第2节 系统的分析(w).ppt

浙江省兰溪市第三中学 陈永新,一、系统,1,、什么是系统？,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,。,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,2,、,构成系统的三个要素,：（以自行车为例）,至少要有两个或两个以上的要素（或分）,；,各要素之间互相联系互相作用，有一定的结构；,系统的功能是组成,的,要素所不具备的。,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,如：天体系统、人体系统，教育系统，交通系统、导航系统、指挥系统等等,系统有层次,:,系统有大有小，有简单有复杂。大的和,复杂的系统又可以划分为若干子系统。,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,二、系统的类型,1,、系统无处不在、无时不有；,普遍存在、多种多样。,2,、系统的类型,（,1,）自然系统和人造系统,（,2,）实体系统和抽象系统,（,3,）静态系统和动态系统,（,4,）开放系统和封闭系统,（,5,）简单系统和复杂系统,自然系统：一棵树、一条河、一个细胞等；,人造系统：宇宙飞船、电风扇、军舰、多媒体教室等。,实体系统：宇宙飞船、城市、班级、机床等；,抽象系统：哲学系统、牛顿力学系统等。,静态系统：公路、房屋、山脉等,动态系统：宇宙、生态系统、人体等,开放系统：人体、生态系统、一棵树等；,封闭系统：在密闭容器中发生的化学反应,简单系统：一棵树等,复杂系统：生态系统等,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,三、系统的基本特征,1,、整体性,是系统的最基本的特性，说明系统并不是各,个要素的简单相加。,任何一个要素出现问题,都,会影响其它要素或整体的功能发辉,;,系统的整体,功能大于组成系统的各个要素的功能之和,.,例：一支球队，只要一位球员出现发辉失常，就会影响其它球员的发辉和整支球队的发辉甚至最后结果。,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,2,、相关性,系统的各要素之间或整体与要素之间的相互,作用与相互联系。,例如：建筑上的“梁柱关系”，当梁的跨度增加时，梁的厚度也应相应地加大，否则就不足以承受它应承担的重量。梁的跨度与梁的厚度之间的关系就反应了这一系统内部要素与要素之间的相关性。,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,3,、,目的性,系统是具有某种目的，实现一定的功能。,例如：数控机床，就是为了提高加工的精确度，更快更好地加工频繁改型、型面复杂的工件。,思考：钟表的目的,是：,。,计时,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,4,、,动态性,系统处于运动变化之中。,例如：人体系统，每时每刻都在不停的消化吸收、循环运输、更新排泄、思考运动,思考：台式电脑的,CPU,上安装的小电扇，为什么它的转速有时快，有时慢？,答：,CPU,上安装小电扇是给,CPU,散热用的。当计算机开机时，主机的温度会升高，小电扇的转速时快时慢，是由于在,CPU,下方有一个温度传感器，在温度改变时控制小电扇的转速。,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,5,、环境适应性,对环境变化的适应能力,思考：请你谈谈“春捂秋冻”的道理。,例如：大自然中，兔子奔跑速度快，能逃避猛兽的追捕；刺猬身上长尖刺，使猛兽无从下口；黄鼬遇敌时突放臭屁，扰乱猛兽的神志，在其迟疑间迅速跑掉。,答：人自身就是一个系统，春天多穿一些衣服是对冬天的的一种适应与衔接；秋天少穿一些衣服是夏天的一种适应与衔接。两者都为了使人的身体适应外界气候的变化而不致于生病。,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,3.2,系统的分析,学习目标,初步掌握系统分析的基本方法。,理解系统优化的意义，能结合实例分析影响系统优化的因素。,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,一、系统分析及其一般步骤,系统分析,是一种科学决策的方法。,小故事：智过独木桥,决策有经验决策和科学决策,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,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，,并在此基础上拟订一套有效的,处理步骤和程序，,或,对原有的系统提出改正方案的过程。,特点：,完整地,而不是零星地处理问题,考虑各种主要变化因素及其相互的影响,全面地思考和解决问题。,作用：可以正确地提出,整体目标,，恰当地选择方案，科学地确定行动的方略。,1,、什么是系统分析,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,汉字激光照排系统,王选教授,激光照排机,思考：,在汉字照排方案的决策中，系统的整体目标是什么？王选进行决策的依据主要有哪些,？,整体目标：提高汉字的信息压缩技术和还原速度。,依据：一是我国汉字印刷业的现状，二是市场需求，三是王选良好的基础学科和计算机知识背景以及我国具有的激光等技术基础。,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,明确问题,设立目标,明确所要研究问题的性质和范围,提出所要达到的目标,明确约束条件,收集资料,制定方案,收集相关资料,制定解决问题的各种备选方案,预计可能产生的各种结果,分析计算,评价比较,对资料和数据做必要计算,进行各子系统的分析,将各种方案进行评价对比,选择最佳方案,检验核实,作出决策,如果对方案不够满意,还可按上述程序反复进行,直到获得满意的方案为止,2,、系统分析的一般步骤,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,田忌赛马,战术,的,系统分析,1,：明确问题，设立目标,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。,2,：收集资料，,制定方案,4,：检验核实，作出决策,选择合适的马的出场顺序。,3,：分析计算，评价比较,孙膑所出的主意，为什么能使田忌,赢得胜利？,田忌赛马能转败为胜与马、孙膑、田忌、齐威王这四个因素有关，他们是缺一不可的。,但主要是由于孙膑的原因。