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第三章　系統與設計
[考試標準]
考試內容
考試要求
考試屬性
已考點
系統的結構
①系統的含義
②系統的分類
③系統的基本特性
b
a
b
必考
2015年10月選考(第9題)
2016年4月選考(第9題)
2016年10月選考(第9題)
2017年4月選考
系統的分析
①系統分析的一般步驟
②系統分析的主要原則
③分析影響系統優化的因素
c
a
c
必考＋加試
2016年4月選考(第9題)
2016年10月選考(第9、14題)
2017年4月選考(第10題)
2017·11月浙江省選考(第9題)
2018·4月浙江省選考(第9題)
系統的設計
①簡單系統設計的方法?②系統的設計
c
c
必考＋加試
2016年4月選考（第9題）
一、系統的結構
1.含義：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。
2.構成系統的三個條件
(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)整體的功能是局部所沒有的。
3.對于較大型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。
(1)子系統：相對大系統而言，是大系統中相對獨立且具有一定功能的組成部分。如地球生態系統：海洋生態子系統、森林生態子系統、陸地生態子系統等。
(2)要素：組成系統的最主要元素。任何系統又是更大系統的子系統。
根據需要，對系統進行不同的分類：
①自然系統和人造系統：
自然系統：原始系統都是自然系統，如天體、海洋、生態系統、人體系統(運動系統、神經系統、內分泌系統、循環系統、呼吸系統、消化系統、泌尿系統、生殖系統)；人造系統：如飛船、交通、商業、教育等。
②實體系統和抽象系統：例：計算機硬件屬于實體系統；軟件屬于抽象系統。
③開放系統和封閉系統
④靜態系統和動態系統
4.系統的基本特性
(1)整體性：側重于“要素(部分)影響要素(部分)，要素(部分)影響整體”
①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要素(部分)在孤立狀態下所沒有的。
②系統中某個要素發生變化或出現故障，都會影響其他要素或整體功能的發揮。
③系統的整體功能大于組成系統的各部分的功能之和。例：巴爾扎克的塑像、“木桶理論”、一招不慎全盤皆輸、棄卒保車、“阿波羅”登月飛船上的零件、兩只眼睛的視野是一只眼睛的六倍等。
④系統的要素配合好才能發揮系統的整體功能，換句話說，要素好系統整體性能未必好。
(2)相關性：側重于“在整體完好的情況下，要素(部分)與要素(部分)，要素(部分)與整體之間的關聯”，構成系統的各要素之間是相互聯系、相互作用、相互依賴、相互影響的關系，是彼此相關的。
(3)目的性：任何系統都具有某種目的，都要實現一定的功能，這是區別不同系統的主要標志。
(4)動態性：物質都是不斷變化的，因此系統是一個動態的系統，處在運動變化和發展之中。
(5)環境適應性：系統都存在于一定的環境中，并不斷的與外界環境進行物質的、能量的和信息的交換，系統必須適應外部環境的變化。例：“春捂秋凍”、電冰箱不能緊貼墻放置。
二、系統的分析
1.系統分析及其一般步驟
(1)系統分析
①系統分析：為了發揮系統的功能，實現系統的目標，運用科學的方法對系統加以周詳的考察、分析、比較、試驗，并在此基礎上擬訂一套有效的處理步驟和程序，或對原有的系統提出改進方案的過程，就是系統分析。
系統分析的出發點是為了發揮系統整體功能，目的是尋求解決問題的最佳決策，一般是從系統的整體功能出發，全面地思考與解決問題。
②系統分析的特點：完整地而不是零星的處理問題，考慮各種主要變化因素及其相互的影響，全面地思考和解決問題。借助系統分析，可以正確地提出整體目標，恰當地選擇方案，科學地確定行動的策略。
③系統分析的目標：發揮系統的功能，實現系統的目標。
④系統分析采用的方法：運用科學的方法對系統加以周詳的考察、分析、比較、試驗。
⑤系統分析產生的結果：擬訂一套有效的處理步驟和程序，或對原系統提出改進方案。
例：王選漢字激光照排系統
(2)系統分析的一般步驟
(3)系統分析的主要原則
①整體性原則：系統分析首先要著眼于系統整體，要先分析整體，再分析部分：先看全局，后看局部；先看全過程，再看某一階段；先看長遠，再看當前。
②科學性原則：系統分析一方面要有嚴格的工作步驟，另一方面應盡可能地運用科學方法和數學工具進行定量分析，使決策的過程和結果更具說服力。
③綜合性原則：當系統存在若干個目標時，需要綜合分析，統籌兼顧不可顧此失彼，因小失大。
2.系統的優化
分析影響系統優化的因素
