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課件43張PPT。第三單元 系統與設計一 系統的結構丹鳳中學 彭園1、什么是系統 生活和生產中常見的事物都是由若干部分組成的，這些事物的部分與部分之間相互聯系，并且服務于同一個整體的目標。案例分析1 自行車系統討論 1 自行車各部件的作用◇車把的作用：控制車的方向。◇腳蹬的作用是：將人腳踩的力傳遞到鏈輪鏈條上。◇鏈輪和鏈條的作用是：將動力機的運動和動力傳遞給執行系統的中間裝置。◇前后車輪的作用是：當腳踩腳蹬時,帶動中軸,使大鏈輪轉動起來經鏈條傳動傳給小鏈輪,再傳到后輪,使其轉動起來與地面產生摩擦,從而實現前進,而前輪在這時還起到導向作用, 還可以起到防振,及地面對輪子的直接影響,又提高了舒適度。◇車閘的作用是：利用摩擦力使得自行車減速或停止。案例分析2 自行車故障原因分析分析出現下列情況時，可能會導致的后果：車閘的橡皮松了:車把的固定螺釘松了:鏈條掉了:車輪的輻條斷了:剎車不靈?（自行車將不能減速，更不容易停止，容易發生交通事故。）?????????????方向把不準（車的行使方向不容易控制。）無法行進（動力將不能傳遞給執行系統，車子就不能行使。）受力不均容易引起車圈變形（車輪容易變形。）什么是“系統”自行車是由若干主要部件組成的，這些部件相互聯系、相互作用，形成了自行車可以代步的功能。其中任何一個主要部件出現問題，都有可能導致自行車無法正常工作。象這種由相互聯系、相互作用、相互依賴和相互制約的若干要素或部分組成的具有特定功能的有機整體，稱為系統。其中，要素是指構成系統的最主要的元素。一般地，部分相對于系統的整體而言，而要素相對于系統的元素結構而言。構成系統，必須具備下列三個條件：系統構成的三個條件 1、至少要有兩個或兩個以上的要素（部分）才能組成系統；2、要素（部分）之間相互聯系、相互作用，按照一定方式形成一個整體；3、這個整體具有的功能是各個要素（部分）的功能中所沒有的。提問：請你說明“自行車系統”是否符合上述三個條件。請指出下列系統分別由哪些要素（部分）組成，并說出相互之間有怎樣的聯系。馬 上 行 動 1燈座、燈泡、燈罩、電線和開關等。計算機、投影機、音箱等。表帶、表殼、機芯等。機架、臺面、機芯等。系統與子系統系統有大有小，有復雜有簡單。對于較大的系統和比較復雜的系統，根據一定的標準可劃分為若干子系統。 如：地球生態系統由海洋生態系統、森林生態系統、陸地生態 系統等子系統構成；如：交通系統可分為航空運輸系統、鐵路運輸系統、公路運輸系統等子系統；如：管理系統可分為生產管理系統、營銷管理系統、財務管理系統等子系統。同樣，任何系統又都是更大系統的子系統。同樣，任何系統又都包含更小系統的子系統。如：城市公交系統軌道交通系統出租車客運系統公交線路系統旅游專線系統中巴公交系統三輪客運系統馬上行動 2
1、傳動（動力）子系統：由腳蹬、曲柄、鏈輪、中軸、鏈條、飛輪等組成。
2、制動子系統：由剎車柄、車閘、連接線等部件組成。
3、承重子系統：由車架、鞍座、車輪等組成。
4、方向控制子系統：車把、前叉上下軸承、前叉等組成。
5、行駛子系統：由前后車輪組成。
6、附設子系統：由前后擋泥板、車后架、車筐、車鈴等。2、系統的類型大千世界，系統無處不在、無時不有。在自然界，一片森林、一只小動物、一個細胞等都是系統，如細胞是由細胞膜、細胞質、細胞核等要素，按一定的結構形式組成的、表現出生命現象的系統。在技術領域，從宇宙飛船、萬噸遠洋貨輪，到一臺車床、一臺電風扇等，都可以看做系統，如電風扇是由電機、葉片、定時器、開關等組成的，能使人消暑的機電系統。在社會生活方面，一座城市、一個家庭、一所學校、一個班級等，同樣都可以視為系統，如學校是由教學人員、行政人員和學生等要素組成的，具有一定教育功能的系統。系統的分類系統１、自然系統與人造系統２、實體系統與抽象系統３、靜態系統與動態系統４、封閉系統與開放系統５、簡單系統與復雜系統系統是普遍存在的，也是多種多樣的。根據需要，可以對系統進行不同的分類。 工業生產方面的系統：工業控制網絡系統、工業電視監控系統、光纖工業電視系統、工業除塵系統、工業排風系統、影子系統、清除系統垃圾。
