系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

1、.系統(tǒng)設(shè)計(jì)概念系統(tǒng)設(shè)計(jì)概念1系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容2系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟3系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法. 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的任務(wù)是要求對系統(tǒng)研究作業(yè)所限定的系統(tǒng)環(huán)境、決策系統(tǒng)和目標(biāo)的特性進(jìn)一步結(jié)構(gòu)化，同時(shí)采用合理的、合乎邏輯的設(shè)計(jì)過程和方法反映系統(tǒng)的行為特征及其效果，并利用與信息源內(nèi)容有關(guān)的各類專業(yè)知識充分和有效地?cái)U(kuò)展和掌握信息源可知部分，以達(dá)到使信息源的不可知部分減少到最低程度的目的。系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總目的是，在保證決策質(zhì)量的前提下，如何進(jìn)一步減少?zèng)Q策者所必須理解的信息量，使目標(biāo)所限定的信息源中的信息量僅包含決策者所必須了解的部分。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要方向是為達(dá)到系統(tǒng)的目標(biāo)而協(xié)調(diào)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及其活動(dòng)過

2、程。（二）系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容u系統(tǒng)設(shè)計(jì)的信息源.系統(tǒng)的信息源可以劃分為可知與不可知兩部分。這兩部分信息的劃分由所運(yùn)用專業(yè)知識的廣度和深度決定。圖1表示A、B、C、D四種專業(yè)知識與某特定信息源的關(guān)系。而圖2是A、B、C三種專業(yè)知識所劃分的信息源的可知與不可知部分的示意圖。在這里，信息源I與A、B、C形成的交集（IA B C）即為可知部分，剩下的為不可知部分。顯然，由于運(yùn)用專業(yè)知識的廣度和深度不同，與信息源所形成的交集也就不同，故信息源的可知部分與不可知部分的劃分也就不同。圖3是由IA B D形成的交集，它的不可知部分與可知部分就不同于圖2。環(huán)境特性對應(yīng)于信息源中的不可知部分；系統(tǒng)特征對應(yīng)于信息源中的

3、可知部分。.DCIAB信息源信息源圖圖1 專業(yè)知識與信息源關(guān)系專業(yè)知識與信息源關(guān)系.不可知可知信信息息源源I信信息息源源I圖圖2 用用A 、 B 、 C專業(yè)知識劃分專業(yè)知識劃分信息源可知與不可知的方式示意信息源可知與不可知的方式示意圖圖圖圖3 用用A 、 B 、 D專業(yè)知識劃分專業(yè)知識劃分信息源可知與不可知的方式示意信息源可知與不可知的方式示意圖圖不可知可知不可知IA B CIA B D.通過圖2和圖3的比較得知：在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，所掌握和運(yùn)用的專業(yè)知識的背景和深度的差異一般都會影響到未來環(huán)境與決策系統(tǒng)的相對關(guān)系，最終也會影響到系統(tǒng)目標(biāo)的結(jié)果。因此，組織不同類型專家對系統(tǒng)分析活動(dòng)進(jìn)行不同深度的討論

4、，就會有不同的系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果。.u系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分類.系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與詳細(xì)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計(jì)分為總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)。n（一）總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要解決子系統(tǒng)的劃分與確認(rèn)、（一）總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要解決子系統(tǒng)的劃分與確認(rèn)、模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和配置方案等問題。模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和配置方案等問題。子系統(tǒng)劃分：是將一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)為若干子系統(tǒng)和一系列基本模塊的設(shè)計(jì)，并通過模塊結(jié)構(gòu)圖把分解的子系統(tǒng)和一個(gè)個(gè)模塊按層次結(jié)構(gòu)聯(lián)系起來。模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：是對各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)化，確定劃分后的子系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)，并畫出模塊機(jī)構(gòu)圖。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與設(shè)備配置方案：是考慮如何將各個(gè)子系統(tǒng)從內(nèi)部用局域網(wǎng)連接起來，以及今

