系统的优化学习教案

1、会计学1第一页，共73页。 涡阳一中 高二通用(tngyng)技术组第1页/共72页第二页，共73页。一、系统的基本一、系统的基本(jbn)特特性性(5)(5)动态性动态性(4)(4)环境适应环境适应(3)(3)目的性目的性(2)(2)相关性相关性(1)(1)整体性整体性整体整体(zhngt)的的角度角度联系的观点联系的观点发展的眼光发展的眼光哲学哲学观点观点第2页/共72页第三页，共73页。第3页/共72页第四页，共73页。三、系统分析方法三、系统分析方法(fngf)(fngf)的的步骤步骤 1、阐明问题 2、分析(fnx)研究 3、评价比较注意：要学会注意：要学会(xuhu)写系统分写系统

2、分析报告析报告!第4页/共72页第五页，共73页。明确明确问题问题, ,设立设立目标目标收集收集资料资料, ,制定制定方案方案分析分析计算计算, ,评价评价比较比较检验检验核实核实, ,作出作出决策决策第5页/共72页第六页，共73页。现象现象原因原因一个和尚挑水吃一个和尚挑水吃,两个和尚抬水吃两个和尚抬水吃,三个和尚没水吃三个和尚没水吃.三个小皮匠顶个三个小皮匠顶个诸葛亮诸葛亮一着不慎一着不慎,全盘皆全盘皆输输丢卒保车丢卒保车三个人共同构成一个系统三个人共同构成一个系统, ,每个人都是其组成要素每个人都是其组成要素之一之一, ,如果如果(rgu)(rgu)三人之间的协作关系处理得三人之间的协

3、作关系处理得不好不好, ,反而办不好事情反而办不好事情. .三个小皮匠构成一个三个小皮匠构成一个(y (y )整体整体, ,整体整体的功能大于部分功能之和的功能大于部分功能之和. .在一个系统中在一个系统中, ,局部对整体的制约局部对整体的制约(zhyu),(zhyu),部分的变化会影响整体的变化部分的变化会影响整体的变化, ,甚至还会对全局产生决定性的影响甚至还会对全局产生决定性的影响. .根据系统的整体性特征根据系统的整体性特征, ,解释表中所列的现象解释表中所列的现象. .为了为了整体整体的利益的利益, ,要敢于舍弃要敢于舍弃局部局部利益利益. .第6页/共72页第七页，共73页。分析以

4、下例子反映系统的哪方面分析以下例子反映系统的哪方面(fngmin)基本特性。基本特性。1、西游记中师徒四人、西游记中师徒四人(s rn)需要需要齐心协力才能取得真经。齐心协力才能取得真经。2、某大桥、某大桥(d qio)使用后发使用后发生垮塌，经调查事故原因是建生垮塌，经调查事故原因是建筑水泥的标号没有达到国家标筑水泥的标号没有达到国家标准。准。3、火车铁轨每段之间需要有一、火车铁轨每段之间需要有一定的缝隙，以免热胀冷缩后铁轨定的缝隙，以免热胀冷缩后铁轨变形发生脱轨。变形发生脱轨。整体性整体性相关性相关性相关性相关性环境适应性环境适应性第7页/共72页第八页，共73页。当堂检测：当堂检测：1、

5、飞机在空中飞行时，时常受到大气对、飞机在空中飞行时，时常受到大气对流的影响而产生颠簸，当飞机的检测装置流的影响而产生颠簸，当飞机的检测装置接收到这一信号后，经过控制器的调节，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，保持平稳飞大气对流对飞机飞行的影响，保持平稳飞行。这个行。这个(zh ge)现象说明了系统的什么现象说明了系统的什么基本特性？（基本特性？（ ） A、整体性、整体性 B、相关性、相关性 C、环境适应性、环境适应性 D、动态性、动态性 c第8页/共72页第九页，共73页。2、一堆沙子、钢筋、水

6、泥等等材料、一堆沙子、钢筋、水泥等等材料散放在一起没什么意义，但是如果将散放在一起没什么意义，但是如果将它们按照它们按照(nzho)一定的结构形式造一定的结构形式造成一座桥梁，就具有了交通的功能，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：这个案例说明系统最基本的特性是：（ ）A、目的性、目的性 B、动态性、动态性 C、整体性、整体性 D、适应性、适应性c第9页/共72页第十页，共73页。3.3.在大自然中，鹿、兔奔跑速度快，能逃在大自然中，鹿、兔奔跑速度快，能逃避猛兽追捕；刺猬身上长尖刺，使猛兽无避猛兽追捕；刺猬身上长尖刺，使猛兽无从从(wcng)(wcng)下口；黄鼬遇

