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1、第三节 系统的设计,第三单元 系统与设计,1.系统的设计,连锁店的货物配送系统远程视频会议系统企业资产的管理设计系统室内装修设计、假期旅游行程设计、个人形象设计,在日常生活和生产实践中，我们经常需要对各种各样的系统进行一定的设计。如：,系统设计：是指对需设计的系统进行调查分析、筹划研究、评价实施、运行改善等，直到完成一个能协调工作的实际系统的过程。,系统设计应考虑的主要问题,系统设计的目的与要求：要从整体出发，以系统整体性能的最优为目的不同行业的系统设计有着不同的技术要求。例1：远程视频会议系统,网络技术支持,多媒体技术支持,例2：人物形象设计,第60届戛纳电影节海报设计,系统设计应考虑的主要
2、问题,系统各部分之间的相互联系与相互作用：要依据系统的动态性、环境适应性，既要考虑当前，又要考虑长远。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,P86 马上行动 筑路工程的系统设计,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、
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。,系统设计的一般步骤,将系统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设计和评价对系统进行总体技术设计和评价,2.简单系统的设计的实现,P87 案例分析:手电筒照明供电部分的设计P89 案例分析:室内住宅电气系统的设计,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、能源生态系统工程等方面。,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
4、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，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
5、圈在磁场中转动时将机械能转化为电能，输出电流，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,编制田径运动会竞赛日程表（一）明确系统设计
6、的目的要求 首先，同学们征询了学校领导、老师的意见，明确了编制运动会竞赛日程表的目的和要求：1.目的：通过合理的竞赛程序安排，保证运动会有条不紊地顺利进行，以利于运动员发挥技术和创造成绩。2.要求：所有竞赛项目要求在2.5天时间内完成。,（二）调查研究 查阅学校前几届运动会的赛事安排资料，了解：1.田径竞赛的基本规则2.竞赛项目的分组方法3.运动员兼项的规律4.各项竞赛大概需要的时间5.运动场地、体育器材现状 调查后在体育老师的指导下，动手设计竞赛日程表。,（二）主要设计过程1.根据中学体育达标要求，确定竞赛项目：径赛项目（8项）：50m决赛 100m决赛 200m决赛 400m决赛 800m
7、 1500m决赛 100m跨栏 4100m接力赛。田赛项目（5项）：三级跳远 跳远 立定跳远 跳高 铅球,（二）主要设计过程2.根据竞赛项目分组安排，估算各项竞赛所需要的时间，用卡纸制作牌子，写上竞赛项目、人数、组数和所需时间（如图3-18所示）,全部牌子制作后，反复检查，确保整场赛事安排不漏项。,3.遵循田径竞赛的基本原则，分5场依次编排纸牌。在编排过程中，综合考虑整场竞赛的目的要求、田径竞赛内部规律和场地条件。对项目之间、竞赛场次之间的联系，特别是运动员兼项及场地使用的协调等方面作出认真的研究和反复的调整。编排顺序的原则：1）先烦后简原则（先“径赛”，后“田赛”。）2）兼项的竞赛项目安排在