(1)系統優化：在給定的條件(或約束條件)下，根據系統的優化目標，采取一定的手段和方法，使系統的目標值達到最大化(或最小化)。
(2)影響系統優化的因素和約束條件
①影響系統優化的因素：對系統的目標函數產生顯著影響，并且可以人為調節的因素。
②約束條件：對系統優化起著限制作用，并且不能人為調節的因素。
③目標函數：是系統目標與系統中的某些元素之間的關系。
(3)系統優化的方法
①為使系統達到最優的目標而提出的求解方法稱為最優化方法。
②系統優化的方法是多樣的，有的運用數學模型求解，有的通過科學的估算、試驗等方法實現。
三、系統的設計
1.系統的設計
(1)系統設計是在系統分析的基礎上，設計出滿足預定目標的系統的過程。它包含對某個系統進行技術設計，同時需要運用系統的思想和方法對其設計過程進行分析、設計。
(2)系統設計應考慮的主要問題
①系統設計的目的與要求。要從整體出發，以系統整體功能的最優為目的。
②系統各部分之間的相互聯系與相互作用。運用系統的思想綜合考慮各部分之間的關聯、沖突問題，注重各部分的橫向、縱向聯系。
③系統設計方案的優化。先從整體考慮優化，統籌兼顧，再在此基礎上完善各部分的設計。
(3)系統設計的步驟：把系統分成若干個部分；確定各子系統的目標、功能及相互關系；對子系統及系統進行設計、評價等。
2.簡單系統設計的實現
(1)系統設計實質是利用系統理論(系統觀點)對系統(產品)進行設計，其突出的表現是：
①系統設計要從整體出發，以系統整體功能的最優為目的；
②要綜合考慮各部分之間的關聯、沖突問題，注重各部分的橫向、縱向聯系。依據系統的動態性及環境適應性，既考慮當前，也考慮長遠。
③要注意系統方案的優化，要從系統整體上考慮優化，再完善子系統的設計。
(2)系統工程是指在系統思想的指導下，綜合應用自然科學和社會科學中有關的先進思想、理論、方法和工具，對系統的結構、功能、要素、信息和反饋等進行分析、處理，解決實際問題，以達到最優規劃、最優設計、最優管理和最優控制的目的。
美國系統工程專家霍爾于1969年提出了一種系統工程方法論——霍爾三維結構。霍爾三維結構是指運用系統工程時從三個側面來考慮問題的方法。第一個側面叫邏輯維，第二個側面叫時間維，第三個側面叫知識維，形成邏輯維、時間維和知識維所組成的三維空間結構。邏輯維是指對一項系統工程，運用系統思想和方法分析解決問題所經歷的邏輯思考過程，包括明確問題、確定目標、系統綜合、系統分析、優化、決策、實施七個邏輯步驟。時間維表示一項系統工程需要的工作階段、工作流程，包括規劃、擬訂方案、研制、生產、安裝、運行、更新七個時間階段。如果說邏輯維是思考問題的步驟，那么時間維就是實際解決問題的步驟。知識維是指運用系統工程方法時需要綜合運用的各種知識和技能，包括工程、醫學、建筑、商業、法律、管理、社會科學、藝術等。
【例1】　如圖所示是某電纜生產系統示意圖，導線經放線設備后穿過模具，牽引設備將導線拉直并牽引導線。屏蔽層擠出機和絕緣層擠出機分別向模具中擠入屏蔽材料和熔化的絕緣材料，并使其包裹在導線上，經水槽冷卻后收線。以下對該系統的優化措施中，合理的是(　　)
A.增加模具冷卻裝置，延長模具壽命
B.加快收線設備的收線速度，提高生產效率
C.減少擠出材料的擠出量，節約材料
D.增加水槽水溫自動控制裝置，提高產品質量
解析　系統優化，是在給定的條件(或約束條件)下，根據系統的優化目標，采取一定的手段和方法，使系統的目標值達到最大化(或最小化)，模具冷卻、加快收線、減少材料的擠出量會影響產品的質量，都不合理。
答案　D
[變式1]　如圖所示為缺失了水位控制裝置的自動供水系統，以下對該系統的修復方案中，合理的是(　　)
解析　本題考查簡單的系統設計。根據進水閥、浮球等組成的杠桿的工作原理及該系統中各部件間的聯系及整體功能可知，當C項水位升高時，進水閥關閉。
答案　C
【例2】　(2015·10月浙江選考)如圖所示是智能家居示意圖。通過網絡將智能家電、中央空調和安全監控等與計算機連接，構建了高效的住宅設施與家庭事務管理系統，提升了家居的安全性、便利性和舒適性。下列關于該系統的說法中錯誤的是(　　)
A.網絡故障會影響該系統對各子系統的管理，體現了系統的整體性
B.該系統能隨時了解和處理家中發生的狀況，體現了系統的相關性
C.該系統能抵抗外界干擾信號的影響，體現了系統的環境適應性
D.該系統提升了家居的安全性、便利性和舒適性，體現了系統的目的性
解析　根據實際生活案例考查對系統的基本特性的理解，系統能隨時了解和處理家中發生的狀況，這是系統的目的之一，體現的是系統的目的性，而不是相關性，所以B選項錯誤。
答案　B