,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,3,、系统分析的主要原则,（,1,）整体性原则,:,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，再看某一阶段；要考虑长远，不能只顾眼前。,丁谓修复皇宫,(P79),方案,：挖沟（取土）引水入沟（水路运输）填沟（处理垃圾）。,体现的,原则：,丁谓在修复皇宫工程中，运用了,整体的解决方案,，使取土、运输材料、处理垃圾三项繁重的任务协调起来，在总体上得到了最佳解决。,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,马上行动,马路重复开挖的问题,问题解决办法：各单位由政府牵头联合起来整体解决。,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,(2),科学性原则,:,系统分析要尽可能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有说服力。,先将田螺石螺放进盛满清水的盆子里，再把菜刀、锅铲等非不锈钢铁器插进螺堆。第二天就可以发现这些铁器上爬满了螺，不仅盆底沉下一层螺吐出来的泥巴，母螺还产下很多螺崽。如果清理干净后再重复处理，螺就继续吐泥下崽。这样，螺的肚子里便干净多了。,其实这种做法也不见得麻烦，只是略为拖延一点资金回收时间罢了。细细一想，三三得九，不如二五一十。假设不作吐泥加工的炒螺每碟售三元，卖了三蝶也只得九元收入，还未必得宠；但已作吐泥加工的售五元一蝶，卖两蝶就有十元收入，顾客还吃得既放心又开心。如此这般，何乐而不为呢？,吃螺丝的故事,三三得九，不如二五一十,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,（,3,）综合性原则,系统分析总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,选取最优的目标,，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。,即：要综合分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大。,协和式飞机,三峡工程,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,你认为孝襄高速公路的设计应该综合考虑哪些目标？,孝襄高速公路,目标,1,：保护珍稀名贵的银杏林。,目标,2,：控制工程投资额度、坚持原设计不变。,孝襄公路的设计中，我们应该对自然环境、资金、长远影响等因素综合分析，如果破坏银杏林的话，势必对生态造成影响，这是增加再多资金也无法挽回的。工程指挥部最后决定增加投资绕开银杏林。,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,二 系统的优化,系统的优化是指在给定的条件下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化（或最小化）。,农作物种植系统的优化,农业间作套种,约束条件,是对系统的功能起着限制作用、并且是不能人为调节的因素。,目标函数,是系统目标与系统中的某些元素之间的关系。,农作物的生长周期、气候等因素。,提高土地利用率和土地单位面积农作物收益总和之间的关系。,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,利润问题,影响系统优化的因素,是指对系统的目标函数产生显著影响，并且可以人为调节的因素。,套种的模式、套种的技术水平、套种的田间管理、病虫害防治等。,我们列出了一个目标函数和四个约束条件，实际上我们已经建立了一个,数学模型,。,为使系统达到最优的目标而提出的求解方法称为,最优化方法,。,数学模型,估算、试验,最优解,满意解,完善、验证,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,施工要求：,教学楼,A,、,B,、,C,栋，需要水电、木工、油漆三个施工过程，每个施工过程需要,3,周时间，如何组织装修，才能使装修工期和资源利用最为合理？,施工方案,方案一,：按照施工要求，从,A,到,B,到,C,，依此进行施工,方案二：按照施工要求，,A,、,B,、,C,栋同时进行施工,方案三：按照施工要求，,A,、,B,、,C,栋进行流水施工,方案比较,选择出最佳方案：,方案三,装修施工的组织优化（,P83),浙江省兰溪市第三中学 陈永新,方案一,楼,装修,过程,工期,装修施工进度（周）,3,6,9,12,15,18,21,24,27,A,水电,3,木工,3,油漆,3,B,水电,3,木工,3,油漆,3,C,水电,3,木工,3,油漆,3,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,方案二,楼,装修,过程,工期,装修施工进度（周）,3,6,9,12,15,18,21,24,27,A,水电,3,木工,3,油漆,3,B,水电,3,木工,3,油漆,3,C,水电,3,木工,3,油漆,3,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,方案三,楼,装修,过程,工期,装修施工进度（周）,3,6,9,12,15,18,21,24,27,A,水电,3,木工,3,油漆,3,B,水电,3,木工,3,油漆,3,C,水电,3,木工,3,油漆,3,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,方案比较,施工特点,工期,施工队,设备、材料,现场管理,方案一,方案二,方案三,依此施工,27,周,1,投入少,简单,平行施工,9,周,3,投入多,复杂,流水施工,15,周,1,较多,较,简单,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,P 85,第,1,题,作业：,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,阅读,系统工程,思考,在装修施工的组织优化中，影响优化的主要因素有哪些？,影响优化的主要因素有施工时间、装修队和设备的数量等。,作业,练习,1,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,1,2,3,1,2,3,1,2,3,1,3,2,1,2,3,2,1,3,1,2,3,2,3,1,1,2,3,3,1,2,1,2,3,3,2,1,输,输,输,0,：,3,输,输,赢,1,：,2,输,赢,输,1,：,2,输,输,赢,1,：,2,输,赢,赢,2,：,1,输,输,赢,1,：,2,齐王,田忌,田忌赛马方案分析,浙江省兰溪市第三中学 陈永新,