3.2 系统分析与设计 课件-2023-2024学年高中通用技术苏教版（2019）必修《技术与设计2》

系统分析与设计 金若兰 2023年11月27日 第三单元 系统及其设计 1 目录 什么是系统分析 1 系统分析的一般过程 2 系统分析方法——建模 3 系统分析的主要原则 4 2 回顾——什么是系统？ 生态系统 飞机系统 3 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或部分组成的具有特定功能的有机整体。 构成系统必须具备的三个条件： （1）至少有两个或两个以上的要素（部分）组成； （2）要素（部分）之间相互联系、相互作用，按照一定方式形成一个整体； （3）这个整体所具有的功能是各个要素（部分）所不具备的。 回顾——什么是系统？ 4 一、什么是系统分析？ 5 案例1：农夫过河 农夫带狼、羊、白菜过河,由于船小，农夫一次只能带一样东西过河，农夫不在的时候，狼会吃羊、羊会吃白菜。农夫该怎么办？ 6 案例1：农夫过河 农夫带着羊过河，农夫回来； 农夫带狼过河，农夫与羊回来； 农夫带白菜过河，农夫回来； 农夫带羊一起过河。 7 一、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的处理步骤和程序，或对原有系统提出改进方案的过程，就是系统分析。 作用：正确地提出整体目标，恰当地选择方案，科学地确定行动的方略。 8 一、什么是系统分析？ 如果把大城市的公共交通看作一个系统，综合考虑全市的道路状况、人口密度情况、不同区域的居民对公共交通的要求等，运用科学的方法进行分析和研究，就能设计出城市交通路线规划的最佳方案。 作用：正确地提出整体目标，恰当地选择方案，科学地确定行动的方略。 9 二、系统分析的一般过程 10 绕山路：4小时 （不收费） 坐小船：一趟15分钟 费用：5元（不限次数） 坐轮船：一趟10分钟 票价：25元（不限重） 100元 案例2：农夫再次过河 农夫挑着白菜，带着一只羊和一只狼过河卖菜，日收入大约100元。过河人越来越多，渡口繁忙。现有很多小船，农夫每次只能带一样东西过河，划到对岸一趟需15分钟，使用一次时间不限，收费5元。渡口还有一艘大船，票价25元，到对岸10分钟。农夫如果不选交通工具，绕山路需4个小时，不收费。 11 案例1：农夫过河 1.明确目标： 2.制定方案： ④ 农夫租两艘小船过河：15分钟，10元 ⑤ 农夫请人帮忙带，自己租一艘小船过河：15分钟，5元（不一定能找到愿意帮忙的人）…… 3.评价比较：进行整体分析，比较上述几种方案 4.做出决策：做出评判，选出方案 ① 绕山路：4小时，不收费（时间太长，东西太多） ② 坐小船：1小时45分，5元（时间相对太长） ③ 坐轮船：10分钟，25元（费用太高） √ 在更短的时间内，花最少的钱，赚到100元 制定备选方案，并分析可能的结果 12 二、系统分析的一般过程 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 提出所要达到的目标，明确约束条件 尽可能多的提出备选方案 将各方案进行评价对比 做出评判，如不满意，可重复进行 13 三、系统分析方法——建模 14 三、系统分析方法——建模 系统分析方法是指把要解决的问题作为一个系统，对系统各要素及其之间的关系进行综合分析，找出解决问题的可行方案。 系统科学的基本方法：建模 建模是指根据现实问题建立模型，解决问题的方法。它是现实系统的抽象与模仿，由所分析问题的要素构成，表明了有关要素之间的相互关系。 数学模型 框图模型 15 1. 数学模型 用数学公式、图表等描述客观事物的特征模型，即数学模型。突出事物的主要因素，舍弃次要因素，抓住本质进行分析。 现实世界的原型 数学模型 数学结论 对原型的分析 抽象 分析 分析 解释 条件：总木材<=600 总工时<=400 桌子数>=8 椅子数>=5 求如何生产能获得最大利润？ 4x1+6x2<=600 20x1+18x2<=400 x1>=8 x2>=5 Smax=50x1+60x2 16 2. 框图模型 用小框图代表系统的各个要素或子系统，在框图内或框图边标注要素或子系统的名称，用无向或有向线段把小框图连接起来，以表示系统的基本框架结构。 最简单的系统框图模型是输入—输出模型（系统的概念模型） 17 2. 框图模型 该校园屋面雨水的收集与利用系统中的子系统包括屋面雨水收集子系统、雨水净化与存储子系统、自动补水子系统、溢水子系统、供水子系统等，请补全该系统的设计分析框图模型。 雨水 屋面雨水收集子系统 雨水不足 雨水过多 供