3.4简单系统设计的基本方法
第3章PLC的基本指令及程序设计
✓ 计数器当前值：其值是一个存储单元，它用来存储计数器当前所累 计的脉冲个数，用16位符号整数来表示，最大数值为32 767。
计数器输入端和操作数 ✓ 设定值输入：数据类型为INT型。 ✓ 寻址范围：VW、IW、QW、MW、SW、SMW、LW、AIW、T、C、 AC、*VD、*AC、*LD和常数。 ✓ 一般情况下使用常数作为计数器的设定值。
LPS（Logic Push） 逻辑入栈指令（分支电路开始指令）
LRD（Logic Read） 逻辑读栈指令
LPP（Logic Pop） 逻辑出栈指令（分支电路结束指令）
LPS/LRD/LPP
LPS/LRD/LPP举例 例3
指令3 与ENO指令AENO ENO是LAD中指令盒的布尔能量流出端。该指令使用较少。
举例
1. 逻辑堆栈操作指令
堆栈 堆栈是一组能够存储和取出数据的暂存单元。 遵循“先进后出”的原则。 堆栈深度为“9层”。 可以存储最新的逻辑运算（中间）结果，以便后续逻辑环节使用该结果。 逻辑堆栈操作主要来完成触电复杂逻辑连接的编程。
指令1 OLD（或块指令） ALD （与块指令）
OLD（Or Load）
定时器的指令及使用 指令
定时器的指令及使用
接通延时定时器TON（On-Delay Timer） ✓ 接通延时定时器用于单一时间间隔的定时。 ✓ 上电周期或首次扫描时，定时器位为OFF，当前值为0。 ✓ 输入端接通时，定时器位为OFF，当前值从0开始计时，当前值达 到设定值时，定时器位为ON，当前值仍连续计数到32 767。 ✓ 输入端断开，定时器自动复位，即定时器位为OFF，当前值为0。
第3章 结构化程序设计
循环体
是 P2 否
图3.7直到型循环结构示意图 直到型循环结构示意图
3.3 表述算法
• 通常用自然语言、计算机语言（代码）、伪代码[1]、传统流程图、 通常用自然语言、计算机语言（代码）、伪代码 、传统流程图、 ）、伪代码 N-S流程图、PAD图等不同的方法来描述算法。 流程图、 图等不同的方法来描述算法。 流程图 图等不同的方法来描述算法 • 在例 中，采用了自然语言来表示算法。自然语言就是人们日常使 在例3.1中 采用了自然语言来表示算法。 用的语言，可以是汉语、英语，或其他语言。 用的语言，可以是汉语、英语，或其他语言。用自然语言表示算法通 俗易懂，但文字冗长，容易出现歧义性。自然语言表示的含义往往不 俗易懂，但文字冗长，容易出现歧义性。 太严格，要根据上下文才能判断其正确含义。此外， 太严格，要根据上下文才能判断其正确含义。此外，用自然语言来描 述包含分支和循环的算法，很不方便。因此， 述包含分支和循环的算法，很不方便。因此，除了那些很简单的问题 以外，一般不用自然语言描述算法。 以外，一般不用自然语言描述算法。 • [1] 伪代码是介于自然语言与计算机语言之间的文字符号。一般借助 伪代码是介于自然语言与计算机语言之间的文字符号。 一种高级语言的控制结构，而中间的操作用自然语言描述。 一种高级语言的控制结构，而中间的操作用自然语言描述。
P1 是 循环体
否
• 图3.6当型循环结构示意图 当型循环结构示意图
（2）直到型循环的执行过程为： ）直到型循环的执行过程为： • 先执行循环体一次，然后判断控制循环的条件。 先执行循环体一次，然后判断控制循环的条件。 • 条件 成立，则继续上述循环体，直到条件不成立时，结束循环。 条件P2成立，则继续上述循环体，直到条件不成立时，结束循环。 成立
《简单系统设计的基本方法作业设计方案-2023-2024学年高中通用技术地质版》
《简单系统设计的基本方法》作业设计方案第一课时一、设计背景：随着社会的不断发展，简单系统设计的基本方法已经成为各行各业不可或缺的一部分。
在现代社会中，简单系统设计涉及到的范围非常广泛，包括软件开发、工业生产、建筑设计等等。
为了提高学生对简单系统设计的理解和掌握，本次作业设计将围绕《简单系统设计的基本方法》展开。
二、设计目的：1. 帮助学生理解简单系统设计的基本概念和原理；2. 培养学生分析问题、提出解决方案的能力；3. 提升学生的实践操作和团队合作能力。
