第二章 设计方法 功能分析法

第二章程序设计基础2.1程序设计方法与风格程序设计是一门艺术，需要相应的理论、技术、方法和工具来支持。

就程序设计方法和技术的发展而言，主要经过了结构化程序设计和面向对象程序设计阶段。

除了好的程序设计方法和技术外，程序设计风格也是很重要的。

因为程序设计风格会深刻地影响软件的质量和可维护性，良好的程序设计风格可以使程序结构清晰合理，使程序代码便于维护，因此程序设计风格对保证程序的质量是很重要的。

一般来说，程序设计风格是指编写程序时所表现出的特点、习惯和逻辑思路。

程序是由人来编写的，为了测试和维护程序，往往还要阅读和跟踪程序，因此程序设计的风格总体而言应该强调简单和清晰，程序必须是可理解的。

可以认为，著名的“清晰第一，效率第二”的论点已成为当今主导程序设计风格。

要形成良好的程序设计风格，主要应注重和考虑下述一些因素。

1、源程序文档化源程序文档化应考虑如下几点：(1)符号名的命名：符号名的命名应具有一定实际意义，以便于对程序功能的理解。

(2)程序注释：正确的注释能够帮助读者理解程序。

注释一般包括序言性注释和功能性注释。

序言性注释通常位于每个程序的开头部分，它给出程序的整体说明，主要描述内容包括：程序标题、程序功能说明、主要算法、接口说明、程序位置、开发简历、程序设计者、复审者、复审日期、修改日期等。

功能性注释的位置一般嵌在源程序体之中，主要描述其后的语句或程序做什么。

(3)视觉组织：为使程序的结构一目了然，可以在程序中利用空格、空行、缩进等技巧使程序层次清晰。

2、数据说明的方法在编写程序时，需要注意数据说明的风格，以便使程序中的数据说明更易于理解和维护。

一般应注意以下几点：(1)数据说明的次序规范化。

鉴于程序理解、阅读和维护的需要，使数据说明次序固定，可以使数据的属性容易查找，也有利于测试、排错和维护。

(2)说明语句中变量安排有序化。

当一个说明语句说明多个变量时，变量按字母顺序排列为好。

(3)使用注释来说明复杂数据的结构。

第二章教学设计模式一、重难点解析这一章主要介绍了以下几项内容：教学设计模式的含义和功能、教学设计的过程模式，教学设计模式的发展的四个阶段、教学设计模式发展的“二代”，以及教学设计模式的各种类型。

1.教学设计模式的和功能⑴含义模式，通常是指可以使人模仿的系统化的、稳定的操作样式，它表现为某种规范的结构或者框架。

教学设计的模式是经过长期的教学设计实践活动所形成的教学设计的系统化、稳定的操作样式，它用简约的方式，提炼和概括了教学设计实践活动的经验，解释和说明了教学设计的理念和有关理论。

教学设计的模式既是教学设计理论的具体化，又是教学设计实践活动的升华，它同时具有理论和实践的特征。

⑵功能主要的有以下几个方面：第一，教学设计模式可以为教学设计的实践提供直接的指导。

第二，教学设计模式可以为教学设计的理论研究提供资料、素材。

教学设计模式包含了关于教学设计的特定的理论、指导思想，这些教学理论可以转化为教学设计的理论，成为教学设计理论研究的来源。

第三，教学设计模式可以为教学实践活动提供指导。

第四，教学设计模式可以为教学管理决策提供指南和依据。

因为教学设计模式提供了关于教学实践活动过程的各个环节、各个方面的信息。

2.教学设计的过程模式教学设计的模式是一系列程序化的步骤，因此，教学设计的模式也往往表现为一个有序的过程。

教学设计的过程模式可以从教学设计模式的要素和教学设计模式的构成环节两个方面来把握。

⑴教学设计模式的要素教学模式所包含的基本内容可称为教学设计模式的要素。

20世纪80年代，安德鲁斯和古德森总结出教学设计模式的14个步骤，这14个步骤反映了教学设计模式的要素。

分别为：需要的评估；考虑不同的解决教学问题的方法；形成系统；明确限制；形成广泛目标和可以观察的具体化子目标；生成与总目标和子目标相匹配的前测和后测测验；分析总目标和子目标的类型并将下属技能序列化；确定学习者的特点和准备状态；形成与科目和学习者需要相适应的教学策略；选择媒体以采用教学策略；形成以策略为基础的教学课件；对课件进行形成性评价以诊断课件使用者的学习困难；在诊断基础上，对课件进行修改；开发有关安装和维持以及定期修理教学程序的材料和过程。

