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3.1系统的结构2


第三单元

系统与设计

系统的结构

一、系统的结构
1、什么是系统
2、系统的类型 3、系统的基本特征 二、系统的分析 三、系统的设计

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计算机系统
显示器 音箱 键盘 鼠标 主机

汽车系统

点火系统, 传动系统, 方向系统, 制动系统,

太 阳 系

人 体 的 呼 吸 系 统

可视联网型小区智能楼宇对讲系统示意图

【案例分析】
车把的作用是:___________________________ 脚蹬的作用是:___________________________ 链轮和链条的作用是: ____________________ 前后车轮的作用:_________________________ 车闸的作用:_____________________________

分析出现下列情况时,可能会导致的结果:
1.车闸的橡皮松了______________________________

2.车把固定螺钉松了____________________________
3.链条断了____________________________________ 4.车轮的辐条断了______________________________

【案例分析】
1.车把的作用 2.脚蹬的作用 3.链轮和链条的作用 4.前后车轮的作用 控制自行车的方向 将人脚踩的力传递到链条上 将链条上的力传递到车轮上 自行车前进的动力

5.车闸的作用

控制自行车的速度

1.车闸的橡皮松了 2.车把固定螺钉松了 3.链条断了

刹车不灵 方向把不准 无法行进

4.车轮的辐条断了

受力不均容易引起车圈变形

一、系统的含义
1.什么是系统

系统(system)是由相互联系、相互 作用、相互依赖和相互制约的若干要 素(element)或部分组成的具有特定功 能的有机整体。
系统根据一定的标准可划分为若干个 子系统(subsystem)

2.构成系统的条件

A.两个或两个以上的要素 B.要素之间相互联系、相互作 用,按照一定方式形成一个整体

C. 系统具有各要素所没有的特定 功能

系统的名称
台灯 学校的多媒体教室 手表 缝纫机

组成要素(部分)
灯罩、灯泡、底座、支撑架、开关 电脑、投影仪、音响设备、课桌椅 发条、齿轮、表针、表壳 机头、机座、传动、附件

各组成要素之间有什么样的联系?

自行车可以分为哪几个 子系统,每一个系统还 包含哪些零部件。

传动子系统:脚蹬、链轮、链条等 行动子系统:车轮、车轴、辐条、车圈 自行车 安全子系统:车闸、车铃、反射装置 车体子系统:车架、前叉、车把、鞍座

二、系统的类型

根据需要可以对系统进行不同的分类:

自然系统和人造系统

实体系统和抽象系统

静态系统和动态系统

静态和动态是相对的

系统的分类
(1)自然系统和人造系统 (2)实体系统和抽象系统 (3)静态系统和动态系统 (4)开放系统和封闭系统 (5)简单系统和复杂系统 (6)黑色系统和白色系统

系统论
以往研究问题,一般是把事物分解成若干部 分,抽象出最简单的因素来,然后再以部分的性 质去说明复杂事物。这是笛卡尔奠定理论基础的 分析方法。 系统分析方法能高屋建瓴,综观全局,别开 生面地为现代复杂问题提供了有效的思维方式。 所以系统论,连同控制论、信息论等其他横 断科学一起所提供的新思路和新方法,为人类的 思维开拓新路,它们作为现代科学的新潮流,促 进着各门科学的发展。

三、系统的基本特性

整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性

1.整体性

悬索桥

1.整体性
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)在孤立状态所没有的。 系统的整体功能大于组成系统的各 部分的功能之和,这就是我们常说的 2﹥1+1.

