第三单元 系统与设计 系统的结构（43张幻灯片）

课件43张PPT。第三单元 系统与设计一 系统的结构丹凤中学 彭园1、什么是系统 生活和生产中常见的事物都是由若干部分组成的，这些事物的部分与部分之间相互联系，并且服务于同一个整体的目标。案例分析1 自行车系统讨论 1 自行车各部件的作用◇车把的作用：控制车的方向。◇脚蹬的作用是：将人脚踩的力传递到链轮链条上。◇链轮和链条的作用是：将动力机的运动和动力传递给执行系统的中间装置。◇前后车轮的作用是：当脚踩脚蹬时,带动中轴,使大链轮转动起来经链条传动传给小链轮,再传到后轮,使其转动起来与地面产生摩擦,从而实现前进,而前轮在这时还起到导向作用, 还可以起到防振,及地面对轮子的直接影响,又提高了舒适度。◇车闸的作用是：利用摩擦力使得自行车减速或停止。案例分析2 自行车故障原因分析分析出现下列情况时，可能会导致的后果：车闸的橡皮松了:车把的固定螺钉松了:链条掉了:车轮的辐条断了:刹车不灵?（自行车将不能减速，更不容易停止，容易发生交通事故。）?????????????方向把不准（车的行使方向不容易控制。）无法行进（动力将不能传递给执行系统，车子就不能行使。）受力不均容易引起车圈变形（车轮容易变形。）什么是“系统”自行车是由若干主要部件组成的，这些部件相互联系、相互作用，形成了自行车可以代步的功能。其中任何一个主要部件出现问题，都有可能导致自行车无法正常工作。象这种由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体，称为系统。其中，要素是指构成系统的最主要的元素。一般地，部分相对于系统的整体而言，而要素相对于系统的元素结构而言。构成系统，必须具备下列三个条件：系统构成的三个条件 1、至少要有两个或两个以上的要素（部分）才能组成系统；2、要素（部分）之间相互联系、相互作用，按照一定方式形成一个整体；3、这个整体具有的功能是各个要素（部分）的功能中所没有的。提问：请你说明“自行车系统”是否符合上述三个条件。请指出下列系统分别由哪些要素（部分）组成，并说出相互之间有怎样的联系。马 上 行 动 1灯座、灯泡、灯罩、电线和开关等。计算机、投影机、音箱等。表带、表壳、机芯等。机架、台面、机芯等。系统与子系统系统有大有小，有复杂有简单。对于较大的系统和比较复杂的系统，根据一定的标准可划分为若干子系统。 如：地球生态系统由海洋生态系统、森林生态系统、陆地生态 系统等子系统构成；如：交通系统可分为航空运输系统、铁路运输系统、公路运输系统等子系统；如：管理系统可分为生产管理系统、营销管理系统、财务管理系统等子系统。同样，任何系统又都是更大系统的子系统。同样，任何系统又都包含更小系统的子系统。如：城市公交系统轨道交通系统出租车客运系统公交线路系统旅游专线系统中巴公交系统三轮客运系统马上行动 2
1、传动（动力）子系统：由脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条、飞轮等组成。
2、制动子系统：由刹车柄、车闸、连接线等部件组成。
3、承重子系统：由车架、鞍座、车轮等组成。
4、方向控制子系统：车把、前叉上下轴承、前叉等组成。
5、行驶子系统：由前后车轮组成。
6、附设子系统：由前后挡泥板、车后架、车筐、车铃等。2、系统的类型大千世界，系统无处不在、无时不有。在自然界，一片森林、一只小动物、一个细胞等都是系统，如细胞是由细胞膜、细胞质、细胞核等要素，按一定的结构形式组成的、表现出生命现象的系统。在技术领域，从宇宙飞船、万吨远洋货轮，到一台车床、一台电风扇等，都可以看做系统，如电风扇是由电机、叶片、定时器、开关等组成的，能使人消暑的机电系统。在社会生活方面，一座城市、一个家庭、一所学校、一个班级等，同样都可以视为系统，如学校是由教学人员、行政人员和学生等要素组成的，具有一定教育功能的系统。系统的分类系统１、自然系统与人造系统２、实体系统与抽象系统３、静态系统与动态系统４、封闭系统与开放系统５、简单系统与复杂系统系统是普遍存在的，也是多种多样的。根据需要，可以对系统进行不同的分类。 工业生产方面的系统：工业控制网络系统、工业电视监控系统、光纤工业电视系统、工业除尘系统、工业排风系统、影子系统、清除系统垃圾。
农业生产方面的系统：农业生态系统、生产管理系统、生产率系统。
军事方面的系统; 导弹跟踪系统、防卫系统。
教育方面的系统：远程教育系统、教育评价指标系统、教育电声系统、教育培训系统、教育管理系统、教育信息系统、教育指标系统、教育资源管理系统。马上行动 3系统举例 点火系统，
传动系统，
控制系统，
制动系统，
辅助系统，
……　汽车系统军事系统人
体
系