7、敌时突放臭气，下口；黄鼬遇敌时突放臭气，扰乱猛兽神智，影响其情绪，在其迟疑间扰乱猛兽神智，影响其情绪，在其迟疑间跑掉。这是生态系统基本特性中的（跑掉。这是生态系统基本特性中的（ ） A. A.整体性整体性 B. B.目的性目的性 C. C.动态性动态性 D. D.环境适应性环境适应性D第10页/共72页第十一页，共73页。C第11页/共72页第十二页，共73页。C第12页/共72页第十三页，共73页。第13页/共72页第十四页，共73页。减少减少(jinsho)了约了约4亿元。亿元。n鸟巢去盖后，在哪方面得到改善？鸟巢去盖后，在哪方面得到改善？第14页/共72页第十五页，共73页。第15页/共

8、72页第十六页，共73页。国家国家(guji)体育馆鸟巢原体育馆鸟巢原设计方案设计方案第16页/共72页第十七页，共73页。鸟巢图片(tpin)欣赏第17页/共72页第十八页，共73页。 问题的提出：（系统优化的必要性？）问题的提出：（系统优化的必要性？） 我们做任何事情都希望达到最优的效果。作为一个我们做任何事情都希望达到最优的效果。作为一个(y (y )系统，通常会有这样或那样的问题。如：效果不佳；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；或是某种性能不或是投入的人力、物力、财力不是最小；或是某种性能不理想等等。因此系统需要改善，需要优化。理想等等。

9、因此系统需要改善，需要优化。 第18页/共72页第十九页，共73页。思考：系统的优化有什么思考：系统的优化有什么(shn me)意义呢？意义呢？系统优化的意义就是以最小的系统优化的意义就是以最小的投入，获取系统的最佳效益或最佳投入，获取系统的最佳效益或最佳功能。功能。 第19页/共72页第二十页，共73页。1 1、什么、什么(shn me)(shn me)是系统的优化是系统的优化 系统的优化是指在给定的条件（或约束）下，系统的优化是指在给定的条件（或约束）下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法(fngf)，使系统的目标值达到最大化（或最小化，使系统

10、的目标值达到最大化（或最小化）。）。第20页/共72页第二十一页，共73页。车流滚滚，噪音车流滚滚，噪音污染污染(wrn)严重严重！第21页/共72页第二十二页，共73页。【案例分析】：浙江天台县高速噪音超标【案例分析】：浙江天台县高速噪音超标80%，66户村民告上法庭户村民告上法庭 “6年来，他们最大的愿望就是睡个安稳觉年来，他们最大的愿望就是睡个安稳觉”；高速公路越来越忙，就是声音大得受不了；天台；高速公路越来越忙，就是声音大得受不了；天台66户村民状告上三高速；新的问题需要我们智慧的回应户村民状告上三高速；新的问题需要我们智慧的回应和解答。和解答。 核心事件：上三高速建成通车核心事件：上

11、三高速建成通车(tng ch)已有已有6年年，6年来车流日增，在接近高速天台出口处，距离高年来车流日增，在接近高速天台出口处，距离高速公路速公路10米左右就有一排民房，这就是天台县桥下村米左右就有一排民房，这就是天台县桥下村。村民说，高速上车来车往的声音太大了，这几年来。村民说，高速上车来车往的声音太大了，这几年来他们最大的愿望是能睡个安稳觉。于是，他们将高速他们最大的愿望是能睡个安稳觉。于是，他们将高速公路公司告上法庭。天台县桥下村位于上三高速天台公路公司告上法庭。天台县桥下村位于上三高速天台出口处，一共有出口处，一共有250户人家，房子多是户人家，房子多是80年代造的。年代造的。 2000

12、年底，上三高速公路通车年底，上三高速公路通车(tng ch)，刚好在桥下，刚好在桥下村旁边经过。村旁边经过。第22页/共72页第二十三页，共73页。 五六十户村民的家，与高速公路的距离在五六十户村民的家，与高速公路的距离在50米以内，最近的距离才米以内，最近的距离才10米。车辆米。车辆(chling)增多产生的噪音让大家越来越无法忍受。陈立广家是一增多产生的噪音让大家越来越无法忍受。陈立广家是一栋栋2层小楼，最外面的窗户距高速公路层小楼，最外面的窗户距高速公路10米左右。米左右。 第23页/共72页第二十四页，共73页。第24页/共72页第二十五页，共73页。第25页/共72页第二十六页，共7

