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技術(shù)與設(shè)計(jì)2
第3單元 系統(tǒng)與設(shè)計(jì)
系統(tǒng)與設(shè)計(jì)章節(jié)概要
系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)的分析
系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
一、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（★★★★★ ）
系統(tǒng)：由相互聯(lián)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(jī)整體。
2>1+1 即系統(tǒng)（用“2”表示）的功能超過組成系統(tǒng)的個(gè)體（用“1”表示）功能和。
系統(tǒng)可大可小，具體按照不同的要求劃分，如自行車系統(tǒng)，自行車剎車系統(tǒng)，自行車傳動(dòng)系統(tǒng)等。
貝塔朗菲的系統(tǒng)論介紹★★★★★
系統(tǒng)就是你所關(guān)注的對(duì)象。我思故我在，系統(tǒng)是“主觀想象”，不是“客觀存在”。
對(duì)于同樣的系統(tǒng)，當(dāng)你關(guān)注點(diǎn)不同時(shí)，代表不同的系統(tǒng)。如射擊運(yùn)動(dòng)：
槍械設(shè)計(jì)師：槍
射擊運(yùn)動(dòng)員：“槍+靶”
比賽組織者：運(yùn)動(dòng)員+觀眾+場(chǎng)地+后勤
所以，不同考試題對(duì)于同一類對(duì)象描述時(shí)略有不同，可能“系統(tǒng)”就不同。
貝塔朗菲的系統(tǒng)論介紹（重點(diǎn)理解）
系統(tǒng)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(duì)系統(tǒng)有不同的定義（因?yàn)樽髡卟煌@有別于大家學(xué)的數(shù)學(xué)理論。
客觀：不管有用沒用，本身已經(jīng)存在，與人有關(guān)。
主觀：對(duì)人有用。
系統(tǒng)的定義無所謂對(duì)錯(cuò)。因?yàn)樗侵饔^的。但對(duì)定義的證明有“對(duì)錯(cuò)”之分。
如評(píng)價(jià)某個(gè)人“年輕”或“年老”，對(duì)同一個(gè)人不同的人有不同的說法，對(duì)同一個(gè)人，不同的時(shí)間段內(nèi)，同一個(gè)評(píng)價(jià)者也可以有不同說法。
系統(tǒng)三要素（★★★★★ ）
1.至少要有兩個(gè)或兩個(gè)以上的要素；
2.要素之間相互聯(lián)系，相互作用，按照一定方式形成一個(gè)整體；
3.這個(gè)整體上有的功能是各個(gè)要素的功能中所沒有的。
系統(tǒng)的類型（★★★ ）
1.自然系統(tǒng)和人造系統(tǒng)：
生態(tài)系統(tǒng)是自然系統(tǒng)。
城市系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)是人造系統(tǒng)。
2.實(shí)體系統(tǒng)和抽象系統(tǒng)：
生物系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)是實(shí)體系統(tǒng)。
哲學(xué)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)是抽象系統(tǒng)。
系統(tǒng)的基本特性（★★★★★ ）
整體性、相關(guān)性、目的性、動(dòng)態(tài)性、環(huán)境適應(yīng)性。
最基本的特性：整體性。是觀察和分析系統(tǒng)最基本的思想和方法。
案例：木桶理論。
考慮系統(tǒng)內(nèi)部要素時(shí)的關(guān)鍵特性：相關(guān)性。
考慮一定時(shí)間內(nèi)是否穩(wěn)定的特性：動(dòng)態(tài)性。
（注：不同系統(tǒng)的時(shí)間需求可能不一樣）
整體性（系統(tǒng)里面也有相關(guān)性）：
判斷是否需要考慮整體性方法★★★★★ ： 如果兩個(gè)要素組合出來有新功能，則體現(xiàn)整體性。
整體性不一定是所有集合體單個(gè)功能的總和或增強(qiáng)。
相關(guān)性（從系統(tǒng)要素之間考慮）：
（鋼中碳含量高，則脆）
考慮整體性或相關(guān)性★★★★★ ：
如果兩個(gè)要素組合出來有新功能，則體現(xiàn)整體性。 相關(guān)性是因，整體性是果，相關(guān)性不是整體性的具體表現(xiàn)，從外部表現(xiàn)與功能表現(xiàn)上來說，系統(tǒng)是整體的，從系統(tǒng)的內(nèi)部來說是相關(guān)。 如“丟卒保車”目的是贏棋，整體是它的最終功能。
考慮環(huán)境適應(yīng)性和動(dòng)態(tài)性★★★★★ ：
