第三章 系统与设计（高考定位及高考分析）

第三章 系统与设计
高考定位及高考分析
一、高考定位
本章高考考查内容共两节。
1.1 技术的价值：本节中技术与自然的关系是历年高考有热点。以选择题形式出现。
1.2 技术的性质：本节中技术的专利性是高考的热点，以选择题形式出现。
章节 考 点 细 化 考试说明中对应的内容和要求 历年高考题
1.1 技术对人的价值 技术与人的关系（Ⅰ）
技术对社会的价值 技术对生活、生产、文化的影响（Ⅰ）
技术对自然的价值 技术与自然的关系（Ⅱ） 08年10月第1题09年9月第1题10年3月第1题
1.2 知道技术创新的含义 技术发明与技术革新（Ⅰ）
能区分技术与科学 技术与科学的区别与联系（Ⅰ）
知道技术的目的性、综合性 技术的目的性、综合性、专利性（Ⅰ） 09年3月第1题09年9月第2题
理解专利性 技术的目的性、综合性、专利性（Ⅰ）
理解技术的两面性 技术的两面性、创新性（Ⅱ）
理解技术的创新性 技术的两面性、创新性（Ⅱ）
二、高考分析
1．2009年9月与2010年3月高考本章考点分布情况
试 卷 题型 题号 考 点 总分值
2009年9月 选择题 1 技术与自然的关系 4
2 技术专利性
2010年3月 选择题 1 技术与自然的关系 2
2．试题评析及预测
纵观前四次高考涉及本章内容的试题1-2题，均以选择题形式出现，难度较低。集中考查技术与自然关系和技术的专利性两个知识点，这些知识点都与社会和生活热点相关，预计以后必将以技术与自然关系、技术的专利性和两面性为命题热点。为此平时应多关注与社会、生活、自然等相关的热点问题。
【导练互动】
考点一、系统的含义
【基础再现1】
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)才能组成系统；
(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。
【典例1】 一辆性能优异的汽车，它的每一个零部件都是经过精工细琢．反复试验研制而成的，并经过合理的组装才使各种子系统性能最佳．从而使汽车的整体性能大大提高。据此回答以下两题：
(1)下列不属于汽车作为系统的条件之一的是( )
A．不同性能的汽车可以满足人们不同的需要
B汽车是由很多零部件组成的一个整体
C汽车具有高速行驶的功能
D．组成汽车的各零部件卡日互作¨J、相互联系
〖分析〗 本题主要考查组成系统的条件。构成系统,L-须具备三个条件：第一，至少要有两个或者两个以上的要素(部分)才能组成系统；第二．要素(部分)之问相互联系、相互作用，按照一定方式形成一个整体；第三，这个整体具有的功能是各个要素(部分)的功能中所没有的。答案A
(2)对丁汽车的理解，下列叙述错误的是( )。
A．汽乍是一个系统，具有各组成部分不具有的功能
B．组成汽车的各个子系统相互联系、相瓦作用、相互制约
C汽乍的整体功能决定了各组成部件的功能
D．组成汽车的某个零部件不合理或出现质量问题均会影响汽车的整体性能
分析 本题结合实例考查对于系统含义的理解。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。其整体功能是各要素(部分)在孤立状态下所没有的，任何一个要素(部分)发生变化都会影响其他要素的发挥，同时影响系统的整体功能。
答案 C
【即时训练1】
1、系统是由相互依存的若干个部分组成的，具有特定功能的有机整体。或者说，系统是由相互依存，相互作用的若干元素构成，并完成特定功能的统一体。系统有大有小，而且其结钩、功能、行为和环境也不尽相同。请根据以上阐述，解释说明班级就是一个系统的原网。
〖分析〗本题主要考查构成系统的三要素。系统的三要素包括：①至少要有两个或两个以上的要素：②各要素之间是相互联系相互作用的；③系统所具有的整体功能是各组成要素所不具备的。解答本题时，可从这些考点入手，就较容易分析班级是一个系统了。
〖解答〗班级就是一个系统。斟为：①班级由多名同学组成；②班级是同学之间相互帮助、友好竞争等形成的一个整体；③班级这个整体所形成的竞争力、凝聚力等是同学个体所没有的。
2、1986年1月28日上午11时38分．航天飞机挑战者号点火升空，直飞天穹。但飞到73秒时，空中突然传来一声闷响，只见挑战者号顷刻之间爆裂成一团橘红色火球。碎片拖着火焰和自烟四散飘b，坠落到大西洋。根据调查这一事故的总统委员会的报告，爆炸是一个O型封环失效所致。这个封环位于右侧同体火箭推进器的两个底层部件之问。失效的封环使炽热的气体点燃了外部燃料罐中的燃料。请据此用系统的观点分析这一事故。
