高二3.3系统的设计

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1、第三节 系统的设计,一、系统设计的含义 系统设计是在系统分析基础上,设计出满足预定目标的系统的过程。它既包含了对某个系统进行技术本身的内容，同时又需要运用系统的思想和方法对其设计过程进行分析、设计。,二、系统设计应考虑的主要问题,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 2、系统各部分之间的相互联系与相互作用系统设计要运用系统的思想综合考虑和部分之间的关联、冲突问题，注重各部分的横向、纵向联系。,二、系统设计应考虑的主要问题,3、系统设计方案的优化首先从系统整体考虑优化，统筹兼顾，再在此基础上完善各部分的设计。,为坐落在山里的村庄策划一个筑路工程设计方案，需要筹

2、划：资金分配、人员调配、地质勘探、路向选择、材料购置、施工进度等。从系统设计的思路出发，怎样理顺这些关系？,【马上行动】,用系统的观点理顺各种关系，分别从筑路方案的总体目标、路线规划方案的选择、方案的优化作出思考。 1、总体目标：安全、快捷、经济地完成筑路工程。 2、选择好的路线方案：如公路要过两座山坡，是修隧道还是绕道。,3、要考虑材料、人员的安排，如何降低成本，减少浪费，考虑天气等因素，提高工程进度。,三、系统设计的一般步骤主要包括：将系统设计分解为若干子系统，确定各子系统的目标、功能及其相互关系，对子系统进行技术和评价，对系统进行总体技术设计和评价等。,在发生多起交通事故后， 检验检疫部

3、门组织专家进行 分析和实验室鉴定，认定：日本三菱帕杰罗越野车 、型在设计上存 在严重问题，车后部的“感载阀”在车内坐上人并在颠簸的路上行驶时会压低磨擦到后轴制动油管，经长期反复磨擦，造成后轴制动油管被严重磨损直至出现漏洞，使制动液流出，造成刹车失灵。这是涉及行车安全的严重质量问题！,案例1：封杀三菱帕杰罗汽车事件,为确保人身安全，根据中华人民共和国进出口商品检验法及其实施条例的规定，特公告如下： 自公告之日起， 吊销日本三菱帕杰 罗V31、V33越野车 的进口商品安全质 量许可证书，禁止 其进口。,想一想：三菱帕杰罗汽车被封杀的原因是什么？,1）没有设计好汽车制动系统中的后轴制动油管；,2）没

4、有设计好汽车悬挂系统中的感载阀；,原因：,小结：进行系统设计时，必需要设计好各元素或子系统的功能及子系统间的协调关系。,室内住宅电气系统的设计,4、简单系统的设计的实现,系统设计多用于比较复杂的社会系统工程、经济系统工程、规划系统工程、生态系统工程、能源系统工程、交通运输系统工程、农业系统工程、工业及企业系统工程、军事系统工程等方面,手电筒照明供电部分的设计,案例分析：手电筒照明供电部分的设计 设计要求：可照明的手电筒，携带方便，使用安全。设计分析： 可把手电筒照明供电部分分为照明和供电两个子系统。照明子系统的要素是灯泡、导线，供电子系统的要素是电源和开关。 手电筒的功能取决于它的各个组成要素

5、，电源通过导线的连接驱动灯泡发光，这些要素缺少任何一个，手电筒都不能正常工作。 选择合适的元器件，使它们相互匹配，并能达到设计要求。,方案A （1）设计一个简单的电路，画出电路图。 （2）根据电路图，选择元器件，如灯泡、干电池、导线等，并搭接电路。 （3）通过控制开关，使灯泡发光。,设计方案：,方案B 选择元器件为发光二极管及干电池、金属筒等，其他步骤参照方案A。,方案C 设计一个自发手电筒。 采用发电机代替干电池进行供电。手电系统有以下几个部分组成： 手柄齿轮组发电机小电珠 用手摇动手柄，使齿轮的转速加快，带动一个由电磁铁和线圈组成的发电机旋转，线圈在磁场中转动时将机械能转化为电能，输出电流