13、3页。1、问题、问题车道附近车流污染严重车道附近车流污染严重影响附近人群健康，消除或减轻噪音污影响附近人群健康，消除或减轻噪音污染成为优化学校等大环境染成为优化学校等大环境(hunjng)系统系统的重要课题。的重要课题。第26页/共72页第二十七页，共73页。第27页/共72页第二十八页，共73页。第28页/共72页第二十九页，共73页。第29页/共72页第三十页，共73页。第30页/共72页第三十一页，共73页。第31页/共72页第三十二页，共73页。第32页/共72页第三十三页，共73页。第33页/共72页第三十四页，共73页。第34页/共72页第三十五页，共73页。第35页/共72页第三

14、十六页，共73页。第36页/共72页第三十七页，共73页。第37页/共72页第三十八页，共73页。3、建隔音墙的技术要点具体测量噪音程度。建立隔音墙防噪音的数学模型及墙体参数关系条件，求其数学解。要做到投入最小、效果最好。验证试验(shyn)。如计算机仿真4、实施优化墙体结构与材料，与上面的定量计算相关。美观。效果。第38页/共72页第三十九页，共73页。高速公路(o s n l)隔音墙第39页/共72页第四十页，共73页。高架路上的隔音墙第40页/共72页第四十一页，共73页。日本(r bn)的隔音墙第41页/共72页第四十二页，共73页。第42页/共72页第四十三页，共73页。思考：涡阳一

15、中学校周边环境现思考：涡阳一中学校周边环境现状是什么？有没有需要状是什么？有没有需要(xyo)改改进的地方？进的地方？身边身边(shnbin)的的例子：例子：第43页/共72页第四十四页，共73页。便。便。周边环境的情景周边环境的情景(qngjng)特征特征分组讨论：分组讨论：根据我校实际，根据我校实际，提出改善的方案提出改善的方案第44页/共72页第四十五页，共73页。题的几种题的几种(j zhn)方案，方案，运用系统分析方法选择运用系统分析方法选择一种经济、最有效可行、一种经济、最有效可行、最容易实现的办法。最容易实现的办法。第45页/共72页第四十六页，共73页。第46页/共72页第四十

16、七页，共73页。第47页/共72页第四十八页，共73页。二、假如你是村长二、假如你是村长(cn chn)：怎样为本村筑好一条：怎样为本村筑好一条致富路致富路影响系统优化的因素影响系统优化的因素第48页/共72页第四十九页，共73页。1、系统优化的一般性步骤、系统优化的一般性步骤需要进行优化的问题需要进行优化的问题 交通闭塞交通闭塞选择合适的优化方法选择合适的优化方法优化方略与筹谋优化方略与筹谋 修路修路 勘测勘测 预算预算 选择合适的筑路方法和计划（根据本村的人力、物力、财力）选择合适的筑路方法和计划（根据本村的人力、物力、财力）验证与实施验证与实施(shsh)条件校验条件校验实施实施(shs

17、h)与调整与调整确定确定(qudng)路线路线确定土石方量、器材种类确定土石方量、器材种类(zhngli)与数量、与数量、人力、经费人力、经费校验人力、物力、财力是否具备。合理分配，节约校验人力、物力、财力是否具备。合理分配，节约资源，促使优化指标和约束条件得以满足。资源，促使优化指标和约束条件得以满足。及时调整，计划与施工，再进入优化进程。及时调整，计划与施工，再进入优化进程。第49页/共72页第五十页，共73页。第50页/共72页第五十一页，共73页。第51页/共72页第五十二页，共73页。优化追求的目标要适度。优化追求的目标要适度。 希望投入最小，而取得的效益最大。希望投入最小，而取得的

18、效益最大。 系统优化离不开条件，条件是否系统优化离不开条件，条件是否(sh fu)具备直接影响优化具备直接影响优化。 某些不确定的或不可预见的因素也会影响系统的优化。某些不确定的或不可预见的因素也会影响系统的优化。是指对系统的目标产生显著是指对系统的目标产生显著(xinzh)影响，影响，并且可以人为调节的因素。并且可以人为调节的因素。第52页/共72页第五十三页，共73页。第53页/共72页第五十四页，共73页。运用数学模型最优化具体步骤：运用数学模型最优化具体步骤：提出需要最优化的问题，收集有关资提出需要最优化的问题，收集有关资料料(zlio)和数据；和数据；确定变量，建立定量计算方程（有关

