第三单元  系统与设计

一、系统的结构

1.系统：由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。部分相对于整体而言，要素相对于系统的元素结构而言。很多情况下，要素和部分又可以通用。

构成系统，必须具备三个条件：

第一，至少要有两个或者两个以上的要素（部分）才能组成系统；

第二，要素（部分）之间相互关系、相互作用，按照一定方式形成一个整体；

第三，这个整体具有的功能是各个要素（部分）的功能中所没有的。

2.系统的类型：（1）自然系统和人造系统；（2）实体系统和抽象系统：

人体系统、生态系统是自然系统；城市系统、计算机系统和机械传动系统是人造系统。

生物系统、机械系统是实体系统；哲学系统、计算机的操作系统是抽象系统。

3.系统的基本特性：整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性。

⑴整体性：是系统最基本的特性，也是观察和分析系统最基本的思想和方法。

系统是一个整体，它不是各个要素（部分）的简单相加，系统的整体功能是各要素（部分）在孤立状态下所没有的。系统的任何一个要素（部分）发生变化或出现故障时，都会影响其他要素（部分）或整体的功能的发挥。系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和。

⑵相关性：是指组成系统的各要素之间或系统整体与部分之间的相互作用、相互联系。

⑶目的性：任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能，这正是区别不同系统的标志。

对于复杂的系统，目标有多个，往往用一个指标体系来描述系统的目标。

二、系统的分析

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、实验，并在此基础上拟订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。

系统分析的显著特点是完整地处理问题，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。

系统分析的一般步骤：

①明确问题，设立目标；②收集资料，制定方案；③分析计算，评价比较；④检验核实，作出决策。

系统分析的主要原则：整体性原则、科学性原则、综合性原则三个主要原则。

2.系统的优化：是指在给定的条件（或约束条件）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）。

三、系统的设计

系统的设计是对各种各样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。

系统设计要从整体出发，以系统整体功能的最优为目的。不同行业的系统设计有着不同的技术要求。

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。

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等。