《系統(tǒng)與設(shè)計(jì)》知識(shí)點(diǎn)一：系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

　　由相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴(lài)和相互制約的若干要素或部分組成的具有特定功能的有機(jī)整體，稱(chēng)為系統(tǒng)。

　　案例分析：自行車(chē)P64

　　自行車(chē)由車(chē)架、車(chē)把、鞍座、前叉、腳蹬、鏈輪、鏈條、車(chē)輪(輪胎、輻條、車(chē)圈、氣門(mén))、車(chē)閘、等主要部件組成。

　　自行車(chē)是由若干主要部件組成的，這些部件相互聯(lián)系、相互作用，形成了自行車(chē)可以代步的功能。

　　要素是指構(gòu)成系統(tǒng)的最主要的元素。一般地，部分相對(duì)于系統(tǒng)的整體而言，要素相對(duì)于系統(tǒng)的元素結(jié)構(gòu)而言。很多情況下，要素和部分又可以通用。如一個(gè)企業(yè)就是一個(gè)系統(tǒng)，它是由人、財(cái)、物、事等要素組成的，同時(shí)也是由管理部門(mén)、生產(chǎn)部門(mén)、營(yíng)銷(xiāo)部門(mén)、供應(yīng)部門(mén)等部分組成的。在這個(gè)系統(tǒng)中，各要素(部分)都是不可缺少的，他們之間存在著一定的聯(lián)系。

　　構(gòu)成系統(tǒng)，必須具備三個(gè)條件：

　　第一，至少要有兩個(gè)或者兩個(gè)以上的要素(部分)才能組成系統(tǒng);

　　第二，要素(部分)之間相互關(guān)系、相互作用，按照一定方式形成一個(gè)整體;

　　第三，這個(gè)整體具有的功能是各個(gè)要素(部分)的功能中所沒(méi)有的。

　　系統(tǒng)有大有小，有復(fù)雜有簡(jiǎn)單。對(duì)于較大型的系統(tǒng)和比較復(fù)雜的系統(tǒng)，根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)可劃分為若干子系統(tǒng)，如地球生態(tài)系統(tǒng)由海洋生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)、陸地生態(tài)系統(tǒng)等子系統(tǒng)構(gòu)成;交通系統(tǒng)可分為航空運(yùn)輸系統(tǒng)、鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)、公路運(yùn)輸系統(tǒng)等子系統(tǒng);管理系統(tǒng)可分為生產(chǎn)管理系統(tǒng)、營(yíng)銷(xiāo)管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)等子系統(tǒng)。同樣，任何系統(tǒng)都是更大系統(tǒng)的子系統(tǒng)。

　　2.系統(tǒng)的類(lèi)型

　　系統(tǒng)是普遍存在的，也是多種多樣的。系統(tǒng)可按不同的標(biāo)準(zhǔn)和需要來(lái)分類(lèi)：

　　(1)自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)

　　如：人體系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)是自然系統(tǒng);城市系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)是人造系統(tǒng)

　　(2)實(shí)體系統(tǒng)和抽象系統(tǒng)

　　如：生物系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)是實(shí)體系統(tǒng);哲學(xué)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)是抽象系統(tǒng)

　　(3)靜態(tài)系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)系統(tǒng) 如：靜態(tài)和動(dòng)態(tài)是相對(duì)的。

　　(4)開(kāi)放系統(tǒng)和封閉系統(tǒng) 如：氨氣的合成系統(tǒng)是封閉的，生態(tài)系統(tǒng)是開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)。

　　(5)簡(jiǎn)單系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)(拓展) (6)黑色系統(tǒng)和白色系統(tǒng)(拓展)

　　3.系統(tǒng)的基本特性：整體性、相關(guān)性、目的性、動(dòng)態(tài)性、環(huán)境適應(yīng)性。

　?、?整體性：是系統(tǒng)最基本的特性，也是觀察和分析系統(tǒng)最基本的思想和方法。

　?、傧到y(tǒng)是一個(gè)整體，它不是各個(gè)要素(部分)的簡(jiǎn)單相加，系統(tǒng)的整體功能是各要素(部分)在孤立狀態(tài)下所沒(méi)有的。系統(tǒng)的任何一個(gè)要素(部分)發(fā)生變化或出現(xiàn)故障時(shí)，都會(huì)影響其他要素(部分)或整體的功能的發(fā)揮。

　?、谙到y(tǒng)的整體功能大于組成系統(tǒng)的各部分的功能之和。如：人的雙眼視覺(jué)功能大大超過(guò)兩只單眼視覺(jué)功能簡(jiǎn)單相加的總和。