6、，使小电珠发光。 方案C不需要使用干电池，所以对环境不产生污染。,案例分析：室内住宅电器系统的设计 设计要求： 1、用电负荷： 2、照明和各种家用电器使用安全、方便，相互之间影响小，便于维修。 设计分析： 设计的目标是方便住户使用，满足住户的舒适和审美要求，便于日后维修，遵守民用建筑照明设计规范，确保室内电器线路的安全。 户内配电系统有电源配电箱和若干个回路组成，它们构成了室内电器线路系统的子系统。 当某一回路发生故障时，不影响其他回路的正常工作。,电器线路系统,电源配电箱,照明回路,插座回路,空调回路,系统分析的基本程序,5、系统设计的主要过程,编制学校田径运动会竞赛日程表,1、提出设计问题

7、； 学校每年都举行田径运动会，如果你是学生会的体育部长，会如何组织编制好学校田径运动会竞赛日程表。,2、收集与分析相关资料（包括外部环境及约束条件）； (1)学习竞赛规程和田径规则，了解运动会的期限、天数，作息时间，开、闭幕式(表演内容)的时间； (2)了解参赛单位人数、组别设置； (3)场地器材条件、跑道条数、跳跃和投掷场地及器材数量； (4)熟悉赛次的安排、录取办法、录取名次、计分办法； (5)掌握裁判员的人数和水平、等级情况。 (6)查阅学校前几届运动的相关资料。,3、确定设计目的； 编制好编排合理，符合竞赛规程和学校实际的学校田径运动会竞赛日程表。,4、系统的设计 具体讲：竞赛日程的编

8、排视为一个系统，这个系统是系统结构与系统流程相辅相成的系统，要求系统结构合理，运行流程畅通。 A、竞赛日程的编排原则 （1）比赛的间隔时间（最短）：200米及200米以下各项为45分钟；200米以上至1000米各项为90分钟；1000米以上各项目不在同一天；全能各单项间休息30分钟（以最后一人结束比赛到下一项比赛第一人开始）。 （2）尽量不安排项目冲突。 （3）尽量照顾兼项之间的时间间隔，及格赛后间隔一天进行正式比赛。,（4）不同组别的同一田赛项目，一般不连续安排在同一单位。 （5）不同组别的同一径赛项目，最好衔接进行。 （6）跨栏项目一般安排各单元的第一项，还可安排在长距离竞走、跑之后进行。

9、 （7）决赛时预计能破纪录的项目，可分配到各个单元。 （8）同一时间不安排、两个田赛长投项目。 （9）竞走、长跑时最好不要安排标枪。 （10）撑竿跳高尽可能安排在上午。 （11）接力赛尽量安排在单元的最后。 （12）精彩的项目尽可能安排在开、闭幕式后或节假日。 （13）田赛项目注意场地的合理运用。 （14）最后一个单元尽量少安排项目。 （15）尽可能使田赛和径赛同时结束。,B、竞赛日程的编排方法 按竞赛规程规定的比赛天数、单元、时间、组别和项目等，填写竞赛日程安排表，再根据竞赛规程中的参赛单位、报名要求等预计各项赛次，然后先填全能项目，后排单项；单项中先排径赛，后排田赛。 C、编排比赛秩序：

10、（1）先排全能项目，其次是赛次多的项目，再排跨栏和其他径赛项目。 （2）参阅兼项表进行核对，检查有无兼项冲突。 （3）排完径赛再排田赛，注意兼项和性质相关项目的先后顺序。 （4）全部项目排好后，应详细检查，如有不妥之处，再进行调整。 编排出多个方案，从中筛选最佳方案。 5、系统的评价及优化 对学校田径运动会竞赛日程表进行反复研究、征集意见、调整修改。,案例分析,书P087案例分析 书P089案例分析强调系统设计应考虑的主要问题： 1、系统设计的目的与要求 2、系统各部分之间的相互联系与相互作用 3、系统设计方案的优化,马上行动,唉！没有车位了，又白进一趟！,车位指示系统分解为哪几个子系统呢？各

