(共20张PPT)
第三单元 系统与设计
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一
二
三
一、系统的结构
考点1 系统的含义
(1)概念:系统是由相互联系、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。
(2)构成系统必须具备的三个条件:
①至少要有两个或两个以上的要素(部分)。
②要素(部分)之间互相联系、互相作用,按照一定方式形成一个整体。
③整体具有的功能是各个要素(部分)的功能中所没有的。
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一
二
三
考点2 系统的基本特性
(1)整体性(全局、集合)。
侧重于“部分影响整体”和“作为一个整体发挥着特有的功能”。是系统的最基本的特性,也是观察和分析系统最基本的思想和方法。
①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)在孤立状态下所没有的。
②系统的任何一个要素发生变化或出现故障时,都会影响其他要素和整体功能的发挥。
③系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和。
④不能离开整体去分析系统中的任何一个组成部分。
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一
二
三
(2)相关性(匹配、关联)。
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。
侧重于“部分与部分之间的关联”。
(3)目的性(功能)。
任何系统都具有某种目的,都要实现一定的功能,这是区别不同系统的标志。
(4)动态性(更新)。
物质都是不断变化的,因此系统是一个动态的系统,处在运动变化和发展之中。
(5)环境适应性(自适应)。
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。
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一
二
三
二、系统的分析
考点1 系统分析及其一般步骤
1.什么是系统分析
系统分析一般是从系统的整体功能出发,全面地思考与解决问题。
(1)系统分析的目标:发挥系统的功能,实现系统的目标。
(2)系统分析采用的方法:运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、试验。
(3)系统分析产生的结果:拟订一套有效的处理步骤和程序,或对原系统提出改进方案。
2.系统分析的一般步骤
明确问题,设立目标→收集资料,制定方案→分析计算,评价比较→检验核实,作出决策
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一
二
三
考点2 系统分析的主要原则
(1) ?
系统分析首先要着眼于系统整体,要先分析整体,再分析部分;先看全局,后看局部;先看全过程,再看某一阶段;先看长远,再看当前。
例:田忌赛马、丁谓修复皇宫、街道各部门施工。
(2) ?
系统分析一方面要有严格的工作步骤,另一方面应尽可能地运用科学方法和数学工具进行定量分析,使决策的过程和结果更具有说服力。
例:种稻“三三进九不如二五一十”。
整体性原则
科学性原则
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一
二
三
(3) ?
系统分析时还要注重综合性原则,要综合分析,统筹兼顾,不可顾此失彼,因小失大。
例:孝襄高速公路、都江堰水利工程、埃及阿斯旺水坝。
综合性原则
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一
二
三
三、系统的设计
考点1 简单系统设计的方法
(1)系统设计:是在系统分析的基础上,设计出满足预定目标的系统的过程。它包含了对某个系统进行技术设计,同时需要运用系统的思想和方法对其设计过程进行分析、设计。
(2)系统设计步骤:根据系统设计的目标,将系统分解为若干子系统,确定各子系统的目标、功能及其相互关系,对子系统进行技术设计和评价,对系统进行总体设计和评价等。
