3.4第四节系统设计的基本方法
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第三章 系统与设计
第四节 系统设计的基本方法
学习目标
1．通过简单的系统设计案例的分析,初步 学会简单系统设计的基本方法。
2．确定一个生活或生产中的简单对象,根 据设计要求完成系统的方案设计。
一、系统的设计
在日常生活和生产实践中，我们经常 需要对各种各样的系统进行一定的设计。
货物配送系统
远程视频会议系统
四、系统设计的一般步骤
（1）将系统分解为若干子系统
（2）确定各子系统的目标、功能及其 相互关系
（3）对子系统进行技术设计和评价
（4）对系统进行总体技术设计和评价
马上行动
案例4：编制《田径运动会竞赛日程表》 1、提出设计问题； 学校每年都举行田径运动会，如果你 是学生会的体育部长，会如何组织编制 好《学校田径运动会竞赛日程表》。
课堂练习
7、合金钢材料中，碳含量的高低影响着钢的 强度、硬度和韧性，从而影响钢的耐磨性。 碳含量高，则硬度高、韧性差；碳的含量低、 则硬度低、耐磨性差。这反应了系统的什么 基本特性（ A ） A、相关性 B、环境适应性 C、动态性 D、整体性
课堂练习
8、“丢卒保车”、“一招不慎，全盘皆输”是 我们日常生活中的常用语言，它们主要反映 了系统基本特性中的（ A ） A、整体性 B、相关性 C、动态性 D、目的性
9、飞机在空中飞行时，时常受到大气对流的 影响而产生颠簸，当飞机的检测装置接收到这 一信号后，经过控制器的调节，能在很短的时 间内调整好飞行状态，克服大气对流对飞机飞 行的影响，保持平稳飞行。这个现象说明了系 统的什么基本特性？（ C） A、整体性 C、环境适应性 B、相关性 D、动态性
10、明同学家所在街道的人行道路在一年 内进行了铺设通讯线路、煤气管道、下水 管道修理三次施工，给市民带来了生活的 不便，这说明对于道路的改造不符合系统 设计的（ A ）原则
三、系统设计应考虑的主要问题
（1）系统设计的目的与要求： 要从整体出发，以系统整体性能的最优为目的 （2）不同行业的系统设计有着不同的技术要求。 案例1：远程视频会议系统
网络技术支持
多媒体技术支持
案例2：人物形象设计
人物形象设计需要 审美能力和化装技 巧等
第60届戛纳电 影节海报设计
（3）系统各部分之间的相互联系与相互作用： 要依据系统的环境适应性，既要考虑当前，又 要考虑长远。 （4）系统设计方案的优化： 首先从系统整体考虑优化，统筹兼顾，再在此 基础上完善各部分的设计。
空客A380为什么能成为 一架优秀、成功的客机，这 样一个复杂的系统又是如何 设计完成的呢？
关于A380
1、 A380是优秀的民用客机，出色的满足了服务于远 程、大批量乘客航线的设计要求。 2、A380合理的解决了机身重量、机身强度、载重量 、能耗等元素之间的矛盾，让其各个子系统合理融洽的 结合在一起。 3、A380尽可能的利用了机内空间，增加载客量，运 用多项节能技术，减少能源消耗，满足了航空公司对经 济效益的追求。 4、 A380可以动态调整座舱数，增加货运空间，非常 灵活机动。 5、A380的机舱配备了的最先进的机上娱乐系统，电 影、游戏和电视节目一应俱全。机舱内的空气，每三分 钟更换一次，220个舷窗让机舱内享受更多的自然光 ，是最舒服的客机。 6、A380有很强的可改性，，可以根据客户的个性化 需求，衍生新的子机种，具有极好的适应性和扩展性。
实现基本功能 原则 综合处理原则
分析有关A380的材料， 追求效益的最 讨论A380系统之所以优 大化及最优化 秀，是因为它的设计遵 原则 动态调整原则 循了哪些原则？
人性化设计原 则
战略性思考， 稳定适应、可 持续发展原则。
一、系统设计的一般原则
1、实现基本功能原则——系统设计的首要原则 2、综合处理原则——合理解决各子系统的冲突 3、追求效益最大化原则——系统设计追求的永 恒目标 4、动态调整原则 5、人性化设计原则 6、稳定适应、可持续发展原则——战略性的思 考
