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(共28張PPT)
技術與設計2
第3單元 系統與設計
系統與設計章節概要
系統的結構
系統的分析
系統的設計
一、系統的結構（★★★★★ ）
系統：由相互聯系、相互作用、相互依賴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整體。
2>1+1 即系統（用“2”表示）的功能超過組成系統的個體（用“1”表示）功能和。
系統可大可小，具體按照不同的要求劃分，如自行車系統，自行車剎車系統，自行車傳動系統等。
貝塔朗菲的系統論介紹★★★★★
系統就是你所關注的對象。我思故我在，系統是“主觀想象”，不是“客觀存在”。
對于同樣的系統，當你關注點不同時，代表不同的系統。如射擊運動：
槍械設計師：槍
射擊運動員：“槍+靶”
比賽組織者：運動員+觀眾+場地+后勤
所以，不同考試題對于同一類對象描述時略有不同，可能“系統”就不同。
貝塔朗菲的系統論介紹（重點理解）
系統的定義是主觀的，即不同的人取的不同的名字，所以不同的教科書也對系統有不同的定義（因為作者不同），這有別于大家學的數學理論。
客觀：不管有用沒用，本身已經存在，與人有關。
主觀：對人有用。
系統的定義無所謂對錯。因為它是主觀的。但對定義的證明有“對錯”之分。
如評價某個人“年輕”或“年老”，對同一個人不同的人有不同的說法，對同一個人，不同的時間段內，同一個評價者也可以有不同說法。
系統三要素（★★★★★ ）
1.至少要有兩個或兩個以上的要素；
2.要素之間相互聯系，相互作用，按照一定方式形成一個整體；
3.這個整體上有的功能是各個要素的功能中所沒有的。
系統的類型（★★★ ）
1.自然系統和人造系統：
生態系統是自然系統。
城市系統、計算機硬件系統和機械傳動系統是人造系統。
2.實體系統和抽象系統：
生物系統、機械系統是實體系統。
哲學系統、計算機的操作系統是抽象系統。
系統的基本特性（★★★★★ ）
整體性、相關性、目的性、動態性、環境適應性。
最基本的特性：整體性。是觀察和分析系統最基本的思想和方法。
案例：木桶理論。
考慮系統內部要素時的關鍵特性：相關性。
考慮一定時間內是否穩定的特性：動態性。
（注：不同系統的時間需求可能不一樣）
整體性（系統里面也有相關性）：
判斷是否需要考慮整體性方法★★★★★ ： 如果兩個要素組合出來有新功能，則體現整體性。
整體性不一定是所有集合體單個功能的總和或增強。
相關性（從系統要素之間考慮）：
（鋼中碳含量高，則脆）
考慮整體性或相關性★★★★★ ：
如果兩個要素組合出來有新功能，則體現整體性。
相關性是因，整體性是果，相關性不是整體性的具體表現，從外部表現與功能表現上來說，系統是整體的，從系統的內部來說是相關。
如“丟卒保車”目的是贏棋，整體是它的最終功能。
考慮環境適應性和動態性★★★★★ ：
具有環境適應性的系統一定有動態性，即在適應過程中是動態性，考慮動態性必須有“時間范疇”的限制。 如一座橋在設計壽命內具有原有功能，則它不具有“老化動態性”。但本身它會老化。 飛機在云中振動中自動調整而適應云層，體現環境適應性，無動態性（動態性主要體現在系統本身有否功能等改變）
關于環境適應性與動態性補充說明
如飛機的環境適應性，它的時間限制性無特別要求，如規定飛機從北京飛到上海原定要1小時，它可能在云層中要適應1個小時的波動，是為實現生存本領。
而動態性如導彈打地面坦克，導彈從起飛到爆炸一般有時間限制，所以在這個時間限制內必須擊中目標，不管目標是否移動。這就是動態性，是為實現某個目標。
動態性：
（任何系統都是一個動態，但我們考慮問題要有時間限制。）
案例：導彈跟蹤系統
環境適應性（從整體考慮）：
春捂秋凍
案例：
冰箱中的？—？補償開關
二、系統的分析：
系統分析：為了發揮系統的功能，實現系統的目標，運用科學的方法對系統加以周詳的考察、分析、比較、實驗，并在此基礎上擬訂一套有效的處理步驟，或對原有的系統提出改進方案的過程。
目的：尋求解決問題的最佳決策。減少決策錯誤。
系統分析一般步驟：
1.明確問題，設立目標；
2.收集資料，制定方案；
3.分析計算，評價比較；
4.檢驗核實，作出決策。
注意：與《技術與設計1》中方案構思。
羽毛球案例
田忌賽馬案例
系統分析的原則（ ★★★★★ ）：
1.整體性；
2.科學性；
3.綜合性；
浙江大學吳鐵軍教授觀點：整體性與綜合性只要一個夠了。
系統優化：
1.整體性；
2.科學性；
3.綜合性；
浙江大學吳鐵軍教授觀點：整體性與綜合性只要一個夠了。
系統優化：
最小的成本：最大的利潤
最短的工期：更多的工程量
最少的能耗：更多的產品
單位面積土地：更高的農業產量
（如農業間作套種等）
影響系統優化的因素：
指對系統的目標函數產生顯著影響，并且可以認為調節的因素。
優化目標；目標函數；約束條件（不能人為調節）；影響因素（可以人為調節）。
系統最優化方法：
使系統達到最優的目標而提出的求解方法。
數學模型——最優解；
科學估算、試驗——滿意解。
三、系統的設計：
相關理論請同學們細看資料！
系統分析要從整體出發，以系統整體功能的最優為目的。
一般步驟：
1.將系統分解為若干子系統；
2.確定各子系統的目標、功能及其相互關系；
3.對子系統進行技術設計和評價；
4.對系統進行總體技術設計和評價。
四、簡單系統的設計實現：
簡易機器人制作、調試、比賽。
相關理論請同學們細看資料！

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