[變式2]　(2017·4月寧波模考)如圖所示是一款自平衡兩輪電動車，它以內置的精密固態陀螺儀來判斷車身所處的姿態，通過精密且高速的中央微處理器計算出適當的指令，從而驅動馬達來達到平衡的效果。當人與車往前傾斜時，智能平衡車車身內的內置電動馬達會產生往前的力量，一方面平衡人與車往前傾倒的扭矩，一方面產生讓車輛前進的加速度，相反當陀螺儀檢測到人和車往后傾時，會產生向后的力量達到平衡效果。智能平衡車的速度與駕駛人身體傾斜的程度成正比。關于該自平衡兩輪電動車，以下說法中不正確的是(　　)
A.若電動馬達損壞，會造成該車無法正常行駛，體現了系統的綜合性
B.作為代步工具的功能是任一要素在孤立狀態下所沒有的，體現了系統的整體性
C.時間久了，內置充電電池的續航能力下降，體現了系統的動態性
D.在平緩的上下坡路段也能平穩行駛，體現了系統的環境適應性
答案　A
【例3】　(2016·4月浙江選考)如圖所示的希羅自動門，祭壇點火使容器1中的空氣膨脹，將水壓入容器2，利用水的重力使軸3轉動，將門打開。當火熄滅時，廟門在重錘的作用下自動關閉。根據描述，以下說法中不正確的是(　　)
A.利用氣壓為動力打開廟門，體現了系統的目的性
B.重錘質量增加，需相應增加容器2中水的質量，體現了系統的相關性
C.設計時先考慮容器1，再考慮容器2，體現了系統分析的整體性原則
D.設計時根據開關門所需力的大小，計算出重錘和水的質量，體現了系統分析的科學性原則
解析　本題考查了系統的基本特性。利用氣壓為動力打開廟門，體現了系統的目的性，A選項正確；重錘質量增加，需相應增加容器2中水的質量，體現了系統的相關性，B選項正確；容器1與容器2是系統中的兩個要素，兩者具有相關性，C選項錯誤；計算出重錘和水的質量，體現了系統分析的科學性原則，D選項正確，故答案應選C。
答案　C
[變式3]　高考考場統一啟用考場監控系統，使高考更加公平公正。從系統的角度分析，下列說法中不正確的是(　　)
A.考場監控系統具有超大存儲容量，能長時間保存視頻，體現了系統的環境適應性
B.前端設備、監控主機、遠程計算機相互影響，體現了系統的相關性
C.前端設備、監控主機、遠程計算機共同構成了考場監控系統，體現了系統的整體性
D.監控系統具有視頻錄制、視頻回放、視頻放大、視頻傳輸等功能，體現了系統的目的性
解析　環境適應性是當系統外環境出現變化時，系統為了適應環境變化而使系統的變化；A項內容明顯體現了系統的目的性。
答案　A
【例4】　(2018·11月浙江選考)下列關于系統的說法中不正確的是(　　)
A.系統分析要遵循三個主要原則
B.影響系統優化的因素不可以人為調節
C.系統始終處在運動變化和發展之中
D.系統包含兩個或兩個以上的要素(或部分)
答案　B
[變式4]　(2016·8月溫州模考)如圖所示的家庭衛生間水路系統，由各種衛生器具、進水管網、下水道排水管網等組成。通過進水管提供各種衛生器具用水，使用后產生的廢水、污水通過排水管排入下水道。根據描述，以下說法正確的是(　　)
A.排水管出現故障，將會影響水路系統的正常工作，體現系統的動態性
B.使用一段時間之后，下水道堆積油污或絮狀物會導致管道堵塞，體現系統的環境適應性
C.給人們用水及排水帶來方便，體現了系統的目的性
D.設計時根據衛生器具的分布，計算管道的合理尺寸，體現了系統分析的綜合性原則
解析　A錯誤，體現的是系統的整體性；B錯誤，應為相關性；D錯誤，定量分析，屬于系統分析的科學性原則。
答案　C
【例5】　如圖所示是液體原料定量控制系統。其工作過程是：流量計檢測到流出的液體原料流量值，把信號反饋給控制器，與設定的流量值進行比較，達到設定的流量值時，控制器控制桶泵關閉。
在桶泵停止運行后，由于軟管中的原料具有慣性會繼續流動，導致誤差。為了提高計量精度，以下對該系統進行優化的措施中合適的是________(在①減少軟管的直徑；②提高流量計的計量精度；③在軟管出口端加電磁閥與桶泵同步控制中選擇一項，將序號填寫在“________”處)。
答案　③
[變式5]　舟山跨海大橋于2009年12月25日正式通車。大橋建成后，使舟山更緊密地融入長三角經濟圈。大橋設計要求最大能抗17級超強臺風，最大通航等級為5萬噸級，使用年限為100年。在大橋施工時為了保證質量、縮短工期、降低成本，需要對工程進行優化。下列屬于影響系統優化的因素是(　　)
A.抗臺風等級 B.最大通航等級
C.使用年限 D.工程項目的管理水平
解析　系統優化的影響因素是指對系統的目標產生顯著影響，并且可以人為調節的因素。選項A、B、C都是系統設計時提出的要求，在施工時是不可人為調節的。而選項D工程項目的管理水平直接影響著施工的質量、工期、成本等，并且是可以人為調節的，故D選項符合題意。
答案　D
【例6】　小通準備對家里的電路系統進行升級改造并制定了優化目標。他請裝修公司完成該優化工程，雙方簽訂合同，工程款總額為10 000元。請回答第(1)～(2)題。
(1)裝修公司根據用電器功率的大小分別計算出每路電線的粗細規格，該方法遵循了系統分析的(　　)