A、整体性原则 C、综合处理的原则 B、动态性原则 D、人性化设计的原则
11、系统设计应考虑的主要问题是（ A） ①系统设计的目的 ②系统设计的要求 ③系统 各部分之间的相互联系和相互作用 ④系统设计 方案的优化 A、①②③④ C、①②③ B、②③④ D、①③④
Байду номын сангаас
12、2009年6月27日上海市一幢在建13层楼 房整体倒覆（如图所示），调查组专家应用 科学方法对水泥和钢筋等关键材料作了定量 分析。这体现了系统分析的 C A.整体性原则 B.综合性原则 C.科学性原则 D.相关性原则
A380的设计历程
空客A380是空客公司为了打破波音747 在远程超大型宽体客机领域的垄断而设计的 一款全新的飞机，具有大航程、大载客量的 特点。 空客A380采用了模块化设计，按照功能 分析有关A380设计过 和相互之间联系的紧密程度，将整个飞机系 程的资料，总结设计系 统划分为动力、控制、航电、安全、机身等 多个子系统，由英国、德国、西班牙、法国 统一般过程和基本方法 等多个国家分别完成。 是什么？ 各个子系统必须首先通过各自的评价验 证，达到各自的设计目标才能真正成为飞机 最终的组件。 所有组件完成后在法国总装，然后进行 相关技术测试，并进行调试、优化，保证飞 机的质量和安全。
3、确定设计目的； 编制好编排合理，符合竞赛规程和学校实 际的《学校田径运动会竞赛日程表》。 4、系统的设计（重点考虑：系统由哪些组分 组成？系统各组分具有什么功能？各组分如 何配合工作？如何解决矛盾冲突？） 具体讲：竞赛日程的编排视为一个系统， 这个系统是系统结构与系统流程相辅相成的 系统，要求系统结构合理，运行流程畅通。
1、明确系统的 基本功能 2、将系统分解 为若干子系统， 明确各子系统的 目标、功能及相 互关系。 3、对子系统进 行技术设计和评 价 4、对系统进行 总体技术设计和 评价
二、系统设计的一般方法
1、明确系统的基本功能 2、将系统分解为若干子系统，明确各子 系统的目标、功能及相互关系。 3、对子系统进行技术设计和评价 4、对系统进行总体技术设计和评价
3、泰坦尼克号游轮，在当时该游轮各项技术 性能是世界最先进的。但是为什么触冰后会 沉没？请从系统的结构的角度理解，它主要 反映了系统对（ D ）的基本特性。 A、整体性 B、相关性 C、目的性； D、环境适应性
课堂练习
4、宇宙飞船由上百万个部件组成，这些部件 本身很普通，但是这些部件按照一定的结构 就构成了能将人类送上太空的飞船，这主要 体现了系统（C ） A、目的性 B、动态性 C、整体性 D、相关性
案例3：筑路工程的系统设计
为坐落在山里的村庄策划一个筑路工程设计方案，需 要筹划：资金分配、人员调配、地质勘探、路向选择、 材料购置、施工进度等。 从系统设计的思路出发，怎样理顺这些关系？
用系统的观点理顺各种 关系，分别从筑路方案的总 体目标、路线规划方案的选 择、方案的优化作出思考。 总体目标：安全、快捷、 经济地完成筑路工程。 选择好的路线方案：如 公路要过两座山坡，是修隧 道还是绕道。 要考虑材料、人员的安 排，如何降低成本，减少浪 费，考虑天气等因素，提高 工程进度。
5、系统的评价及优化 对《学校田径运动会竞赛日程表》 进行反复研究、征集意见、调整修改。
课堂练习
1、系统分析的目的是：（
C）
A、为了减少实验的失败 B、为了减少系统内子系统的要素 C、为了减少设计决策的风险 D、为了减少设计过程的不确定因素。
课堂练习
2、系统的基本特性包括（
C）
A、整体性、先进性、相关性、目的性、动态性 B、整体性、可靠性、目的性、动态性、环境适应性 C、整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性 D、整体性、开放性、实用性、可靠性、动态性
课堂练习
5、家庭装修时，在厨房预埋水管和电线时， 就要考虑好哪里是烹饪区、哪里是储物区， 再决定水管和电线的设计。这体现了系统的 哪个特性（ A） A、相关性 C、动态性 B、环境适应性 D、整体性
课堂练习