農業生產方面的系統：農業生態系統、生產管理系統、生產率系統。
軍事方面的系統; 導彈跟蹤系統、防衛系統。
教育方面的系統：遠程教育系統、教育評價指標系統、教育電聲系統、教育培訓系統、教育管理系統、教育信息系統、教育指標系統、教育資源管理系統。馬上行動 3系統舉例 點火系統，
傳動系統，
控制系統，
制動系統，
輔助系統，
……　汽車系統軍事系統人
體
系
統閱 讀 系統論系統論是研究系統的一般模式、結構和規律的學問，是美籍奧地利生物學家貝塔朗菲（L.Von.Bertalanffy）于1948年創立的，它是20世紀40年代與控制論、信息論同時誕生的一門新興科學。參閱P67系統論是一門跨學科的橫斷科學，系統論方法不僅應用于生物學領域，而且應用于各門科學。它是研究各種系統的共同特點和本質的綜合性科學。系統論采用邏輯和數學的方法綜合考察整體和它的各個部分的屬性、功能，并在變動中調節整體和部分的關系，選取各個部分的最佳結合方式，以達到整體上的最佳目標，如最佳的經濟效果、最佳的工作效率等。 3、系統的基本特征系統的基本特性主要有五點：整體性、相關性、目的性、動態性、環境適應性。系統的整體性整體性：是系統最基本的特性，也是觀察和分析系統最基本的思想和方法。系統是一個整體，它不是各個要素（部分）的簡單相加，系統的整體功能是各個要素（部分）在孤立狀態下所沒有的。例：一支球隊系統的任何一個要素（部分）發生變化或出現故障時，都會影響其他要素（部分）或整體的功能的發揮。一堆沙子、鋼材、水泥和繩索散放在一起沒有什么意義，但是如果將它們按照一定的結構形成一個整體，如造成一座懸索橋，就具有了交通的功能，而若某根繩索出現故障，就可能影響整座橋的正常使用，甚至導致事故的發生。系統的整體功能大于組成系統的各部分的功能之和，這就是我們常說的“2>1+1”。例如，一個企業是由各個部門組成的整體，只有按照一定的生產和管理規律，各個部門共同合作，才能完成任務。又如，有研究表明，人的雙眼視覺功能大大超過兩只單眼視覺功能簡單相加的總和。企業管理部門后勤
部門生產
部門營銷
部門供應
部門不能離開整體去分析系統中的任何一個組成部分。一個系統組織得好不好，就看它的整體功能即系統功能實現得怎樣。例如，20世紀60年代末美國的“阿波羅”登月計劃把載人飛船送上了月球，飛船和運載火箭共有700多萬個零件，這些零件本身都很一般，沒有一個是新研制的，但正是這些一般的零件按照一定的結構構成了能把人送上月球的性能優異的登月飛船，從而體現了整體的功能。1、請舉例說明“系統的整體功能大于組成系統的各部分的功能之和” 這一論點。馬 上 行 動 4馬上行動 5日常生活中，常聽人說：
1、 “一個和尚挑水吃，二個和尚抬水吃，三個和尚沒水吃”提問：請根據系統的整體性特征，分別解釋之。 2、 “三個臭皮匠等于一個諸葛亮”
3、“丟卒保車”
4、 “一著不慎，全盤皆輸”
案例分析3 巴爾扎克的雕塑羅丹雕塑 傳說，法國著名雕塑家羅丹曾經給文學家巴爾扎克雕了一座塑像。塑像雕好后，大受人們的稱贊，人們特別對雕塑上巴爾扎克的一雙手贊不絕口，都說這雙手太逼真、太生動了。羅丹聽到人們的議論后，卻毫不猶豫地從塑像上砍去了這雙手。
