資源簡介

第一章 走進技術世界
1、技術的價值
（1）技術對人類的價值
技術的產生和發展能更好地滿足人們的需求；
技術具有保護人、解放人和發展人的作用。
（2）技術對生活、生產、文化等方面的影響
技術促進了社會發展，豐富了社會文化內容，改變了社會生活方式，是推動社會發展和文明進步的主要動力之一，即技術引領社會的物質文明與精神文明的進步與發展。
技術的發展水平是一個國家綜合國力與文明程度的標志之一。
（3）技術對自然的價值
我們應該依靠技術合理地利用自然、改造自然，與自然和諧共處，建立保護自然、愛護自然、與大自然親密友好的情感和意識。
技術的性質
技術的基本特性：目的性、創新性、綜合性、兩面性、專利性。
技術的發展與發明和革新的關系：技術創新包括技術革新和技術發明。
技術革新一般是在原有技術的基礎上的變革和改進；
技術發明則是一項新技術的產生。
技術兩面性的理解：比如信息技術帶來的兩面性決定胎兒性別技術的兩面性
（5）技術與科學的區別和關系：科學是對各種事實和現象進行觀察、分類、歸納、 演繹、分析、推理、計算和實驗，從而發現規律，并予以驗證和公式化的知識體系。
技術是人類為滿足自身的需求和愿望對大自然進行的改造和利用。（聯合國教科文組織認為：技術是一個包括設計、制作及評價的過程。）
科學側重于認識自然，力求有所發現；技術則側重于利用和合理地改造自然，力求有所發明。
科學回答“是什么”、“為什么”的問題；技術則更多地回答“怎么辦”的問題。
科學通過實驗驗證假設，形成結論；技術則通過試驗，驗證方案的可行性與合理性，并實現優化。
理解知識產權在技術領域的重要作用 ，比如書上案例：復印機的專利壁壘
知識產權申請過程 1、提交申請階段2、受理階段3、初審階段4、發明專利申請階段 5、發明專利申請實質審查階段6、授權階段
3、技術的未來 技術的發展趨勢，對技術的情感和理性態度
既要大膽憧憬又要理性對待。
第二章 技術世界中的設計
1、設計的內涵 （基于一定設想的、有目的的規劃及創造活動）
2、技術與設計的關系 （①設計是推進技術發展的重要驅動力；
②設計是技術成果轉化的橋梁和紐帶；
③設計促進技術的革新；
④技術是設計的平臺；
⑤技術更新為設計提供了更為廣闊的發展空間；
⑥技術進步還促進人們設計思維和手段的發展。）
藝術設計側重于：美觀、欣賞、審美、色彩、造型。）
3、人機關系的含義 （當我們使用物品時，物品與人之間產生的這種相互關系。）
4、設計中的人機關系需要實現的目標 （高效、健康、舒適、安全）
5、在設計中如何合理運用人機關系 （需考慮普通人群與特殊人群、靜態人與動態人、人的生理需求與人的心理需求、信息的交互）
6、技術試驗的重要性？ （技術試驗是技術研究不可缺少的基本方法和手段，它對技術應用的實現起到了有力的保障作用。通過技術試驗，還可以使設計得以改進和完善，將設計的風險和失誤降到最底。）
7、技術試驗常用方法 （優選試驗法、模擬試驗法、虛擬試驗法、強化試驗法、移植試驗法等。）
8、簡單的技術試驗 包括
1）什么是技術試驗（在技術活動中為了某種目的所進行的嘗試、檢驗、優化等探索性實踐活動。）
2）技術試驗的作用是什么（在技術發明、技術革新、技術推廣的活動中是不可忽視的，它是發現問題、探究規律、優化技術的關鍵。）
3）技術試驗的實施分那幾個步驟（制定試驗計劃、抽取樣本、進行試驗、分析數據、得出結論等。）
4）試驗報告有那些內容（試驗目的、試驗準備、試驗方法、試驗步驟、數據記錄、處理和分析、試驗結果和結論。）
第三章 設計過程、原則及評價
設計的一般過程