A.科學性原則 B.綜合性原則
C.整體性原則 D.安全性原則
解析　根據題意，裝修公司根據用電器功率的大小計算出電線的粗細規格，顯然遵循了系統分析的科學性原則，A選項正確。
答案　A
(2)在該系統優化過程中，總額10 000元屬于(　　)
A.優化目標 B.約束條件
C.目標函數 D.影響優化的因素
解析　在該系統優化過程中，總額10 000元屬于約束條件，故B選項正確。
答案　B
[變式6]　如圖所示是小劉設計的中藥切片機。其切片的原理是：電機通過皮帶帶動凸輪轉動，凸輪頂著搖臂，搖臂推動滑套在滑軸上做上下運動，連接在滑套上的切刀重復切片。該切片機切刀切力較小，以下是小劉經系統分析后的優化方案，較合理的是(　　)
解析　A項如果減輕滑套的重量和體積，切刀切力變小；C項增加搖臂槽的長度，運動將增加行程；D項增加電機的轉速，速度變快，但切刀切力不變。B項在滑套上加彈簧，可增加切刀切力。
答案　B
【例7】　(2018·4月浙江選考)堪稱全球最長、創意最獨特的港珠澳大橋，主體由橋梁、海底隧道和人工島組成。大橋的設計采取了一系列優化措施，下列措施中，以提高大橋安全性為目標的是(　　)
A.大橋在伶仃西航道和銅鼓航道段采用海底隧道方案，不影響通航
B.設計了中華白海豚觀賞區和海上觀景平臺
C.在珠澳人工島上設有大型停車場，以緩解澳門本島的交通壓力
D.人工島周圍投放石頭形成斜坡，如果船太靠近就會擱淺
解析　人工島周圍投放石頭形成斜坡，如果船太靠近就會擱淺，是從安全角度考慮的。
答案　D
[變式7]　如圖所示是四沖程內燃機的結構示意圖。活塞式內燃機將燃料和空氣混合，在其汽缸內燃燒，釋放出的熱能使汽缸內產生高溫高壓的燃氣，燃氣膨脹推動活塞作功，再通過曲柄連桿機構將機械功輸出，驅動從動機械工作。系統分析時，可以把內燃機看作成一個系統，下列關于該系統的說法不正確的是(　　)
A.進氣管出現故障，將會影響內燃機動力輸出，體現了系統的整體性
B.內燃機是一種動力機械，能夠輸出動力，體現了系統的目的性
C.使用一段時間后，活塞磨損，與缸體間的縫隙增大，體現了系統的動態性
D.新型內燃機可使用柴油、汽油兩種動力燃料，體現了系統的環境適應性
解析　環境適應性是指外界環境在變化，系統必須做出相應的反應，以適應外界環境的變化。新型內燃機可使用柴油、汽油兩種動力燃料，不能體現系統的環境適應性。故選D。
答案　D
【易混易錯】
1.系統的基本特性
(1)整體性(全局、集合)——側重于“部分影響整體”。
(2)相關性(匹配、關聯)——側重于“部分與部分之間的關聯”。
(3)目的性(功能)——側重于系統的目的，系統特有的功能。
(4)動態性(更新)——側重于系統的變化和發展。
(5)環境適應性(自適應)——側重于系統適應環境的變化。
2.系統分析的主要原則
(1)整體性原則：著眼于系統整體，要先分析整體，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全過程，再看某一階段；先看長遠，再看當前。
(2)科學性原則：有嚴格的工作步驟；運用科學方法和數學工具進行定量分析，使決策的過程和結果更具有說服力。
(3)綜合性原則：要綜合分析，統籌兼顧，不可顧此失彼，因小失大。
1.汽車的懸掛系統是指車身與車輪之間的支撐系統，由彈簧、避震器等組成。在如圖所示的懸掛系統中，車軸分成兩段，當遇到路面不平時，一側車輪的跳動對車身影響比較小，從而提高了汽車的平穩性。關于該懸掛系統，下列說法中不恰當的是(　　)
A.可以作為汽車系統的一個子系統
B.具有支撐功能，體現了系統的動態性
C.能使汽車更好地適應多種路況
D.有利于提高汽車的整體性能
解析　汽車的懸掛系統具有支撐功能，體現了系統的目的性而不是動態性，故B選項符合題意。
答案　B
2.如圖是汽車用的手搖千斤頂，以下敘述中，不屬于構成千斤頂系統條件的是(　　)
A.千斤頂由支撐桿、螺桿、螺母、手柄、底座等要素構成
B.支撐桿、螺桿、螺母、手柄等相互關聯卻又成一體
C.千斤頂能頂起汽車，這不是各組成部分能實現的
D.手柄上加塑料套、螺桿螺母加潤滑油后，操作更方便
解析　此題考查的是構成系統的三個條件：一是要有兩個或兩個以上的要素(部分)組成，二是要素(部分)之間必須相互關聯，三是單個要素(部分)不具有系統的整體功能。鑒于此，選擇D。
答案　D
3.如圖所示是一木質秋千椅，可以把它看成一個由座椅、懸掛鏈繩、支撐橫臂及支撐腳等組成的系統。以下關于該系統的說法中，不正確的是(　　)
A.懸掛鏈繩斷裂，會影響秋千椅的使用，體現系統的目的性
B.應根據兩支撐腳間的距離，選擇粗細合適的支撐橫臂，體現系統的相關性
C.木結構表面都涂上一層油漆，秋千椅不易老化，體現了系統的環境適應性
D.起連接作用的螺栓螺母生銹老化，需要定期更新，體現系統的動態性