6、一堆沙子、钢筋、水泥等等材料散放在一 起没什么意义，但是如果将它们按照一定的 结构形式造成一座桥梁，就具有了交通的功 能，这个案例说明系统最基本的特性是： （ C） A、目的性 B、动态性 C、整体性 D、适应性
13、运用系统分析的方法处理具体问题时要 遵循哪些原则（C）
A、整体性原则、相关性原则、局部原则 B、整体性原则、目的性原则、相关性原则 C、整体性原则、科学性原则、综合性原则 D、整体性原则、科学性原则、动态性原则
课堂练习
14、下面哪一句日常用语没有反映系统整体性？ （ B） A．丢卒保车 B．春捂秋冻 C．一招不慎，全盘皆输 D．三个小皮匠顶个诸葛亮
课堂练习
15、农作物种植系统的优化一般采用间作套 种的方法。在间作套种系统中不属于约束条 件的是（D ）
A、作物的生长特性 B、天气 C、季节气候 D、病虫害
2、收集与分析相关资料（包括外部环境及约束 条件）
(1)学习竞赛规程和田径规则，了解运动会的期限、 天数，作息时间，开、闭幕式(表演内容)的时间； (2)了解参赛单位人数、组别设置； (3)场地器材条件、跑道条数、跳跃和投掷场地及 器材数量； (4)熟悉赛次的安排、录取办法、录取名次、计分 办法； (5)掌握裁判员的人数和水平、等级情况。 (6)查阅学校前几届运动的相关资料。
梦幻客机A380
空中客车A380是世界上最大的喷气式客机，也是迄 今为止最令人不可思议的飞机之一。这个空中巨无 霸重575公吨，通常搭载大约500名乘客，虽然理论 上可搭载853名乘客。
空中客车A380的零部件来自于欧洲各地，最后在法 国图卢兹的组装厂组装。一架空中客车A380的制造 和测试历时10个月到1年，售价接近4亿美元。
室内装修设计
假 期 旅 游 行 程 设 计
1、系统设计含义：
是指对需设计的系统进行调查分析、筹划 研究、评价实施、运行改善等，直到完成一 个能协调工作的实际系统的过程。
系统设计是在系统分析的基础上，设计出 满足预定目标的系统的过程。它既包含了 对某个系统进行技术设计本身的内容，同时又 需要运用系统的思想方法对其设计过程进行分 析、设计。
第四节 系统设计的基本方法
学习目标
1．通过简单的系统设计案例的分析,初步 学会简单系统设计的基本方法。
2．确定一个生活或生产中的简单对象,根 据设计要求完成系统的方案设计。
一、系统的设计
在日常生活和生产实践中，我们经常 需要对各种各样的系统进行一定的设计。
货物配送系统
远程视频会议系统
四、系统设计的一般步骤
（1）将系统分解为若干子系统
（2）确定各子系统的目标、功能及其 相互关系
（3）对子系统进行技术设计和评价
（4）对系统进行总体技术设计和评价
马上行动
案例4：编制《田径运动会竞赛日程表》 1、提出设计问题； 学校每年都举行田径运动会，如果你 是学生会的体育部长，会如何组织编制 好《学校田径运动会竞赛日程表》。
课堂练习
7、合金钢材料中，碳含量的高低影响着钢的 强度、硬度和韧性，从而影响钢的耐磨性。 碳含量高，则硬度高、韧性差；碳的含量低、 则硬度低、耐磨性差。这反应了系统的什么 基本特性（ A ） A、相关性 B、环境适应性 C、动态性 D、整体性
课堂练习
8、“丢卒保车”、“一招不慎，全盘皆输”是 我们日常生活中的常用语言，它们主要反映 了系统基本特性中的（ A ） A、整体性 B、相关性 C、动态性 D、目的性
9、飞机在空中飞行时，时常受到大气对流的 影响而产生颠簸，当飞机的检测装置接收到这 一信号后，经过控制器的调节，能在很短的时 间内调整好飞行状态，克服大气对流对飞机飞 行的影响，保持平稳飞行。这个现象说明了系 统的什么基本特性？（ C） A、整体性 C、环境适应性 B、相关性 D、动态性
10、明同学家所在街道的人行道路在一年 内进行了铺设通讯线路、煤气管道、下水 管道修理三次施工，给市民带来了生活的 不便，这说明对于道路的改造不符合系统 设计的（ A ）原则
三、系统设计应考虑的主要问题
（1）系统设计的目的与要求： 要从整体出发，以系统整体性能的最优为目的 （2）不同行业的系统设计有着不同的技术要求。 案例1：远程视频会议系统