1、發現與明確問題
2、 制定設計方案
3、制作模型或原型
4、測試、評估及優化
5、產品的使用和維護
2、設計過程的設計要求和設計方案：①收信信息 （用戶調查、專家咨詢、查閱資料、收聽廣播看電視、瀏覽互聯網等）
②設計分析（面對設計要求和約束之間的矛盾，為了找到最好的解決方法，應該提出盡可能多的設想，以便于權衡利弊，作出選擇）
③方案構思（作用是把明確問題時提出來的設計要求具體落實到產品的結構和工作原理上，呈現出產品的具體現象。是設計思想、設計原則的具體體現，也是設計者設計風格和設計水平的展現空間）
④方案呈現（把模糊設計、草圖具體化）
⑤方案篩選（依據一定的原則對多個方案進行篩選）
3、方案設計中創新的意義
設計是一個有計劃的創新活動，理解創新是設計的核心和靈魂所在。
4、設計的一般原則
1）、創新原則：就是通過引入新概念、新思想、新方法、新技術等，或對已有產品的革新來創造具有相當社會價值的事物或形式。創新是設計的核心。
2）、實用原則：是指設計的產品為實現其目的而具有的基本功能。它包括物理功能（產品的性能、構造、效率精度和可靠性等）、生理功能（產品使用的方便性、安全性、宜人性等）、心理功能（產品的造型、色彩、機理和裝飾諸要素給人以愉悅感等）和社會功能（產品象征或顯示個人的價值、興趣、愛好或社會地位等）。
3）、經濟原則：以最低的費用取得最佳的效果（就是要提高功能成本比：在功能不變的前提下降低成本；在成本不變的前提下增加功能；在增加功能的同時降低成本。）
4）、美觀原則：好的產品也能讓人們從產品的外觀和造型上得到美的體驗、享受和精神上的愉悅。
5）、道德原則：產品設計必須考慮它與人、社會、環境的關系，必須遵循道德原則。還要尊重他人知識產權、技術成果的道德觀念。
6）、技術規范原則：技術規范既有強制性的標準（質量和安全方面），也有推薦使用的技術標準企業形象和產品的品質有很大影響的要求。
7）、可持續發展原則：既要滿足當代發展的需求，又要考慮未來發展的需要，不以犧牲后人的利益和長遠的利益為代價來滿足當代人的需求。
5、設計一般原則的相互關系（原則之間有互相關聯、互相制約、互相滲透、互相影響的關系。）
6、設計過程中的評價
是指依據一定原則，采取一定方法和手段，對設計所涉及的過程及結果進行事實判斷和價值認定。
設計評價從評價對象分有對設計過程的評價和對設計成果的評價兩類；
評價的內容有：實際過程是否完備，分工是否合理，采用的方法是否正確，各個環節或階段的任務是否完成，形成的中間成果（方案）是否符合要求，全過程是否有質量控制和相應的監督、改進措施等。例子見書本p70頁案例分析
7、對產品多方面的評價 其中評價角度：7個一般原則+4個人機關系（7個一般原則：創新原則，實用原則，經濟原則，美觀原則，道德原則，技術規范原則，可持續發展原則。4個人機關系：高效、健康、舒適、安全）對最終產品的評價有兩個基本依據：一是參照設計的一般原則進行評價二是依據事先制定的設計要求進行評價
8、評價報告
參考7的知識點 例子見書本p71頁案例分析
第四章 發現與明確問題
1、發現問題的重要性 （一方面可以挑戰和拓展我們的能力另一方面更好地滿足人們的需要推進技術的發展和創新）
2、發現問題的一般方法
（1）觀察日常生活
（2）收集和分析信息（主動出擊尋找問題）
收集信息的方法有：問卷調查法、集體詢問法、文獻法、家庭走訪詢問法、電話詢問法、個別詢問法。
（3）技術研究與技術試驗
技術研究、技術試驗是重要的技術活動，也是發現問題的途徑與方法。
3、設計產品相關信息的收集與處理