1、请举例说明“系统的整体功能大于组成系统的各部分的功 能之和” 这一论点。

系统名称 篮球队

系统的整体功能

各部分的功能

桥梁
……

日常生活中,常听人说: 1、 “一个和尚挑水吃,二个和尚抬水吃, 三个和尚没水吃” 2、 “三个臭皮匠等于一个诸葛亮” 3、“丢卒保车” 4、 “一着不慎,全盘皆输” 5、“头痛医头脚痛医脚”

不能离开整体去分析系统中的任何一个组成部分。 一个系统组织得好不好,就看它的整体功能即系 统功能实现得怎样。
例如,20世纪60年代末美国 的“阿波罗”登月计划把载 人飞船送上了月球,飞船和 运载火箭共有700多万个零件, 这些零件本身都很一般,没 有一个是新研制的,但正是 这些一般的零件按照一定的 结构构成了能把人送上月球 的性能优异的登月飞船,从 而体现了整体的功能。

练习:
法国著名雕塑家罗丹在 为文学家巴尔扎克做雕 塑时大受人们的称赞, 特别是对巴尔扎克的一 双手更是赞不绝口,罗 丹听到人们的议论后, 毫不犹豫地从塑像上砍 去了这双手。这个故事 给我们怎样的启示?

罗丹的作品《巴尔扎克》

要素与系统之间的关系以整体为主进行协调,局 部服从整体,使整体效果为最佳。

2.相关性
系统的相关性是指构成系统的各 要素之间是相互联系、相互作用的, 是彼此相关的。 区别:
整体性:体现了要素与整体之间的关系。 相关性:体现了系统内部要素与要素之间的 关系。

吴瑾购置了一套新居室,装修接近尾声了。当厨房 的地砖和墙砖铺好,水管和电线等也安装完毕后,她 根据厨房空间的大小,买了一套集橱柜、抽油烟机、 燃气灶具、消毒柜、微波炉、电冰箱、各式挂件、水 盆、各式抽屉等于一体的厨房整体用品。可是在安装 过程中,却发现了不少让她感到棘手的问题: 1、抽油烟机的出风口与预留的位置相距较远; 2、水盆的位置离水源远,又与下水道不在同一侧; 3、微波炉和电冰箱的放置处没有电源插座; 4、燃气灶具与热水器的位置较远; 5、线路的安装不合理,可能造成安全隐患。

1、请分析吴瑾家的厨房装修与厨具安装出现问题的原因何在?

2、有人把厨房装修看成是家庭装修中技术最密集、设备最集中、 设计与施工要求最严密的“重头戏”。如果让你帮吴瑾家做 一个厨房的装修与设计的方案,你将如何合理地处理,才不 至于出现这类管线打架和有安全隐患现象的问题?

练习1:

李丽购置了一套新居室,装修已经接近尾声。 当厨房的地砖和墙砖铺好,水管和电线等也安 装完毕后,她根据厨房空间大小买了一套集橱 柜、抽油烟机、消毒柜、各式挂件、水盆等于 一体的整体厨房设备。可是在安装过程中却发 现了以下问题:①抽油烟机的出风口与预备的 位置相距较远 ②水盆位置离水源远,又与下水 道不在同一侧。这些问题主要体现了系统的基 本特性的_______ A.整体性 B. 相关性

练习2:
“一招不慎,全盘皆输”是我们日常生 活中的常用语言,它们主要反映了系统基本 特性中的_______ A.整体性 B. 相关性

3.目的性
任何系统都具有某种目的,都要实现 一定的功能,这也正是区别不同系统 的标志。 设计和分析一个系统时,必须先弄清 其目的,否则就无法构成一个良好、 有序的现实系统。

目的性案例:
P071马上行动

人们将发条,游丝,齿
轮,外壳等零件组装 成钟表,目的是为了 满足人们对计时功能

的需要

p071马上行动

经营管理系统通过优化和配置 企业的人力资源和物力资源,其 目的是:实现企业利润的最大化、 成本和能源使用的最小化

系统的动态性
? 任何一个系统都是一个动态 的系统,处在运动变化和发 展之中

“太阳每天都是新的”,这说明任何事物都是不 断变化的。任何系统都是一个动态的系统,处在 运动变化和发展之中。例如,任何一个机械传动 系统的零件之间都会有磨损,为了保持系统的性 能,必须定期给零件添加润滑剂或更换零件。又 如,防空作战中,敌机起飞时刻、飞机航线均不 可知,为应对这种情况,能随时机动灵活地监测 敌机路线的变化。