請解釋，羅丹這樣做的目的何在，雕塑家的這一行為給你以怎樣的啟示？ 相關性是指組成系統的各要素之間或系統與部分之間的相互作用、相互聯系。系統的相關性例如，建筑物通過結構來承受重力，古代建筑多采用“梁柱結構”，當柱與柱之間的梁的跨度增大時，則梁的厚度要相應地加大，否則就不足以承受設計所需的重力，梁的跨度與梁的厚度之間的關系就反映了這一系統內部要素與要素之間的相關性。又如，合金鋼材料中，碳含量的高低影響著鋼的強度、硬度和韌性，從而影響鋼的耐磨性。碳含量高，則硬度高，韌性差；碳含量低，則硬度低、耐磨性差。碳含量與合金鋼材料的整體性能密切相關。 案例分析4 廚具安裝 吳瑾購置了一套新居室，裝修接近尾聲了。當廚房的地磚和墻磚鋪好，水管和電線等也安裝完畢后，她根據廚房空間的大小，買了一套集櫥柜、抽油煙機、燃氣灶具、消毒柜、微波爐、電冰箱、各式掛件、水盆、各式抽屜等于一體的廚房整體用品。可是在安裝過程中，卻發現了不少讓她感到棘手的問題：1、抽油煙機的出風口與預留的位置相距較遠；
2、水盆的位置離水源遠，又與下水道不在同一側；
3、微波爐和電冰箱的放置處沒有電源插座；
4、燃氣灶具與熱水器的位置較遠；
5、線路的安裝不合理，可能造成安全隱患。 1、 請分析吳瑾家的廚房裝修與廚具安裝出現問題的原因所在：
忽視系統的相關性，家庭裝修是一項系統性很強的工程，各項工作之間、各種設施之間存在著必然的聯系，它們互相影響互相制約，只有從它們的相關性出發，處理好各方面的關系，才能事半功倍。
2、如果讓你設計，你將如何處理，才不至于出現這類管線打架和有安全隱患現象的問題？
在預埋廚房水管和電線時，就要考慮好哪里是烹飪區，哪里是儲藏區等，再決定水電的管道和線路實際；在購買廚具時，要依照廚房的個性化要求來選購，具體裁衣，協調安排好風、水、火、電的接口，還要考慮造型、色彩以及人機關系和工程材料等方面的方面的因素。思 考任何系統都具有某種目的，都要實現一定的功能，這也正是區別不同系統的標志。 系統的目的性系統的目的一般通過更具體的目標來實現。例如，為了達到提高加工的精度，適用于加工改型頻繁、型面復雜的工件，人們發明了數字控制機床（簡稱數控機床），它是用程序指令控制刀具，按給定的工作程序、運動速度和軌跡進行自動加工的機床，精確度也比較高。對于復雜的系統，目標有多個，往往用一個指標體系來描述系統的目標。例如，衡量一個企業的經營業績，不僅要考慮產量，更需要考核其利潤、成本和質量指標的完成情況等，這些指標構成了評價一個企業的指標體系。系統的目的一般通過更具體的目標來實現。例如，為了達到提高加工的精度，適用于加工改型頻繁、型面復雜的工件，人們發明了數字控制機床（簡稱數控機床），它是用程序指令控制刀具，按給定的工作程序、運動速度和軌跡進行自動加工的機床，精確度也比較高。對于復雜的系統，目標有多個，往往用一個指標體系來描述系統的目標。例如，衡量一個企業的經營業績，不僅要考慮產量，更需要考核其利潤、成本和質量指標的完成情況等，這些指標構成了評價一個企業的指標體系。1、人們將發條、游絲、齒輪、表殼等零件組裝成鐘表，其目的是：_實現能準時的體現時間的功能。馬上行動 62、經營管理系統通過優化和配置企業的人力資源和物力資源而形成，其目的是：實現企業利潤的最大化，成本和能源使用的最小化。討 論1999年，我國開始全面著手進行農業生產結構調整。幾年來，各地在農業結構調整方面初見成效。2001年與1998年相比，全國共調減糧田面積1.3億畝，增加經濟作物和飼料作物面積9000多萬畝，經濟作物和飼料作物種植面積占農作物總播種面積的比重達到30.6%，增加了3.7個百分點。種植業開始形成糧食作物、經濟作物和飼料作物協調發展的基本格局，尤其是蔬菜、水果、花卉等發展迅速，成為農民收入新的增長點。 請結合以上材料分析：作為一個系統，我國農業生產結構調整的目的是什么，是通過哪些途徑進行農業生產結構調整的？ 使產業結構更加合理，以增加農民的收入。
