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第三章 系統及其設計
第二節 系統分析
教學內容
學習目標
從技術應用的角度理解系統的含義和基本構成。
通過對簡單技術系統的分析，理解系統的主要特性。
通過系統案例分析，學習運用系統的思想方法。
結合實例進行系統分析，學會系統分析的基本方法。
理解系統優化的意義，通過技術探究，分析影響系統優化的因素。
初步學會簡單系統設計的基本方法。
增強系統思考和工程思維的能力。
引入
傳統方法
1+2
前面的結果+3
……
前面的結果+100
系統方法
將100個數字，當做一個整體。
發現數字之間的關聯。
問題：高斯遇到的問題，從1加到100的和是多少？
分析系統的特征，100個數字組成的系統，具備整體性、功能性、相關性，從而找到高效的解決方案。
丁謂修復皇宮
宋朝真宗年間，京城失火，皇宮燒成廢墟。火災后，真宗皇帝命丁謂主持皇宮修復工程。
修復工程主要的需求：
建筑材料“磚”
“木材”及其他建筑材料
建筑垃圾處理
不使用系統的思想方法，將主要的三個需求，看作三件獨立的事情，分別完成，效率低下。
如何將三件事看作一個系統？
一、系統的思想方法
丁謂修復皇宮
通過溝渠將三件事情構成系統，用整體性的思想分析系統。
取土燒磚（挖溝取土）
運輸建材（水溝引水運輸）
建筑垃圾清理（填埋溝渠）
一、系統的思想方法
無線攝像頭
家里安裝攝像頭，增加無線的功能，便于在需要的地方按照。
增加網絡功能，通過手機可以隨時查看家里的視頻。
一、系統的思想方法
通過研究使用中功能的需求，用功能性的思想分析系統。
思考：為什么早期的自行車，前輪非常大？
從相關性分析系統，前后輪尺寸最好一致，并且尺寸不宜過大。腳踏板最好不直接安裝在車輪上。
腳踏轉一圈，前輪轉一圈。為了自行車行駛速度更快，前輪只能越來越大。自行車行駛速度與前輪尺寸相關。
前輪越大不宜控制自行車，兩個輪子轉速不宜差異過大。前輪尺寸與自行車控制相關。
一、系統的思想方法
系統分析是系統思想與分析方法的結合
把要解決的問題作為一個系統加以詳盡地考察，并采用科學合理的方法對系統進行綜合分析、試驗和比較，從而提出可行性方案，使系統發揮整體功能，達到理想的總體目標。
案例分析：城市交通
某城市城市規模的不斷擴大，人流、物流、車流急劇膨脹，交通供需矛盾加劇。
二、系統分析的基本方法
城市交通系統分析：
系統問題的主要表現，系統運行的約束條件是什么。
系統要達到的總體目標是什么？
方案一：加大公共汽車投入，增開公交專用道。
方案二：修建地鐵。
方案三：建設快速公交系統（BRT）。
二、系統分析的基本方法
實踐活動：三種方案的利弊分析。
你認為優先采用哪一種方案比較適合？
分析角度 方案一： 公共汽車 方案二： 地鐵 方案三：
快速公交系統（BRT）
（1）乘客的需求：費用、便捷性。
（2）對城市環境影響：噪聲、廢氣排放等。
（3）社會、經濟條件的約束：資金、建設周期等。
（4）其他：運載量、運營速度、準點率、能耗、受路面干擾（車輛、行人）程度等
二、系統分析的基本方法
快速公交系統（Bus Rapid Transit，BRT）是一種介于快速軌道與常規公交之間的中運量新型公共客運系統。
系統分析基本方法的主要步驟：
二、系統分析的基本方法
城市交通系統分析的基本原則：
具體問題的分析 應用的系統分析的基本原則
為什么公共汽車便宜、便捷，但不一定是優化公共交通結構的首選？（從公共交通與城市交通的關系考慮） 系統局部與整體相結合
為什么公共交通專用道造價比較低廉，該市還要考慮采用其他交通方式？（考慮增開公交專用道的制約條件） 系統內部組成與外部環境相結合
為什么地鐵造價昂貴，許多大城市卻加快地鐵建設？（考慮地鐵建設對加快城市化進程的意義） 當前目標與長遠目標相結合
如果專家們不掌握充分的資料數據，能找出該市交通擁堵的癥結嗎？ 定性分析與定量分析相結合
二、系統分析的基本方法
拓展與應用：
從A城運送一批貨物到Z城，兩城之間有多個站點，各站點之間有公路相連，連線上的數字表示距離。
如果用枚舉法找出一條最短的路徑，計算量將會很大。若我們使用階段決策的方法，就可以比較簡單快速地選擇出最佳的運輸路徑。
用一個站點較少的例子介紹這種方法。
二、系統分析的基本方法
系統分析的主要步驟：
闡明問題、確定目標
分析研究、制訂方案
評價比較、確定最佳方案
系統分析的基本原則：
內部組成與外部條件相結合
局部與整體相結合
當前目標與長遠目標相結合
定性分析與定量分析相結合
總結
習題
確定系統設計的目標
制訂系統設計方案
確定系統最佳方案
制作系統實物模型
通過分析發現問題并提供解決方案
通過對比多個方案確定最佳方案
為了測試系統的功能
為了確保系統方案為最優方案
2．系統分析是系統設計的重要過程，其主要目的是（　　）
1．以下步驟不屬于系統分析的一般過程的是（　　）
D
Ａ
習題
內部組成與外部條件相結合
局部與整體相結合
當前目標與長遠目標相結合
定性分析與定量分析相結合
內部組成與外部條件相結合
局部與整體相結合
當前目標與長遠目標相結合
定性分析與定量分析相結合
4．道路設計要研究很多問題，包括地形、氣候、土質、排水等多種問題，這體現了系統分析的（　　）
3．在道路建設的時候，同步進行通訊光纖的施工，避免了日后需要時，對路面進行再開挖，這種設計體現了（　　）
C
A
總結
謝謝!

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