3.2系统的分析资料

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.2,系统的分析,第三单元 系统与设计,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，并在此根底上拟定一套有效的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程，就是系统分析。,系统分析的显著特点：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。,一、什么是系统分析,系统分析的意义：,正确地提出整体目标,恰当有效地选择方案,科学地确定行动方略,案例分析,汉字激光照排系统,王选1937年2月2023年2月13日中国科学院院士，中国工程院院士。全国政协副主席，北京大学计算机争论所所长，方正控股董事局主席，2023年获国家最高科学技术奖。,一、什么是系统分析,一、什么是系统分析,思考：在汉字照排方案的决策中，系统的整体目标是什么？你认为王选进展决策的依据主要有哪些？,依据如下：,在具体调查争论的根底上，看到国外优势的同时，也看到国内技术贮存已经有在研制其次、三代机的根底及第四代机的市场前景,使我国的报业排版不再依靠国外的技术,目标：,系统分析的一般步骤如下：,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,二、系统分析的一般步骤,系统分析的动身点为了发挥系统的整体功能，目的是寻求解决问题的相对最正确决策。那如何找出这个最正确决策呢？,明确问题，设立目标：明确要争论问题的性质和范围，提出所要到达的目标，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，估量可能产生的各种结果。,检验核实，作出决策：假设对制定的方案不满足，还可按上述程序反复进展，直到获得满足的方案为止。,分析计算，评价比较：对资料和数据做必要的计算，进展各子系统的分析，再进展系统的整体分析，将各种方案进展评价比照，选择最正确方案。,二、系统分析的一般步骤,案例分析：田忌赛马,二、系统分析的一般步骤,1.,明确问题，设立目标,问题：跑马竞赛，,目标：取得竞赛成功，,约束条件：三匹马参与竞赛，每匹马竞赛一次。,2.,收集资料，制定方案,资料：齐王的马整体占优，三个等级，每个等级都比田忌好。,各种方案如下：,上,上,中,中,下,下,上,上,中,下,下,中,上,中,中,上,下,下,上,中,中,下,下,上,上,下,中,上,下,中,上,下,中,中,下,上,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,1:2,二、系统分析的一般步骤,4.,检验核实，作出决策,选择第五种方案，理顺出场挨次。,3.分析计算，评价比较,各种方案的竞赛结果：六种方案，三种结果 0:3 1:2 2:1,上,下,中,上,下,中,输,赢,赢,2:1,二、系统分析的一般步骤,系统分析几乎运用到各个领域,思考：哪些事需要系统分析的方法去解决？,运用系统分析的方法可以处理具体问题，那么具体使用系统理论分析问题的时候，需要遵循哪些主要原则呢？,二、系统分析的一般步骤,3.,系统分析的主要原则,整体性原则,科学性原则,综合性原则,1整体性原则,3.,系统分析的主要原则,系统分析首先着眼于系统整体，要先分析整体，再分析局部；先看全局，后看局部；先看全过程，再看某一阶段；先看长远，再看当前。,案例分析,P79,：,丁谓修复皇宫,3.,系统分析的主要原则,3.,系统分析的主要原则,本案例是讲解系统整体性的一个著名案例，丁谓运用了系统分析的根本方法。首先着眼于系统整体，要先分析整体，再分析局部；先看全局，后看局部；先看全过程，再看某一阶段；先看长远，再看当前。把烧砖、运输建筑材料和处理废墟三项繁重的工程任务看成一个整体中的相关局部，加以协调处理，从而找到获得最正确效果的方案，节省了大量劳力、费用和时间,一举三得。,2科学性原则,3.,系统分析的主要原则,指系统分析一方面要有严格的工作步骤，另一方面尽可能地运用科学方法和数学工具进展定量分析，使决策的过程和结果更具说服力。,优选法是快速查找最正确方案的科学方法。具体的优选法有很多，如黄金分割法、分数法、对分法等。黄金分割法也称0.618法。,该方法于70年月在我国得以推广，并取得了很大的成就。我国著名数学家华罗庚在应用优选法方面做出了精彩奉献。,3.,系统分析的主要原则,阅读：优选法,1、“两面针”牙膏：承受优选法科学生产大幅度降低铝材消耗，每年节省铝材几吨；结果打了3年美丽仗,2、著名数学家华罗庚教授在他晚年时，在全国讲学，介绍他的优选法。