可以有以下幾種：1）文獻法：對已有文獻信息進行收集、分析的方法
2）問卷調查法：用問卷的方式進行實際調查，獲取信息、發現問題的方法
3）詢問法：以詢問的方式收集和獲取信息、發現問題的方法
詢問法包括直接詢問法、間接詢問法；集體詢問法、家庭走方詢問法、個別詢問法
例子見書上p81頁馬上行動
4、技術研究與技術試驗的重要性 通過技術研究、技術試驗，我們有可能從對已有技術問題的研究中發現與之相聯系的問題，從已有的研究結論只能感發現新的問題，也有可能在技術研究、技術試驗的發過程中獲得靈感、體悟，進而發現新的問題。
5、明確問題的重要性 發現問題很多、有些模糊不清、需要加以明確（目的）。
6、判斷問題價值的方法
判斷問題是否有價值的依據：
① 所提出的問題是否遵循基本的科學原理？
② 迄今為止，能否確認該問題尚未得到充分解決？
③ 在你調查的范圍里，該問題是否具有普遍意義？在更廣的范圍內，這個問題是否有意義？
④ 在多個問題同時發生時，該問題是否是主要問題？
⑤ 現有的技術條件能否解決這個問題？技術發展以后呢？
⑥ 解決該問題所需的投入是多少？投入與產出的比是否理想？
7、設計要求、標準和限制
設計要求、標準可以從產品的功能、結構、材料、體積、安全、外觀、耐用性、成本等方面思考。
無論解決還是設計的進行，它的限制主要有兩發面決定：
① 設計對象的特點和解決的標準
② 設計者的能力與條件
8、設計計劃
設計計劃可以更好地保證設計有目的、有計劃地進行。它可以通過工作程序的排列來表示。
例子見書本p90頁案例分析
第五章 方案的構思及其方法
1、產品設計分析的三個要素
設計產品應綜合考慮“物”、“人”、“環境”三個方面。
物的方面可以考慮適應性、環境保護方面
人的方面可以考慮安全、成長發育（心理、生理）等方面
環境方面可以考慮造型、功能、材料等方面
2、方案的構思的常用方法：
1、草圖法——直觀明了。
2、模仿法(仿形和仿生) ——簡單易行。
3、聯想法——由此及彼。
4、奇特構思法——與眾不同，原創性。
3、設計方案的制定 能制定符合一般設計原則和相關設計規范的完整設計方案
步驟為：收集信息、設計分析、方案構思、方案呈現、方案篩選
4、對產品設計分析，根據設計要求選擇合適的材料和標準件
標準件的概念 是指經優選、簡化、統一并給以標準代號的零件或部件。
可以從設計分析中找出問題然后進一步分析。
5、方案的比較和權衡
在多個方案經構思形成之后，我們往往要對這些方案進行評判和比較，同時要從設計的目的出發，針對一些相互制約的問題進行權衡和決策，最后選出較為滿意的方案或集中各方案的優點進行改進。
1、權衡時首先要考慮最關鍵因素(基本功能)；
2、其次考慮穩定性和耐久性；
3、還要考慮加工難易程度、成本、環保性等；
4、最后還在考慮產品使用對象。
方案的權衡（根據設計要求和設計原則）是一個綜合考慮過程，它們相互關聯、互相制約，要抓住設計的核心與關鍵。
第六章 設計圖樣的繪制
1.技術語言的種類及其應用
(1)技術語言是一種在技術活動中進行信息交流的特有的語言形式
常見的有：圖樣、圖表、模型、符號
(2)分類:
按專業類型分：計算機程序語言、工程圖學語言
按人的感覺分：視覺語言、聽覺語言、觸覺語言
按人的視覺形式分：圖形符號語言、文字符號語言
(3)不同技術語言的應用
能夠區分常見的技術語言的引用場合，比如技術圖樣在呈現較復雜產品的設計方案及對設計進行詳細說明和陳述時比較合適。
2.、簡單草圖的繪制 （要求能畫）
(1)徒手繪圖:握筆姿勢等。