調減糧田面積，增加經濟作物和飼料作物。種植業開始形成糧食作物，經濟作物和飼料作物協調發展的基本格局。“太陽每天都是新的”，這說明任何事物都是不斷變化的。任何系統都是一個動態的系統，處在運動變化和發展之中。例如，任何一個機械傳動系統的零件之間都會有磨損，為了保持系統的性能，必須定期給零件添加潤滑劑或更換零件。又如，防空作戰中，敵機起飛時刻、飛機航線均不可知，為應對這種情況，能隨時機動靈活地監測敵機路線的變化。系統的動態性運用系統的動態特點，有助于使我們不僅看到系統的現狀，而且看到系統的變化和發展，從而預測系統的將來，掌握系統的發展規律。討 論1、我們都有過生病、看病的經歷，，生病和看病的過程體現了系統的動態性。醫生根據病人的癥狀確診病癥，對癥下藥，進行治療。當病人的病癥一時難以確定時，醫生就要動態地跟蹤病人病情的發展，預測并及時判斷病因，進行治療。請舉例生活中類似的事例，說明運用系統的動態性的觀點，掌握事物的發展規律取得成效的經驗。一個系統與其所處的環境之間通常都有物質、能量和信息的交換，外界環境的變化會引起系統特性的改變，并相應地引起系統功能和系統內各部分相互關系的變化。系統只有具有對環境的適應能力，才能保持和恢復系統原有的特性。環境適應性例如，工廠里的機器運行時散發出大量的熱量，在炎熱的夏天就需要對機器的局部設施采用風冷、水冷、油冷等措施，以保持其良好的工作狀態。又如，在寒冷的冬天，拖拉機的發動機常常因低溫啟動不好，需要對它進行加熱、保暖，以適應外界天氣。1、談談“春捂秋凍”的道理。馬上行動 72、家用電冰箱為什么不能緊貼著墻放置，而應該與墻保持一定的間距？3、飛機在空中飛行時，時常受到大氣對流的
影響而產生顛簸，當飛機的檢測裝置接收到這一信號后，經過控制器的調節，能在很短的時間內調整好飛行狀態，克服大氣對流對飛機飛行的影響，保持平穩飛行。4、系統必須適應外部環境的變化。只有能夠適應外部環境的變化并保持最優適應狀態的系統，才能發揮自身作用，實現可持續發展，否則是沒有生命力的。練習 1“木桶理論”認為，木桶的盛水量取決于最短的那一塊木板的長度。請用系統的觀點解釋。 練習 2做一次家務勞動——和面、包水餃。取干面粉若干，自來水適量，將水逐量加入到面粉中，直至面團的軟硬適中。初次操作的同學，可能會出現面粉多了加水，水多了加面粉的現象，以至于和的面粉團越來越大。分析這一現象，并試著盡快和出適當的面團。練習 3在讀初二的時候，周洪自己組裝了一臺電腦，當時的配置是C300/64M/10G/24X/1.44M/CRT14英寸，可現在使用起來，明顯感到配置低了。為了提高運行速度，周洪準備用爸爸的2000元錢為這臺電腦進行硬件升級，他想到了以下三種方案：（1）用1500元將原來的CPU更換為奔Ⅳ的CPU，用500元將原來的硬盤更換為40G的硬盤。（2）將2000元分別用在更換CPU、主板、硬盤及增加內存上。（3）用1500元將原來的CPU更換奔Ⅳ，用500元將原來顯示器更換為一個CRT17英寸的顯示器。練習 4有人認為“系統思想是進行分析與綜合的辯證思維工具，它在辯證唯物主義那里取得了哲學的表達式……”請用具體事例說明系統思想與辯證唯物主義哲學之間的關系。關于自然界、人類社會和思維發展的最一般規律的科學，是馬克思和恩格斯對舊唯物主義和唯心主義辯證法批判繼承、改造發展的基礎上所創立的，是唯物主義和辯證法的有機統一。它同唯心主義和形而上學根本對立，又同舊唯物主義有原則區別。作為無產階級及其政黨的科學世界觀和方法論，它的最基本原理是:世界統一于物質，意識是物質高度發展的產物，是人腦對物質的反映；對立統一規律是宇宙的根本規律，矛盾著的對立面又統一又斗爭，由此推動事物的運動和變化，事物發展的根本原因在于事物內部的矛盾性；認識來源于實踐，又能動地服務于實踐，實踐是檢驗真理的唯一標準。

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