当时广东有5个水泥厂，经过优选法的改进，生产出6个水泥厂的产量。,3、优选法使得新西兰培育出世界上最好的肉牛和奶牛。为了进展羊毛和肉类生产，新西兰承受先进的培育技术，改进当地羊只的品种，使其具有国外引进种群的特殊优点。,3.,系统分析的主要原则,制定系统目标方面:系统分析总是为实现系统目标效劳的，应将目标排出优先次序，首先选取最优先的目标，然后尽可能在不损害第一目标的前提下完成下一个目标，这就需要综合分析、统筹兼顾、不行顾此失彼。,3综合性原则,3.,系统分析的主要原则,系统设计方案的后果方面:系统分析还需要考虑设计方案出台所带来的后果。例建厂后带来的环境污染、生态平衡破坏、水土流失,3.,系统分析的主要原则,方案的综合性考虑:某些状况下，综合假设干方案的优点，会取得意外效果。例中西医结合治疗了很多疑难杂症,3.,系统分析的主要原则,案例分析P80：孝襄高速大路,依据以上内容，你认为孝襄高速大路的设计应当综合考虑那些目标？,1当地的生态多样性,2削减投资,3.,系统分析的主要原则,作为一个系统，通常会有这样或那样的问题。如：效果不佳；或是投入的人力、物力、财力不是最小；或是某种性能不抱负等等。因此系统需要改善，需要优化。,我们做任何事情都希望到达最优的效果。如希望以最小的本钱猎取最大的利润，以最短的工期完成更多的工程量，以最少的能耗生产更多的产品，在单位面积上尽可能提高农业产量等。,二、系统的优化,(,一,),、什么是系统的优化,系统的优化是指在给定的条件或约束条件下，依据系统的优化目标，实行确定的手段和方法，使系统的目标值到达最大化或最小化。不同的目标对应着不同的优化结果。,【案例分析,2,】,P81,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、并且是不能人为调整的因素。,目标函数,是系统目标与系统中的某些元素之间的关系。,【学生活动】争论：增产增收有哪些影响因素？,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。,套种的模式、套种的技术水平、套种的田间治理、病虫害防治等等。,(,二,),、影响系统优化的因素,对系统的目标函数产生显著影响，并且可以人为调整的因素。,优化追求的目标要适度,希望投入最小，而取得的效益最大,系统优化离不开条件，条件是否具备直接影响优化,某些不确定的或不行预见的因素也会影响系统的优化,对于比较简洁的系统，人们对其特征了解不够，所以需要运用确定的数学手段描述它，进而找到适宜的解决方案。,【案例分析3】在江边一侧有A、B两个工厂，它们到江边的距离分别是2km和3km，设两工厂沿江方向的距离是3.5km，现在要在江边修建一个码头，使得两厂的产品能够顺当过江，问码头应建在什么位置，才能使运输路线最短？,码头,依据要求可画出以以下图，在江边DE上求一点C，使C到A、B两厂的距离之和为最短。,过A点作关于直线DE的对称点A1，连接A1B与DE相交于C，这一点既为所求的码头的地点。,依据相像三角形原理，求得 DC=1.4km，码头建在与A厂到江边垂直距离位置相距1.4km处，运输路线最短。,从“为江边码头选址”这个例子，可以看出优化仅仅靠定性的分析是远远不够的，还需要更多的定量计算才行。,数学模型为：,S,min,=AC+BC,(,三,),、最优化方法,通常，我们通过优化的目标与决策变量之间的关系计算出目标值，所得到的就是最优解。对有些问题，假设我们不能准确地描述目标函数，则可以通过定性的估量或推断，得到较为满足的解。,为使系统到达最优的目标而提出的求解方法称为最优化方法。系统优化的方法是多样的，有的运用数学模型求解，有的通过科学的估算、试验等方法实现。但无论运用怎样的优化方法，都需要经过假设干次完善和验证，才能得出最优解或满足解。,求解过程：,数学模型,估算、试验,最优解,满意解,完善、验证,【案例分析4】P83装修施工的组织优化,【学生活动】分析：依据装修的施工流程、资源利用、空间等要求进展分析，可以得到依次施工和平行施工两种方案，思考各自的特点。,一、明确问题，设立目标,施工工程：教学楼装修,施工内容：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,目标：组织装修，使装修工期和资源利用最为合理。,二、收集资料，制定方案,方案一：依据施工要求，从A到B到C，依次进展施工。,方案二：依据施工要求，A、B、C栋同时进展施工。,方案三：依据施工要求，A、B、C栋进展流水施工。,施工特点,方案三,方案二,方案一,现场管理,设备、材料,施工队,工期,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,四、检验核实，确定方案,根据分析，确定按照方案三进行施工。,三、分析计算，评价比较,