三、设计内容：1. 学生分组，每组3-4人，选择一个简单系统设计案例进行研究分析；2. 针对选定的案例，进行系统需求分析、系统设计和实施方案的制定；3. 每个小组撰写一份综合报告，包括案例背景、需求分析、系统设计方案及实施过程中遇到的问题和解决方法；4. 每个小组进行报告展示，并接受其他小组成员和老师的提问和评审。
四、设计步骤：1. 第一周：确定小组成员，选择简单系统设计案例，并进行初步调研；2. 第二周：展开系统需求分析，明确系统的功能、性能、可靠性等方面的要求；3. 第三周：制定系统设计方案，包括系统结构、模块划分、数据流程等；4. 第四周：实施系统设计，并记录实施过程中的各种问题和解决方法；5. 第五周：撰写综合报告，准备报告展示。
五、评估标准：1. 学生对简单系统设计基本概念的理解和应用能力；2. 学生能否提出合理的系统需求分析和设计方案；3. 学生在实施过程中的操作能力和解决问题的能力；4. 学生在小组合作和报告展示中的表现。
六、总结与展望：通过本次作业设计，希望能够帮助学生们加深对简单系统设计的理解和掌握，培养其分析问题和解决问题的能力，提高实践操作和团队合作能力。
同时，希望学生们能够将所学到的知识和技能应用于实际工作中，为未来的发展打下坚实的基础。
第二课时一、设计方案背景在当今信息化社会，系统设计成为了各行各业都必须面对的问题。
而对于初学者来说，如何掌握简单系统设计的基本方法成为了一个重要课题。
[重点]数据采集系统设计原则与基本方法
![[重点]数据采集系统设计原则与基本方法](https://img.taocdn.com/s3/m/5cff73fa5ff7ba0d4a7302768e9951e79b8969d0.png)
数据采集系统设计原则与基本方法一、数据采集系统设计的基本原则1、硬件设计的基本原则【1】良好的性价比系统硬件设计中，一定要注意在满足性能指标的前提下，尽可能地降低价格，以便得到高的性能价格比，这是硬件设计中优先考虑的一个主要因素。
因为系统在设计完成后，主要的成本便集中在硬件方面，当然也成为产品争取市场关键因素之一。
【2】安全性和可靠性选购设备要考虑环境的温度、湿度、压力、振动、粉尘等要求，以保证在规定的工作环境下，系统性能稳定、工作可靠。
要有超量程和过载保护，保证输人、输出通道正常工作。
要注意对交流市电以及电火花等的隔离。
【3】较强抗干扰能力有完善的抗干扰措施，是保证系统精度、工作正常和不产生错误的必要条件。
例如强电与弱电之间的隔离措施，对电磁干扰的屏蔽，正确接地、高输人阻抗下的防止漏电等。
2、软件设计的基本原则【1】结构合理。
程序应该采用结构模块化设计。
这不仅有利于程序的进一步扩充或完善，而且也有利于程序的后期修改和维护。
【2】操作性能好，使用方便，具备良好的人机界面。
【3】具有一定的保护措施和容错功能。
系统应设计一定的检测程序，例如状态检测和诊断程序，以便系统发生故障时，便于查找故障部位。
对于重要的参数要定时存储，以防止因掉电而丢失数据。
【4】提高程序的执行速度，尽量减小占用系统的内存。
【5】给出必要的程序说明，便于后期程序维护。
二、系统设计的一般步骤1、分析问题和确定任务在进行系统设计之前，必须对要解决的问题进行调查研究、分析论证。
如产品的应用场合、面向的客户类型等。
在此基础上，根据实际应用中的问题提出具体的要求，确定系统所要完成的数据采集任务和技术指标，确定调试系统和开发软件的手段等。
另外，还要对系统设计过程中可能遇到的技术难点做到心中有数，初步定出系统设计的技术路线。
2、确定采样周期Ts采样周期Ts决定了采样数据的质量和数量。
利用采样定理和系统设指标来确定采样周期。
3．系统总体设计在系统总体设计阶段，一般应做以下几项工作。
第四节系统设计的基本方法
飞沙堰是都江堰确保成都平原不受水灾的关键要害。它的主要作用是 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，确有鬼斧神工之妙。
第三章系统与设计
第四节 系统设计的基本方法