解析　懸掛鏈繩斷裂，會影響秋千椅的使用，體現系統的整體性。故選A。
答案　A
4.趙明家要進行裝潢，決定自己設計家里的用電系統，為了用電安全，便于使用和維護，趙明把用電系統分解成幾個子系統，下列分解方案中合理的是 (　　)
A.照明子系統、空調子系統、插座子系統、安全保護子系統
B.安全保護子系統、照明子系統、二孔插座子系統、三孔插座子系統
C.日光燈子系統、照明子系統、空調子系統、插座子系統
D.照明子系統、空調子系統、二孔插座子系統、三孔插座子系統
解析　考查根據生活實際，對家庭電氣系統劃分合理的子系統。二孔和三孔插座再劃分成兩個子系統意義不大，所以B、D都不正確，而日光燈子系統就是照明子系統的一部分，所以C不正確。
答案　A
5.房車兼具“房”和“車”兩大功能，但其屬性還是車，是一種可移動、具有居家必備的基本設施的車。車上的居家設施有“臥具、爐具、廚具、沙發、餐桌椅、空調、電視”等家具和電器，可分為駕駛區域、起居區域、臥室區域、衛生區域、廚房區域等。從系統的角度分析，下列說法不正確的是(　　)
A.具有居室和車輛的功能，體現了系統的目的性
B.系統中任何部件出現故障，都將影響房車系統的運行，體現了系統的整體性
C.系統能適應不同的路面和氣候條件，體現了系統的環境適應性
D.系統中的駕駛、起居、衛廚等區域的子系統相互影響，體現了系統的動態性
答案　D
6.(2016·3月浙江學考)如圖所示是農田智能灌溉系統示意圖。系統根據監測的氣象、土壤、農作物等相關信息，控制灌溉設備工作，使土壤保持合適的濕度和肥力，達到降低人力成本、提高生產效率、節水節肥的目的。請根據上述說明，完成(1)～(2)題。
(1)下列關于該系統的說法中，不正確的是(　　)
A.實現了農田的智能化管理，體現了系統的目的性
B.數據庫能存儲監測到的各種數據信息，體現了系統的環境適應性
C.灌溉設備需要定期維護，體現了系統的動態性
D.數據庫、信息采集等出現異常，會影響農田灌溉，體現了系統的整體性
(2)為了提高該系統的性能，需要進一步優化。下列不屬于影響系統優化的因素是(　　)
A.對氣象、土壤、農作物的監測精度
B.有線、無線、GPS的傳輸精度
C.天氣、氣候、農作物的生長特性
D.灌溉設備的產品質量
答案　(1)B　(2)C
7.如圖所示為掃地機器人，它能憑借一定的人工智能，自動在房間內完成地板清理工作。一般采用刷掃和真空方式，將地面雜物先吸納進入自身的垃圾收納盒，從而完成地面清理的功能。從系統特性角度分析，以下有關該機器人的敘述中錯誤的是(　　)
A.能清掃地面、吸納垃圾，體現系統的目的性
B.有本機、電池、集塵盒等組成，體現了系統的整體性
C.適用面積為150～200 m2，體現了系統的環境適應性
D.用久了，毛刷上卷，清掃效果下降，體現了系統的動態性
解析　系統的環境適應性是因環境變化而變化，是外因的結果。
答案　C
8.如圖所示是小明為自家設計的安全報警系統示意圖。安全報警系統為現代家居生活提供了有力的安全保障。該系統在工作時，報警主機在接收到報警信號后，會產生高分貝的警號聲，同時會借助電信網絡向外撥打多組由主人自己設置的電話、手機。以下對該系統的說法不正確的是(　　)
A.防盜報警系統在使用的過程中，由于各裝置老化等原因，會出現報警故障，體現了系統的動態性
B.該系統具有的防盜、報警功能，體現了系統的目的性
C.當該系統不能正常工作時，需要對各個裝置及線路進行檢測并分析，找出故障的原因，這體現了系統分析的科學性原則
D.為該系統配備蓄電池，在停電的情況下也能正常工作，這一措施實現了該系統的優化
解析　防盜報警系統在使用的過程中，由于各裝置老化等原因，會出現報警故障，體現了系統的整體性。故選A。
答案　A
9.下列沒有體現系統思想和方法的是(　　)
A.“田忌賽馬”的故事
B.“丁謂修復皇宮”的故事
C.四個老同學聚餐餐館的選擇
D.王書記考察某縣種琵琶致富的經驗后，立即在本縣全面推廣
答案　D
10.如圖所示為某品牌智能手環，支持通話功能，能記錄佩戴者的健身數據，進行計步、測距、記錄卡路里燃燒量等操作，幫助我們進行健身，同時也加入了睡眠監測功能，可設定鬧鐘等。這款手環支持與大部分智能手機匹配，在待機方面充電5小時即可工作4天。請完成第(1)～(2)題。
(1)關于該系統，下列說法中正確的是(　　)
A.經歷長期充放電之后，電池容量下降，體現了系統的整體性
B.該手環支持與大部分智能手機匹配，體現了系統的相關性
C.支持通話功能，體現了系統的環境適應性
D.該手環能記錄佩戴者的健身數據，幫助我們進行健身，體現了系統的目的性
(2)該手環佩戴在人的手腕，洗手時容易被水滲入到手環內部的電子元件，造成手環的損壞。要對該系統進行優化，其約束條件是(　　)
A.設計人員的水平 B.手環的制造成本
C.密封件的選用 D.新型防水技術的掌握