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一
二
三
考点2 系统的设计
(1)系统设计的目的与要求。
要从整体出发,以系统整体功能的最优为目的。
(2)系统各部分之间的相互联系与相互作用。
运用系统的思想综合考虑各部分之间的关联、冲突问题,注重各部分的横向、纵向联系。
(3)系统设计方案的优化。
先从整体考虑优化,统筹兼顾,再在此基础上完善各部分的设计。
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【典例1】
(2018·4浙江选考)堪称全球最长、创意最独特的港珠澳大桥,主体由桥梁、海底隧道和人工岛组成。大桥的设计采取了一系列优化措施,下列措施中,以提高大桥安全性为目标的是( )
A.大桥在伶仃西航道和铜鼓航道段采用海底隧道方案,不影响通航
B.设计了中华白海豚观赏区和海上观景平台
C.在珠澳人工岛上设有大型停车场,以缓解澳门本岛的交通压力
D.人工岛周围投放石头形成斜坡,如果船太靠近就会搁浅
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解析:采用海底隧道是为了满足通航的需要;设计了中华白海豚观赏区和海上观景平台为了满足人们观景的目的;在珠澳人工岛上设有大型停车场,为了缓解澳门本岛的交通压力;人工岛周围投放石头形成斜坡,如果船太靠近就会搁浅,是为了避免船只撞击使人工岛受损,由于人工岛是整个大桥系统中的一部分,提高人工岛的安全也就是提高大桥系统的安全,故选项D正确。
答案:D
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【典例2】
(2016·10浙江选考)下图是一款自发电手电筒,按压手柄,齿轮组带动发电机发电,使小灯珠发光。下列关于该系统设计的分析不正确的是( )
A.可将手电筒分为供电子系统和照明子系统
B.子系统内元器件的选择要相互匹配
C.供电子系统中设置储能元件,减少发电机对照明子系统的影响
D.小灯珠与发电机属于两个不同的子系统,选择小灯珠时可以不考虑发电机的参数
解析:各子系统之间是相互影响的,选择小灯珠时需要考虑发电机的参数,故D项不正确。
答案:D
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【典例3】
旅客出行时手机电量耗尽是一件非常烦恼的事情,下图是某公司研制的给手机充电的“手机加油站”,安装在各车站、码头、机场等公共场所。请针对该“手机加油站”回答以下问题:
(1)为了适应旅客各种手机充电接口,合理的措施是 (从下列措施中选择一项,将序号填写在“ ”处)。?
①增加供电接口数量与种类;②增加“手机加油站”的数量与种类;③规定旅客使用特定充电接口的手机。
(2)为了加强“手机加油站”管理,仅供付费的旅客使用,合理的措施是 、 (从下列措施中选择两项,将序号填写在“ ”处)。?
①出售充电卡,旅客刷卡后可以使用;②采用红外线检测装置,检测到是缴费的旅客才能使用;③采用硬币识别,投币后才能使用;④“手机加油站”定时开放。
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解析:(1)该系统优化的目标是适应旅客各种手机充电接口,所以应增加接口数量与种类;而增加“手机加油站”的数量与种类,如果供电接口种类少,仍无法满足。(2)采用红外线检测装置,任何人都可以使用了。“手机加油站”定时开放,付费的旅客想充电时,不到开放时间反而增添麻烦。
答案:(1)① (2)① ③
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2
1
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1.下图为某公司的自动称重包装系统示意图。包装箱传送带将包装箱传送到光电开关位置处停止,此时物品传送带开始运转。当光电传感器检测到掉落的货物后,物品传送带停止工作,包装箱传送带将已装好货的包装箱传送出,同时下一个空包装箱到达指定位置。以下说法错误的是( )
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2
1