5、后系統(tǒng)如何與外部系統(tǒng)相連接，并根據(jù)實(shí)際情況配置和選用網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品。.n（二）詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要解決代碼設(shè)計(jì)、（二）詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要解決代碼設(shè)計(jì)、輸出設(shè)計(jì)、輸入設(shè)計(jì)、處理過程設(shè)計(jì)、數(shù)輸出設(shè)計(jì)、輸入設(shè)計(jì)、處理過程設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、人機(jī)界面設(shè)計(jì)、安全控制設(shè)計(jì)據(jù)庫設(shè)計(jì)、人機(jī)界面設(shè)計(jì)、安全控制設(shè)計(jì)等問題。等問題。代碼設(shè)計(jì):是要設(shè)計(jì)出一套能為系統(tǒng)各部分公用的、優(yōu)化的信息編碼系統(tǒng)。輸出設(shè)計(jì):是根據(jù)管理和用戶的需要進(jìn)行各種輸出方式的設(shè)計(jì)，如：報(bào)表輸出、磁盤文件輸出、圖形輸出。輸入設(shè)計(jì):是根據(jù)需要設(shè)計(jì)系統(tǒng)的輸入風(fēng)格，如：輸入方式設(shè)計(jì)、校對方式設(shè)計(jì)、輸入界面設(shè)計(jì)、輸入界面的布局。處理過程設(shè)計(jì):是根據(jù)模塊的劃分進(jìn)行的設(shè)計(jì)

6、，其目的是掌握系統(tǒng)處理的整個(gè)過程和便于輸入輸出等設(shè)計(jì)工作。.數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì):是為了使整個(gè)系統(tǒng)都可以迅速、方便、準(zhǔn)確的調(diào)用和管理所需的數(shù)據(jù)。 輸出設(shè)計(jì):是根據(jù)管理和用戶的需要進(jìn)行各種輸出方式的設(shè)計(jì)，如：報(bào)表輸出、磁盤文件輸出、圖形輸出。人機(jī)界面設(shè)計(jì):是為系統(tǒng)的用戶和管理者提供一個(gè)友好、交互的界面，方便訪問、操作、與管理。 安全控制設(shè)計(jì):是從軟硬件方面進(jìn)行安全防護(hù)，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)作，減少各種安全問題給系統(tǒng)帶來的損失。.例例1 1某企業(yè)現(xiàn)生產(chǎn)若干種產(chǎn)品。該企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品所需要的原材料屬于有限資源。資源的供應(yīng)量一部分可以通過向國家提出申請計(jì)劃調(diào)撥，一部分可通過銀行貸款向市場購買，以滿足企業(yè)生產(chǎn)的需要。但

7、銀行貸款受到種種條件的影響和約束，如企業(yè)的資產(chǎn)規(guī)模和信譽(yù)、市場銀根的緊張程度等。該問題狀況已通過系統(tǒng)研究作業(yè)而確認(rèn)了目標(biāo)的性質(zhì)。現(xiàn)需要進(jìn)一步對此問題進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。.該企業(yè)制定生產(chǎn)計(jì)劃，目的是要盡可能保證實(shí)現(xiàn)最佳經(jīng)濟(jì)效果。根據(jù)該目標(biāo)所提示的性質(zhì)，找出目標(biāo)所覆蓋的主要系統(tǒng)部件，諸如“原材料的采購與供應(yīng)”“設(shè)計(jì)與生產(chǎn)部門”“質(zhì)量控制系統(tǒng)”“銷售服務(wù)部門”等。根據(jù)上述初步認(rèn)定的系統(tǒng)部件，首先找出其中的環(huán)境因素以及與系統(tǒng)部件的關(guān)系。屬于環(huán)境不可控因素的有“銀行貸款”和“市場對產(chǎn)品的需求”。這兩個(gè)因素分別影響可能的原材料采購和供應(yīng)量以及產(chǎn)品的銷售量。如果假設(shè)向國家申請的原材料計(jì)劃供應(yīng)量屬于環(huán)境可控制因