(2)網格徒手圖:要領:與地面垂直的線垂直畫，與地面平行的線按網格的斜線畫，同時以網格的小格來確定物體的比例。
(3)基本圖形的畫法:圓、圓柱體、立方體、圓錐體的畫法。
(4)草圖的分類：構思草圖是以具體圖形把想法表現出來；
設計草圖是經過整理、選擇、修改、和完善的草圖。
(5)草圖繪制的步驟：
a、選用合適的筆來畫圖（2H鉛筆）
b、在方格紙上按照構思好的設計方案，畫出產品的外觀比例關系。
c、在準備好的透視網格紙上，畫出產品的透視線，先畫淡一些，等畫完圖形后，再描深輪廓。
d、畫產品的中間調子，注意色彩過渡自然。
e、細致描畫產品的亮部及高光部位。
f、繪產品放置平面上的陰影，突出形體的體積感和質量感。
3、簡單的效果圖
效果圖更能真實地表現產品的式樣、材質和空間效果。
從效果圖上注意把握產品的形態、功能和特征，了解產品的外觀上的實際比例關系和色彩搭配及材質感。
4.基本幾何體的正等軸測圖的畫法
(1)正等軸測圖是一種可以表現物體三維結構特征的圖形。
(2)平面結構形體的正等軸測圖的繪制
a、根據形體特征，確定長(X)、寬(Y)、高(Z)等三軸在圖紙上的位置。
b、沿著上述三軸分別量出物體的長、寬、高的尺寸，畫出長方體的軸測圖。
c、根據長度方向、高度方向的尺寸，畫出左上角斜切面。
d、據長度方向、寬度方向的尺寸，畫出左前方斜切面，完成全圖。
(3)圓的正等軸測圖的繪制
5、一般技術圖樣所采用的投影方法
（1）、投影：在光的照射下，形體在地面上產生的影子。
（2）、正投影法：投影光線與投影平面垂直時，在投影平面上得到物體視圖的方法。
6、簡單形體的三視圖（要求能畫）
主視圖、俯視圖、左視圖統稱為機件的三視圖。
主視圖：物體的正面投影，即物體由前向后投影所得到的圖形，通常反映物體的
主要形狀特征。
俯視圖：物體的水平投影，即物體由上向下投影所得到的圖形
左視圖：物體的水平投影，即物體由左向右投影所得到的圖形。
7、一般的機械加工圖
（1）定義：是以三視圖的形式來表達機械加工方法的一種技術圖樣。
（2）組成：三視圖及其尺寸標注; 必要的其他視圖; 標題欄和文字說明
第七章 模型或原型的制作
1、模型及其功能：(是根據實物、設計圖樣或構思 ，按比例 、生態或其他特征制成的與實物相似的一種物體。)
二個功能：(①使設計對象具體化；②幫助分析設計的可能性。)
2、模型在不同階段的作用 (①草 模---供設計人員深入探討時使用；
②概念模型---用概括的手法表示產品的造型風格、布局安排人機關系等，從整體上表現產品造型的整體概念。
③結構模型---研究產品造型與結構的關系，清晰地表達產品的結構尺寸和連接方式，并進行結構強度試驗而制作的模型。
④功能模型---用于研究產品的各種性能以及人機關系，同時也用作分析、檢查設計對象各部分組件尺寸與機體的相互配合關系等。
⑤展示模型---作為產品的樣品進行展示，以便提供實體形象。另外通過展示模型可以直接向設計委托方征求意見，為審核方案提供實物依據。)
工藝的含義和常用工藝的種類 含義(利用工具和設備對原材料、半成品進行技術處理，使之成為產品的方法。)常見工藝：(加工工藝、裝配工藝、檢測工藝、鑄造、表面加工工藝等。)
(不同的行業不同的工種不同的工序都有特定的工藝要求和嚴格的工藝規范。)
4、金工常用的工具和設備
劃針、剛直尺、角尺、劃規、樣沖
金屬材料的鋸割、銼削兩種加工方法
1）鋸割：金屬材料通常以鋸割的方式進行割斷，手鋸是人工鋸割常用的工具。
操作要領：a站位和握鋸姿勢要正確; b推鋸加壓，回拉不加壓力; c鋸程要長;d推拉要有節奏。