11、子系统作用是什么？,2、计算机控制系统,4、停车引导系统,1、车位探测系统,请同学们思考能否自己设计出一个车位指示系统？,3、显示系统,练习（p91）,对上节练习第一题中的若干方案进行分析,本章习题,1、系统分析的目的是：（ ） A、为了减少实验的失败 B、为了减少系统内子系统的要素 C、为了减少设计决策的风险 D、为了减少设计过程的不确定因素。,C,2、系统的基本特性包括（ ） A、整体性、先进性、相关性、目的性、动态性 B、整体性、可靠性、目的性、动态性、环境适应性 C、整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性 D、整体性、开放性、实用性、可靠性、动态性,C,3、泰坦尼克号游轮，在当时该

12、游轮各项技术性能是世界最先进的。但是为什么触冰后会沉没？请从系统的结构的角度理解，它主要反映了系统对（ ）的基本特性。A、整体性 B、相关性 C、目的性； D、环境适应性,D,4、宇宙飞船由上百万个部件组成，这些部件本身很普通，但是这些部件按照一定的结构就构成了能将人类送上太空的飞船，这主要体现了系统（ ）A、目的性 B、动态性 C、整体性 D、相关性,C,5、家庭装修时，在厨房预埋水管和电线时，就要考虑好哪里是烹饪区、哪里是储物区，再决定水管和电线的设计。这体现了系统的哪个特性（ ）A、相关性 B、环境适应性 C、动态性 D、整体性,A,6、一堆沙子、钢筋、水泥等等材料散放在一起没什么意义，

13、但是如果将它们按照一定的结构形式造成一座桥梁，就具有了交通的功能，这个案例说明系统最基本的特性是：（ ）A、目的性 B、动态性 C、整体性 D、适应性,C,7、合金钢材料中，碳含量的高低影响着钢的强度、硬度和韧性，从而影响钢的耐磨性。碳含量高，则硬度高、韧性差；碳的含量低、则硬度低、耐磨性差。这反应了系统的什么基本特性（ ）A、相关性 B、环境适应性 C、动态性 D、整体性,A,8、“丢卒保车”、“一招不慎，全盘皆输”是我们日常生活中的常用语言，它们主要反映了系统基本特性中的（ ）A、整体性 B、相关性 C、动态性 D、目的性,A,9、飞机在空中飞行时，时常受到大气对流的影响而产生颠簸，当飞机

14、的检测装置接收到这一信号后，经过控制器的调节，能在很短的时间内调整好飞行状态，克服大气对流对飞机飞行的影响，保持平稳飞行。这个现象说明了系统的什么基本特性？（ ） A、整体性 B、相关性 C、环境适应性 D、动态性,C,10、明同学家所在街道的人行道路在一年内进行了铺设通讯线路、煤气管道、下水管道修理三次施工，给市民带来了生活的不便，这说明对于道路的改造不符合系统设计的（ ）原则A、整体性原则 B、动态性原则 C、综合处理的原则 D、人性化设计的原则,A,11、系统设计应考虑的主要问题是（ ）系统设计的目的 系统设计的要求 系统各部分之间的相互联系和相互作用 系统设计方案的优化A、 B、 C、

15、 D、,A,12、2009年6月27日上海市一幢在建13层楼房整体倒覆（如图所示），调查组专家应用科学方法对水泥和钢筋等关键材料作了定量分析。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,13、运用系统分析的方法处理具体问题时要遵循哪些原则（ ）A、整体性原则、相关性原则、局部原则 B、整体性原则、目的性原则、相关性原则 C、整体性原则、科学性原则、综合性原则 D、整体性原则、科学性原则、动态性原则,C,14、下面哪一句日常用语没有反映系统整体性？（ ）A丢卒保车 B春捂秋冻 C一招不慎，全盘皆输 D三个小皮匠顶个诸葛亮,B,15、农作物种植系统的优化一般采用间作套种的方法。在间作套种系统中不属于约束条件的是（ ）A、作物的生长特性 B、天气C、季节气候 D、病虫害,D,