一级注册建筑师考试《建筑方案设计（作图题）》（应试技巧）建筑方案设计的特征之一，就是设计成果没有标准答案，设计过程长短有别，但设计质量却有优劣、高下之分。

其中有方法运用的因素，也有技巧施展的因素。

对于建筑方案设计（作图题）科目考试来说，应试者都希望设计过程不要冗长，更不要迂回反复，也都希望拥有事半功倍的好办法。

因此寻找一点应试技巧是可以理解的，但绝不可以投机取巧。

因为应试技巧也是要以设计基本功作为前提的，也要依托于平日设计素养的切实提升。

笔者总结出以下几点应试技巧，希望可以启发应试者：一、寻找最简便的设计思路，避免方案设计陷入迷途应试者应试建筑方案设计一定要明白这仅仅是考试，不是投标或做项目设计，那就怎么简单怎么做，千万不能把问题复杂化。

特别是对于某些看似不解实则不难的试题，不要按常规思维定式想问题，要设法找一条捷径让复杂问题简单化。

尽管这不是应试者一厢情愿的事，但向这方面努力还是有机会的。

从历年命题状况来看，免不了有时原本简单的设计路线被某些设计条件的假象所掩盖，搞得应试者由于惯性思维使设计走上费时费力的方向。

其实，应试者在解读设计任务书时，只要脑筋稍微灵活一点，抓住某些突破口，就会使方案设计柳暗花明，走上一条简明顺畅的设计路线。

例如，2004年“医院病房楼，，试题，熟知病房楼设计原理的应试者一看到题目是病房楼，就会在脑海中立刻浮现传统病房楼平面标准模式之一，即板式平面模式，且主要分为病房区、护理区和医务区三个板块，其间为两条中廊；而手术层分为洁净区、半洁净区和清洁区也是三个板块双走廊。

这是最简单的病房楼平面模式之一，设计起来相当容易。

但是，用板式建筑设计该试题，也出现其建筑长度突破建筑控制线0.4m的问题，这需要应试者一方面认识到0.4m就等同于两块砖的厚度，建筑长度缩回来不是难事；另一方面坚信要用最简单办法去解决难题。

即设计任务书提出，单床病房与三床病房面积差为7m2，而病房尺寸皆为3.6m ×6.0m。

《办公空间设计》课程教学大纲（The design of office space）一、课程基本情况开课单位：设计系课程代码：132043课程学时：64课程学分：4考核方式：考查先修课程：居住空间设计、平面构成、、色彩构成、透视图表现技法适用专业：环境艺术设计专业教材与教学参考书：1. 《办公空间设计》.杨宇，沈阳：辽宁美术出版社，2010.82. 《室内设计资料集》.张綺曼，中国建筑工业出版社，1990.63. 《办公空间设计》.刘晨澍,高等教育出版社 2008.9二、课程的性质、任务和目的办公空间设计是为环境艺术设计专业开设的一门专业课，是艺术设计专业知识结构的主体部分。

