第三单元系统与设计

5．系统论的创立者是( C ) A．美国科学家维纳 B．美国数学家申 Ｃ．美籍生物学家贝塔朗菲 D．美籍数学家冯-诺 依曼 6．下列成语其含义与整体性无关的是( D ) A．盲人摸象 B．只见树木，不见 C．头痛医脚，脚痛医头 D．见风使舵 7．认为“系统要素好，整体性能一定好，以局部 说明整体”的机械论观点违反了系统的( A ) A．整体性原则 B．目的性原则 C．相关性原则 D．功能性原则
二 什么是系统分析？
为了发挥系统的功能，实现系统的 目标，运用科学的方法对系统加以周 详的考察、分析、比较、试验，并在 此基础上拟定一套有效处理步骤和程 序，或对原来的系统提出改进方案的 过程，就是系统分析。
三 系统分析的一般步骤
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明确问题 设立目标
收集资料 制定方案
分析计算 评价比较
检验核实 作出决策
田忌赛马
战国时代，齐王常与他的大将田忌赛马，双方 约定每场各出一匹马，分三场进行比赛。齐王的马 有上、中、下三等，田忌的马也有上、中、下三等， 但每一等都比不上齐王同等的马，于是田忌屡赛屡 输。一日，田忌的宾客、对军事颇有研究的孙膑就 给田忌出了一个主意，结果以二比一赢了齐王。
1、明确问题 设立目标
3．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）对系统进行总体设计和评价
4、简单系统的设计实现
电脑散热系统的设计
冬去春来，随着气温越来越高，小王的电脑 主机内CPU、显卡温度不断攀升，危及到主 机运行的安全，由于原有的风冷散热系统已 经不能满足现在运行的需要，噪音大，散热 性能低下。因此小王决定，利用噪音低、散 热好的水冷系统替代原有的风冷系统。下面 是他的设计过程。
是由相互联系、相互作用、相互依赖和相 互制约的若干要素或部分组成的具有特定 功能的有机整体。
请指出下列系统分别由哪些要素（部分）组成
系统名称 台灯 组成要素（部分）
底座、支撑架、灯罩、 灯泡、电线和开关
主机、显示器、键盘和鼠标
电脑
学校的教室多媒体
电脑、背投、导线
系统根据一定的标准可划分为若干个 子系统
2）系统优化的意义
实现系统的最优化，就可以在一定 资源条件下，取得最佳的经济效果，而 投入的人力、物力、财力达到最小。
1．系统的设计的涵义
• 系统设计： 在系统分析的基础上，设计出 满足预定目标的系统的过程。
2．系统设计应考虑的主要问题
（1）系统设计的目的与要求。 （2）系统各部分之间的相互联系与相互作用。 （3）系统设计方案的优化。
目的性
任何系统都具有某种目 的的，要实现一定的功 能。这也正是区别不同 系统的标志。
动态性
任何系统都是一个动态的系统，处于运动变 化和发展之中。如：任何一个发动机和动力 传动系统的零件之间都会有磨损，为了保持 系统性能，必须定期给零件添加润滑剂或跟 换零件。 运用系统动态的观点， 有助于使我们不仅看到 系统的现状，而且看到 系统的变化和发展，从 而预测系统的将来，掌 握系统的发展规律。
环境适应性
一个系统不是孤立存在的，它必然会受到 外部因素的影响，一个系统在外部环境发 生变化时具有保持与恢复原有功能的特性。
如：机械运行时会散发出大 量的热量，在炎热的夏天就 需要对机械的局部设施采用 风冷。水冷、油冷等措施， 以保证系统良好的工作状态。
一 为什么要进行系统分析？
• 原因：为了可以最大限度地减少失误。 • 目的是：寻求解决问题的最佳决策。 • 出发点是：为了发挥系统的整体功能。
运用系统分析的方法处理具体问题 时要遵循系统分析的主要原则。
整体性原则 科学性原则 综合性原则
1）整体性原则
系统分析首先着眼于系统整体，要先 分析整体，再分析部分；先看全局，后看 局部；先看全过程，再看某一阶段；先看 长远，再看当前。
2）科学性原则
系统分析一方面要有严格的工作步 骤，另一方面尽可能地运用科学方法和 数学工具进行定量分析，使决策的过程 和结果更具说服力。
吸热子系统的要素主要有：CPU水 冷头和显卡水冷头。 热传导系统的要素主要有：导管、 冷却液、水泵、水槽组成。 冷却系统的要素主要有：散热排、 风扇。
对系统总体设计
对系统进行总体评价
练 习 题