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A.该系统能进行指定数量物品的包装称重,体现系统的目的性
B.物品传送带缺少物品空转,会导致包装生产无法继续,体现环境适应性
C.自动称重和包装存在联系,体现系统的相关性
D.传送带的皮带会因磨损、老化而松动,体现系统的动态性
答案
答案
关闭
B
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2
1
3
2.如图所示的一款房车,其车上的居家设施有:卧具、炉具、冰箱、橱柜、沙发、餐桌椅、盥洗设施、空调、电视、音响等家具和电器,可分为驾驶区域、起居区域、卧室区域、卫生区域、厨房区域等,房车是集“衣、食、住、行”于一身。对于该房车系统,以下说法不正确的是( )
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A.能适应各种不同的天气,体现了系统的环境适应性
B.房车发动机的功率大小影响到房车内空调的制冷效果,体现了系统的相关性
C.在行驶过程中,出现颠簸,会损坏房车内部的电器,体现了系统的动态性
D.房车的供电系统发生故障,会影响到起居生活,体现了系统的整体性
答案
解析
解析
关闭
本题考查了系统的分析,该房车能适应各种不同的天气,体现了系统的环境适应性,选项A正确;该房车发动机的功率大小影响到房车内空调的制冷效果,体现了系统的相关性,选项B正确;该房车在行驶过程中,出现颠簸,会损坏房车内部的电器,是整个系统的动态过程,不能体现动态性,选项C错误;该房车供电系统发生故障,影响到系统的功能,体现的是整体性,选项D正确。
答案
解析
关闭
C
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3
1
2
3.如图所示的学校直饮机供水系统安装一段时间后,发现因为只有2个热水出水口,4个温水出水口,导致热水出水口后排队队伍过长,而到了冬季,下课期间热水经常供应不上,针对以上情况,以下说法正确的是( )
A.冬天课间热水供应不上,说明该系统目的性不明确
B.若热水供应系统出现故障,会导致温水也无法供应,体现了系统的整体性
C.若增加热水出水口,可解决冬季热水供应问题
D.优化该供水系统,需对不同季节用水量进行定量分析计算,还需对每天用水忙时与闲时进行统计分析,主要体现了系统分析的科学性原则
答案
解析
解析
关闭
本题考查系统的概念、特性和系统分析的原则。冬天课间热水供应不上,不能说该系统目的性不明确,目的还是很明确的,要求用上热水,选项A说法不正确;若热水供应系统出现故障,会导致温水也无法供应,体现了系统的相关性,选项B说法不正确;若增加热水出水口,并不能解决冬季热水供应问题,选项C说法不正确;优化该供水系统,需对不同季节用水量进行定量分析计算,还需对每天用水忙时与闲时进行统计分析,主要体现了系统分析的科学性原则,选项D说法正确。
答案
解析
关闭
D考点强化练10 系统与设计
1.智能快递终端是一个基于物联网的,能够将物品(快件)进行识别、暂存、监控和管理的设备。PC服务器能够对本系统的各个快递终端进行统一化管理(如快递终端的信息,快件的信息,用户的信息等),并对各种信息进行整合分析处理。快递员将快件送达指定地点后,只需将其存入快递终端,系统便自动为用户发送一条短信,包括取件地址和验证码,用户在方便的时间到达该终端前输入验证码即可取出快件。下列关于该系统的说法不正确的是( )
A.该终端主要是对物品(快件)的暂存与管理,体现了系统的目的性
B.快件信息和用户信息进行匹配管理,体现了系统的相关性
C.快件预留电话和验证码不一致时,无法打开相应柜门,体现系统的动态性
D.当网络不通时,会造成快递员无法投递和用户取件,体现了系统的整体性
2.下图为脚踩式垃圾桶结构原理图,通过踏板,带动中间的连杆,推动桶盖开启。如果脚踩式垃圾桶系统出现脚踩踏板而无法把桶盖打开的情况,进行系统分析后,最不可能的原因是( )
A.踏杆弯曲
B.塑料内桶漏水
C.连杆断裂
D.踏杆被异物卡住
3.下图是一种厕所水箱系统结构示意图,出水口上的橡胶盖
是空心的,放水时它漂浮在水面上,水从出水口流出,随着水的流出,水面降低,直到橡胶盖盖住出水口,放水过程结束。紧接着就进入注水过程,注满水后橡胶盖会盖住出水口,以下对该水箱系统说法不正确的是( )