8、素，即是可以由企業(yè)決策者在一定范圍內(nèi)加以選擇的，該可控制因素當(dāng)然會影響到原材料的供應(yīng)量。所以，系統(tǒng)環(huán)境中的“銀行貸款”“市場對產(chǎn)品的需求”“原材料供應(yīng)計(jì)劃量”等環(huán)境因素都會影響決策系統(tǒng)中的一些系統(tǒng)部件。其次再確認(rèn)決策系統(tǒng)內(nèi)各系統(tǒng)部件之間的關(guān)系。.通過對上述系統(tǒng)部件與環(huán)境因素間的關(guān)系以及系統(tǒng)部件間的相互關(guān)系的確認(rèn)，如果系統(tǒng)目標(biāo)可以用生產(chǎn)不同類型產(chǎn)品的數(shù)量（這是調(diào)整企業(yè)經(jīng)營利潤的方向）來標(biāo)志，并作為該企業(yè)經(jīng)營活動(dòng)的輸出，那么便可具體做出該企業(yè)活動(dòng)系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)概念框圖。企業(yè)活動(dòng)的系統(tǒng)示意圖如圖4所示。.銀行貸款市場需求原材料計(jì)劃供應(yīng)量原材料采購與供應(yīng)部門產(chǎn)品設(shè)計(jì)和生產(chǎn)部門產(chǎn)品銷售和服務(wù)部門質(zhì)量控制

9、系統(tǒng)在產(chǎn)品成品庫不同類型產(chǎn)品的生產(chǎn)數(shù)量企業(yè)活動(dòng)的系統(tǒng)示意圖企業(yè)活動(dòng)的系統(tǒng)示意圖.按照系統(tǒng)研究作業(yè)所限定的目標(biāo)范圍和信息源，應(yīng)用專業(yè)知識找出或確認(rèn)系統(tǒng)部件，一般情況下這些部件都應(yīng)在目標(biāo)提示的性質(zhì)所覆蓋的范圍之內(nèi)（系統(tǒng)部件代表系統(tǒng)的一部分的狀態(tài)，系統(tǒng)的整體狀態(tài)由這些部分的狀態(tài)組成）；根據(jù)目標(biāo)性質(zhì)所覆蓋的系統(tǒng)部件，首先從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上分析系統(tǒng)環(huán)境因素與系統(tǒng)部件之間的關(guān)系（系統(tǒng)環(huán)境因素包括不可控制因素和可控制因素兩類）；分析系統(tǒng)各部件之間的相互關(guān)系和影響，描述出系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖，使系統(tǒng)環(huán)境、決策系統(tǒng)和目標(biāo)能有機(jī)和協(xié)調(diào)地聯(lián)結(jié)為一體，并能具體反映系統(tǒng)的行為特征；依照系統(tǒng)整體狀態(tài)及其行為特征，提出能反映目標(biāo)方向的

10、參數(shù)作為該設(shè)計(jì)系統(tǒng)的輸出。綜上所述可以將系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容歸納如下：綜上所述可以將系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容歸納如下：.上述系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包含系統(tǒng)的環(huán)境因素和結(jié)構(gòu)部件及其相互聯(lián)系以及系統(tǒng)的參數(shù)輸出。實(shí)際上，就是在限定了信息源的條件下，由系統(tǒng)分析人員應(yīng)用各類知識不斷擴(kuò)大可知部分信息和縮小不可知部分的信息，以使決策者能夠進(jìn)行決策。.u系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路針對客觀現(xiàn)實(shí)中的系統(tǒng)或者問題，大致可以歸納出兩種思路。一種是硬系統(tǒng)思維方法；另一種是軟系統(tǒng)思維方法。.硬系統(tǒng)思維方法是一種目標(biāo)導(dǎo)向的思維過程。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)活動(dòng)開始時(shí)，被分析和要設(shè)計(jì)的系統(tǒng)或問題所希望達(dá)到的目標(biāo)是已經(jīng)或者可以確定的，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也是可以定義的。硬系統(tǒng)思維是解決