2）銼削：切削加工有：銼削、銑削、磨削）
銼削操作要領：銼削時要注意身體和手臂動作的協調；在推挫削過程中，左手施力要由大到小，右手施力要由小到大，使銼刀平穩而不上下擺動。
6、加工工藝的選擇
能夠根據制作產品的要求選擇合適的加工工藝。
簡單產品的模型或原型的制作
制作模型的一般步驟：(①選擇合適材料。②準備適當的工具和加工設備。③按設計圖樣劃線。
④對材料進行鋸割、切削等加工。 ⑤裝配。⑥對模型進行表面處理。
⑦對產品的外觀造型和色彩進行評價；對產品的結構、功能進行檢測和試驗。⑧對設計方案進行修改，做成展示模型（樣品）。)
第一單元《結構與設計》
1、結構的概念
結構是指物體的各組成部分之間的搭配和排列，確定的搭配和排列決定了物體的性質和形態。
2、簡單結構的分類
1）實心結構 ⑴實心結構通常是指結構體本身是實心的結構。房屋的墻體、水庫的大壩、古代的城墻等，都屬于實心結構。⑵幾何特征及受力：幾何外形簡單，通常有桿（柱）、板、體等之分。它的受力特點是能承受較大的力，外力分布在整個體積中。
2)框架結構 ⑴框架結構通常是指結構體由細長的構件組成的結構。教室的門窗常用木框架，蔬菜大棚的棚體、建筑用腳手架、輸電鐵塔等都是框架結構。⑵組成：由梁、柱、桿、管等組成，也有用板件組成的。這里的桿或板，可以是實心的，也可以是管材。⑶幾何特征及受力：幾何外形較為復雜，其特點是支撐空間而不充滿空間，能承受垂直和水平荷載。依據功能和使用條件的不同，可以設置成不同框架的組合。
3)殼體結構 ⑴常見物品：飲水杯、文具盒、裝甲車、油罐、雞蛋、西瓜……⑵結構特征：殼體內空時，受力合理、形態穩定。殼的幾何形狀有折線式（方形、長方形、多邊形）的、圓弧形的和拱形的等。⑶受力特點：殼受沖擊力時，外力由弧面整體分擔承受，抵抗變形。
4)組合結構 ⑴在日常生活中我們常見的結構大部分都是組合結構，如：大壩都是拱形和實心結構的組合體；圓頂大廈的頂部都是框架結構和殼體結構的組合（又叫球形空間桁架結構）。⑵結構的類型種種：纜索結構、桁架結構、空間桁架結構、球形空間桁架結構等。⑶組合結構的受力：復雜（這是大學結構力學將要學習的）。
3、結構的穩定性
穩定性和強度一樣，也是物體結構的重要性質。結構具有阻礙翻倒或移動的特性，就是結構穩定性。（如不倒翁、大壩等）
4、影響結構穩定性的主要因素
⑴結構的形狀：結構形狀不同，其穩定性也不同（“A”字型金字塔、堤壩等）。物體的重心若超出其支撐面，則要翻倒，即失穩。
⑵重心的位置：作用在物體重心上的重力，總有將物體的重心盡量拉近（吸向）地面的趨勢。所以重心越低越穩。
⑶結構的底座：結構與地面接觸所形成的支撐面越大越穩定。
⑷材料：材料也會影響結構的穩定性。
5、影響結構強度的主要因素 ①形狀；②材料；③材料的連接方式。
6、結構與功能的關系
結構不僅是事物存在的一種形式，而且對事物的功能和作用產生著直接影響。結構的改變可能導致功能的變化。不同結構的物體其功能不同，這是我們認識結構的關鍵。
事實上，物體的結構是由物體的功能和需要決定的，而物體的結構又決定了物體的性質和形態。
認識幾種工具的結構：活口扳手，手錘，管鉗，喝水杯，書本……
7、結構設計的主要因素
①符合使用者對設計對象的穩定性和強度要求；②安全因素；③公眾和使用者的審美需求；④使用者的個性化需要；⑤對設計對象的成本控制要求和一定的使用壽命等。
8、簡單結構的設計
①設計項目；
②設計要求：達到什么樣的功能，具有一定的穩定性和強度，裝飾性，尺寸要求等；
③設計分析：分析結構的組成部分、連接方式等；
④設計準備：所用材料、工具等；