分析 本题考查对系统的认识．系统的任何一个要素(部分)发生变化或出现故障都会影响整体功能的发挥。
答案 挑战者号航天E机是}}1棚互联系．相互作用、相互依赖、相互制约的各要素(部分)组成的一个系统．系统巾的任何一个要素(部分)发生变化．都会影响其他要素(部分)的性能发挥．同时影响系统的整体功能。O型封环是航天飞机的一组成要素(部分)，其性能的失效导致了其他部件出现问题．聚终导致整个系统的爆炸。
考点二、系统的基本特性
【基础再现】
1.整体性：系统最基本的特性。整体性是观察和分析系统最基本的思想和方法。
主要包括四方面的含义：
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)在孤讧状态下所没有的。
②系统的任何一个要素(部分)发fF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。
③系统的整体功能大于组成系统的各要索(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。
2.相关性
相关性是指组成系统的各要素(部分)之间或系统整体与要素(部分)之间的相互作用、相互联系。
(3)目的性，任何系统都要实现一定的功能，即系统的目的。
(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。
(5)环境适应性
一个系统与其所处的环境之问通常都有物质、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。系统具有对环境的适应能力，因此能保持和恢复系统原有的特性。
〖动态性与环境适应性的比较〗
动态性是系统本身的运动特性，强调自身运动变化。系统本身是引起系统变化的主要原因，动态性是系统中体现运动变化的永恒的规律；环境适应性强调的是外部环境对系统的影响，是外在因素促使内部变化，或者说由于外部的物质能量发生变化，系统被动地适应着周嗣环境的变化。从这两个方面可以看出，系统本身是运动的，同时也会随环境的变化而运动。动态性与环境适应性实际上是系统运动变化的两种不同的方式．
【典例 2】(2008年10月浙江省高考题)2008年初我国南方遭遇日年一遇的雪灾，由于高压输电线和铁塔上积了大量冰冻．部分强度不大的铁塔被压垮，从而导致大批铁塔相继倒塌．造成大面积停电。从系统的角度理解，下列说法中不恰当的是 ( )
A．部分铁塔的倒塌影响了输电系统的整体功能
B．该输电系统的相关性是造成这种损失的原因之一
C．该输电系统的目的性不明确
D．该输电系统的环境适应性不好
〖分析〗对于系统的基本特性在理解基础上才能在实例中识别．分析时要紧扣题意。高考题总有一定的时效性，本题也正体现了这一点。平时复习要多留意与所学知识相关的一些时事，并能运用所学知识多思考、多分析，这也是高考考查知识运用能力的一种常见方式。
〖解答〗系统的基本特性有整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性。A选项是对系统整体与部分的相关性的阐述，B选项也是对相关性阐述。题意表明该系统难以适应冰冻天气，表明环境适应性不好，而目的性不明确在题意中则没有涉及。因此，本题正确答案为C。
【典例 3】钱塘江大桥(如图所示)桥墩采用钢筋混凝土，桥的上下两层分别通汽车和火车。该桥建于上个世纪，历尽沧桑，多次维修，2000年4月15日到2001年4月25日，还经历一次大整修。若把钱塘江大桥作为一个系统，请你说说该系统的动态性体现在哪些方面(举例说出三点)。
〖分析〗 任何系统都是一个动态的系统，处在运动变化和发展之中。答题时要结合题意分析大桥的动态变化。
〖答案〗 大桥的系统动态性主要体现在：①大桥路面受到火车、汽车的压力时会发生轻微的形变；②大桥受到火车、汽车过桥叫产生的震动的影响会出现细微的松动；③大桥受到雨水长期的冲刷、侵蚀会慢慢丧失原貌。
【即时训练2】