11、問題的狹義思維過程，適用于目標(biāo)明確、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)可以定義的問題。硬系統(tǒng)思維的工作是希望能在所設(shè)定的條件下求解系統(tǒng)的最優(yōu)解，并以此組織系統(tǒng)內(nèi)的各個(gè)部件及其相互關(guān)系，以達(dá)到希望的目的。硬系統(tǒng)思維實(shí)質(zhì)是要求系統(tǒng)設(shè)計(jì)者提供一個(gè)能有效滿足已被定義的系統(tǒng)目標(biāo)所必需的方法或手段。.軟系統(tǒng)思維方法的特點(diǎn)：系統(tǒng)的目標(biāo)模糊不清，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不能或者不能完美地定義，在系統(tǒng)中人的行為和意志往往有較大的影響。軟系統(tǒng)思維是解決問題的廣義思維過程，適合于有較強(qiáng)烈的人的主觀行為影響的活動(dòng)系統(tǒng)。軟系統(tǒng)思維往往用來解決由于目標(biāo)經(jīng)常模糊不清的，再加上人的價(jià)值觀和主觀行為的影響，從而產(chǎn)生的一類非結(jié)構(gòu)型的系統(tǒng)問題。.系統(tǒng)中“人” 的因素系統(tǒng)

12、設(shè)計(jì)中“人”的因素包括兩類：一是系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者因素；另一種是涉及的人的因素，如系統(tǒng)的使用者、維護(hù)者等。對“人”的考慮是系統(tǒng)工程考慮問題的一個(gè)特點(diǎn)，或者說運(yùn)用系統(tǒng)工程方法完成的大都是人造系統(tǒng)和人機(jī)系統(tǒng)。因此，除了設(shè)計(jì)者方面的因素外，還要考慮系統(tǒng)中的人以及人和其他系統(tǒng)元素之間的關(guān)系和連接。.系統(tǒng)中人的職能和任務(wù)作為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一部分，人在系統(tǒng)中的職能和任務(wù)包括：工作業(yè)務(wù)、責(zé)任、任務(wù)、子任務(wù)、任務(wù)元素。.（三）系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟.系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟是有效設(shè)計(jì)的行動(dòng)步驟，在闡明設(shè)計(jì)步驟之前，要明確一下系統(tǒng)設(shè)計(jì)與一般傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的區(qū)別。這種區(qū)別表現(xiàn)為系統(tǒng)設(shè)計(jì)比一般傳統(tǒng)設(shè)計(jì)多加了一個(gè)系統(tǒng)工程過程，這就是目標(biāo)功能結(jié)構(gòu)效益的多

13、次分析與綜合，以產(chǎn)生最優(yōu)方案的過程。而方案之后的具體設(shè)計(jì)與一般傳統(tǒng)設(shè)計(jì)無原則區(qū)別。系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要用于大型產(chǎn)品和重大工程項(xiàng)目。因?yàn)楫?dāng)投資額以億元計(jì)，周期一搞幾年或十幾年，沒有仔細(xì)的全面考慮的系統(tǒng)方法，就會產(chǎn)生重大失誤。系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟一般包括：設(shè)計(jì)方針和設(shè)計(jì)方法的給定；分析與綜合的探討；設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的收集與加工；分系統(tǒng)設(shè)計(jì)與評價(jià)；總系統(tǒng)設(shè)計(jì)與評價(jià)；實(shí)現(xiàn)方法的設(shè)計(jì)與評價(jià)；系統(tǒng)綜合評價(jià)等。下面簡要討論、 、 等三個(gè)問題。.設(shè)計(jì)方針和方法的給定系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是產(chǎn)生解決問題的最優(yōu)方案。因系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是產(chǎn)生解決問題的最優(yōu)方案。因此設(shè)計(jì)方針與方法主要是圍繞方案的產(chǎn)生而提出的。此設(shè)計(jì)方針與方法主要是圍繞方案的