⑤設計方案：可形成幾種方案。
9、結構的實用性
不僅表現在結構的實用功能上，也表現在形式上，特別是功能和形式的統一上。
10典型結構設計的欣賞與評價
賞析結構設計作品，可以從技術與文化兩個角度進行。
技術角度主要有：結構的使用功能的實現；結構的穩固耐用；結構造型設計的創意和表現力；材料使用的合理性；工藝制造的精湛程度等。
文化角度主要有：結構的文化寓意與傳達；公眾認可的美學原則；反映的時代、民族、習俗方面的特征；結構的個性特征等。
第二單元《流程與設計》
流程的含義 即若干環節隨著時間的變化，依序完成的進流程，稱為流程。
流程對生產、生活和工作的意義
流程對生產的意義：指導我們正確地做事，提高工作和學習的效率，使我們的生活邊得有序、合理，為我們的安全提供保障。
流程對生活和工作的意義：可以有效地組織生產、提高生產效率、保證產品質量、保證安全生產、保護環境等。
3、時序和環節的意義1）時序：過程的經歷中，各環節按照一定的時間順序先后出現、完成。這種時間順序關系，稱為時序2）環節：活動或事件在其發展的過程中，依據某種特征或方式，可將該過程分解為若干個小過程，稱這些小過程為環節。
常見的流程表達方式 文字表達、表格表達和圖示表達等
簡單的流程圖 要了解流程圖的畫法一般用框圖加箭頭的方式描述流程過程
流程分析 能指出流程的時序和環節以及流程的過程
流程設計應考慮的基本因素 研究其內在的屬性與規律，在此基礎上把握流程設計的環節與時序，做出科學的流程設計。一般的比如在生產活動中的基本因素有材料、工藝、設備、人員、資金和環境。
8、流程設計的基本步驟
第一步：首先要明確設計的目的和任務，明確流程所應遵循的內在變化規律。
第二步：要分析現有材料、設備、資金、人員、工藝和環境等因素。
第三步：列出流程涉及的主要事項，并進行初步的排列。
第四步：分析各事項（步驟）之間的先后順序，合理地安排流程的時序和環節。
第五步：選擇一個合適的表達方式畫出流程圖，對于有嚴格時間的時序，要標注時間。
注意：流程設計的基本要素是環節和時序。
簡單流程的表達 能夠用畫流程圖的方式描述簡單流程的表達，比如小鐵錘的加工流程設計p52
流程優化的意義及主內容 意義是進一步提高工作效率、進一步降低成本、降低勞動強度、節約能耗、減少環境污染、保證安全。
一般流程優化的主要內容有：工期優化、工藝優化、成本優化、技術優化、質量優化等
流程優化與設備、材料之間的關系
流程優化與設備、材料、工藝有著密切的關系，這些細微的變化都會引起流程的變化。
流程優化過程所應該考慮的主要問題
⑴內部條件：對流程內在機理的深入了解。比如對洗滌原理的了解，就會在流程中安排兩次漂洗；
⑵外部條件：設備和工藝水平的提高或完善。比如，只有在具備鍛壓設備時，才可能將法蘭盤的加工改為少量切削加工；⑶人員技術水平的提高。
第三單元 《系統與設計》
1、系統的含義 系統是由相互依存的若干個部分組成的，具有特定功能的有機整體。或者說，此貼視由相互依存、相互作用的若干元素構成的，并完成特定功能的統一體。
2、系統的分類（1）自然系統和人造系統：人體系統是自然系統；人造地球衛星，橋梁（不包括天生橋）房舍等，屬于人造系統。由自然系統與人造系統復合的系統稱為復合系統。如：城市系統、村落系統。
（2）實體系統和抽象系統。
（3）靜態系統和動態系統：相對的
（4）開放系統和封閉系統
（5）系統的其他分類：簡單系統與復雜系統黑色系統與白色系統。
3、系統的基本特性