1、20世纪50年代，前苏联政府拨出大量资金作为宇宙飞船的研制经费。成千上万的科学家，航天技术专家聚集在一起。研究外层空间飞行的宇宙飞船的材料和结构等技术。大到宇宙飞船的模型设计，小到宁航员上厕所的问题，任何的细节问题经过众多科学家的努力一一解决。人类历史上的第一艘宁宙飞船就这样诞生了!整个宇宙飞船系统是由球形密封座舱和圆柱形仪器组成的，除了具备一般人造卫星基本系统设备外，还设有生命维持系统、重返地球用的载人系统、应急逃逸系统及回收登陆系统等。这是一个复杂的系统工程，是各种技术和科学知识的结晶，凝聚了成千上万专家的智慧和努力，取得了巨大的成功。请运用恰当的系统观点，对人类的第一艘宇宙飞船的诞生进行评价分析。
〖分析〗 题意申主要反映出系统的整体性观．占’．整体性观点包括以下几个方面：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；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；系统的整体功能大于组成系统的各要素(部分)的功能之和；不能离开整体去分析系统申的任何一个组成部分。答题时要结合题毒。
〖答案〗 宇宙飞船是一个整体，它不是各个专．家将各自的技术简单相加的产物。它所具有的功能是各组成部分在孤立状态下所不具备的。该系统中的任何一个子系统或组成部分不合理或出现故障都会影响整体功能的发挥．所以科学家对于设计巾的任何一个细节问题都作了大量的研究，以保障系统整体功能的实现。宁宙飞船的功能大于各子系统的功能之和，是人类技术上的一个伟大进步．对于飞船的设计不能离开整体去分析系统中的任何一个组成部分，所以前苏联不惜重金召集成千上万的科学家和技术专家来共同研究设计这一宇宙飞船系统。
2、（2009年9月浙江省高考题）一种高档轿车的底盘能根据道路的情况自动升降，当行驶在平坦的公路上时，能使底盘降到最低，以降低重心，提高高速行驶时的稳定性；当行驶到路况较差的路面时，底盘能自动升高，以保证汽车底盘不与路面碰撞。这种特性表明该轿车具有良好的
A、整体性 B、相关性 C、环境适应性 D、动态性
答案C
3、下面的事例体现了系统的主要特性依次是( )。
①亡羊补牢。②倾巢之F，焉有完卵。③北京奥运祥云火炬在珠峰顶点火成功，火焰熊熊。这是奥运圣火第一次登顶珠穆朗玛峰，奥运永恒不熄的火焰达到一个前所未有的高度，这无疑是奥运历史上最伟大的壮举之一。④病人在住院期间多次进行尿检。⑤俗话说：“～步错步步错”。
A．目的性、整体性、相关性、环境适应性、动态性
B．目的性、整体性、环境适应性、动态性、相关性
(：．整体性、整体性、环境适应性、环境适应性、动态性
D．目的性、整体性、相关性、动态性、环境适应性
答案：B
考点三、系统分析的一般步骤
【基础再现】
1.系统分析的含义
为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、比较、试验，并在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程，就是系统分析。
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。
④系统分析的特点：完整地处理问题．考虑各种主要变化因素及其相互之间的影响，全面地思考和解决问题。
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，做出决策。
【典例4】 根据材料，选出以下两小题的最佳选项。
小张购买了一辆新摩托车，发现达到一定速度时震动特别大，小张对摩托车的车架，连接各部件的螺丝，减震器，垫圈等容易引起震动的各部件都检查了一遍，最后经过分析得出是摩托车达到一定速度时形成共振所致；小张经过多次仔细观察发现共振源于发动机的震动；小张通过翻阅大量资料，得知给发动机装上平衡轴能有效地减小震动。
(1)小张在这一过程中所进行的活动是( )。
A．系统分析 B．系统改造 C. 系统优化 D．系统设计
(2)小张通过咨询厂家，厂家的丁程师对小张摩托车的发动机进行了加装平衡轴的改造，从而使震动大大减小。这一过程中所进行的活动是( )。
A．系统分析 B．系统实施 C．系统优化 D．系统设计
〖分析 〗本题结舍实例考查对系统分析与系统优化的识别。系统分析是一种科学决策方法，是为了发挥系统的功能，实现系统的目标．运用科学的方法对系兢加以周详的考察、分析、比较、试验，并在此基础上拟订一套有效的处理步骤和程序，侧重于方案提出的过程．或对原有的系统提出改进方案的过程。系统优化侧重于方案改进、优化实施的过程。
答案 (1)A (2)C
【即时训练3】