系统设计的基本方法：
1、确定系统设计的总体目的要求 2、基本的设计分析：
（1）系统设计的约束条件（系统设计的条件、外部环境等） （2）系统内部组分之间、系统与外部环境之间相互联系及制约关系 3、系统的设计 （1）子系统设计及功能确定 （2）系统总体技术设计 4、系统的优化 （1）分析影响系统优化的主要因素，提高系统的整体运行效果 （2）设计方案不断验证、完善 5、系统的评价及改进
都江堰工程
3、 “宝瓶口”引水工程
是湔山(今名灌口山、玉垒山)伸向岷江的长脊上 凿开的一个口子，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。
v u ln m m0
u : 水喷射速度（相对速度） v : 水火箭在刚喷完水时的速度
（2）发射角度对飞行距离 和高度的影响
m0 : 水火箭开始飞行时质量 m : 水火箭在水刚喷完时的质量
水火箭的设计
5、系统的评价和改进
通过发射火箭检 验，对其安全性、功 能性等方面进行评价。 并尝试更好的改进效 果。
软件系统详细-设计
② WHILE结构 WHILE 条件
循环体S ENDWHILE
③ UNTIL结构 REPEAT
循环体S UNTIL 条件 输入/输出语句
① 输入语句： GET(输入变量表)
② 输出语句：
PUT(输出变量表) 模块调用语句
CALL 模块名(参数)
5 判定表：当算法中包含多重嵌套的条件选择时使 用。表示复杂的条件组合与相应的动作适宜。
从输入文件中各读一条记录 处理居民记录 end 关闭全部文件 停止 产生新文件 end
从上面的例子中可以看出，对于一个输入、输出数据结构之间对应关系清 晰的小规模数据处理问题来说，采用Jackson方法可以很方便地得到系统的 处理过程描述。但当输入、输出数据出现错误或输入、输出数据间没有对 应关系(称为结构冲突)时，上面所介绍的映射规则就无法处理了。
详细设计说明书可以看作是在系统结构设计说明书所确定的系统总体结构的基础
上，对其中各个模块实现过程的进一步描述和细化。通常，详细设计说明书中应主 要包括以下几方面的内容：
(1) 引言：用于说明编写本说明书的目的、背景，定义所用到的术语和缩略语， 以及列出文档中所引用的参考资料等。
(2) 总体设计：用于给出软件系统的体系结构图。
(6)PDL描述与程序结构相似，故PDL语言便于将详细设计的结果转换为源程序。 PDL的缺点是不如图形描述形象直观，因此常常将PDL描述与一种图形描述结合起
来使用。
PDL语言的主要定义语句及基本控制结构的表达如下所示： 定义语句
(1) 数据定义： DECLARE 属性变量名，… 属性包括：整型、实型、双精度型、字符型、指针、数组及结构等类型。
《软件工程》
软件的系统设计—详细设计 陈巧丽
简述结构化程序设计方法的基本要点
结构化程序设计方法的基本要点简介结构化程序设计方法是一种用于构建大型程序的系统性方法。
它通过将程序分解为一系列小的、可管理的模块，以及规定了模块之间的交互方式，从而降低程序的复杂性，提高程序的可维护性和可读性。
本文将从以下几个方面详细介绍结构化程序设计方法的基本要点。
1. 模块化模块化是结构化程序设计方法的核心思想之一。
模块化将程序分解为多个功能相对独立的模块，每个模块负责完成一个特定的任务。
模块化有助于提高程序的可读性，可维护性和可重用性。
1.1 模块划分在进行模块划分时，可以按照功能划分原则，将程序划分为几个不同的功能模块，每个模块负责完成一个特定的功能。
也可以按照数据划分原则，将程序划分为几个处理不同数据的模块。
模块应该具有清晰的职责和界限，不同模块之间的功能和数据交互应该通过接口进行。
1.2 接口设计模块之间的接口设计是模块化的关键。
接口应该明确定义模块之间的输入和输出，以及数据的传递方式。
良好的接口设计可以降低模块之间的耦合度，提高代码的可复用性，使得模块可以独立开发和测试。
1.3 函数与过程模块可以通过函数或过程来实现。
函数是一段可重用的代码，用于执行特定的计算或操作，并返回一个结果。
过程是一段可重用的代码，用于执行一系列操作，不返回结果。