网络技术支持
多媒体技术支持
案例2：人物形象设计
人物形象设计需要 审美能力和化装技 巧等
第60届戛纳电 影节海报设计
（3）系统各部分之间的相互联系与相互作用： 要依据系统的环境适应性，既要考虑当前，又 要考虑长远。 （4）系统设计方案的优化： 首先从系统整体考虑优化，统筹兼顾，再在此 基础上完善各部分的设计。
空客A380为什么能成为 一架优秀、成功的客机，这 样一个复杂的系统又是如何 设计完成的呢？
关于A380
1、 A380是优秀的民用客机，出色的满足了服务于远 程、大批量乘客航线的设计要求。 2、A380合理的解决了机身重量、机身强度、载重量 、能耗等元素之间的矛盾，让其各个子系统合理融洽的 结合在一起。 3、A380尽可能的利用了机内空间，增加载客量，运 用多项节能技术，减少能源消耗，满足了航空公司对经 济效益的追求。 4、 A380可以动态调整座舱数，增加货运空间，非常 灵活机动。 5、A380的机舱配备了的最先进的机上娱乐系统，电 影、游戏和电视节目一应俱全。机舱内的空气，每三分 钟更换一次，220个舷窗让机舱内享受更多的自然光 ，是最舒服的客机。 6、A380有很强的可改性，，可以根据客户的个性化 需求，衍生新的子机种，具有极好的适应性和扩展性。
实现基本功能 原则 综合处理原则
分析有关A380的材料， 追求效益的最 讨论A380系统之所以优 大化及最优化 秀，是因为它的设计遵 原则 动态调整原则 循了哪些原则？
人性化设计原 则
战略性思考， 稳定适应、可 持续发展原则。
一、系统设计的一般原则
1、实现基本功能原则——系统设计的首要原则 2、综合处理原则——合理解决各子系统的冲突 3、追求效益最大化原则——系统设计追求的永 恒目标 4、动态调整原则 5、人性化设计原则 6、稳定适应、可持续发展原则——战略性的思 考
A、整体性原则 C、综合处理的原则 B、动态性原则 D、人性化设计的原则
11、系统设计应考虑的主要问题是（ A） ①系统设计的目的 ②系统设计的要求 ③系统 各部分之间的相互联系和相互作用 ④系统设计 方案的优化 A、①②③④ C、①②③ B、②③④ D、①③④
Байду номын сангаас
12、2009年6月27日上海市一幢在建13层楼 房整体倒覆（如图所示），调查组专家应用 科学方法对水泥和钢筋等关键材料作了定量 分析。这体现了系统分析的 C A.整体性原则 B.综合性原则 C.科学性原则 D.相关性原则
A380的设计历程
空客A380是空客公司为了打破波音747 在远程超大型宽体客机领域的垄断而设计的 一款全新的飞机，具有大航程、大载客量的 特点。 空客A380采用了模块化设计，按照功能 分析有关A380设计过 和相互之间联系的紧密程度，将整个飞机系 程的资料，总结设计系 统划分为动力、控制、航电、安全、机身等 多个子系统，由英国、德国、西班牙、法国 统一般过程和基本方法 等多个国家分别完成。 是什么？ 各个子系统必须首先通过各自的评价验 证，达到各自的设计目标才能真正成为飞机 最终的组件。 所有组件完成后在法国总装，然后进行 相关技术测试，并进行调试、优化，保证飞 机的质量和安全。
3、确定设计目的； 编制好编排合理，符合竞赛规程和学校实 际的《学校田径运动会竞赛日程表》。 4、系统的设计（重点考虑：系统由哪些组分 组成？系统各组分具有什么功能？各组分如 何配合工作？如何解决矛盾冲突？） 具体讲：竞赛日程的编排视为一个系统， 这个系统是系统结构与系统流程相辅相成的 系统，要求系统结构合理，运行流程畅通。
1、明确系统的 基本功能 2、将系统分解 为若干子系统， 明确各子系统的 目标、功能及相 互关系。 3、对子系统进 行技术设计和评 价 4、对系统进行 总体技术设计和 评价
二、系统设计的一般方法
1、明确系统的基本功能 2、将系统分解为若干子系统，明确各子 系统的目标、功能及相互关系。 3、对子系统进行技术设计和评价 4、对系统进行总体技术设计和评价