A.长期使用后,橡胶盖等部件会出现老化,体现系统的动态性
B.能自动储水,拨动手柄,能实现放水,体现了系统的目的性
C.若尼龙绳断裂,会影响水箱的正常排水,说明系统的环境适应能力差
D.水箱储水量设定既要保证冲厕干净,又要考虑节水,做到统筹兼顾,体现系统的整体性
4.某人改进了原有的节水龙头,使其可以控制用水量(如图所示),拉起水龙头即放水,需要多少水量选择对应的刻度即可,从而避免浪费。下列有关节水龙头系统优化的说法不合理的是( )[]
A.该系统实现了无人操作,自动出水的功能
B.该系统通过改变原有节水龙头中的要素来实现系统优化
C.该系统优化以控制用水量为目的
D.该系统优化中要实现水量对应刻度的前提是水流量稳定
5.3D打印机主要由控制器、机械组件、打印头等部分组成。打印3D实物,需要先在电脑上设计三维立体模型,再连接3D打印机便能打印出逼真的3D物体。以下叙述中,不属于构成3D打印机系统的条件的是( )
A.3D打印机主要由控制器、机械组件、打印头等架构组成
B.控制器、机械组件、打印头相互作用、相互联系
C.3D打印机的原理是将物体切片,分层堆叠
D.3D打印机能打印3D实物
6.从2012年6月开始,高考考场统一启用考场监控系统,使高考更加公平公正。从系统的角度分析,下列说法不正确的是( )
A.考场监控系统具有超大存储容量,能长时间保存视频,体现了系统的环境适应性
B.前端设备、监控主机、远程计算机相互影响,体现了系统的相关性
C.前端设备、监控主机、远程计算机共同构成了考场监控系统,体现了系统的整体性
D.监控系统具有视频录制、视频回放、视频放大、视频传输等功能,体现了系统的目的性[]
7.下图是一款微型打印机,可以通过蓝牙接收计算机或手机的打印信息,然后自动在一张纸上完成打印。根据描述,以下说法不正确的是( )
A.蓝牙连接模块出故障则不能进行打印,体现了系统的整体性
B.喷墨速度与打印机移动的速度需要匹配,体现了系统的相关性
C.使用时间超过一年后故障率上升,体现了系统的动态性
D.打印效果不亚于传统打印机,体现了系统的环境适应性
8.下图是一款自动伸缩式遮阳篷的系统示意图,系统根据监测的雨水、阳光等相关信息,控制电机、遮阳篷工作,从而达到遮阳和控制室内光线的目的。根据描述,以下说法不正确的是( )
A.能遮阳和控制室内光线,体现了系统的目的性
B.根据雨水、阳光等相关信息控制遮阳篷的展开和收拢,体现了系统的环境适应性
C.电机、传感器需要定期维护,体现了系统的动态性
D.控制器、传感器等出现异常,会影响遮阳篷工作,体现了系统的整体性
9.下图为木工常用工具G字夹,其结构由钳身、丝杆和手柄组成,可用于将板材夹持固定于桌面,从系统的角度分析,以下说法错误的是( )
A.G字夹随着使用年限的加长,丝杆螺纹会出现磨损,体现了系统的动态性
B.设计时先考虑丝杆的长度,再考虑手柄的长度,体现了系统分析的整体性原则
C.主体夹持牢固性的增强,需增加钳身构件材料的强度,体现了系统的整体性
D.设计时根据日常木工所需的夹持宽度,计算出钳身的开口宽度和丝杆长度,体现了系统分析的科学性原则
10.下图为某智能吸尘器,超声波免碰技术可有效防止碰撞家具或跌落楼梯,V型刷升降功能可跨越地毯等障碍物及适应不同地面,自动回充技术在完成打扫后自动回到充电座上,配有高效紫外线杀菌灯。关于该系统,以下说法正确的是( )
A.经历长期充放电之后,电池容量下降,体现了系统的整体性
B.自动回到插座充电体现了系统的动态性
C.该吸尘器在进入地毯时能自动升起,体现了系统的环境适应性
D.超声波免碰技术可有效防止碰撞家具或跌落楼梯,体现了系统的目的性
11.下图是四冲程汽油机的基本结构图,从系统的角度分析,以下说法不正确的是( )
A.四冲程汽油机能实现化学能和机械能的转化,体现了系统的目的性
B.长期使用后,电喷嘴和正时齿轮等部件出现老化现象,体现了系统的动态性
C.飞轮的质量越大,惯性也越大,汽油机系统的环境适应性就越强
D.汽油机的设计既要考虑成本价格因素,又要考虑动力性能品质,不能顾此失彼,体现了系统分析的综合性原则
12.下图为钱江新城G20主题灯光秀照明系统技术方案,该系统涉及同步技术、同步备份技术、通讯技术、多种控制系统联动、多媒体联控等技术。下列关于该灯光秀照明系统的说法不正确的是( )