函数和过程有助于将程序划分为更小的单元，提高程序的可读性和可维护性。
2. 控制结构控制结构是结构化程序设计方法的另一个重要要点。
控制结构用于控制程序的执行流程，改变程序的执行顺序或执行条件。
2.1 顺序结构顺序结构是程序从上到下按照顺序执行的控制结构。
顺序结构是程序的基础，所有的程序都是从顺序结构开始进行。
2.2 选择结构选择结构用于根据条件选择执行不同的代码块。
常见的选择结构包括if语句和switch语句。
if语句用于判断一个条件是否成立，如果条件成立，则执行其中的代码块；否则执行其他代码块。
switch语句可以根据一个表达式的值选择执行不同的代码块。
系统设计课程设计小结
系统设计课程设计小结一、教学目标本课程的教学目标是让学生掌握系统设计的基本概念、方法和步骤，能够运用系统设计的思想和方法解决实际问题。
具体包括以下三个方面的目标：1.知识目标：学生能够理解系统设计的基本概念，掌握系统分析、系统设计、系统实施和系统评价的方法和步骤。
2.技能目标：学生能够运用系统设计的方法和工具，独立完成一个简单的系统设计项目。
3.情感态度价值观目标：学生能够认识到系统设计在解决实际问题中的重要性，培养学生的创新意识和团队合作精神。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括系统设计的基本概念、方法、步骤和应用。
具体包括以下几个部分：1.系统设计的基本概念：包括系统、系统分析、系统设计、系统实施和系统评价等概念。
2.系统分析方法：包括需求分析、功能分析、数据流图等分析方法。
3.系统设计方法：包括结构化设计、面向对象设计、敏捷设计等设计方法。
4.系统实施和评价：包括系统实施的基本步骤、系统评价的方法和指标。
5.系统设计应用案例：通过实际案例，让学生了解系统设计在实际项目中的应用和效果。
三、教学方法为了实现教学目标，本课程将采用多种教学方法，包括讲授法、案例分析法、讨论法和实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，让学生掌握系统设计的基本概念和方法。
2.案例分析法：通过分析实际案例，让学生了解系统设计在实际项目中的应用和效果。
3.讨论法：通过小组讨论，培养学生的团队合作精神和创新意识。
4.实验法：通过动手实践，让学生掌握系统设计的具体操作方法和技巧。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的系统设计教材，为学生提供系统设计的理论知识。
2.参考书：提供相关的参考书籍，拓展学生的知识面。
3.多媒体资料：制作精美的PPT、教学视频等多媒体资料，提高学生的学习兴趣。
4.实验设备：准备计算机、网络设备等实验设备，为学生提供实践操作的机会。
五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分，以全面客观地评价学生的学习成果。
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简易教室系统
教室平面
பைடு நூலகம்保温
通风
采光
防火子系统
疏散
教室平面设计
教室平面的形状、朝向问题、教室面积如何确定、 教室门窗如何设计、桌椅、讲台的摆放等。
学生最大人数、桌、凳所占面积
面积的预估 教室平面设计 各部分位置的确定 排、行、桌、凳之间空隙 估算教室前面的面积 班级必备物品
教室平面设计
关于教室平面设计方案的检验问题 通过设计纸模型来展示 通过实地测量现有教室比较 通过访问教师、工程师来了解征求意见。
吴仪毫不示弱，立即针锋相对地回敬以“铁掌”：“我 们是在和强盗谈判，请你看看你们博物馆里的展品，有 多少是从中国抢来的！”面对对方的无理攻击，吴仪部 长坚决予以回击，捍卫了祖国的尊严，使卡拉· 希尔斯 想一上来就占上风的企图落了空。 吴仪用的就是反推法：如果说我们是“小偷”，那么你 们就是十足的强盗！对方攻击我们是“小偷”，意为中 国人侵犯了美国的知识产权（如盗版）。这显然是以偏 概全的手法，吴仪用同样的推理方法，指出对方是“强 盗”，并提出了铁证———博物馆里把从中国抢来的国 宝作为展品！驳得妙极了！“铁拳”与“铁掌”相碰， 迸出火花。真可谓不打不相识，几个回合下来，吴仪在 谈判中表现出来的坚毅、灵活与智慧，赢得了对手的尊 重，两人竟成了好朋友。