1、某摩托车公司为一种新产品研发新的动力系统，对发动机的汽缸、活塞材质、点火技术、国家技术规范等进行了大量研究分析，作为一个动力系统的研发，这 一过程称为( )。
A. 系统的认识 B. 系统的优化 C. 系统分析 D. 系统的设计
答案：C
2、如图所示是澳门大桥，它是一座双向四车道(中间用栏杆隔离)的现代化大桥，连接了两个岛屿之间的交通，
绝大部分居民都居住在A岛，工作在B岛，早晨上班时
汽车大多数从A岛向B岛行驶，晚上下班时汽车又大多
从B岛向A岛行驶，结果造成早晨A岛到B岛，晚上B岛到
A岛的单向交通十分拥挤，澳门政府为了解决这个问
题，向市民征求意见，最后一个小学六年级学生的方案被采用了。你如何解决这个单向的交通拥挤问题 请提出解决这一问题的几种途径，并选择一种最经济、最有效可行、最容易实现的办法，运用系统分析方法分步骤说明你分析思考的过程。
答案：收集资料、制定方案:①新建一座大桥②停用私家车③改变车道。在上班高峰时,从A－B为三车道,下班高峰,从B－A为三车道。中间采用活动栏杆。
考点四、系统分析的主要原则
【基础再现4】
运用系统分析的方法处理具体问题时，主要需遵循三大原则：整体性原则、科学性原则、综合性原则。
1.整体性原则
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，再看某一个阶段：先看长远，再看当前。
2.科学性原则
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说服力。
3.综合性原则
系统分析总是为实现系统目标服务的。当系统存在若干个目标时，应将目标排出优先次序，首先选取最优先的目标，然后尽可能在不损害第一个目标的前提下完成下一个目标。这就需要综合分析，统筹兼顾，不可顾此失彼，因小失大。
例1：（2009年3月浙江高考）如图所示的挖掘机是建筑、采矿等行业常用的机械设备，某挖掘机生产企业为了提高产品的竞争力，对挖掘机的动力系统、行走系统、挖掘系统、控制系统等进行了全面分析，应用计算机技术对关键零部件进行了分析和优化，从产品设计、加工工艺、生产管理等方面提出了以下改进措施：
①优化零部件的加工工艺，提高生产效率；
②改进行走系统，适应不同的作业环境；
③增加锤头、抓斗等配件，拓展使用功能；
④加强生产管理，提高零部件结构，节省材料，减轻重量；
⑤驾驶室安装空调，改善操作人员的工作环境。
请对生产厂家关系挖掘机的系统分析以及提出的改进措施进行分析，回答以下问题：
(1) 生产厂家对挖掘机产品的分析体现了系统分析的 ▲ 原则、 ▲ 原则、
▲ 原则；
(2) 以降低生产成本为优化目标的改进措施是(在“ ▲ ”处填写合适措施的编号)
▲ 、 ▲ 、 ▲ 。
解析：该题主要考察了系统分析的主要原则和系统优化这两个知识点。系统分析的主要原则有整体性原则、科学性原则和综合性原则。降低生产成本就是要做到节省材料、提高生产效率、改善工作环境等等。
答案：（1）整体性、科学性、综合性；（2）①④⑤
【即时训练1】
1、国家体育馆“鸟巢”是一个复杂的系统．它的许多细节都体现了设计者的智慧。“鸟巢”把整个体育场室外地形微微隆起．将很多附属设施置于地形下面．这样避免了下挖土方所耗的巨大投资．而隆起的坡地在室外广场的边缘缓缓降落，依势筑成热身场地的2000个露天座席，与周围环境有机融合，并节省了投资。“鸟巢”在设计建设中，还在场地和空间的多功能上下了很大功夫．运动员通道的长度、运动员休息室的衣柜，观众男女厕所坑位的比例，媒体工作间里的引水点分布等等问题也都经过相关部门的仔细研究和计算。为了提高场馆利用效率．除了能够承担
开幕、闭幕和体育比赛外，还将满足健身、商务、展览、演出等多种需求．为成功实施“后奥运开发”奠定坚实基础。请结合材料分析“鸟巢”的设计，遵循了哪些系统分析的原则
〖分析〗 材料内容主要体现系统分析的三个主要原则：即整体性原则、科学性原则、综合性原则。
〖答案〗 ①整体性原则：先从整体着眼，统筹规划体育场场外地形与附属设施和露天座席，使体育场与环境有机融合。并节省了投资。
②科学性原则：运用科学方法和数学工具进行定量分析，运动员通道的长度、运动员休息窒的衣柜，观众男女厕所坑位的比例，媒体工作间里的引水点分布等等问题都经过相关部门的仔细研究和计算。
③综合性原则：体育场有多个目标，不仅可以满足体育赛事的要求，还满足健身、商务、展览、演出等多种需求，第一目标是满足体育赛事需要，在不损害此目标的前提下．可以完成其他目标。