通过本课程的教学，使学生比较全面、系统的掌握办公空间设计的基本理论、基本知识和基本技能，能熟练和正确运用CAD、3dmax软件进行绘制办公空间设计方案创作。

本课程是艺术设计专业环艺方向的专业必修课，通过本课程的教学，逐步提高学生在办公空间设计思维方法上的技巧，掌握办公空间的功能、形式、空间的处理原则和手法。

其任务是通过对办公空间设计的系统学习使学生了解大空间室内设计的基本过程、方法，环境造型、空间处理，能正确运用分析、立意、构思、再现等过程进行方案设计。

同时为后续专业主干课程的学习打下坚实的基础，为将来的实际工作奠定理论基础和一定的职业技能。

三、课程内容、基本要求和学时（一）课程内容和基本要求第一章绪论（4课时）第一节办公空间的历史发展及演变(1课时)1.了解办公空间的产生及发展概况2.理解办公空间设计的主要趋势第二节办公空间的分类(2课时)1.理解办公空间的几种类型2.掌握各个办公类型的主要设计方法第三节办公空间设计趋势(1课时)1.了解办公空间的发展趋势2.掌握办公空间设计的四大发展趋势第二章设计方法（22课时）第一节办公空间设计的基本方法（5课时）1.了解概念性草图的概念2.掌握方案构思的方法第二节实践教学（1课时）1.掌握不同空间的设计的方法2.掌握马克笔的表现手法第三节综合性办公空间设计（7课时）1.了解综合性办公空间相关概述2.理解综合性办公空间的设计原则3.掌握综合性办公空间设计内容第四节实践教学（1课时）1.理解办公的功能分区及其联系2.掌握各功能区域的尺度比例3.重点掌握各功能分区及道路的处理方法第五节自然形式的发展（1课时）1.掌握设计方法2.了解不同空间对于平面布局的影响第六节实践教学（1课时）1.重点掌握概念性草图转化为平面图的方法2.掌握比例尺的表示方法及运用第七节设计原则（2课时）1.了解基本设计元素2.理解组织原则3.掌握形体整合第八节超越常规：反常规、由刺激引起的设计（3课时）1.了解锐角的形式引起的设计2.了解相反的形式引起大的设计3.理解解构的设计方法第九节实践教学（1课时）重点掌握办公空间平面图中各元素的彩色表现手法第三章办公空间的空间格局与规划（8课时）第一节设计风格的定位 (1课时)1.重点掌握办公空间设计风格的要素第二节办公空间的平面组合形式（1课时）1.了解平面组合形式有哪些2.掌握各个组合形式的方法及特点第三节办公空间的空间划分（2课时）1.理解企业办公空间划分的依据2.重点掌握空间划分的方法3.重点掌握空间划分的功能区域第四节不同办公空间类型（2课时）1.了解不同的办公空间形式2.重点掌握不同企业对办公空间设计原则及方法第五节办公空间尺度与人体工程学（2课时）1.了解人体尺度对办公空间的影响2.掌握办公空间尺度与人体工程学的关系3.重点掌握空间尺度与人体的设计方法第四章办公环境空间要素（4课时）第一节空间形态 (1课时)1.了解空间布局的形式2.掌握各个空间的对办公空间的界限第二节环境要素(1课时)1.了解环境对办公空间的影响2.掌握环境及标志系统的体现第三节办公的心理环境(2课时)1.掌握心理行为要素与空间的影响2.掌握空间形态对心理的影响第五章办公空间的设计原则（5课时）第一节办公楼的设计要点(1课时)1.了解办公空间规划要求及尺寸要求2.掌握功能空间的组成第二节办公空间的功能划分及要求(2课时)1.了解各个功能划分2.掌握各个功能的职能及设计方法3.掌握各个功能的设计标准第三节办公空间的设计原则（2课时）1.掌握五种办公空间的设计原则第六章办公空间的设计原理（4课时）第一节办公空间设计要点(2课时)1.了解功能空间的设计尺度及要求2.理解办公空间不同功能的联系第二节办公空间的界面处理(1课时)1.理解空间地面、墙面、天棚的处理方法第三节办公空间材料、色彩、照明设计原理(1课时)1.了解材料、色彩、照明的运用2.掌握办公空间色彩及照明的设计要点第七章办公家具（4课时）第一节办公家具的应用理念(1课时)1.了解办公家具在办公空间的主要体现第二节办公家具发展（1课时)1.了解办公家具的概念及发展第三节办公家具配置（2课时）1.了解办公家具的功能2.掌握办公家具的形式与环境空间的影响第八章办公空间的设计程序与方法（6课时）第一节办公空间设计的基本程序(2课时)1.了解办公空间的几种设计程序2.掌握方案设计、施工图的绘制第二节办公空间的设计方法(2课时)1.了解列表和圆形分析方法2.掌握功能空间分割的方法第三节办公空间的设计表现(2课时)1.了解设计表现的几种形式2.掌握三维效果图的表现方法第九章办公空间设计案例（7课时）第一节各类空间设计（2课时）1.了解各类设计理念的形式2.理解各类办公空间设计风格的内容3.掌握各类办公空间设计风格的要求第二节主题办公空间设计（2课时）1.了解主题办公空间的形式2.理解主题办公空间的内容3.掌握各类办公空间设计的要求第三节实践教学（1课时）1.掌握透视学原理2.掌握效果图渲染上色的技巧第四节办公空间规划设计（2课时）1.了解各个功能空间的形式2.理解办公空间规划的内容3.掌握各个功能空间设计的要求(二)学时分配四、教学手段和教学方法本课程教学过程中使用的教学方法有：讲授法、案例教学法、讨论法。

