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系统分析与设计
第三单元 系统及其设计
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
回顾——什么是系统？
生态系统
飞机系统
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？
一、什么是系统分析？
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？
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。
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。
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。
二、系统分析的一般过程
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。
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
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
三、系统分析方法——建模
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
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
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）
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
供水
四楼供水子系统
三楼供水子系统
二楼供水子系统
一楼供水子系统
净化与存储子系统
溢水子系统
补水子系统
四、系统分析的主要原则
四、系统分析的主要原则
丁谓修复皇宫
施工方案：
1. 先在需要重建的大道上就近取土烧砖；
2. 取土后的深沟中引入汴水，形成人工河；
3. 水路运输建筑材料，从面加快了工程进度；
4. 皇宫修复后，又将碎砖废土填入沟中，重修大道。
系统分析首先要着眼于系统整体，要先分析整体，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全过程，再看某一个阶段；先看长远，再看当前。
1. 整体性原则
四、系统分析的主要原则
2. 科学性原则
二分法查监控
14:00
16:00
17:00
18:00
16:30
系统分析要有严格的工作步骤,应尽可能地运用科学方法和数学工具（建模、运算）进行定量分析，使决策的过程和结构更具说服力。
四、系统分析的主要原则
四、系统分析的主要原则
3. 综合性原则
海花岛建设
系统分析是为实现系统目标服务的。当系统存在若干个目标时，应将目标排出优先次序，首先实现最优先的目标，然后尽可能在不损害第一个目标的前提下完成下一个目标。需要综合分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大。
五、体验系统设计的过程
案例2：白沙门文创市集
案例2：白沙门文创市集
请你利用所学知识，对白沙门文创市集进行系统分析，并设计一个垃圾处理系统，提出建议，帮助它经营和发展。
案例2：白沙门文创市集
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。都要进行调查分析、统筹规划、评价实施、运行改善等。
（一）系统设计应考虑的主要因素
1. 系统设计的目的与要求
系统设计要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的。不同的行业的系统设计有着不同的技术要求。
案例2：白沙门文创市集
2. 系统各部分之间的相互联系与相互作用
白沙门文创市集商户
环境保护
供电供水
顾客来源
摊位租金
其他问题
系统设计要运用系统的思想综合考虑各部分之间的关联、冲突，注重各部分的横向、纵向联系。既要考虑当前，也要考虑长远。
案例2：白沙门文创市集
（二）系统设计的一般步骤
1. 将系统分解为若干子系统
2. 确定子系统目标、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
可根据实际情况，增减步骤！
习题
1. 赵明家所在街道的人行道在一年内进行了三次施工，分别是电信部门铺设通讯线路、煤气公司预埋煤气管道、市政部门维修下水管道。重复施工，造成了人力和财力资源的浪费，同时也给市民带来了不便，这违背了系统分析的什么原则？（ ）
A.科学性原则 B.综合性原则 C.整体性原则 D.相关性原则
2. “三三得九不如二五一十”，这体现了系统分析的什么原则？（ ）
A.科学性原则 B.综合性原则 C.整体性原则 D.相关性原则
C
A
习题
3. 校园内车辆频繁进出，给学生带来很大的安全隐患，于是学校决定新建停车场，既要考虑学生安全，又要照顾职工停车方便，还不能影响家长车辆通行，这体现了系统分析的（ ）
A. 科学性原则 B. 整体性原则 C. 综合性原则 D. 可持续发展原则
C
多个目标综合分析，并列考虑，体现系统分析的综合性原则
4. 每隔一段时间，有关部门都会使用专业仪器设备，运用定量分析方法对教室、体育馆等学校用房进行结构安全检查。这体现了系统分析的（　　）
A．整体性原则 B．综合性原则 C．科学性原则 D．相关性原则
C

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