具有環(huán)境適應(yīng)性的系統(tǒng)一定有動(dòng)態(tài)性，即在適應(yīng)過程中是動(dòng)態(tài)性，考慮動(dòng)態(tài)性必須有“時(shí)間范疇”的限制。 如一座橋在設(shè)計(jì)壽命內(nèi)具有原有功能，則它不具有“老化動(dòng)態(tài)性”。但本身它會(huì)老化。 飛機(jī)在云中振動(dòng)中自動(dòng)調(diào)整而適應(yīng)云層，體現(xiàn)環(huán)境適應(yīng)性，無動(dòng)態(tài)性（動(dòng)態(tài)性主要體現(xiàn)在系統(tǒng)本身有否功能等改變）
關(guān)于環(huán)境適應(yīng)性與動(dòng)態(tài)性補(bǔ)充說明
如飛機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性，它的時(shí)間限制性無特別要求，如規(guī)定飛機(jī)從北京飛到上海原定要1小時(shí)，它可能在云層中要適應(yīng)1個(gè)小時(shí)的波動(dòng)，是為實(shí)現(xiàn)生存本領(lǐng)。
而動(dòng)態(tài)性如導(dǎo)彈打地面坦克，導(dǎo)彈從起飛到爆炸一般有時(shí)間限制，所以在這個(gè)時(shí)間限制內(nèi)必須擊中目標(biāo)，不管目標(biāo)是否移動(dòng)。這就是動(dòng)態(tài)性，是為實(shí)現(xiàn)某個(gè)目標(biāo)。
動(dòng)態(tài)性：
（任何系統(tǒng)都是一個(gè)動(dòng)態(tài)，但我們考慮問題要有時(shí)間限制。）
案例：導(dǎo)彈跟蹤系統(tǒng)
環(huán)境適應(yīng)性（從整體考慮）：
春捂秋凍
案例：
冰箱中的？—？補(bǔ)償開關(guān)
二、系統(tǒng)的分析：
系統(tǒng)分析：為了發(fā)揮系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的目標(biāo)，運(yùn)用科學(xué)的方法對(duì)系統(tǒng)加以周詳?shù)目疾?、分析、比較、實(shí)驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上擬訂一套有效的處理步驟，或?qū)υ械南到y(tǒng)提出改進(jìn)方案的過程。
目的：尋求解決問題的最佳決策。減少?zèng)Q策錯(cuò)誤。
系統(tǒng)分析一般步驟：
1.明確問題，設(shè)立目標(biāo)；
2.收集資料，制定方案；
3.分析計(jì)算，評(píng)價(jià)比較；
4.檢驗(yàn)核實(shí)，作出決策。
注意：與《技術(shù)與設(shè)計(jì)1》中方案構(gòu)思。
羽毛球案例
田忌賽馬案例
系統(tǒng)分析的原則（ ★★★★★ ）：
1.整體性；
2.科學(xué)性；
3.綜合性；
浙江大學(xué)吳鐵軍教授觀點(diǎn)：整體性與綜合性只要一個(gè)夠了。
系統(tǒng)優(yōu)化：
1.整體性；
2.科學(xué)性；
3.綜合性；
浙江大學(xué)吳鐵軍教授觀點(diǎn)：整體性與綜合性只要一個(gè)夠了。
系統(tǒng)優(yōu)化：
最小的成本：最大的利潤(rùn)
最短的工期：更多的工程量
最少的能耗：更多的產(chǎn)品
單位面積土地：更高的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量
（如農(nóng)業(yè)間作套種等）
影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素：
指對(duì)系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)產(chǎn)生顯著影響，并且可以認(rèn)為調(diào)節(jié)的因素。
優(yōu)化目標(biāo)；目標(biāo)函數(shù)；約束條件（不能人為調(diào)節(jié)）；影響因素（可以人為調(diào)節(jié)）。
系統(tǒng)最優(yōu)化方法：
使系統(tǒng)達(dá)到最優(yōu)的目標(biāo)而提出的求解方法。
數(shù)學(xué)模型——最優(yōu)解；
科學(xué)估算、試驗(yàn)——滿意解。
三、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：
相關(guān)理論請(qǐng)同學(xué)們細(xì)看資料！
系統(tǒng)分析要從整體出發(fā)，以系統(tǒng)整體功能的最優(yōu)為目的。
一般步驟：
1.將系統(tǒng)分解為若干子系統(tǒng)；
2.確定各子系統(tǒng)的目標(biāo)、功能及其相互關(guān)系；
3.對(duì)子系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)；
4.對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行總體技術(shù)設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)。
四、簡(jiǎn)單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)：
簡(jiǎn)易機(jī)器人制作、調(diào)試、比賽。
相關(guān)理論請(qǐng)同學(xué)們細(xì)看資料！

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