3、泰坦尼克号游轮，在当时该游轮各项技术 性能是世界最先进的。但是为什么触冰后会 沉没？请从系统的结构的角度理解，它主要 反映了系统对（ D ）的基本特性。 A、整体性 B、相关性 C、目的性； D、环境适应性
课堂练习
4、宇宙飞船由上百万个部件组成，这些部件 本身很普通，但是这些部件按照一定的结构 就构成了能将人类送上太空的飞船，这主要 体现了系统（C ） A、目的性 B、动态性 C、整体性 D、相关性
案例3：筑路工程的系统设计
为坐落在山里的村庄策划一个筑路工程设计方案，需 要筹划：资金分配、人员调配、地质勘探、路向选择、 材料购置、施工进度等。 从系统设计的思路出发，怎样理顺这些关系？
用系统的观点理顺各种 关系，分别从筑路方案的总 体目标、路线规划方案的选 择、方案的优化作出思考。 总体目标：安全、快捷、 经济地完成筑路工程。 选择好的路线方案：如 公路要过两座山坡，是修隧 道还是绕道。 要考虑材料、人员的安 排，如何降低成本，减少浪 费，考虑天气等因素，提高 工程进度。
5、系统的评价及优化 对《学校田径运动会竞赛日程表》 进行反复研究、征集意见、调整修改。
课堂练习
1、系统分析的目的是：（
C）
A、为了减少实验的失败 B、为了减少系统内子系统的要素 C、为了减少设计决策的风险 D、为了减少设计过程的不确定因素。
课堂练习
2、系统的基本特性包括（
C）
A、整体性、先进性、相关性、目的性、动态性 B、整体性、可靠性、目的性、动态性、环境适应性 C、整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性 D、整体性、开放性、实用性、可靠性、动态性
课堂练习
5、家庭装修时，在厨房预埋水管和电线时， 就要考虑好哪里是烹饪区、哪里是储物区， 再决定水管和电线的设计。这体现了系统的 哪个特性（ A） A、相关性 C、动态性 B、环境适应性 D、整体性
课堂练习
6、一堆沙子、钢筋、水泥等等材料散放在一 起没什么意义，但是如果将它们按照一定的 结构形式造成一座桥梁，就具有了交通的功 能，这个案例说明系统最基本的特性是： （ C） A、目的性 B、动态性 C、整体性 D、适应性
13、运用系统分析的方法处理具体问题时要 遵循哪些原则（C）
A、整体性原则、相关性原则、局部原则 B、整体性原则、目的性原则、相关性原则 C、整体性原则、科学性原则、综合性原则 D、整体性原则、科学性原则、动态性原则
课堂练习
14、下面哪一句日常用语没有反映系统整体性？ （ B） A．丢卒保车 B．春捂秋冻 C．一招不慎，全盘皆输 D．三个小皮匠顶个诸葛亮
课堂练习
15、农作物种植系统的优化一般采用间作套 种的方法。在间作套种系统中不属于约束条 件的是（D ）
A、作物的生长特性 B、天气 C、季节气候 D、病虫害
2、收集与分析相关资料（包括外部环境及约束 条件）
(1)学习竞赛规程和田径规则，了解运动会的期限、 天数，作息时间，开、闭幕式(表演内容)的时间； (2)了解参赛单位人数、组别设置； (3)场地器材条件、跑道条数、跳跃和投掷场地及 器材数量； (4)熟悉赛次的安排、录取办法、录取名次、计分 办法； (5)掌握裁判员的人数和水平、等级情况。 (6)查阅学校前几届运动的相关资料。
梦幻客机A380
空中客车A380是世界上最大的喷气式客机，也是迄 今为止最令人不可思议的飞机之一。这个空中巨无 霸重575公吨，通常搭载大约500名乘客，虽然理论 上可搭载853名乘客。
空中客车A380的零部件来自于欧洲各地，最后在法 国图卢兹的组装厂组装。一架空中客车A380的制造 和测试历时10个月到1年，售价接近4亿美元。
室内装修设计
假 期 旅 游 行 程 设 计
1、系统设计含义：
是指对需设计的系统进行调查分析、筹划 研究、评价实施、运行改善等，直到完成一 个能协调工作的实际系统的过程。
系统设计是在系统分析的基础上，设计出 满足预定目标的系统的过程。它既包含了 对某个系统进行技术设计本身的内容，同时又 需要运用系统的思想方法对其设计过程进行分 析、设计。