1.整體性:系統的整體性也稱為集合性，是系統的最基本屬性。系統是一個整體，即具有整體的特性功能，目標和作用的有機整體。系統不是各元素的簡單集合，也不是簡單的數量相加。
系統要求它的局部服從整體，強調整體觀點，整體目標和整體利益。
2.相關性：系統的相關性也稱為關聯性。構成系統的各元素之間是相互聯系、相互作用、相互依賴、相互影響的關系，是彼此相關的。
3.目的性：系統的目的性也稱為功能性，每個系統都具有特殊的功能。這是區別不同系統的主要標志。
4.系統適應性：
系統都存在于一定的環境之中，并不斷的與外界環境進行物質的能量的和信息的交換，系統必須適應外部環境的變化。
5.動態性：物質都是不斷變化，因此系統是一個動態的系統，處在運動變化和發展之中。
4、系統分析的基本方法和一般步驟
基本方法 運用系統的思想和定性定量相結合的方法，對系統進行分析就是系統分析的基本方法。該方法包括以下三個階段：
①闡明問題：分析的對象（系統）、系統的整體功能、系統的組成
②分析研究：系統內部機理，如洗衣機采用波輪方法旋轉激起水流；系統內部各子系統的關聯、配合；系統與其外部環境的關系；基本的定量分析。
③評價比較：系統性能、品質評價、系統運行效果評價、同類系統間比較。找出優劣。
一般步驟
5、系統分析的主要原則
①整體性原則系統分析首先要著眼于子系統整體，要先分析整體，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全過程，再看某一階段；先看長遠，再看當前。
②科學性原則：系統分析一方面要有嚴格的工作步驟，另一方面應盡可能地運用科學方法和數學工具進行定量分析，使決策的過程和結果更具用說服力。
③綜合性原則：
系統分析時還要注重總和性原則，要總和分析，統籌兼顧，不可顧此失彼，因小失大。
6、分析影響系統優化的因數
首先，優化追求的目標適度。目標選得低，達不到優化。目標選得太高，脫離實際，實現不了，等于沒優化。如修筑致富路，路的級別不能定的太高。
其次，實施系統優化，總要有付出，或稱投入。希望取得效果（如經濟效益）達到最大，而投入（如經費）最小。二看三比，稱為效/耗（即效率/耗費）比。顯然，效/耗比越大，就越接近或達到最優化。以修路實例而言，如效/耗比趨于最大，那么，修路就達到最優化。對此，在不同場合有不同提法，如性/耗（即性能/耗費）比、性/價（即性能/價格）比等。
再次，系統優化是離不開條件的。比如，修筑致富路，實測中心必須要勘測，調查，準備數據資料，使修出的路符合技術規范；要預算，校驗，是為了準備修路所需要的人力、物力、財力等資源條件，條件欠缺的，要創造條件。條件是否具備直接影響優化。
最后，還應注意的是，某些不確定性的或不可預見的因素也會影響系統優化。因此在優化實施過程中，要及時調整計劃與方法，回到優化之路。
7、簡單系統設計的方法
系統設計的方法步驟主要包括：將系統分解為若干子系統，確定各子系統的目標、功能及相互關聯，對子系統進行技術設計和評價，對系統進行總體技術設計和評價等。
8、系統的設計
例題參照p87頁 案例分析 主要有1)設計要求2）設計分析3）設計方案 4）方案制作 等步驟
第四單元《控制與設計》
1、控制的含義、控制的目的和對象
人們根據自己意愿或目的，通過一定的手段，使事物沿著某一確定的方向發展，就形成了控制（control）。
理解任何控制現象，都要明確控制的對象是什么，控制要達到什么目的和采取什么控制手段。例如：在人力三輪車轉彎過程中的方向控制問題中，其控制的對象就是人力三輪車，控制的目的是為了改變三輪車行駛的方向，控制的手段是騎車人通過雙手轉動車把，改變前輪的方向并帶動后輪。