解析　(1)根據題意，電池容量隨著使用時間的增加而減少，體現系統的動態性；手環與大部分智能手機匹配，體現了系統的環境適應性；通話功能也是手環的拓展功能之一，體現了系統的目的性；手環記錄數據幫助健身，體現了系統的目的性。故D選項符合題意。
(2)約束條件是指對系統優化有影響，但又不能人為調整的因素。根據題意，要對該手環進行優化，A、C、D選項都是人為能調整的優化方面，只有B選項，手環的制造成本是設計時就確定的，在優化過程中不能隨便增加，屬于約束條件，故B選項符合題意。
答案　(1)D　(2)B
11.如圖所示是電子圍欄系統示意圖。它由控制主機、圍欄和報警裝置等組成。當圍欄遭到入侵者觸碰或破壞時，能發出電脈沖將入侵者擊退，并向安全監控設備發送信號，報警裝置發出報警信號。請根據示意圖和上述說明，完成(1)～(2)題。
(1)以下關于該系統的說法中，不正確的是(　　)
A.該系統具有威懾、阻擋、報警等作用，體現了系統的目的性
B.該系統遭到觸碰和破壞時都會報警，體現了系統的相關性
C.當電子圍欄中的導線出現故障時，會影響系統正常工作，體現了系統的整體性
D.該系統不受氣候等因素的影響，體現了系統的環境適應性
解析　報警工作體現的是系統的目的性。
答案　B
(2)以下對該系統的優化措施中，不正確的是(　　)
A.配備蓄電池，在停電的情況下能正常工作
B.夜間直接將220 V電源接入圍欄，增大電擊強度
C.增加聯動輸出接口，與公安部門的報警中心實現聯動
D.增加利用網絡進行遠程布防、撤防操作的功能
解析　B選項中的220 V電壓涉及到危及人的生命問題，屬于違法行為，故不合理。
答案　B
12.如圖所示，為溫州市正在醞釀的“空中巴士”有軌交通項目，“空中巴士”是一個龐大的系統，包含站臺子系統、通信子系統、車廂子系統、電力子系統、軌道子系統等多個子系統，從系統角度分析，下列說法不恰當的是(　　)
A.運送旅客，緩解交通擁堵體現了“空中巴士”系統的目的性
B.站臺子系統與車廂子系統是兩個不相關的系統
C.車廂配備智能調溫設備，優化了乘車環境
D.在建設之前，相關部門要進行詳細測算，體現了系統分析的科學性原則
答案　B
13.如圖所示是考場無線電監管車，載有頻譜分析儀、接收機、測向機、電腦、顯示器、發射天線等。找到可疑無線電信號后，測向機則會對信號進行定位，工作人員將根據定位的方向，鎖定可疑信號的準確位置。播放音樂或者無線電干擾信號對其進行干擾或阻斷。以下對該系統的優化措施中，不正確的是(　　)
A.優化電腦軟件系統，使其能在眾多無線電信號中自動查找可疑信號
B.增加聯動輸出接口，與公安部門的報警中心實現聯動
C.增大屏蔽效果，考試期間阻斷所有無線電信號
D.增加車內設備防震性能，減少車輛行駛過程中損壞的可能性
解析　C項的優化措施，會對考場及其周邊的正常活動造成影響，故不可取。
答案　C
14.如圖所示為滑臺的運動系統示意圖，由電機控制子系統和機械傳動子系統組成。在電機控制子系統中，傳感器檢測電機的轉動角度，并反饋到控制裝置與設定值比較，控制裝置根據偏差值發出運動信號，驅動器將運動信號轉變成相應的電流驅動電機轉動；在機械傳動子系統中，電機帶動絲桿轉動，絲桿通過螺母驅動滑臺移動。系統根據電機的轉動角度和絲桿的螺紋間距計算出滑臺移動的距離，從而實現對滑臺位置的間接控制。從系統的角度分析，下列說法中不正確的是(　　)
A.該系統能實現對滑臺位置的間接控制，體現了系統的目的性
B.該系統中的電機控制子系統和機械傳動子系統相互影響，體現了系統的相關性
C.該系統根據電機的轉動角度和絲桿的螺紋間距計算出滑臺移動的距離，從而實現對滑臺位置的間接控制，體現了系統分析的科學性原則
D.電機會根據指令而轉動，體現了系統的動態性
解析　動態性是指系統隨時間在變化、發展。電機會根據指令而轉動，不能體現系統的動態性。故選D。
答案　D
15.下面是關于鐘表的結構圖和文字描述，結合自己的理解，請回答第(1)～(2)題。
鐘表主要由原動系、傳動系、擒縱調速系、指針系和上條撥針系等部分組成。機械鐘表用發條作為動力的原動系，經過一組齒輪組成的傳動系來推動擒縱調速器工作，再由擒縱調速器反過來控制傳動系的轉速。
(1)下列關于該鐘表系統說法正確的是(　　)
A.各個齒輪發揮著各自的作用，缺一不可，這體現了系統的相關性
B.由于零件的不斷磨損，會出現走時不準的情況，這體現了系統的動態性
C.原動系、傳動系、發條和齒輪等都為該鐘表系統的子系統
D.該鐘表的主要功能是為了精確計時，體現了系統的整體性
(2)下列說法錯誤的是(　　)
A.二輪、三輪、四輪的受力形式為受扭轉
B.棘爪的作用是為了防止發條中的能量被迅速釋放
C.通過柄軸上發條的上條系統，該系統是一個減速系統
D.發條和游絲的受力形式為受扭轉
解析　(1)A項體現系統的整體性；C項發條、齒輪為鐘表系統的元素；D項體現系統的目的性；B項正確。
