第二节 系统基本特征分析（44张幻灯片）

课件44张PPT。3-2 系统基本特征分析学习目标:
通过简单系统的分析，理解系统的基本特性
初步掌握系统特性的分析方法，能对简单系统 进行分析系 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。 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。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。 系统的基本特性整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性系统的基本特性—整体性系统的整体性：
系统是一个整体，它不是各个要素的简单相加，系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的。整体性：系统最基本的特性。 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. 传说宋真宗在位时，开封皇宫曾失火。一夜之间，大片的宫室楼台殿阁亭榭变成了废墟。宋真宗派当时的晋国公丁谓主持修缮工程。当时，要完成这项重大的建筑工程，面临着三个大问题：第一，需要把大量的废墟垃圾清理掉；第二，要运来大批木材和石料；第三，需要大量新土。不论是运走垃圾还是运来建筑材料和新土，都涉及到大量的运输问题。如果安排不当，施工现场会杂乱无章，正常的交通和生活秩序都会受到严重影响。请从系统的基本特性方面考虑提出合理的建议丁谓修复皇宫丁谓的方案 丁谓研究了工程之后，制订了这样的施工方案：首先，把皇宫前的一条大街挖成大深沟，把挖出来的土作为施工需要的新土备用，于是就解决了新土问题。第二步，从城外把汴水引入所挖的大沟中，于是就可以利用木排及船只运送木材石料，解决了木材石料的运输问题。
最后，等到材料运输任务完成之后，再把沟中的水排掉，把工地上的垃圾填入沟内，使沟重新变为大街。
?? 按照这个施工方案，不仅节约了许多时间和经费，而且使工地秩序井然，使城内的交通和生活秩序不受施工太大的影响。 丁谓的方案 丁谓所采用的方案为什么能一举三得？ 丁谓在皇宫修复工程的建设施工中，运用了整体的解决方案，使烧砖、运输建筑材料和处理废墟三项繁重的工程任务协调起来，在总体上得到了最佳解决，一举三得，节省了大量劳力、费用和时间。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。马上行动木桶理论“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！07年8月17日无锡市区，一辆汽车由于刹车片零件质量有问题，使刹车迟缓而造成重大车祸。消防员赶到时，车上四人,已经直接被火化了...系统的整体性
任何一个要素发生变化或出现故障，都会影响其他要素或整体的功能发挥。　马上行动日常生活中，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 、 “一着不慎，全盘皆输”
4、 “丢卒保车”
5、“头痛医头脚痛医脚”三个人共同构成一个系统,每个人都是其组成要素之一,如果三人之间的协作关系处理得不好,反而办不好事情.三个小皮匠构成一个整体,整体的功能大于部分功能之和.在一个系统中,局部对整体的制约,部分的变化会影响整体的变化,甚至还会对全局产生决定性的影响.根据系统的整体性特征,解释表中所列的现象.为了整体的利益,要敢于舍弃局部利益.马上行动德国大数学家高斯在小学读书的时候，老师在课堂出了一道数学题：求1+2+3+……+100＝？高斯在老师抄完题后不久，就站起来回答：“其和是5050。”为什么这么快算出答案呢？原来，他看到题目后并没有立即动手按照习惯的方法逐个相加，而是考虑还有没有更简捷的方法。经过思考分析后，他发现100个数可以分成50对，每一对数字之和都是101，如1+100＝101，2+99＝101，等等，于是很快算出其和是50×101＝5050 提问：请根据系统的整体性特征，解释相关性是指组成系统的各要素之间或系统整体与部分之间的相互作用、相互联系。