14、產(chǎn)生而提出的。系統(tǒng)設(shè)計(jì)要搞多方案，決不能滿足于一個(gè)方案，最好得到解決問題的全部可行方案以便掌握全貌。方案產(chǎn)生過程要應(yīng)用創(chuàng)造性技術(shù)，這是產(chǎn)生好方案的重要條件。關(guān)于方案的問題，前面說過最優(yōu)方案是在比較中產(chǎn)生的，而實(shí)際上最優(yōu)方案只有相對性。.尋求方案的策略這里介紹幾種獨(dú)具風(fēng)格的行動(dòng)策略，并指出按照目標(biāo)應(yīng)用這些策略的重點(diǎn)按次序劃分的策略線性策略 按順序解決局部問題，沒有必要返回到以前的決策階段。單級完善尋找策略。圖圖1 單級完善尋找策略示意圖單級完善尋找策略示意圖.圖圖2 2 多級完善尋找策略示意圖多級完善尋找策略示意圖. 多級完善尋找策略 .b） 循環(huán)策略l在尋求過程中，當(dāng)證明有必要時(shí)，返回到以前的

15、決策階段，并從那里出發(fā)，以修改過的形式重復(fù)這個(gè)過程。l上列策略在方案尋找中往往是組合起來使用的，在不同規(guī)劃階段，改上列策略在方案尋找中往往是組合起來使用的，在不同規(guī)劃階段，改變應(yīng)用的重點(diǎn)。一個(gè)規(guī)劃步驟的決策越多，循環(huán)策略與單級完善策略變應(yīng)用的重點(diǎn)。一個(gè)規(guī)劃步驟的決策越多，循環(huán)策略與單級完善策略混合使用的傾向就越大。多級完善策略在費(fèi)用允許條件下，也是可用混合使用的傾向就越大。多級完善策略在費(fèi)用允許條件下，也是可用的，但應(yīng)盡量減少尋求階段（等級）。的，但應(yīng)盡量減少尋求階段（等級）。 按行動(dòng)方向劃分的策略“從外向里”的策略 l這是在解決方案有可能達(dá)到起碼要求時(shí)，從外部關(guān)系出發(fā)找出其組成部分的策略。b

16、）“從里向外”的策略 l 這是在放棄總體方案的考慮，先從熟悉現(xiàn)有解決方案組成部分的組合開始，再試圖使這種組合適合于環(huán)境情況的策略。.綜合綜合是一個(gè)創(chuàng)造性的過程。為了使這一創(chuàng)造性過程順利進(jìn)行，綜合是一個(gè)創(chuàng)造性的過程。為了使這一創(chuàng)造性過程順利進(jìn)行，要避免某些條條框框的限制，充分發(fā)揮每個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的個(gè)要避免某些條條框框的限制，充分發(fā)揮每個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的個(gè)人能力和想象力。促進(jìn)綜合過程的通常做法包括如下幾種。人能力和想象力。促進(jìn)綜合過程的通常做法包括如下幾種。在思想上把握主要目標(biāo)是獲得好方案的前提。為避免尋求方案的范圍和確切程度受到影響，采取以下措施： 有意識地把注意力引向新的解決方案范圍，如出現(xiàn)新的成功可能時(shí)，就可考慮修改原定的基本目標(biāo)和約束條件。 起草一個(gè)“理想方案”，然后再用基本目標(biāo)和約束條件修改它，使之接近現(xiàn)實(shí)條件。變換分析處理問題的手段可成為尋求方案的“推動(dòng)力”。搞清解決方案的基本設(shè)想可以推動(dòng)尋求方案的思考過程。.分析分析的作用是為了不斷把結(jié)果與要求做對比，找出方案的缺陷，以便不斷完善方案；同時(shí)也是在綜合過程中，提出和篩選不能滿足基本目標(biāo)的方案的重要手