(2)D項發條和游絲受的是彎曲力。
答案　(1)B　(2)D
16.如圖所示為建筑工地上使用的塔吊起重機，把塔吊起重機看成一個塔吊起重系統，它主要由支撐子系統和傳動子系統組成。支撐子系統的主要包括底座和主架，傳動子系統主要包括水平機械臂和垂直升降設備。從系統的角度分析，下列說法中不正確的是(　　)
A.塔吊起重系統主要目的是為了將重物搬運到指定地點，體現了系統的目的性
B.塔吊起重機的支撐子系統和傳動子系統相互影響，體現了系統的相關性
C.塔吊起重系統能在不同的氣候環境中正常工作，體現了系統的環境適應性
D.塔吊起重系統中任何部分出現故障，都將影響系統的正常運行，體現了系統的相關性
解析　塔吊起重系統中任何部分出現故障，都將影響系統的正常運行，體現了系統的整體性。故選D。
答案　D
17.劉祥發現使用普通的手拉車(圖甲)上下樓梯不方便，于是，他想將其改裝成方便上下樓梯的手拉車。請完成下列各題，在有“________”處填上相應的內容。
(1)劉祥決定用組合輪(圖乙)替換原來的輪子。根據手拉車上下樓梯的特點，組合輪最適合裝在________(選填“前輪”或“后輪”)的位置上。
(2)組合輪輪距L大小會影響手拉車上下樓梯的使用效果。假設每級樓梯深度為a，高度為b，請你通過系統分析，依據組合輪在下樓梯時的各個狀態圖(丙)，說明組合輪輪距L一般應滿足________(請在下列選項中選擇一項，填寫序號：①L＞a；②L＞b；③L＜b)。這種通過數學定量計算、分析的方法遵循了系統分析的________原則。
(3)將普通輪換成組合輪后，能使手拉車具有更好的________(請在下列選項中選擇一項，填寫序號：①環境適應性；②動態性；③相關性)。
解析　(1)根據題意，上下樓梯時與臺階接觸的主要是手拉車的后輪，故正確答案是“后輪”。(2)由題意與圖丙可知，組合輪在平地上滾動與普通輪沒有太大區別，它的優勢在于上下樓梯時，通過小輪的滾動替換，實現在臺階上的平滑滾動，要較好的實現這一功能，小輪的輪距(L)必須大于臺階的高度(b)，所以②L>b符合題意。通過數學的定量計算、分析是典型的科學性原則。(3)組合輪替換了普通輪，不僅能很好的適應普通的平地環境，而且還能較好的適應有臺階的環境，大大提升了手拉車的環境適應能力，故選①。
答案　(1)后輪　(2)②　科學性　(3)①
1.小劉通過系統分析，認為臺式電風扇(如圖)在正常運行時產生震動的原因有：①三個扇葉的扭角不一致；②三扇葉的重心不在轉軸延長線上；③轉軸彎曲；④電機轉速過慢；⑤臺扇的重心不在底座的支撐面內。你認為合理的原因是(　　)
A.①②③④ B.②③④⑤
C.①②③ D.③④⑤
解析　當電風扇轉動時產生震動，主要由電風扇轉動時受力不均勻引起的。電機轉速過慢不會產生震動，而臺扇的重心不在底座的支撐面內，將致使臺扇翻倒。
答案　C
2.如圖是一款普通電吹風，由電動機、風葉、電熱元件等若干部分組成。關于該電吹風的下列說法中不正確的是(　　)
A.吹熱風功能是電吹風作為系統的條件之一
B.只要有多個部分組成，電吹風就可以構成系統
C.電動機和風葉是關聯的
D.電吹風整體功能是其他部分所不具有的
解析　系統是由相互聯系、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。所以只要有多個部分組成，電吹風就可以構成系統是錯誤的。
答案　B
3.如圖為一款大腳賽車，具有超大車輪、車身堅固、超大引擎、超大燃料箱、良好的防撞性能和避震性能。請根據圖示和上述說明，完成(1)～(2)題。
(1)把該賽車看作一個系統，下列說法中，錯誤的是(　　)
A.該車用于比賽或游戲，體現了系統的目的性
B.超大引擎必須配置超大燃料箱，體現了系統的相關性
C.超大車輪、良好的避震性能，體現了系統的環境適應性
D.賽車行駛時耗油量很大，體現了系統的動態性
(2)對該車提出了以下系統優化措施，其中不合理的是(　　)
A.精確統計每次賽程的最大耗油量，將燃油箱設計的盡可能合理
B.選用凸棱較平的輪胎以減小賽車行駛時地面的阻力
C.將車身設計成流線型以減小賽車行駛時空氣的阻力
D.對燃料箱防漏設計以確保車身不同姿態時均不溢漏
答案　(1)D　(2)B
4.如圖所示是高爐卷揚系統示意圖，兩輛小車通過導輪交替運送物料。上料小車上行同時，空載小車下行，提高了電機的拖動效率。以下關于系統的說法中，錯誤的是(　　)
A.上料小車出現故障，會影響整體的運行，體現系統的整體性
B.導輪、導軌長期使用會嚴重磨損，體現系統的環境適應性
C.兩輛小車通過導輪交替運送物料，體現系統的目的性
D.卷筒磨損或損壞，會使上料車無法到達指定高度，體現相關性
解析　導輪、導軌長期使用會嚴重磨損，體現系統的動態性。
答案　B