统阅 读 系统论系统论是研究系统的一般模式、结构和规律的学问，是美籍奥地利生物学家贝塔朗菲（L.Von.Bertalanffy）于1948年创立的，它是20世纪40年代与控制论、信息论同时诞生的一门新兴科学。参阅P67系统论是一门跨学科的横断科学，系统论方法不仅应用于生物学领域，而且应用于各门科学。它是研究各种系统的共同特点和本质的综合性科学。系统论采用逻辑和数学的方法综合考察整体和它的各个部分的属性、功能，并在变动中调节整体和部分的关系，选取各个部分的最佳结合方式，以达到整体上的最佳目标，如最佳的经济效果、最佳的工作效率等。 3、系统的基本特征系统的基本特性主要有五点：整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性。系统的整体性整体性：是系统最基本的特性，也是观察和分析系统最基本的思想和方法。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个要素（部分）在孤立状态下所没有的。例：一支球队系统的任何一个要素（部分）发生变化或出现故障时，都会影响其他要素（部分）或整体的功能的发挥。一堆沙子、钢材、水泥和绳索散放在一起没有什么意义，但是如果将它们按照一定的结构形成一个整体，如造成一座悬索桥，就具有了交通的功能，而若某根绳索出现故障，就可能影响整座桥的正常使用，甚至导致事故的发生。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”。例如，一个企业是由各个部门组成的整体，只有按照一定的生产和管理规律，各个部门共同合作，才能完成任务。又如，有研究表明，人的双眼视觉功能大大超过两只单眼视觉功能简单相加的总和。企业管理部门后勤
部门生产
部门营销
部门供应
部门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。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。马 上 行 动 4马上行动 5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”提问：请根据系统的整体性特征，分别解释之。 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”
案例分析3 巴尔扎克的雕塑罗丹雕塑 传说，法国著名雕塑家罗丹曾经给文学家巴尔扎克雕了一座塑像。塑像雕好后，大受人们的称赞，人们特别对雕塑上巴尔扎克的一双手赞不绝口，都说这双手太逼真、太生动了。罗丹听到人们的议论后，却毫不犹豫地从塑像上砍去了这双手。
请解释，罗丹这样做的目的何在，雕塑家的这一行为给你以怎样的启示？ 相关性是指组成系统的各要素之间或系统与部分之间的相互作用、相互联系。系统的相关性例如，建筑物通过结构来承受重力，古代建筑多采用“梁柱结构”，当柱与柱之间的梁的跨度增大时，则梁的厚度要相应地加大，否则就不足以承受设计所需的重力，梁的跨度与梁的厚度之间的关系就反映了这一系统内部要素与要素之间的相关性。又如，合金钢材料中，碳含量的高低影响着钢的强度、硬度和韧性，从而影响钢的耐磨性。碳含量高，则硬度高，韧性差；碳含量低，则硬度低、耐磨性差。碳含量与合金钢材料的整体性能密切相关。 案例分析4 厨具安装 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所在：
忽视系统的相关性，家庭装修是一项系统性很强的工程，各项工作之间、各种设施之间存在着必然的联系，它们互相影响互相制约，只有从它们的相关性出发，处理好各方面的关系，才能事半功倍。
2、如果让你设计，你将如何处理，才不至于出现这类管线打架和有安全隐患现象的问题？
在预埋厨房水管和电线时，就要考虑好哪里是烹饪区，哪里是储藏区等，再决定水电的管道和线路实际；在购买厨具时，要依照厨房的个性化要求来选购，具体裁衣，协调安排好风、水、火、电的接口，还要考虑造型、色彩以及人机关系和工程材料等方面的方面的因素。思 考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。 系统的目的性系统的目的一般通过更具体的目标来实现。例如，为了达到提高加工的精度，适用于加工改型频繁、型面复杂的工件，人们发明了数字控制机床（简称数控机床），它是用程序指令控制刀具，按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，精确度也比较高。对于复杂的系统，目标有多个，往往用一个指标体系来描述系统的目标。例如，衡量一个企业的经营业绩，不仅要考虑产量，更需要考核其利润、成本和质量指标的完成情况等，这些指标构成了评价一个企业的指标体系。