　?、鄄荒茈x開(kāi)整體去分析系統(tǒng)中的任何一個(gè)組成部分。一個(gè)系統(tǒng)組織的好不好，就看它的整體功能即系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)得怎樣。

　　案例分析：巴爾扎克的塑像 P69

　　⑵ 相關(guān)性：是指組成系統(tǒng)的各要素之間或系統(tǒng)整體與部分之間的相互作用、相互聯(lián)系。

　　案例分析：廚具安裝 P70

　　⑶ 目的性：任何系統(tǒng)都具有某種目的，都要實(shí)現(xiàn)一定的功能，這正是區(qū)別不同系統(tǒng)的標(biāo)志。

　　系統(tǒng)的目的一般通過(guò)更具體的目標(biāo)來(lái)體現(xiàn)。對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，目標(biāo)有多個(gè)，往往用一個(gè)指標(biāo)體系來(lái)描述系統(tǒng)的目標(biāo)。

　　設(shè)計(jì)和分析一個(gè)系統(tǒng)時(shí)，必須事先弄清其目的，否則就無(wú)法構(gòu)成一個(gè)良好、有序的現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)存在多個(gè)目標(biāo)時(shí)，要從整體協(xié)調(diào)的角度出發(fā)尋求平衡，以獲得整體上的最佳效果。

　?、?動(dòng)態(tài)性：任何系統(tǒng)都是一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，處在運(yùn)動(dòng)變化和發(fā)展之中。

　?、?環(huán)境適應(yīng)性：系統(tǒng)只有對(duì)環(huán)境變化的適應(yīng)能力，才能保持和恢復(fù)系統(tǒng)原有的特性。

　　《系統(tǒng)與設(shè)計(jì)》知識(shí)點(diǎn)二：系統(tǒng)的分析

　　1.系統(tǒng)分析及其一般步驟

　?、?什么是系統(tǒng)分析

　　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?、分析、比較、實(shí)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(guò)程，就是系統(tǒng)分析。

　　系統(tǒng)分析的顯著特點(diǎn)是完整地處理問(wèn)題，考慮各種主要變化因素及其相互的影響，全面地思考和解決問(wèn)題。

　　案例分析：漢字激光照排系統(tǒng)P77

　?、?系統(tǒng)分析的一般步驟

　?、倜鞔_問(wèn)題，設(shè)立目標(biāo)：明確所要研究問(wèn)題的性質(zhì)和范圍，提出要表達(dá)的目標(biāo)，明確約束條件

　?、谑占Y料，制定方案：收集相關(guān)資料，制定解決問(wèn)題的備選方案，預(yù)計(jì)可能產(chǎn)生的各種結(jié)果

　?、鄯治鲇?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

　　④檢驗(yàn)核實(shí)，作出決策：若對(duì)方案不夠滿意，可按上述程序反復(fù)進(jìn)行，直到獲得滿意的方案止

　　案例分析：田忌賽馬P78

　?、?系統(tǒng)分析的主要原則

　　運(yùn)用系統(tǒng)分析的方法處理問(wèn)題時(shí)要遵循整體性原則、科學(xué)性原則、綜合性原則三個(gè)主要原則。

　　① 整體性原則：先分析整體，再分析部分;先看全局，后看局部;先看全過(guò)程，再看某一個(gè)階段;先看長(zhǎng)遠(yuǎn)，再看當(dāng)前。

　?、?科學(xué)性原則：

　?、?綜合性原則：

　　案例分析：孝襄高速公路P80

　　2.系統(tǒng)的優(yōu)化：

　　我們做任何事情都希望達(dá)到最優(yōu)的效果。如希望以最小的成本獲取最大的利潤(rùn)，以最短的工期完成更多的工程量，以最少的能耗生產(chǎn)更多的產(chǎn)品，在單位面積上盡可能提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量等。

　　案例分析：農(nóng)作物種植系統(tǒng)的優(yōu)化——農(nóng)業(yè)間作套種P81

　　目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)、增收、提高土地利用率。

　　條件：農(nóng)作物的生長(zhǎng)的季節(jié)差、時(shí)間差，把相同或不同類(lèi)的農(nóng)作物套種在一起，有“麥、棉、瓜”，“麥、棉、菜”，“麥、瓜、棉、玉米”等多種套種模式供選擇。

　　某地區(qū)因地制宜地選擇了“麥、棉、瓜、紅薯”的套種模式，在正常天氣條件下，按照套種的技術(shù)要求操作，夏季可收小麥(350~400)千克/畝，紅薯2500千克/畝，無(wú)籽西瓜5000千克/畝，秋季產(chǎn)籽棉225/千克/畝，平均每畝收入超過(guò)3000元，比原先提高了近五成。

　　你認(rèn)為在你所在地區(qū)，可采取哪些提高農(nóng)作物產(chǎn)量的措施?