前言第一章绪论第一节现代设计一、设计的概念二、现代设计的概念三、现代设计的特点第二节机械产品设计一、现代机械二、新产品开发三、机械产品设计的三个阶段四、机械产品设计的一般进程第三节部分现代设计方法简介一、价值工程二、工业产品艺术造型设计三、人机工程四、并行工程五、模块化设计六、相似性设计七、摩擦学设计八、三次设计九、反求工程设计习题参考文献第二章设计方法学第一节概述一、设计方法学的涵义二、设计方法学的研究对象第二节技术系统及其确定一、技术系统二、信息集约三、调研预测四、可行性报告第三节系统化设计一、功能分析二、功能元求解三、方案综合四、设计工具第四节评价决策一、评价目标树二、评分法三、技术-经济评价法四、模糊评价法第五节创新思维与技法一、创造力开发二、创新思维三、创新技法第六节设计实例一、现代设计的目标二、设计实例——专门化数控磨床方案设计习题参考文献第三章优化设计第一节概述一、优化设计的发展及应用二、传统设计与优化设计三、优化设计的数学模型四、优化设计的分类第二节一维搜索一、迭代算法及终止准则二、一维搜索第三节无约束优化算法一、共轭方向法二、梯度法三、共轭梯度法四、牛顿法五、变尺度法（DFP变尺度法）六、小结第四节约束优化算法一、复合形法二、惩罚函数法第五节应用实例一、OPB－1程序库概述二、OPB程序库的使用三、优化设计实例习题参考文献第四章可靠性设计第一节概述一、可靠性的概念和设计特点二、可靠性设计中常用的特征量第二节应力——强度干涉模型和零部件的可靠性设计一、应力——强度干涉模型二、可靠度的计算三、零部件的可靠性设计第三节系统的可靠性设计一、系统逻辑图二、系统的可靠性预测三、系统的可靠性分配第四节机械系统的故障树分析一、基本概念二、故障树的建立三、故障树的定性分析四、故障树的定量分析第五节可靠性试验概况一、寿命试验二、筛选试验三、环境试验四、现场使用试验第六节应用实例习题参考文献第五章有限元法第一节概述一、有限元法的基本思想二、有限元法的应用第二节有限元法的基本步骤一、引例二、有限元法的基本步骤三、总刚度矩阵的特性第三节二维线弹性问题一、单元划分二、形函数三、单元方程四、实现等参变换的条件第四节有限元程序的应用一、前处理二、有限元分析三、房处理习题参考文献第六章机械动态设计第一节概述第二节理论建模方法一、有限元建模法二、单元的动力学方程三、建立整体结构的动力学方程四、边界条件处理五、特征值问题的求解六、应用实例第三节传递矩阵建模法一、用传递矩阵法分析轴的横向振动二、计算固有频率和主振型三、应用实例第四节实验建模方法一、机械阻抗与频响函数二、振动系统频率响应函数图示法三、传递函数测量的模态分析四、不同激励方式的选用五、实模态和复模态的参数识别六、应用实例第五节机械结构动力修改一、结构动力修改准则二、应用应例习题参考文献第七章计算机辅助设计（CAD）第一节概述一、CAD的概念二、CAD系统的功能三、CAD的工作过程四、CAD的特点五、CAD的发展趋势第二节CAD系统的组成原理一、CAD系统的硬件二、CAD系统的软件三、CAD系统的类型及系统选择第三节工程数据的计算机处理一、数据组成二、数据公式化三、数据结构四、工程数据库及其管理系统第四节图形生成与变换一、坐标系、窗口与视区、图形剪裁二、几何造型三、二维图形变换四、三维图形变换第五节应用实例一、设计内容及要求二、CAD系统选择三、系统设计四、结构模块设计五、软件接口设计习题参考文献第八章人工神经元计算方法第一节概述一、什么是人工神经元计算二、人工神经元计算的特点三、人工神经元计算的应用第二节反向传播网络一、网络结构二、网络运算与传递函数三、误差反向传播四、网络训练与测试五、小结第三节应用实例一、人工神经元计算在金属成形中的应用（介面摩擦与材料流动应力的测定）二、人工神经元计算在机器人学中的应用（运动误差补偿）习题参考文献第九章工程遗传算法第一节概述一、什么是遗传算法二、遗传算法的特点三、遗传算法的应用第二节简单遗传算法一、遗传算法的基本算子二、遗传算法的一个简单算例三、遗传算法的数学描述四、参数编码与满足度函数第三节遗传算法的理论基础一、纲的术语二、纲的定理第四节应用实例一、桁架结构优化二、冗余机器人的运动学反向解习题参考文献第十章智能工程第一节概述一、智能工程的定义二、智能工程的基本概念和原则三、智能工程的研究内容和方法四、智能工程与人工智能、专家系统的区别与联系五、智能工程语言及环境第二节知识获取及表达一、知识的概念二、知识获取三、知识表述第三节知识的运用一、知识的推理二、推理实现的基本方法三、推理机的设计四、元推理机的设计第四节专家系统的结构一、基本结构二、元知识系统结构三、元知识在专家系统中的应用四、专家系统的类型第五节应用实例一、智能工程在齿轮减速箱设计专家系统（GBES）中的应用二、功能模块三、GBES系统结构四、GBES的主要功能特点习题参考文献。