2、某城市倡议“保护母亲河，还我真绿色”，采取了：关闭污染严重的企业；城市污水、雨水分流建市污水处理厂；河边绿化、河内洁化，河底净化；农村大力倡导建造沼气池，控制污染源；山区建立自然生态保护区等等。请你用系统分析的方法说明这些做法的合理性、科学性。
〖答案〗①关闭污染企业等，这是直接关闭母亲河的污染源。
②在农村建造沼气池，是考虑了要素及子系统必然与系统整体相关联，任何一个要素都会影响系统的整体功能,建立沼气池的目的是阻隔污染源，从而净化水源。
③从要素影响系统，要素之间的相互关联角度来看，该城市的做法是合理的、科学的。
考点五、简单系统设计方案
【基础再现】
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。系统设计多用于比较复杂的系统工程，在高中阶段要求知道简单的系统设计的过程。
1．系统设计：在系统分析的基础上，对系统进行调查分析、筹划研究、评价实施，运行改善等．直到完成一个能协调工作的实际系统的过程。
2．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。
3．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。
4．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．
5．系统设计的一般步骤
①将系统分解为若干个小系统；
②确定各子系统的目标、功能及相互关系；
③对子系统进行技术设计和评价；
④对系统进行总体技术设计和评价。
【典例6】目前上班族上班都要考勤，目前市面上主要有三种考勤机：电子打卡式考勤机、感应卡考勤机和指纹考勤机。三种产品各有优缺点。
(1)电子打卡式考勤机在考勤机内设置了打印设备，通过使用打卡纸就可以直接打印
出原始考勤记录。这种考勤机的优点是机器本身价格便宜，缺点是使用时需要消耗专用的打卡纸，纸张不能重复利用，且打卡效率低，统计烦琐，机械故障率高。一般适用于50人以下的小企业。
(2)感应卡考勤机是目前使用最广泛的一种考勤机。它采用感应卡作考勤卡，卡和机器无须接触，只需要靠近即可进行考勤。感应卡考勤机考勤快速、使用方便，平均考勤一个人只用0.1秒即可完成。但容易出现代打卡情况。
(3)指纹考勤目前在高新机密企业使用得比较多。这种考勤方式可有效避免代打卡的
现象，而且无须卡片等耗材，只要购买机器连接电脑就可以开始使用。但有时反映速度慢，会出现难以正确识别指纹的情况。
请就此提出一个考勤系统方案，并与上述考勤方案进行比较评价，找出其优缺点。
〖分析〗 本题主要考查简单系统的设计及方素的评价。系统设计时应结合材
料提供的信息，注意各组成部分或各层次的协调，以提高系统的整体功能，能有效克服材料中提出的三类考勤机系统的缺点。材料提供的三个方案在现实生活中实用性还是比较高的，可以在这些方案的基础上进行改进，实现更佳的系统整体功能。
〖答案〗 可以考虑在感应考勤机的基础上增加语音识别功能部件，当打卡者打卡时，读出自己的名宁，打卡机识别无误后记录打卡信息。和材料中的方案相比，打卡速度快且不会出现代打卡的情况，但当打卡者忘带卡时就难以记录考勤信息，所以还应该再增加数字输入键盘，可以通过输入卡号束打卡。还可能会受到停电的影响，所以还应该自带自动充电电池，停电后至少可以维持八小时以上。该方案和材料中的方案相比，优点有：打卡速度快，便捷，不易出现代打卡现象，且不会受短时间停电的影响。缺点是。可能成本会更高。
【即时训练1】小明家住农村，家里的自来水来自高
山上的泉水，通过管道从山上将水引入家中。管道埋藏于地下，水温一年四季恒温4℃。小明在暑假通过看奥运会鸟巢的报道，了解到鸟巢使用地源热系统作为空调系统大大省电，从中受到启发。小明分析，自家的自来水不用花钱，直接从高山上流入家中，多余的水通常排到农
田或地里用来浇灌作物，可以考虑设计一个用自来水给家里制冷的系统，小明把它命名为“水空调系统”。 请你帮小明完成这个系统的设计，并写出优化措施。
〖答案〗可以在图示装置中放入可遥控风扇，风通过密密麻麻的冷水管而变冷，从而达到制冷的目的。冷水管里的水是流动的，所以水管的温度可以持续保持低温，从而可以持续制冷。
要达到更好的制冷效果，可以采用如下优化措施：
(1)在装置内增加制冷水管，使制冷水管的排列更密；
(2)增大风扇的转速，使空气流通加快；