19、确定变量，建立定量计算方程（有关数字模型如数字模型如用线性规划解决问题）和有关约束条件用线性规划解决问题）和有关约束条件；选择合适的最优化方法；选择合适的最优化方法；解方程，校验解的最优性；解方程，校验解的最优性；实施。实施。第54页/共72页第五十五页，共73页。第55页/共72页第五十六页，共73页。第56页/共72页第五十七页，共73页。都能够销售出去。都能够销售出去。问：该厂每周生产桌子和椅子问：该厂每周生产桌子和椅子的数量分别是多少时，能获得的数量分别是多少时，能获得最大利润？最大利润？Smax=50 x+60y4x+6y60020 x+18y400 x8, y5设每周生产桌子设每周

20、生产桌子(zhu zi)X张，生产张，生产椅子椅子Y把，则有：把，则有：第57页/共72页第五十八页，共73页。抽象抽象现实世界现实世界的原型的原型对原型的分对原型的分析析数学结论数学结论数学模型数学模型分析分析解释解释分析分析第58页/共72页第五十九页，共73页。第59页/共72页第六十页，共73页。【案例分析二】【案例分析二】在江边一侧有在江边一侧有A、B两个工厂，它两个工厂，它们到江边的距离分别是们到江边的距离分别是2km和和3km，设两工厂沿江，设两工厂沿江(ynjing)方方向的距离是向的距离是3.5km，现在要在江，现在要在江边修建一个码头，使得两厂的产边修建一个码头，使得两厂的

21、产品能够顺利过江，问码头应建在品能够顺利过江，问码头应建在什么位置，才能使运输路线最短什么位置，才能使运输路线最短？ 码头码头(m tou)？第60页/共72页第六十一页，共73页。 根据要求根据要求(yoqi)(yoqi)可画出下图，在江边可画出下图，在江边DEDE上求一上求一点点C C，使，使C C到到A A、B B两厂的距离之和为最短。两厂的距离之和为最短。数学模型为：数学模型为： Smin=AC+BC第61页/共72页第六十二页，共73页。过过A A点作关于直线点作关于直线DEDE的对称点的对称点A1A1，连接，连接A1BA1B与与DEDE相交于相交于C C，这一点这一点(y din)

22、(y din)既为所求的码头的地点。既为所求的码头的地点。根据相似三角形原理，求得根据相似三角形原理，求得 DC=1.4km DC=1.4km，码头建在与，码头建在与A A厂到厂到江边垂直距离位置相距江边垂直距离位置相距1.4km1.4km处，运输路线最短。处，运输路线最短。 第62页/共72页第六十三页，共73页。第63页/共72页第六十四页，共73页。【案例分析三】【案例分析三】装修装修(zhungxi)施工的组织优化施工的组织优化分析：根据装修分析：根据装修(zhungxi)的施工流的施工流程、资源利用、空间等要求进行分析程、资源利用、空间等要求进行分析，可以得到依次施工和平行施工两种，

23、可以得到依次施工和平行施工两种方案，思考各自的特点。方案，思考各自的特点。 第64页/共72页第六十五页，共73页。一、明确一、明确(mngqu)问题，设立目标问题，设立目标施工项目施工项目(xingm)：教学楼装修：教学楼装修 施工内容：教学楼施工内容：教学楼A、B、C三栋，需要水电三栋，需要水电(shu din)、木工、油漆三个施工过程，每个施工过程需要木工、油漆三个施工过程，每个施工过程需要3周时间周时间目标：组织装修，使装修工期和资源利用最为合理。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，制定方案二、收集资料，制定方案方案一：按照施工要求，从方案一：按照施工要求，从A到到B到到C，依次进行施工。，依次进行施工。方案二：按照施工要求，方案二：按照施工要求，A、B、C三栋同时进行施工。三栋同时进行施工。方案三：按照施工要求，方案三：按照施工要求，A、B、C三栋进行三栋进行流水施工流水施工。第65页/共72页第六十六页，共73页。楼装修过程工期装修施工进度（周）369121518212427A水电3木工3油漆3B水电3木工3油漆3C水电3木工3油漆3 第66页/共72页第六十七页，共73页。四、检验四、检验(jiny