二系统的分析 (2).ppt

1、在日常生活中，每个人都会面临选择、面临决策,经验决策和科学决策,系统分析就是一种科学决策的方法。,那么决策方法有那些呢？,系统的分析,一、系统分析的含义 二、系统分析的一般步骤 三、系统分析的主要原则 四、系统的优化,授课教师：华芸芸,案例分析汉字激光照排系统,王选（1937年2月2006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，北京大学计算机研究所所长，方正控股有限公司董事局主席，2001年获国家最高科学技术奖。,一、什么是系统分析（p76）,思考：在汉字照排方案的决策中，系统的整体目标是什么？你认为王选进行决策的依据主要有哪些？,依据如下：,在详细调查研究的基础上，看到

2、国外优势的同时，也看到国内技术储备（已经有在研制第二、三代机的基础）及第四代机的市场前景 技术难关，只要努力还是可以克服的,使我国的报业排版不再依赖国外的技术,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,系统分析的出发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佳决策。那如何找出这个最佳决策呢？,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,资料：齐王的马整体占优，

3、三个等级，每个等级都比田忌好。,各种方案如下：,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，理顺出场顺序。,3：分析计算，评价比较,各种方案的比赛结果：六种方案，三种结果 0:3 1:2 2:1,二、系统分析的一般步骤,明确问题，设立目标：明确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。,检验核实，作出决策：如果对制定的方案不满意，还可按上述程序反复进行，直到获得满意的方案为止。,分析计算，评价比较：对资料和数据做必要的计算，进行各子系统的分析，再进行系统的整体分析，将各种

4、方案进行评价对比，选择最佳方案。,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，再分析部分； 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 丁谓修复皇宫,3.系统分析的主要原则,整体性原则,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基本

5、方法。首先着眼于系统整体，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；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部分，加以协调处理，从而找到获得最佳效果的方案，节省了大量劳力、费用和时间,一举三得。,人行道路在一年内三次施工,P079马上行动,这一事件的原因在于，电信部门、煤气公司、市政部门三家没有统一协调，造成了只根据各自封闭的局面。各部门只根据自己的时间进行施工，没有从全局着眼，缺少整体统筹的概念，给市民带来了不便。,好的解决处理办法是，三家共同协商，一次性地解决问题。,随堂小游戏,游戏攻略方案一 先由警察带贼过去，

6、然后将贼放在河对岸，警察划船回来， 警察带一个女儿过去，又把贼带回来， 然后妈妈将另一女儿带过去,妈妈划船回来 妈妈将爸爸带过去,然后爸爸划船回来, 警察带贼过去,再由妈妈划船回来把爸爸带过去, 爸爸再划船回来带一个儿子过去, 然后警察划船带贼回来,将贼放在原地 警察带另一儿子过去,然后警察划船回来, 最后警察带贼过去.,游戏攻略方案二 先由警察带贼过去，然后将贼放在河对岸，警察划船回来， 警察带一个儿子过去，又把贼带回来， 然后爸爸将另一儿子带过去,爸爸划船回来 爸爸将妈妈带过去,然后妈妈划船回来， 警察带贼过去,再由爸爸划船回来把妈妈带过去, 妈妈再划船回来带一个女儿过去, 然后警察划船带

7、贼回来,将贼放在原地 警察带另一女儿过去,然后警察划船回来, 最后警察带贼过去.,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行定量分析，使决策的过程和结果更具说服力。,优选法是快速寻找最佳方案的科学方法。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年代在我国得以推广，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杰出贡献。,阅读：优选法 p79,要在某种合金钢中加入某元素以提高它的强度，假如试验范围是每吨加入量为10002000g，那么究竟应加入多少？,比

8、较种稻是一年三季合算还是一年两季合算 有人提出“三三进九不如二五一十” 这是简单而实用的定量分析,制定系统目标方面:系统分析总是为实现系统目标服务的，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、不可顾此失彼。,3）综合性原则,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,案例分析：p080,根据以上内容，你认为孝襄高速公路的设计应该综合考虑那些目标？,1）当地的生态多样性。 2）减少投资。,3.系统分析的主要原则,系统的

9、优化,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，使系统的目标值达到最大化（或最小化）。 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，并且可以认为调节的因素。,-稻花鱼,利润问题 p081,该厂每周生产桌子和椅子的数量分别是多少时，获得的利润最大？,数学模型,约束条件,利用最优化方法解决问题的一般步骤： （1）提出需要进行最优化的问题，收集有关资料和数据。 （2）建立求解最优化问题的有关数学模型，确定变量，列出有关约束条件，分析模型。 （3）选择合适的最优化方法。 （4）求解方程。 （5）最优解的验证和实施。,全国大学生数学建模,2010年数学建模

10、题型,实战1：,配置A、B两种药剂都需要甲、乙两种原料，用料要求如上表所示（单位：克），如果药剂A、B至少各配一剂，且药剂A、B每剂售价分别为2元，3元，现在有原料甲20克，原料乙25克，那么可以获得的最大销售额为_.,解：设药剂A、B分别配 x 剂、y剂， 目标函数为z=2x+3y， 则 2x+4y20 4x+3y25 x1 y1 作出可行域如图中阴影部分. 经过点A（4，3）时，24+33=17（元） 此时销售额最大。,答案：,1.系统设计是在 的基础上， 设计出满足 的系统的过程。 它包含对某个系统进行技术设计， 同时需要运用系统的思想和方法 对其设计过程进行 。 2.在进行系统设计的时

11、候， 应该考虑的主要问题有： ； ； ；,系统分析,分析、设计,预定目标,系统设计方案的优化,系统各部分之间的相互联系与相互作用,系统设计的目的与要求,测试性小结：,1.从对手电筒进行调查分析、筹划研究、评价实施、运行改善等，直到完成一个能满足预定目标的手电筒系统，这一整个过程称为：,系统设计,系统优化,系统整合,A,B,C,D,提交,系统分析,本节小测,2.系统设计的一般步骤为：对子系统进行技术设计和评价；确定各子系统的目标、功能及其相互关系；将系统分解为若干子系统；对系统进行总体技术设计和评价。,A,B,C,D,提交,3.小童准备对家里的电路系统进行升级改造并制定了优化目标。他请装修公司完

12、成该优化工程，双方签订合同，工程款总额为10000元。装修公司根据用电器功率的大小分别计算出每路电线的粗细规格，该方法遵循了系统分析的,科学性原则,综合性原则,整体性原则,安全性原则,A,B,C,D,提交,4.小童准备对家里的电路系统进行升级改造并制定了优化目标。他请装修公司完成该优化工程，双方签订合同，工程款总额为10000元。在该系统优化过程中，总额10000元属于,优化目标,约束条件,目标函数,影响优化的因素,A,B,C,D,提交,如图所示为太阳能热水器系统示意图。真空管集热器利用太阳能将储水箱中的水加热后供用户使用。当阳光不足或者用水量过大时，可自动启动电加热器对储水箱中的水加热。当储水箱中水满时能自动停止进水，水位低时能自动补水，当储水箱中缺水时发出警报。请针对该系统回答以下问题：,太阳能真空管集热器 储水箱 供水入口 集热器回水管 集热器热水输出管 水箱热水输出管 水箱冷水输入管 控制器 电加热器 水箱温度传感器 花洒 洗面盆,1.根据不同的加热方式，该