如：建筑物的梁柱关系
钢材中的碳含量的高低
与强度、硬度、韧
性的关系。
(2)相关性生态系统的相关性(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。
(3)目的性设计这个钟表的目的是为了满足人们对计时功能的需要 1、人们将发条、游丝、齿轮、表壳等零件组装成钟表，其目的是：_______________________2、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：_______________________马上行动满足人们对计时功能的需要 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？飞机涡轮风扇喷气发动机：
目的通过消耗燃料，产生巨大的动力 4、动态性 任何系统都是一个动态的系统，处在运动变化和发展之中。 运用系统动态的观点,有助于我们不仅看到系统的现状,还看到系统的发展变化,从而预测系统的未来,掌握系统发展的规律。病人从住院到出院这段时间内,医生常常会开不同的药方,请分析其中的原因?“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。5、环境适应性对环境的适应能力，保持和恢复系统原有的特性。例如：“春捂秋冻”
“春捂秋冻”是一句卫生谚语，这是人们维护身体健康的经验，有一定的科学道理。“春捂”就是说春季，气温刚转暖，不要过早脱掉棉衣。
“秋冻”就是说秋季气温
稍凉爽，不要过早过多
地增加衣服。 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谈谈“春捂秋冻”的道理另外，保护色的作用也是为了保护动物自身的生存。绿色草丛中的蝈蝈北极熊冬天和夏天的雷鸟 无论从自行车的发展史、生态系统的分析中，还是家庭装修、春捂秋冻的系统分析中，我们发现任何系统都兼备这几种基本特性：1、整体性
2、相关性
3、目的性4、动态性
5、环境适应性
接下来让我们一起来分析以下例子主要反映系统的哪方面的特性分析以下例子反映系统的哪方面基本特性。1、《西游记》中师徒四人需要
齐心协力才能取得真经。2、某大桥使用后发生垮塌，经调查事故原因是建筑水泥的标号没有达到国家标准。3、火车铁轨每段之间需要有一定的缝隙，以免热胀冷缩后铁轨变形发生脱轨。整体性
相关性相关性环境适应性小结：系统的基本特性整体的角度联系的观点发展的眼光当堂检测：
1、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。这个现象说明了系统的什么基本特性？（ ）
A、整体性 B、相关性
C、环境适应性 D、动态性
c当堂检测：
2、一堆沙子、钢筋、水泥等等材料散放在一起没什么意义，但是如果将它们按照一定的结构形式造成一座桥梁，就具有了交通的功能，这个案例说明系统最基本的特性是：（ ）
　A、目的性 B、动态性 C、整体性 D、适应性c当堂检测：
3、赵明同学家所在街道的人行道路在一年内进行了铺设通讯线路、煤气管道、下水管道修理三次施工，给市民带来了生活的不便，这说明对于道路的改造不符合系统设计的（ ）原则
A 整体性原则 B 动态性原则
C 综合处理的原则 D人性化设计的原则A4.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（ ）
A.整体性 B.目的性
C.动态性 D.环境适应性
D当堂检测：龙舟竞渡龙舟竞渡的习俗，过去传说是为了救溺水的屈原。其实，在屈原未跳汨罗江之前，我国各地就有龙舟竞渡这种水上运动了。但大多不在端午节举行。《旧唐书·杜亚传》载：“江南风俗，春中有竞渡之戏，方舟前进，以急趋疾进者为胜”。后来为了纪念屈原，竞渡的风俗才慢慢集中到端午节的。龙舟竞渡隋炀帝是暴君，可唐代诗人皮日休还是说了句公道话：“若无水殿龙舟事，共禹论功不较多”。翻译成白话就是说，要不是他开通大运河是为了坐上龙舟到扬州去玩，那么他的功绩就足以和治水的夏禹相提并论了。
过龙舟瘾和挖大运河孰因孰果还不好说。不过也的确，从公元613年起，隋炀帝倚仗着国力强劲，曾经三度乘着大龙舟，沿大运河浩荡出游，远及扬州。
