高中通用技术粤科版必修2课件- 3.3 系统的优化 (共15张PPT)

知识的运用：
P97高中一年级两个班的课程表，试根据 系统的优化的基本要求，重新调整编排， 使之更为合理。 约束条件，两个班的课程由同一批老师 任教，使用相同的实验室。 (1)原来的课程表有什么不合理的地方？ (2)怎样避免课程表编排的矛盾冲突？ (3)为什么新编的课程表比较合理？
拓展与应用举例：
讨论与分析：
1．你认为上述的交通系统还可以从哪些方面加 以整改，使之实现更佳的效果？ 2．分析上面两个案例，理解系统优化的意义及 影响系统优化的因素。 (1)两个案例使系统获得更佳效果的共同思路是 什么？ (2)为什么仅仅考虑扩大粮食作物复种指数未能 取得粮食增产增收的效果？为什么增购了公交 车后，反而出现了交通更堵塞的情况？ (3)科学的农事季节布局能实现粮食增产增收， 改善交通状况的综合措施能有效缓解全市交通 堵塞的状况，关键是什么？
案例分析：粮食生产2
这样的农事季节布局，轮作安排合理， 优化了农田作物品种结构，协调了农业 生态系统中子系统之间，子系统与整体 之间的关系，有效地提高了农田生态系 统中种植的有序性和土壤肥效的稳定性， 保证了粮食产量，又增加经济效益。
甘蔗玉米套种
玉米大豆 套种
香蕉花 生套种
玉米香蕉套种
案例分析：城市交通1
系统与设计
第三节 系统的优化
温故知新
什么叫系统分析？ 系统分析的基本特征？ 系统分析的基本方法？
系统优化的概念
系统的优化就是在给定的条件下， 通过一定的手段和方法，使系统获 得更佳功能或更佳效益的过程。实 现系统的最优化，就可以在一定资 源条件下，取得最佳的效果，而投 入的人力，物力，财力达到最小。
案例分析：粮食生产1
我国南方一些地区，曾经盲目追求扩大粮食作物复种指 数，推广种植两季水稻一季小麦，以为可以增加粮食的总 产量，结果适得其反。由于这种做法，违反了用地养地的 原则，又影响了下茬水稻的栽植时间，以致早稻粮食大大 减产。农民生动地形容，“三三得九，不如二五得十。” 人们通过不断实践摸索，认识到要实现粮食增产，除了增 大复种指数外，还要考虑种植品种、时序、土壤肥耗等因 素的影响。于是，冬季作物由单一的种植小麦，改为小麦 与蚕豆、油茶轮作。这样，油茶根部分泌的有机酸，能把 土壤中的无效磷转燮为有效磷；而蚕豆可以把空气中的游 离氮固化为氮肥，其茎叶又可以作绿肥。油茶和蚕豆的生 长期比较短，不误下茬水稻的农时。
某市为了改善交通状况，新购了200台公共汽车，结 果使本来已经非常繁忙的交通道路更加拥挤，出现了 更多的交通堵塞现象。
案例分析：城市交通2
后来交通管理部门请来了专家，对全市的交通道路及车辆流向等方面 进行了全面分析，具体提出了以下整改措施： 城市交通系统→城市规划、交通道路、交通工具、交通规则、交通规 则教育、警察配备与分布、交通指挥设施、车流导向、…… 1．新建外环路，调整内环路进出口。内环路增加10个进出口，调整6 个进出口，使之更加合理。 2．新开28条公共交通车（简称公交车）线路，延长30条公交车线路， 使上，下班职工减少换乘公交车次数。 3．再交通导向方面，做了56处调整。例如在市中心，把相隔不远的石 东路和石西路由双向行车调整为单向行车，两路之间构成了环岛流向， 使主干道北京路和中山大道的车流更为顺畅。 4．错开职工上下班时间。部分工厂早上7点30上班，另一部分分别为 8∶00、8∶30上班，以减少同一时间的人流量，有效缓解了交通高峰 期的压力。 5．在全市大部分主要路口加装了电子监视录像装置，并在不太复杂的 交通路口设置红绿灯定时转换装置，腾出人力加强复杂路段及火车站， 汽车站的交通安全管理。 该城市落实了以上措施后，全市交通堵塞的情况得到了有效的缓解。
பைடு நூலகம் 练习题：
学生用餐系统的优化： 学校食堂一到午饭时间，大家就要排着 长队等候，如何减少学生就餐排队时间？ 如何提高更好的环境和服务？结合系统 优化思想以及学校实际情况，从教学时 间安排、饭堂布局环境、饭菜品种、餐 饮服务等各方面进行综合分析，提出最 佳的解决方案。
得出结论：
通过以上的讨论与分析，我们可以归纳出实现系统优 化的基本原则： 1．系统的优化不仅要实现系统中每个元素和子系统的 优化，还要达到系统整体的优化，强调提高系统的整 体效益或功能。 2．系统的优化过程中，受一定的条件影响和约束，会 造成系统与环境、系统组分之间的矛盾冲突，只有合 理解决这些矛盾冲突，才能实现系统的优化。 3．必须注意系统各组分之间，组分与整体之间的连接 状况，加强协调，才能提高系统的有序性和整体的运 行效果。 4．系统的优化是一个不断验证，完善的过程。
用1块铁皮做1个带盖的方盒，方盒的体积V=1000cm3，应当怎样裁剪（也就是剪成方盒的 长，宽，高各等于多少）才使所有铁皮材料最少？ 1．建立这个问题的数学模型。 设用铁皮做成的方盒长，宽，高分别为x、y和z，如图3-20所示。那么，方盒的体积就是： V=xyz 而需用铁皮的大小A（即方盒的表面积，包括盖子的面积）等于： A=2（x y +yz+zx） A的大小要随x、y和z的数值而变化。 在上面的数学模型中，A叫做目标函数，即要求所用铁皮达到最小值；而V是已确定的方盒 容积（1000cm3），是限制铁皮大小的条件，叫做约束条件。 2．求解方程，也就是要算出３个变量x、y和z的大小。 由约束条件V=xyz得到z＝V／xy，把它代入A的表达式中，就可以减少1个变量： A＝2（xy+ V／x+ V／y） 括号中的3项的乘积是一个常数： xy（V／x）（V／y）＝V·V 而且xy、V／x和V／y都是正数，已知几个正数的乘积是常数，则只有当这几个正数相等时， 即： xy＝V／x＝V／y 也就是x= y= V开三次方=1000开三次方=10cm的时候，这3个数之和最小，即（xy+ V／ x+ V／y）最小。这样，表面积A＝2（xy+ V／x+ V／y）=600cm2最小，也就是铁皮材料 最省。 上面这个例子只有长，宽，高3个变量，比较简单。而往往所研究的系统包含的可变因数要 多的多，他们相互间的关系也复杂的多，这就需要运用比较高深的数学工具。