A.该系统控制端:可在任何地区登录互联网控制系统进行远程控制。体现了系统的目的性
B.该系统在日常运行时皆按照互联网通讯来进行联动,而当出现互联网非计划性中断时,系统即会自动切换到BTS基站同步,可保证系统正常的同步联动。体现了系统的环境适应性
C.该系统LED建筑群媒体立面能显示动态画面。体现了系统的动态性
D.该系统节点端:通过无线4G通讯等上网方式接入互联网。完成单个节点端的数据下载与发送数据至控制灯具系统。选择4G通讯是设计人员在测算了传输速率、距离限制、安装预算等方面后,从多种技术方案中优选出来的。体现了系统分析的科学性原则
13.下图是四冲程内燃机的结构示意图,下列关于内燃机的分析正确的是( )
A.活塞的直线运动通过连杆转换成了曲轴的圆周运动
B.内燃机正常运行时,连杆的受力形式始终受拉[]
C.使用一段时间后,活塞与缸体间的缝隙增大,影响内燃机的动力,这体现了系统的相关性
D.新型内燃机可使用油、汽两种动力燃料,体现了系统的环境适应性
14.汽车超载监测系统由以下几部分组成:在收费站前每条车道上安装压力传感器,它监测每辆汽车的重量,近旁装有摄像头,将通过车辆的车型、牌照拍摄下来。这些信息传入监测电脑,电脑能够辨认出各种车型,并查明该型车的规定载重量,经过与实测数据对比,就能判明来车是否超载。该系统有以下特点:
①超载监测系统由压力传感器、摄像头、监测电脑等多个部分组成;
②监测电脑若发生故障,会影响整个系统的正常工作;
③摄像头外装有防雨罩,遇到风雨环境能正常工作;
④经过雨水浸蚀、汽车碾压,压力传感器会受到磨损,灵敏度会降低;
⑤压力传感器的种类有:压阻式压力传感器、电感式压力传感器、电容式压力传感器等;
⑥超载监测系统可以自动检查过往车辆的载重并快速判明来车是否超载;
⑦压力传感器、摄像头、监测电脑之间相互联系,它们组成的系统具有的功能是各局部所没有的。
请根据上述分析回答以下问题(在“ ”处填写合适的序号):?
(1)体现系统整体性的是 ;?
(2)体现系统动态性的是 ;?
(3)体现系统环境适应性的是 ;?[]
(4)体现系统目的性的是 ;?
(5)构成汽车超载监测系统条件的是 、 。?
[]
参考答案
考点强化练10 系统与设计
1.C 快件预留电话和验证码不一致时,无法打开相应柜门,体现系统的目的性。
2.B 本题综合考查系统分析。通过垃圾桶结构原理图,我们可以很容易推断踏杆弯曲、连杆断裂和踏杆被异物卡住都有可能导致桶盖无法打开,塑料内桶漏水则最不可能导致桶盖打不开。
3.D
4.A 本题综合考查系统的优化。拉起水龙头即放水,需要多少水量选择对应的刻度即可,需要人来控制水量选择,并非无人操作。
5.C 本题综合考查构成系统的三要素:第一,至少要有两个或者两个以上的要素(部分)才能构成系统;第二,要素(部分)之间相互联系、相互作用,按照一定的方式形成一个整体;第三,这个整体具有的功能是各个要素(部分)的功能所没有的,根据此知识点,可明显看出C选项不属于构成系统的条件所在。
6.A 考场监控系统具有超大存储容量,能长时间保存视频,体现了系统的目的性。
7.D
8.B 本题考查的是系统的基本特性,目的性体现于功能目标的实现,系统的动态性是指系统内部要素的变化引起系统基本特性的改变,系统的环境适应性是指系统外部要素的变化引起系统基本特性的改变,整体性是整体功能的实现,根据雨水、阳光等相关信息控制遮阳篷的展开和收拢,体现了系统的目的性,故选项B错误。
9.B 10.C
11.C 系统的环境适应性是指当系统的环境发生变化时,系统能自动调整自己去适应环境的变化,飞轮的质量越大,惯性也越大,只能说明汽油机的转速比较稳定些。
12.C 13.A
14.答案
(1)② (2)④ (3)③ (4)⑥ (5)① ⑦
解析
本题综合考查系统的基本特性和系统的概念。监测电脑若发生故障,会影响整个系统的正常工作,这体现了系统整体性;摄像头外装有防雨罩,遇到风雨环境能正常工作,这体现了系统环境适应性;经过雨水浸蚀、汽车碾压,压力传感器会受到磨损,灵敏度会降低,这体现了系统的动态性;超载监测系统可以自动检查过往车辆的载重并快速判明来车是否超载,这体现了系统的目的性。构成系统的条件有三个,由此我们可知超载监测系统由压力传感器、摄像头、监测电脑等多个部分组成,和压力传感器、摄像头、监测电脑之间相互联系,它们组成的系统具有的功能是各局部所没有的,是构成汽车超载检测系统的条件。