2、控制的手段和方法
參看上面 控制的方法又可以分為 人工控制和自動控制
3、控制的應用
了解生活、工業、軍事及國防中都需要控制技術
簡單開環控制系統的基本組成和工作過程
控制系統的輸出量不對系統的控制產生任何影響，這種控制系統稱為開環控制系統。如：十字路口的紅綠燈定時控制系統、樓宇的防盜報警控制系統、火災自動報警系統、公園的音樂噴泉自動控制系統、自動門的控制系統、家用高壓鍋等。
閉環控制系統的基本組成
把系統的輸出量返回到輸入端并對控制過程產生影響的控制系統稱為閉環控制系統。如：電冰箱的溫度控制系統、交通路口紅綠燈自動控制（根據車流量大小改變紅綠燈時間）系統等
簡單的閉環控制系統的方框圖
控制器和執行器的作用
上圖中，檢測裝置測量出被控量并返回到系統的輸入端；是比較器，它將所給量與所檢測的被控量進行比較，求出偏差值；控制器將這一偏差值進行運算處理，并向執行器下達控制指令。執行器根據指令對被控對象進行控制，從而使被控量穩定在一定范圍內。
反饋的含義 在控制系統中，將輸出量通過適當的檢測裝置返回到輸入端并與輸入量進行比較的過程，就是反饋。
簡單控制系統運行的主要干擾因素
在控制系統中，除輸入量（給定值）以外，引起被控量變化的各種因素稱為干擾因素。
第一，來源問題。有的干擾因素是由于環境造成的，如影響自行車行駛速度變化的自然風等；
有的干擾因素是人為原因所致，如影響飛機導航信號的手機信號等。
第二，數量問題。在控制系統中，干擾因素可能是一個，也可能是若干個。如戰士在大風大雨中進行射擊練習，風和雨都是子彈命中準確度的干擾因素。
第三，處理問題。控制系統在工作中必須克服干擾，使被控量穩定。如空調器的溫度控制系統是閉環控制系統，它能克服室外溫度變化這一干擾，當室外溫度升高時，空調器檢測出干擾引起的室內溫度變化，通過啟動壓縮機降溫來克服這一干擾，使室溫保持穩定。
第四，利用問題。在一般控制系統中，干擾因素是需要克服的。而在有些情況下卻可以利用干擾因素實現某種目的。如在軍事演習中，紅方利用一定頻率的電磁波對藍方的信息指揮系統進行干擾，使之不能正常工作。但在生產生活中，我們需要以謹慎、嚴謹的態度對待干擾因素的利用。
閉環控制系統中反饋環節的作用
利用反饋來分析和處理被控對象，通過系統的輸出來調整系統的行為，使系統沿著預期的目標運行 如普通電水壺將水加熱至沸騰時，需要人工關閉電源，而自動電水壺具有當水沸騰時自動切斷電源的功能，這就是利用反饋方法實現自動控制的結果。
閉環控制系統的工作過程
閉環控制系統的輸入量和輸出量之間還有一個反饋環節，它們形成了一條閉合回路。它對輸出量的控制精度較高，但它結構復雜、成本高，主要用在要求較高精度和高可靠性的控制中。
功能模擬方法和黑箱方法
功能模擬方法：以功能和行為的相似性為基礎，用模型模擬原型的功能和行為 例如機器人模擬人
黑箱方法：將要研究的系統作為黑箱，通過對系統輸入與輸出關系的研究，進而推斷出系統內部結構及其功能的方法 例如：拍打西瓜分析是否好瓜的方法
控制系統方案的設計 參考見p120頁的案例分析
一般的步驟 1）設計項目2）設計分析3）設計構思4）畫出開環或閉環控制系統的方框圖
確定目標，明確任務
分析基本因素
明確主要事項
確定環節和時序
修改方案
列出流程圖
結束
是否達到要求
否
是
流程設計步驟（與設計的過程相聯系）
明確問題、設立目標
分析計算、評價比較
檢驗核實、做出決策
收集資料、制定方案

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