被誉为“水上宫殿”的大龙舟也实在是了得———上下共有四层，高15米以上，长约六七十米，几乎相当于一个足球场的长度！船上有120个房间，船体饰以丹粉，装以金碧珠翠，雕镂奇丽。联想到那艘豪华的泰坦尼克号，却不过是一千三百多年之后的产物了。更让人称奇的是，沿着大运河一路南下的船远不止皇帝陛下这一艘，皇后也有自己的龙舟，此外还有奴侍、诸王、公主、百官、僧尼、道士、藩客按品位分别乘坐的大小船只数千艘，且各有各的名号，可说是当时最大的龙舟了。龙舟竞渡?当然，作为一项有着两千多年历史的传统比赛项目，赛龙舟仍然具有不可替代的魅力。
1983年，经国家体育总局批准，龙舟成为国家开展的正式体育项目。常州在2001年正式恢复了自明代就已有之的“六龙竞渡白云溪”地方民俗活动。在市区最繁华的地段，组织龙舟队伍竞渡，配合以舞龙大赛、龙风筝竞技、龙文化展示、水陆空立体式表演等系列活动。????现在，端午习俗如今已飘香海内外，龙舟竞渡更成为世界性的体育项目 。龙舟竞渡系统工程的产生与发展 系统工程的含义
系统工程是以大型复杂系统为研究对象，按一定目的进行 设计、开发、管理与控制，以期达到总体效果最优的理论与方法。 系统工程的产生与发展系统工程有三个特点:
( 1)研究的对象广泛，
包括人类社会、生态环境、自然现象和组织管理等。 (2)系统工程是一门跨学科的边缘学科。
不仅要用到数、理、化、生物等自然科学，还要用到社会学、心理学、经济学、医学等与人的思想、行为、能力等有关的学科，是自然科学 和社会科学的交叉。
(3)在处理复杂的大系统时，常采用定性分析和定量计算相结合的方法。系统工程的产生与发展系统工程作为一间科学技术虽然形成于本世纪中叶，但系统工程的思想方法和实际 应用可追溯到远古时代。中华民族的祖先在了解和改造自然的辛勤实践和大量的社会活 动中，早有许多朴素的系统概念和应用实例。 在军事方面，早在公元前500年的春秋时期，就有著名的军事家孙武写出了"孙子兵 法"十三篇，指出战争中的战略和策略问题，如进攻与防御、速决和持久、分散和集中等之 间的相互依存和相互制约的关系，并依此筹划战争的对策，以取得战争的胜利。其著名论 点，"知已知彼，百战不殆"，"以我之长，攻敌之短"等，不仅在古代，而且在当代的战争中都 有指导意义，在当今激烈的国际市场竞争和社会经济各个领域的发展中，这些论断也有现 实意义。 系统工程的产生与发展战国时期，著名军事家孙膑继承和发展了孙武的学说，著有“孙膑兵法”，在齐王与 田忌赛马中，孙膑提出的以下、上、中对上、中、下对策，使处于劣势的田忌战胜齐王，这是从总体出发制定对抗策略的一个著名事例。 在水利建设方面，战国时期，秦国太守李冰父子主持修建了四川都江堰工程。这一伟大水利工程巧妙地将分洪、蓄水和排沙结合起来，使各部分组成一个整体，实现了防洪、灌溉、行舟、漂木等多种功能，至今，该工程仍在发挥着重大的经济效益，是我国古代水利建设的一大杰出成就。 在建设施工方面，北宋真宗年间，大臣丁谓主持皇宫修复工程。他采用了一套综合施工方案，先在需要重建的通衢大道上就近取土烧砖，在取土后的 通衢深沟中引入汴水，形成人工河，再由此水路运人建筑材料，从而加快了工程进度。皇宫修复后，又将碎砖废土填入沟中，重修通衢大道。使烧砖、运输建筑材料和处理废墟三项繁重工程任务协调起来，从而在总体上得到了最佳解决，一举三得，节省了大量劳力、费用和时间。 系统工程的产生与发展在医学、农业等方面，我国古代也有许多著名学者用朴素的系统思想和方法取得了伟 大成就，这些都为我们今天研究和发展系统工程的理论体系，提供了宝贵的借鉴和重要的 启示。
我国近代的系统工程研究可追溯到50年代。1956年，中国科学院在钱学森、许国志 教授的创导下，建立了第一个运筹学小组;60年代，著名数学家华罗庚大力推广了统筹 法、优选法;与此同时，在著名科学家钱学森领导下，在导弹等现代化武器的总体设计组织 方面，取得了丰富经验，国防尖端科研的《总体设计部》取得显著成效。1977年以来，系统 工程的推广和应用出现了新局面，1980年成立了中国系统工程学会，与国际系统工程界 进行了广泛的学术交流。近年来，系统工程在各个领域都取得了许多成果。