动态性案例(p72)
医生根据病人的 症状确诊病症, 对症下药,进行 治疗。当病人的 病症一时难以确 定时,医生就要 动态地跟踪病人 病情的发展,预 测并及时判断病 因,进行治疗。

动态性案例(p72)
? 电脑cpu上安装的风扇为什么有时转的快 有时转的慢 Cpu下方有一个温度传感装置,当温度高时 控制小风扇的转速加快。当温度低时控 制小风扇转速变慢,从而达到动态控制 CPU温度的目的

运用系统的动态特点,有助于使我们 不仅看到系统的现状,而且看到系统的变 化和发展,从而预测系统的将来,掌握系 统的发展规律。 请举例生活中类似的事例,说明运用 系统的动态性的观点,掌握事物的发展规 律取得成效的经验。
农业生产中病虫害的预防和治理,工业 控制系统中的前馈控制方式等。

5.环境适应性
外界环境的变化会引起系统特性的改 变,并相应地引起系统功能和系统内部各 部分相互关系的变化。
一个系统与其所处的环境之间通常都有物质、 能量和信息的交换,外界环境的变化会引起系统 特性的改变,并相应地引起系统功能和系统内各 部分相互关系的变化。系统只有具有对环境的适 应能力,才能保持和恢复系统原有的特性。

环境适应性案例
例如,工厂里的机器运行时散发出大量的热量,在 炎热的夏天就需要对机器的局部设施采用风冷、水 冷、油冷等措施,以保持其良好的工作状态。又如, 在寒冷的冬天,拖拉机的发动机常常因低温启动不 好,需要对它进行加热、保暖,以适应外界天气。

环境适应性案例
? 自然中,鹿、兔子奔跑速度快, 能逃避猛兽攻击 ? 刺猬身上长刺,使猛兽无从下口 ? 黄鼠狼放臭气,章鱼喷墨

环境适应性案例(p73)
?谈谈“春捂秋冻”的道理

? 人自身就是一个系统,春天穿多 一些是对冬天的一种适应和衔接 ,秋天穿少一点是对夏天的衔接 和向冬天过渡到一种准备。 ? 两者都是为了使人的身体逐渐适 应外界气温的变化而不至于生病

环境适应性案例(p73)

? 家用冰箱为什么不能紧贴 着墙放置,而应该与墙保 持一定的间距 ? 目的是为了有一个适当的 散热空间,以保持它能正 常工作

四、随堂练习
1. 下面关于系统的叙述,错误的是( D )

A.系统是一个整体,即具有整体的特性功能、 目标和作用的有机整体 B.系统的目的性是指每个系统都具有特殊的 功能 C.系统必须适应外部环境的变化
D.在一个系统中,有时各子系统之间往往是 互不相干的,甚至是相互对立的。

2. 我们使用计算机离不开Windows操作系 统,它属于(BD )

A.自然系统

B.人造系统

C.实体系统 D.抽象系统

3.在大自然中,鹿、兔奔跑速度快,能逃 避猛兽追捕;刺猬身上长尖刺,使猛兽无 从下口;黄鼬遇敌时突放臭气,扰乱猛兽 神智,影响其情绪,在其迟疑间跑掉。这 是生态系统基本特性中的( D )

A.整体性
C.动态性

B.目的性
D.环境适应性

4.“一个和尚挑水吃,两个和尚抬水吃, 三个和尚没水吃”这句俗语反映了系统 A 具有( ) A.整体性 B.目的性

C.动态性

D.环境适应性

小 结
一、系统的含义:
要素、相互、整体功能 二、系统的类型: 三、系统的特性:

整体性、相关性、目的性、动态性、
环境适应性

课后练习 p74
? “木桶理论” 反映了系统的部分和整体间的 关系,部分影响整体


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