　　系統(tǒng)優(yōu)化是指在給定的條件(或約束條件)下，根據(jù)系統(tǒng)的優(yōu)化目標(biāo)，采取一定的手段和方法，使系統(tǒng)的目標(biāo)值達(dá)到最大化(或最小化)。

　　影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素是指對(duì)系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)產(chǎn)生顯著影響，并且可以認(rèn)為調(diào)節(jié)的因素。

　　案例分析：利潤(rùn)問(wèn)題P81 閱讀：數(shù)學(xué)模型P82

　　為使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)的目標(biāo)而提出的求解方法稱(chēng)為最優(yōu)化方法。系統(tǒng)優(yōu)化的方法多樣的，有的運(yùn)用數(shù)學(xué)模型求解，有的用科學(xué)的估算、試驗(yàn)等方法實(shí)現(xiàn)。

　　案例分析：裝修施工的組織優(yōu)化P83 閱讀：系統(tǒng)工程P84

　　《系統(tǒng)與設(shè)計(jì)》知識(shí)點(diǎn)三：系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　1.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　?、?系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要問(wèn)題：

　?、?系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的與要求：

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)要從整體出發(fā)，以系統(tǒng)整體功能的最優(yōu)為目的。

　　不同行業(yè)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)有著不同的技術(shù)要求。

　　② 系統(tǒng)各部分之間的相互聯(lián)系與相互作用：

　　運(yùn)用系統(tǒng)的思想綜合考慮各部分之間的關(guān)聯(lián)、沖突問(wèn)題。注重各部分的縱向、橫向聯(lián)系;

　　依據(jù)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性、環(huán)境適應(yīng)性，考慮當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)。

　?、?系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化：先從系統(tǒng)整體考慮優(yōu)化，統(tǒng)籌兼顧，再在此基礎(chǔ)上完善各部分的設(shè)計(jì)。

　?、葡到y(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟：

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟主要包括：將系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)，確定各子系統(tǒng)的目標(biāo)、功能及其相互關(guān)系，對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體技術(shù)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)等。

　　2.簡(jiǎn)單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)

　　案例分析：手電筒照明供電部分的設(shè)計(jì)P87

　　設(shè)計(jì)要求：可照明的手電筒，攜帶方便，使用安全。

　　設(shè)計(jì)分析：

　?、笨砂咽蛛娡舱彰鞴╇姴糠址譃檎彰骱凸╇妰蓚€(gè)子系統(tǒng)。照明子系統(tǒng)的要素是燈泡、導(dǎo)線，供電子系統(tǒng)的要素是電源和開(kāi)關(guān)。

　　⒉手電筒的功能取決于它的各個(gè)組成要素，電源通過(guò)導(dǎo)線的連接驅(qū)動(dòng)燈泡發(fā)光，這些要素缺少任何一個(gè)，手電筒都不能正常工作。

　?、尺x擇合適的元器件，使它們相互匹配，并能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

　　設(shè)計(jì)方案：

　　方案A

　　(1)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的電路，畫(huà)出電路圖。

　　(2)根據(jù)電路圖，選擇元器件，如燈泡、干電池、導(dǎo)線等，并搭接電路。

　　(3)通過(guò)控制開(kāi)關(guān)，使燈泡發(fā)光。

　　方案B

　　選擇元器件為發(fā)光二極管及干電池、金屬筒等，其他步驟參照方案A。

　　方案C

　　設(shè)計(jì)一個(gè)自發(fā)手電筒。

　　采用發(fā)電機(jī)代替干電池進(jìn)行供電。手電系統(tǒng)有以下幾個(gè)部分組成：

　　手柄——齒輪組——發(fā)電機(jī)——小電珠

　　用手搖動(dòng)手柄，使齒輪的轉(zhuǎn)速加快，帶動(dòng)一個(gè)由電磁鐵和線圈組成的發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，輸出電流，使小電珠發(fā)光。

　　方案C不需要使用干電池，所以對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染。

　　案例分析：室內(nèi)住宅電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)P89

　　看了“系統(tǒng)與設(shè)計(jì)知識(shí)點(diǎn)歸納”