(3)在制冷管上添加导热金属片，同时加快水的流速。
【即时训练2】某中学设有两个学生食堂，正常情况下每个食堂能容纳的就餐人数是500人。近两年，随着学校办学规模的扩大，就餐人数随之增加，每个食堂就餐人数达到670人左右，每到中午就餐时间，学生们排着长队等待就餐。如何减少学生就餐的排队时间 请你提出解决这个问题的几种方案，并通过适当方法对各种方案进行分析、比较，然后确定使用方案。
〖分析〗本题主要考查简单系统的设计及方案的评价。系统设计时，应注意各组成部分或各层次的协调，以提高系统的有序性和整体的运行效果。结合本例，该系统设计的目的就是减少学生就餐的排队时间，同时应考虑食堂就餐人数的正常容纳度以及就餐人数的增加等变化因素。若从这一方面入手，设计方案也就能随之而出。在提出方案后，应根据各个方案，客观评价该方案优缺点。在方案较多的情况下，可以通过列表的方式进行比较，就会更简洁明了。
【解答】 为减少学生就餐的排队时间，提出以下三种方案并列表比较如下：
综合上述三种方案的优点和缺点，在短期内选择第二种方案比较合适。长期来看，则选择第三种方案比较好。
考点六、系统优化
基础再现
1．系统优化是指在给定的条件(或约束条件)下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化或最小化。其中约束条件足指系统给定的、不能人为调节的条件；优化目标是能使系统的目标值达到最大化或最小化的目标。
2．影响系统优化的因素：指对系统的臼标函数产生显著影响，并且n_『以人为调节的因素。
3．系统优化的意义是获得系统的最佳效益或最佳功能。
典例6：（2009年9月浙江高考）某城市为了提升其形象，将公交车站牌与其他影音设备结合，组成智能化公交车站信息装置，如图所示，该装置中采取了以下优化措施：①配备液晶电视；②配备公交车位置和到站时间的动态显示装置；③采用36伏安全电压；④减小站牌尺寸；⑤站牌上设置相应的肓文；⑥配备语音播报装置；⑦安装太阳能电池；⑧外壳采用圆角设计。请对公交车站信息装置的优化措施进行分析，回答以下问题：（在“_________”处填上合适措施的编号）
(1)以安全为目标的优化措施是：__________、__________。
(2)以提高信息交互效率为目标的优化措施是：__________、__________、__________、__________。
解析：该题考察的内容是系统的优化，系统的优化是指在给定的条件（或约束条件）下，根据系统的优化目标，采用一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化（或最小化）。在该题中，即使学生不知道系统优化的相关知识，也可以根据生活经验及题目要求，完成解题。
答案：（1）③⑧ （2）①②⑤⑥
即时训练6
1 （2009年3月浙江高考）王林家新买了一辆汽车，为了节省燃油，采用了下列系统优化措施，其中不正确的是（ C ）
A．合理使用汽车空调 B．保持汽车轮胎气压合适
C．每次加油时将油箱加满 D．减少不必要的负载
2 网箱养鱼是一种科学养鱼方法，它是利用网片装配成一定形状的箱体，设置在较大的水体中，通过网眼进行网箱内外水体交换，使网箱形成一个适宜鱼类生活的活水环境。利用网箱养鱼，不仅提高了水面的利用率，而且提高了鱼的产量。下列说法正确的是（ C ）
A．增加系统的要素，就能使系统得到优化
B．增加了网箱，其实是增加了系统的约束条件
C．采用网箱养殖，系统的目标函数产生了显著的影响
D．网箱养殖，是系统优化的必然选择
七、影响系统优化的因素
基础再现
1．系统设计是在 系统分析 的基础上，设计出满足预定的系统的过程。它既包含了对某个系统进行 技术设计本身 的内容，同时又需要运用 系统的思想和方法 对其设计过程进行分析、设计。
2．系统设计应考虑的主要问题
A．系统设计的 目的 与 要求
B．系统各部分之间的 相互联系 与 相互作用
C．系统设计方案的 优化
3．系统设计的一般步骤：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 技术设计和评价等。
典例7：（2009年9月浙江高考）小强经常看到刚修好的道路又被挖开，埋设各种管道，影响交通，针对上述问题，小强提出了以下措施，其中不合理的是( )。
A．进行地下管道的系统设计 B．组织统一施工
C．设置集中安装各种管道的地下通道 D．把管道埋得浅一点，以方便维修