教室保温设计
平房耗散热量的规律 保温隔热的方法 从保温角度对室体的设计要求 从保温角度对门窗的设计要求 根据经费情况决定采用暖气子系统还是火墙 子系统
岩棉
又称岩石棉、是矿物棉的一种。以天然岩石及矿物 等为原料。 1、绝热性能：绝热性能好是岩棉、矿渣棉制品的 基本特性。 2、燃烧性能：岩棉、矿渣棉制品的燃烧性能取决 于其中可燃性粘接剂的多少。 3、隔音性能：岩棉、矿渣棉制品具有优良的隔音 和吸声性能，其吸声机理是这种制品具有多孔性结 构，当声波通过时，由于流阻的作用产生摩擦，使 声能的一部分为纤维所吸收，阴碍了声波的传递。
系统设计的基本原则
实现系统功能——系统设计的首要原则 合理解决各系统的冲突——综合处理的原则 追求效益的最大化及优化——系统设计追求 的永恒目标的原则 可实现动态调整原则 人性化设计原则 具备战略性的思考，即设计应有相对稳定性 和适应
反推法
把对方分析推理的逻辑，反过来应用于对方， “以其人之道还治其人之身”，以突出对方论 点的荒唐，对方很难再有还手之力。 1991年底，中美知识产权谈判开始。时任外经 部副部长的吴仪，是中方代表团团长。她的对 手、美方代表团团长是部长级贸易代表卡拉· 希 尔斯，号称“国际贸易谈判圈中的铁女人”。 这个铁女人果然厉害，一上来就挥舞“铁拳”， 来个下马威，扬言：“我们是在和小偷谈判！” 企图镇住吴仪，占据上风。
刘婶：“芳芳她娘，芳芳今年出嫁只能收2300元彩礼， 过一年多收100元，过几年再嫁更划得来嘛！” 佟大妈：“可不？我才不急呢。” 刘婶：“再过20年，彩礼能收到4300元，可那时芳芳 43岁了，谁还要她呢？” 佟大妈无话可说，明白了自己的糊涂。刘婶又因势利导， 终于说服佟大妈少要彩礼，高高兴兴地把芳芳嫁了出去。 刘婶没有直接指出佟大妈的错误，而是假设其正确，引 申推理，引出荒唐的结果，使对方认识并改正错误。在 风趣幽默中完成反击，非常巧妙。
流阻是指在稳定气流状态下，加在吸声材料样品两边的压力差 与通过样品的气流线速度的比值。单位是Pa· s/m
火墙
火墙是利用炉灶的烟气通过立砖砌成的空心 短墙采暖的设备，和火炕类似，是北方传统 民居被动式节能的一种方式，在冬季利用使 用灶炉产生的热量来升高室内温度。
设计的基本方法
作为一个具体的系统，必有其特定的功能、 内部规律和特性，以及所处的外部环境（条 件）。通过对功能、特性、环境的分析，便 可以得到该系统设计的基本方法。 不论设计的基本方法具体包括哪些内容，都 要遵循系统设计的基本原则
反证法
先假定对方的观点是正确的，然后对这一观点作适当的引 申，得出显而易见的荒唐的结论，使对方的立论站不住脚， 败下阵来。反证法用的是逻辑上的归谬反驳法，生动有力、 幽默风趣。 某地农村有嫁女收彩礼的习俗。佟家有个姑娘叫芳芳，今 年23岁，已到了谈婚论嫁的时候。佟大妈没文化、见识 短浅，放出话来：“俺养活闺女23年，得收2300元彩礼， 少一分也不行！” 佟芳芳的对象家境贫寒，拿不出这笔彩礼，托邻居刘婶去 做佟大妈的劝说工作。
系统设计的一般步骤
①将系统分解为若干个小系统 ②确定各子系统的目标、功能及相互关系 ③对子系统进行技术设计和评价 ④对系统进行总体技术设计和评价
图中为一所希望小学的教室，他们想增建一 间简易平房教室。主要功能提供教与学的场 所。如果你是一位系统设计师，你需要考虑 哪些方面的问题？
简易教室系统组成和层次结构
系统与设计
第四节 简单系统设计的基本方法
学习目标
通过简单系统的设计案例的分析，初步学会 简单系统设计的基本方法 理解系统设计的基本原则
系统设计的概念
在系统分析的基础上，设计出满足预定 标准的系统的过程。
系统设计应考虑的主要问题
系统设计的目的与要求 系统各部分之间的相互联系与相互作用 系统设计方案的优化