系统的目的一般通过更具体的目标来实现。例如，为了达到提高加工的精度，适用于加工改型频繁、型面复杂的工件，人们发明了数字控制机床（简称数控机床），它是用程序指令控制刀具，按给定的工作程序、运动速度和轨迹进行自动加工的机床，精确度也比较高。对于复杂的系统，目标有多个，往往用一个指标体系来描述系统的目标。例如，衡量一个企业的经营业绩，不仅要考虑产量，更需要考核其利润、成本和质量指标的完成情况等，这些指标构成了评价一个企业的指标体系。1、人们将发条、游丝、齿轮、表壳等零件组装成钟表，其目的是：_实现能准时的体现时间的功能。马上行动 62、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而形成，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。讨 论1999年，我国开始全面着手进行农业生产结构调整。几年来，各地在农业结构调整方面初见成效。2001年与1998年相比，全国共调减粮田面积1.3亿亩，增加经济作物和饲料作物面积9000多万亩，经济作物和饲料作物种植面积占农作物总播种面积的比重达到30.6%，增加了3.7个百分点。种植业开始形成粮食作物、经济作物和饲料作物协调发展的基本格局，尤其是蔬菜、水果、花卉等发展迅速，成为农民收入新的增长点。 请结合以上材料分析：作为一个系统，我国农业生产结构调整的目的是什么，是通过哪些途径进行农业生产结构调整的？ 使产业结构更加合理，以增加农民的收入。
调减粮田面积，增加经济作物和饲料作物。种植业开始形成粮食作物，经济作物和饲料作物协调发展的基本格局。“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。系统的动态性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。讨 论1、我们都有过生病、看病的经历，，生病和看病的过程体现了系统的动态性。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。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。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。1、谈谈“春捂秋冻”的道理。马上行动 72、家用电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？3、飞机在空中飞行时，时常受到大气对流的
影响而产生颠簸，当飞机的检测装置接收到这一信号后，经过控制器的调节，能在很短的时间内调整好飞行状态，克服大气对流对飞机飞行的影响，保持平稳飞行。4、系统必须适应外部环境的变化。只有能够适应外部环境的变化并保持最优适应状态的系统，才能发挥自身作用，实现可持续发展，否则是没有生命力的。练习 1“木桶理论”认为，木桶的盛水量取决于最短的那一块木板的长度。请用系统的观点解释。 练习 2做一次家务劳动——和面、包水饺。取干面粉若干，自来水适量，将水逐量加入到面粉中，直至面团的软硬适中。初次操作的同学，可能会出现面粉多了加水，水多了加面粉的现象，以至于和的面粉团越来越大。分析这一现象，并试着尽快和出适当的面团。练习 3在读初二的时候，周洪自己组装了一台电脑，当时的配置是C300/64M/10G/24X/1.44M/CRT14英寸，可现在使用起来，明显感到配置低了。为了提高运行速度，周洪准备用爸爸的2000元钱为这台电脑进行硬件升级，他想到了以下三种方案：（1）用1500元将原来的CPU更换为奔Ⅳ的CPU，用500元将原来的硬盘更换为40G的硬盘。（2）将2000元分别用在更换CPU、主板、硬盘及增加内存上。（3）用1500元将原来的CPU更换奔Ⅳ，用500元将原来显示器更换为一个CRT17英寸的显示器。练习 4有人认为“系统思想是进行分析与综合的辩证思维工具，它在辩证唯物主义那里取得了哲学的表达式……”请用具体事例说明系统思想与辩证唯物主义哲学之间的关系。关于自然界、人类社会和思维发展的最一般规律的科学，是马克思和恩格斯对旧唯物主义和唯心主义辩证法批判继承、改造发展的基础上所创立的，是唯物主义和辩证法的有机统一。它同唯心主义和形而上学根本对立，又同旧唯物主义有原则区别。作为无产阶级及其政党的科学世界观和方法论，它的最基本原理是:世界统一于物质，意识是物质高度发展的产物，是人脑对物质的反映；对立统一规律是宇宙的根本规律，矛盾着的对立面又统一又斗争，由此推动事物的运动和变化，事物发展的根本原因在于事物内部的矛盾性；认识来源于实践，又能动地服务于实践，实践是检验真理的唯一标准。