。這體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的(　　)
A．科學(xué)性原則　
B．綜合性原則
C．動(dòng)態(tài)性原則
D．整體性原則
多個(gè)目標(biāo)綜合分析，并列考慮，體現(xiàn)系統(tǒng)分析的綜合性原則
B
課堂練習(xí)
某住宅電氣線路系統(tǒng)，主要由照明線路、空調(diào)線路、插座線路等系統(tǒng)構(gòu)成。下列說法中不正確的是（ ）
A．照明線路、插座線路、空調(diào)線路等子系統(tǒng)構(gòu)成了住宅電氣線路系統(tǒng)，體現(xiàn)了系統(tǒng)的整體性
B．住宅電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)將電線埋入電線管中，便于后期維護(hù)體現(xiàn)了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性
C．電氣線路設(shè)計(jì)中先預(yù)測(cè)計(jì)算住戶的用電負(fù)荷，再確定電線的規(guī)格，體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的科學(xué)性原則
D．照明線路布置應(yīng)先考慮住宅照明效果，再考慮每個(gè)房間個(gè)人喜好，體現(xiàn)系統(tǒng)分析綜合性原則
D
課堂練習(xí)
每隔一段時(shí)間，有關(guān)部門都會(huì)使用專業(yè)儀器設(shè)備，運(yùn)用定量分析方法對(duì)教室、體育館等學(xué)校用房進(jìn)行結(jié)構(gòu)安全檢查。這體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的（　　）
A．整體性原則 B．綜合性原則
C．科學(xué)性原則 D．相關(guān)性原則
C
課堂練習(xí)
如圖所示，這是一款簡(jiǎn)易雷達(dá)角度控制系統(tǒng)的機(jī)械原理圖。1桿左下角連接電動(dòng)機(jī)，3桿、4桿與5雷達(dá)整體連在一起，通過電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)使雷達(dá)角度可調(diào)。下列說法中不正確的是（ ）
A．桿1斷了，整個(gè)雷達(dá)的角度就不能正常調(diào)節(jié)了，體現(xiàn)了系統(tǒng)的整體性
B．為了保持系統(tǒng)的性能，必須定期給零件添加潤(rùn)滑劑，體現(xiàn)了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性
C．設(shè)計(jì)桿1長(zhǎng)度時(shí)，要運(yùn)用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行定量分析，體現(xiàn)了系統(tǒng)分析的綜合性原則
D．系統(tǒng)采用了防銹材料，體現(xiàn)了系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性
C
課堂練習(xí)
如圖所示是農(nóng)田智能灌溉系統(tǒng)示意圖。系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測(cè)的氣象、土壤、農(nóng)作物等相關(guān)信息，控制灌溉設(shè)備工作，使土壤保持合適的濕度和肥力，達(dá)到降低人力成本、提高生產(chǎn)效率、節(jié)水節(jié)肥的目的。下列關(guān)于該系統(tǒng)的說法不正確的是（ ）
A. 實(shí)現(xiàn)了農(nóng)田的智能化管理，體現(xiàn)了系統(tǒng)的目的性
B. 數(shù)據(jù)庫能存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)到的各種數(shù)據(jù)信息，體現(xiàn)了系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性
C. 灌溉設(shè)備需要定期維護(hù)，體現(xiàn)了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性
D. 數(shù)據(jù)庫、信息采集等出現(xiàn)異常，會(huì)影響農(nóng)田灌溉，體現(xiàn)了系統(tǒng)的整體性
B
課堂練習(xí)
下面的事列體現(xiàn)了系統(tǒng)的特性依次是（ ）。
①人們往往希望汽車跑得又快又省油，但車速過快會(huì)格外耗油，有個(gè)折衷的最適當(dāng)?shù)乃俣冉薪?jīng)濟(jì)速度，最省油。
②每位同學(xué)都要服從班級(jí)體的紀(jì)律，上課不要隨便說話。
③人類的進(jìn)化。
④病人從住院到出院這段時(shí)間內(nèi)，醫(yī)生常常會(huì)開不同的藥方。
⑤俗話說.“一動(dòng)百動(dòng)”。
A. 目的性.整體性.相關(guān)性.環(huán)境適應(yīng)性.動(dòng)態(tài)性
B. 目的性.整體性.環(huán)境適應(yīng)性.動(dòng)態(tài)性.相關(guān)性
C. 整體性.整體性.環(huán)境適應(yīng)性.目的性.相關(guān)性
D. 目的性.整體性.相關(guān)性.動(dòng)態(tài)性.環(huán)境適應(yīng)性
B
課堂練習(xí)
一、系統(tǒng)分析的一般過程
二、系統(tǒng)分析方法---建模***
三、系統(tǒng)分析的主要原則***
四、系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要問題
五、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟
本課小結(jié)

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