8、不同单元3）注意场地合理利用与布局4）田赛径赛基本同时结束,表3-3 赛程安排一览表 第一场：10月16日（星期四）下午,都江堰水利工程分析,简 介 都江堰工程是中国古代人民治水的智慧结晶。过程巧妙地利用成都平原的地形、地势和表面地质条件，就地取材兴建，顺势引导水流。工程由3大主体工程构成：“鱼嘴”分水工程“飞沙堰”溢洪排沙工程“宝瓶山”引水工程,李冰父子 我国成都平原能够如此富饶，被人们称为“天府”乐土，从根本上说，是李冰创建都江堰的结果。所以史记说：“都江堰建成，使成都平原“水旱从人，不知饥懂，时无荒年，天下谓之天府也”。太史公司马迁在他史记河渠书中记下这位创建都江堰 丰功伟迹的水利专家和
9、地方官，但他只写了“蜀守冰”，没有写他 姓什么。这位水利专家的姓，是后来班固的汉书才补上的。班 固写上李冰的名字不错，因为我们在1974年在外江出土的东汉石刻李冰，衣襟上清晰刻有李冰的名字。,都江堰三大主体工程示意图,*“鱼嘴”分水工 在岷江江心，以鱼嘴的设置极为巧妙，它利用地形、地势，巧妙地完成分流引水的任务，而且在洪、枯水季节不同水位条件下，起着自动调节水量的作用。鱼嘴所分的水量有一定的比例。春天，岷江水流量小；灌区正值春耕，需要灌溉，这时岷江主流直入内江，水量约占六成，外江约占四成，以保证灌溉用水；洪水季节，二者比例又自动颠倒过来，内江四成，外江六成，使灌区不受水潦灾害。,*“飞沙堰”溢
10、洪排沙工程 飞沙堰是都江堰三大件之一，看上去十分平凡，其实它的功用非常之大，可以说是确保成都平原不受水灾的关键要害。飞沙堰的作用主要是当内江的水量超过宝瓶口流量上限时，多余的水便从飞沙堰自行溢出；如遇特大洪水的非常情况，它还会自行溃堤，让大量江水回归岷江正流。另一作用是“飞沙”，岷江从万 山丛中急驰而来，挟着大量泥沙，石块，如果让它们顺内江而下，就会淤塞宝瓶口和灌区。飞沙堰真是善解人意、排人所难，将上游带来的泥沙和卵石，甚至重达千斤的巨石，从这里抛入外江（主要是巧妙地利用离心力作用），确保内江通畅，确有鬼斧神功之妙。,*“宝瓶口”引水工程 宝瓶口，是前山(今名灌口山、玉垒山)伸向岷江的长脊上凿
11、开的一个口子，它是人工凿成控制内江进水的咽喉，因它形似瓶口而功能奇持，故名宝瓶口。留在宝瓶口右边的山丘，因与其山体相离，故名离堆。宝瓶口宽度和底高都有极严格的控制，古人在岩壁上刻了几十条分划，取名“水则”，那是我国最早的水位标尺。宋史就有“则盈一尺，至十而止；水及六则、流始足用。”元史有“以尺画之、比十有一。水及其九，其民喜，过则忧，没有则困”的记载。内江水流进宝瓶口后，通过干渠经仰天窝节制闸，把江水一分为二。再经蒲柏、走江闸二分为四，顺应西北高、东南低的地势倾斜，一分再分，形成自流灌溉渠系，灌溉成都平原。及绵阳、射洪、简阳、资阳、仁寿、青神等市县近一万平方公里，一千余万亩农田。,“宝瓶山”引
12、水工程,都江堰水利工程框图,鱼嘴分水工程,飞沙堰溢洪排沙工程,宝瓶山引水工程,都江堰3大主体工程巧妙配合，并同120个附属渠堰连成一片，从而形成了一个相互联结的有机整体，相辅相成，缺一不可。正因为都江堰整体工程很好地发挥了3个孤立部分所不能发挥的整体作用和总体效应，所以才能分导汹涌澎湃的岷江急流，使外江的排洪量高达60%，排沙量达70%80%，岷江每年夹带的1300万吨约合650万立方米的沙石才不致淤塞河道，令岷江变害为利，驯服地灌溉了成都平原14个县20多万公顷农田。解放以来，都江堰几经大修，完成配套工程，整个灌溉面积又增加3倍，现在达60完公顷以上。都江堰工程规划、设计、施工水平和科学创建，就是用今天系统工程的科学方法来衡量，也是毫无逊色的。后人指定的“深掏滩，低作堰”的岁修（每年维修一次）原则，以及整个工程“因势利导，因时（地）制宜”的指导思想，都充分显示出我国古代人民所进行的系统思维何等地丰富，又何等地科学！,思考与探究,试对都江堰这一伟大水利工程作分析：1.都江堰的3大主题过程是怎样巧妙配合，发挥工程的整体作用和整体效应的？2.为什么说都江堰是一个伟大的系统工程？试作评价。,