解析：该题主要考察系统的设计，要求了解系统的设计需要综合考虑多种因素，系统各要素之间是相互联系的，系统的设计必须要考虑全局，要使各种管线一次性完整地填埋好，并预留维修空间等。选项D正确。
即时训练7
1、 （2008年10月浙江高考）国家游泳中心“水立方”屋顶的水回收系统将回收的雨水处理后，用于外景补水、冷却塔补水等，从而节约了水资源。关于该系统的设计下列说法正确的是（ A ）
A．不需要考虑气候的变化 B．不需要考虑屋顶的结构
C．只需要考虑雨水这个局部要素 D．考虑了资源的有效利用
备考模拟演练
如图一所示，神舟七号飞船系统由航天员系统、飞船应用系统、载人飞船系统等若干子系统构成，这些子系统之间相互联系、相互作用、相互依赖、相互制约。按一定方式形成一个有机整体。其中任何一个子系统都不能实现飞天的功能，这说明系统具有整体性。
2008年５月８日９时17分，北京奥运火炬接力珠峰传递登山队队员将北京奥运会火炬、火种送上海拔8844.43米的珠穆朗玛峰峰顶。象征着光明、和平、友谊、进步、和谐的奥林匹克圣火首次在地`球之巅燃起。北京奥运会“祥云”火炬（图二）克服低温、低压、缺氧、大风等极端不利条件，在珠峰之巅漂亮地燃烧，举世为之惊叹。说明系统具有环境适应性
图一 图二
3、下列不属于手机构成系统的条件的是（ D ）
A、手机有两个以上的要素 B、组成手机的各要素相互联系
C、手机具有通话功能 D、手机具有美观的外形
构成系统必须具备三个方面的条件：第一，两个或两个以上的要素构成；第二，要素之间的相互作用、相互联系，并按一定方式构成整体；第三，整体具有的功能是各个要素的功能中所没有的。手机的外形不不属于这三个条件。
4、下面关于系统的叙述，错误的是（ B ）
A、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，并且服务于一个整体的目标。
B、系统是可以无限分下去的。
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相制约的。
系统可分为子系统但不能无限的分下去
5、人体是一个系统，它由运动、神经、血液循环、呼吸等子系统构成，人体系统是（　D　）
①抽象系统　　②自然系统　③人造系统　　④实体系统
A、①② B、③④ C、①③ D、②④
6、计算机由输入设备（键盘、鼠标、扫描仪）、存储器（内存、外存）、运算器、控制器（CPU）和输出设备（显示器、音箱等）组成，任何一个部分出现了问题都会影响正常输入和输出，这表明系统具有（ B ）
A、连续性 B、整体性 C、环境适应性 D、动态性
7、“弃车保帅”、“一招不慎，全盘皆输”是我们日常生活中的常用语言，它们说明了系统基本特性中的（ B ）
A、相关性 B、整体性 C、目的性 D、动态性
8、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：（　B　）
A、适应性 B、整体性 C、目的性 D、动态性
9、汽车的耗油性能是用每公里的耗油量来衡量的，用最低档速行驶虽然油门很小，但因燃烧不完全，每公里耗油量不是最小，同样，用最大档速行驶，因为偏离了最佳状态，也不会获得理想的省油效果。只有使用“经济速度”（介于最大速度和最低档速度之间的某一速度 ）才能使每公里耗油量最小，这个现象说明了系统具有（ A ）
A、相关性 B、环境适应性　　C、动态性 D、整体性
10、用系统观点解释“木桶理论”这一现象，最恰当的是（ B ）
A、系统整体（木桶）的功能是各组成要素（木板）所没有的
B、系统的某一要素（最短的木板），会影响整体的系统功能（盛水高度）　
C、系统某要素发生变化或出现故障（板损坏），会影响另外要素的发挥（不能盛水）
D、系统是一个整体（桶），它不是各个要素（板）的简单相加
11、人们在生病、看病的过程中，医生根据人的症状确诊病症，进行治疗。当病人的病症一时难以确定时，医生就要跟踪病病情的发展，预测并及时判断病因，进行治疗。这个现象说明了系统的什么基本特性？　（　C　）
A、相关性 B、环境适应性　　C、动态性 D、整体性
12、变色龙是一种“善变”的树栖爬行类动物，在自然界中它当之无愧是“伪装高手”，为了逃避天敌的侵犯和接近自己的猎物，这种爬行动物常在人们不经意间改变身体颜色，然后一动不动地将自己融入周围的环境之中。这个现象说明了系统的什么基本特性？　（　B）