现代设计⽅法部分习题与答案第1章1.何谓产品⽣命周期，简述其各个阶段。

产品⽣命周期（Product Life Cycle），简称PLC，是指产品的市场寿命，即⼀种新产品从开始进⼊市场到被市场淘汰的整个过程。

PLC分为介绍期（Introduc- tion）、增长期（Growth）、成熟期（Mature）、衰退期（Decline）四个阶段.2.简述现代设计所指的理论与⽅法有哪些。

3.简述产品开发的⼀般流程。

产品基本开发流程的6个阶段：阶段0，计划：规划经常被作为“零阶段”是因为它先于项⽬的达成和实际产品开发过程的启动。

阶段1，概念开发：概念开发阶段的主要任务是识别⽬标市场的需要，产⽣并评估可替代的产品概念，为进⼀步开发选择⼀个概念。

阶段2，系统⽔平设计：系统⽔平设计阶段包括产品结构的定义、产品⼦系统和部件的划分阶段3，细节设计：细节设计阶段包括产品的所有⾮标准部件及从供应商处购买的标准部件的尺⼨、材料和公差的完整明细表，建⽴流程计划并为每⼀个即将在⽣产系统中制造的部件设计⼯具。

阶段4，测试和改进：测试和改进阶段包括产品的多个⽣产前版本的构建和评估。

阶段5，产品推出：在产品推出阶段，使⽤规划⽣产系统制造第2章1.简述功能分析法的设计步骤。

总功能分析、功能分析、功能元求解、求系统原理、解求最佳系统原理⽅案。

2. 什么是技术系统？举例说明技术系统应具有的分功能单元。

技术系统所具有的功能，是完成技术过程的根本特性。

从功能的⾓度分析，技术系统应具有下列能完成不同分功能的单元：①作业单元，完成转换⼯作；②动⼒单元，完成能量的转换、传递与分配；③控制单元，接受、处理和输出控制信息；④检测单元，检测技术系统各种功能的完成情况，反馈给控制单元；⑤结构单元，实现系统各部分的连接与⽀承切削加⼯中⼼的功能构成第3章1. 产品创新的概念是什么？产品创新在哪些诱导机制下完成的，举例说明。

产品创新：新产品在经济领域⾥的成功运⽤，包括对现有⽣产要素进⾏组合⽽形成新的产品的活动。

功能分解法是一种社会科学用来分析社会现象的方法，是社会调查常用的分析方法之一。

它通过说明社会现象怎样满足一个社会系统的需要（即具有怎样的功能）来解释社会现象。

功能分析法的作用包括：
1.明确分析对象。

2.考察各组成要素间在形式上的排列和比例。

3.考察各组成要素间的相互影响和相互作用。

4.考察现象整体对社会的影响和作用。

5.通过理论分析作出结论。

功能分析法是自然科学和社会科学用来分析自然现象和社会现象的一种方法，任何事物和现象都是由两个或两个以上的部分、方面、因素所组成的，这些部分、方面和因素之间形成一种相对稳定的联系，这种相对稳定的联系称之为结构。

相互联系的各个部分、方面和因素之间总是相互依存、相互作用的，这种事物或现象内部各个部分、方面和因素之间的相互作用和影响以及该事物或现象对于外部其他事物或现象的影响和作用，称之为功能。