1．台灯是一个系统．它由灯泡、支撑架、灯罩、开 关、底座等五个部分组成。其中灯泡不能被称为系 统的( A ) A．环节 B．子系统 Ｃ．部分 D．要素 2．尽管杭州的道路建设年年有大的投入，但是，随 着私家车的不断增加，杭州的道路反而变得越来越 拥挤了。市政府对整个交通系统进行分析后，决定 建设地铁．下列说法正确的是 ( D ) A．有了地铁就能对交通系统实现优化 B．因为地铁速度快。才实现对交通系统的优化 C．因为地铁在地下运行，才实现对交通系统的 D．必须与其他交通工具及基础设施配套，才能实 现优化
8．水分子也可以看成一个系统，而水分子的 性质与H、O的性质不同。这说明( C ) A．系统要素之间相互影响 B．要素的性质影响系统整体 Ｃ．整体的性质不是要素所具备的 D．要素的性质可以分析出整体的性质 9．系统是由相互联系、相互作用、相互依赖 和相互制约的若干要素组成的具有特定功能 的有机整体，它与系统外环境的关系是( D ) A．环境适应系统的变化 B．环境决定系统 Ｃ．系统决定环境的变化D．系统适应环境的 变化
问题：跑马比赛， 目标：取得比赛胜利， 约束条件：三匹马参加比赛，每 匹马比赛一次。
各种方案的比赛结果
王上
王中 王下
田上 输
田中 输 田下 输
王上 王中 王下
田上
输 输
赢 2：1
王上 王中 王下
田中
输
田下 田中
田上 赢 田下 输
2、收集资料 制定方案
王上 王中 王下
3：0
Hale Waihona Puke Baidu
3、分析计算 评价比较
王上 王中 王下
2：1
田中 输 田下 输
田下 输
王上 王中 王下
田下 田中 田上
输
田上
田中
赢
输 赢 2：1
田上 赢
2：1
赢 1：2
王上
田下
输
4、检验核实 作出决策
王中
田上 田中
赢
赢 1：2
王下
选择合适的马的出场顺序 明确问题 设立目标 收集资料 制定方案 分析计算 评价比较 检验核实 作出决策
系统分析的主要原则
设计要求：为电脑主机散热，降低噪音。 设计分析： 1、可把这个系统分成吸热系统、热传导系统 和冷却系统三个子系统，水冷系统的功能主要 取决于他的各个组成要素，水冷头主要负责把 CPU和显卡芯片上的热量带走。导管、冷却液、 水泵负责把热量传递到散热排。风扇负责把散 热排上的热量排到机箱外的空气中。
整体性
整体性是系统最基本的特性，指的是系统是 一个整体，它不是各个要素（部分）的简单 相加，系统的整体功能是各要素（部分）在 孤立状态下所没有的。 系统中任何一个元素（部分）发生变化或故障 都会影响其他元素（部分）或整体的功能发挥。 整体的功能要大大超 过各部分功能之和
相关性
相关性是指组成系统的各个要素之间或系 统整体与部分之间的相互作用、相互联系。
3．每个系统都由两个或两个以上的要素构成，而 每个要素之问都有相关性。下列对系统相关性的理 解．正确的是( D ) A．各要素在系统的地位平等 B．各要素对系统的作用相同 C．各要素对系统整体功能的影响相似 D．各要素对系统的作用不同，但相互影响 4．阿基米德式螺旋抽水机是古希腊科学家阿基米 德在公元前3世纪为了将水从大船的船舱中排出而 发明的。这个系统属于( D ) A．自然系统和人造系统 B．实体系统和抽象系统 C．自然系统和社会系统 D．人造系统和实体系 统
3）综合性原则
任何系统都不是孤立存在的，所 以系统分析既要注重研究系统各部 分之间的相互联系和相互作用，也 要注重研究此系统与其他系统之间 的关系。
三 系统的优化
1）系统优化的概念：
系统的优化是指在给定的条件下，根据 系统的优化目标，采取一定的方法和手段， 使系统的目标值达到最大化（或最小化）。
10．计算机鼠标是一个完整的系统。下列叙述中，不 作为鼠标构成系统的条件的是( D ) A．内部由电路及光电感应传感器等要素构成 B．有具体鼠标的功能 Ｃ．鼠标内部的要素都是相互关联的 D．鼠标的外形设计符合人机关系 11．进行系统分析的出发点是为了发挥系统的整体功 能，目的是( D ) A．了解系统结构 B．明白系统的原理 Ｃ．熟悉系统的运行过程 D．寻求最佳决策 12．一般来说，进行系统分析的初始环节是( C ) A．收集资料，制订方案 B．分析计算．评价比较 Ｃ．明确问题，设立目标 D．检验核实．作出决策
乘车系统
能源供应 系统 转向系统
减震系统
发动机 系统 车架系统 动力传动 系统 行车系统 冷却系统 刹车系统
系统是普遍存在的，也是多种多样的。 根据需要，可以对系统进行不同的分类： （1）自然系统和人造系统 （2）实体系统和抽象系统
（3）宏观系统和微观系统
... ...
整体性 相关性 目标性 动态性 环境适应性