A、相关性 B、环境适应性　　C、动态性 D、整体性
13、某些情况下，综合若干方案的优点，会取得意外效果．现代医学采用中西医结合的方法攻克了许多疑难杂症．上述例子利用了系统分析中的（　C　）
Ａ．整体性原则　　　　　　　　Ｂ．科学性原则　　
Ｃ．综合性原则　　　　　　　　Ｄ．定量分析方法
14、系统分析的一般步骤为（　A　）
①明确问题，设立目标　②收集资料，制定方案　③分析计算，评价比较　　④检验核实，作出决策
A、①②③④　　B、④②①③　　C、④①②③　　D、④③②①
15、下面哪一种原则不是系统分析的主要原则（　D　）
A、整体性原则　　　　　　B、科学性原则　　
C、综合性原则　　　　　　D、动态性原则
16、下面哪个案例运用了系统分析主要原则中的综合性原则（B　）
A、丁谓修复皇宫　　　　　B、孝襄高带公路
C、阿斯旺水坝 　　D、农业间作套种
17、列车提速是对铁路运输系统的优化。以下说法正确的是（ B ）。
A.只要有先进的机车，就能提速
B.不仅需要有先进的机车，还需要道路、桥梁、隧道等基础设施的配套改进
C.只有使用“动车组”才能提速
D.只有重新铺设铁路，才能提速
18、系统的优化是在一定的条件下，使系统达到更理想、更佳效果的过程。请判断以下事例，不能使系统达到优化的是（ B　）
A、为交通闭塞的某村修建一条公路
B、为了提高竹笋的产量，竹子种得越密越好
C．利用农作物生长的季节差、时间差进行间作套种
D．在耕地少的地区开发低丘缓坡，建立经济林基地
19、间作套种是根据农作物的生长特性，利用农作物的季节差，时间差，把相同或不同的农作物套种在一起，提高土地的利用率，实现农业增产。如某地选择“麦、棉、瓜”的套种模式。下列关于这种系统优化的说法不正确的是( C )
A、在单位面积上尽可能提高农业的产量
B、其优化目标是增产增收和提高土地利用率
C、天气、气候等因素是影响该系统优化的因素
D、套种的技术水平、田间管理、病虫害防治等对套种的产量有直接影响。
提示：对系统优化起限制作用，并且是不能人为调节的称为系统优化的约束条件；对系统的优化产生显著影响，但可以人为调节的因素称为系统优化的影响因素。
20、下面哪项不是系统设计要考虑的主要问题（　D　）
A、系统设计的目的与要求
B、系统各部分之间的相互联系与相互作用
C、系统设计方案的优化
D、系统设计的产品评价
21、1788年以前，澳大利亚还是一个不为外界所知的孤岛，岛上动植物自成一体，没有豺狼虎豹，食肉动物只有一种小型的有袋类动物和数量不多的野狗。1845年，英国殖民者引进了狐狸，为的是有个打猎的对象。因为没有天敌，狐狸在这块乐土上迅速繁衍，只用了50年的时间，就发展到全大陆。这里的狐狸头大嘴壮，少了几分妩媚，多了几分凶猛，很快就消灭了20种本地的动物，并威胁到另外40多种动物的生存。今年7月1日起，维多利亚州采取了为期3个月的灭狐行动，猎人交一条狐狸尾巴，奖励一点钱。日前，州政府已收到2．5万条尾巴。请运用系统知识分析产生这一现象的原因
解析：狐狸没引入之前，岛上的生态系统处于动态平衡。英国人引入狐狸后，由于没有天敌，狐狸的数量大大增加，并威胁到其他动物的生存，说明系统各要素之间的相关性，而维多利亚州采取的灭狐行动是为了整个生态系统的平衡，说明系统具有整体性。
22、“泰坦尼克”号游轮，在当时看来，使用的各项技术大都是世界最先进的。泰坦尼克号有两层船底，由带自动水密门的15道水密隔墙分为16个水密隔舱，跨越全船。16个水密（不进水的）隔舱防止她沉没，其中任意两个隔舱灌满了水，她仍然能够行驶，甚至四个隔舱灌满了水，也可以保持漂浮状态。当时的人们再也设想不出更糟糕的情况了，所以称泰坦尼克号为“永不沉没的船”，但是在触冰后却沉没了。原因在于当时的炼钢技术并不十分成熟，炼出的钢铁按现代的标准根本不能造船。泰坦尼克号上所使用的钢板含有许多化学杂质硫化锌，加上长期浸泡在冰冷的海水中，使得钢板变的很脆，一触即溃。请从系统的基本特性分析这一事件。
解析：系统的整体性：系统是由各个要素构成的，任何一个要素发生变化或出现故障，都将影响系统功能的发挥。“泰坦尼克”号游轮，在当时看来，虽然使用的各项技术大都是世界最先进的，但是由于当时的炼钢技术并不十分成熟，轮船所用的钢铁材料达不到系统的要求，触冰后沉没是必然的，这反映了系统的整体性。系统的动态性：随着时间的推移，轮船的性能将受到影响，功能也受到影响。如钢板长期浸泡在海水中，变得很脆，一触即溃。