5.如圖所示為一款內置鋰電池的智能投影虛擬鍵盤，可在桌面上投影出虛擬鍵盤，用以輸入中文、英文等多種語言，還可充當便攜式充電器使用。以下關于該系統的說法中不正確的是(　　)
A.可隨時切換多種輸入語言，體現了系統的動態性
B.可充當便攜式充電器使用，體現了系統的目的性
C.光線過強的場所使用時不易看清鍵盤按鍵，體現了系統的環境適應性
D.鋰電池損壞后，鍵盤將無法使用，體現了系統的整體性
解析　動態性強調的是系統的發展變化。
答案　A
6.如圖所示是一款可以控制水流量的節水龍頭，拉起手柄至不同的刻度，可以控制不同的出水量，從而避免浪費。下列有關節水水龍頭系統優化的說法中，不合理的是(　　)
A.在水龍頭上增加了帶刻度的提起手柄，降低了水龍頭的生產成本
B.該系統通過改變原有節水龍頭中的要素來實現系統優化
C.該系統優化以控制用水量為目的
D.自來水的水壓是水龍頭出水量控制優化的約束條件
答案　A
7.如圖是一裝有自動駕駛系統的汽車，汽車自動駕駛系統有以下部分組成：①車道偏離檢測系統(它會遵循道路標志和聲音警告并在車輛開始偏移車道時糾正方向)；②自適應巡航控制系統(它會和前面的車輛保持一個恒定的距離); ③自動泊車系統(可將汽車倒進停車位)；④緊急制動和衛星導航系統。以下說法錯誤的是(　　)
A.當檢測到人要過公路時，能自動停車，體現了系統的目的性
B.自動駕駛系統減輕了人的勞累，提高了安全性，體現了系統的目的性
C.當衛星導航系統出現故障時，自動駕駛系統就會受到影響，體現了系統的動態性
D.自動駕駛系統的功能是各個子系統所沒有的，體現了系統的整體性
解析　當衛星導航系統出現故障時，自動駕駛系統就會受到影響，體現了系統的整體性。
答案　C
8.(2016·9月紹興聯考)2016年3月世界圍棋冠軍李世石與阿爾法圍棋的人機大戰萬眾矚目，最終AlphaGo4∶1勝李世石，人機圍棋大戰巔峰對決至此落幕。阿爾法圍棋(AlphaGo)是一種人工智能系統，下列關于該系統的說法中不正確的是(　　)
A.一旦某子系統出現故障，會影響該智能系統的整體功能的實現，體現了系統的整體性
B.該系統要定時進行維護和調整，體現了系統的動態性
C.該系統可以運行在不同的硬件平臺上，體現了系統的相關性
D.該系統能抵抗外界干擾信號的影響，體現了系統的環境適應性
解析　C選項錯誤，不是系統的相關性，屬于系統的環境適應性。
答案　C
9.鼓式剎車系統由制動鼓、制動輪缸、制動蹄等部件組成。它是利用液壓將剎車片往外推，使剎車片與隨著車輪轉動的剎車鼓內面發生摩擦，從而產生剎車的效果。以下關于鼓式剎車系統的說法中，正確的是(　　)
A.由多個部件組成，體現了系統的目的性
B.剎車片與制動鼓尺寸匹配合理，體現了系統的相關性
C.利用液壓將剎車片往外推，體現了系統的動態性
D.為了剎車效果的最佳化，精選優良制動蹄片，體現了系統的環境適應性
解析　由多個部件組成，體現系統的整體性，動態性不是指機械運動。
答案　B
10.中國航母“遼寧艦”是一個龐大的系統，需要配備電子設備，艦載機、預警機、防空武器等才能發揮其作用，從系統角度分析，下列說法不恰當的是(　　)
A.能搭載30架艦載機和直升機，達到了航母作為移動作戰平臺的目的
B.艦載機需要預警機提供目標信息，預警機需要艦載機的保護，兩者具有相關性
C.艦載機與航母是兩個互不相關的系統
D.配備了相控陣雷達在內的各種新型電子設備，優化了防空以及末端反導防御系統
解析　從題干描述分析，航母是由若干子系統組成，C選項違背了題干的意思。
答案　C
11.如圖所示移動式紅綠信號燈是由可移動底座、支撐柱、太陽能電池、LED燈等結構組成的系統，采用太陽能供電，適用于城鎮道路交叉口使用。關于該系統下列說法正確的是(　　)
A.由可移動底座、支撐柱、太陽能電池、LED燈等結構組成，體現了系統的目的性
B.根據使用地段情況，調整信號燈高度，體現了系統的動態性
C.手搖柄損壞導致支撐柱高度不可調，體現了系統的相關性
D.LED燈用久了自身亮度會變暗，說明系統的環境適應性差
解析　A是整體性，B是環境適應性，D是動態性。
答案　C
12.作為一個現代化的作戰平臺，航空母艦及其戰斗群具有許多別的艦只所不具備的特點，現代航空母艦及艦載機已成為一個高技術密集的軍事系統，下列說法不正確的是(　　)
A.該軍事系統由航海系統、航空系統、艦載攻擊系統、支持系統等組成，體現系統整體性
B.航母戰斗群可對目標實施搜索、追蹤、鎖定、攻擊作戰，體現系統的目的性
C.航母戰斗群可以經受較強的風浪，體現了該系統較強環境適應性
D.航母戰斗群具有強大的動力，體現了系統的動態性
答案　D
13.奶粉生產系統的作用是將濃縮奶液干燥成奶粉，加工時奶液從高位儲奶槽流下，經過濾去掉凝塊后進入干燥器。冷空氣也進入干燥器。在干燥器中奶液被熱空氣加熱，使水分蒸發，最后隨濕空氣一起噴出，在重力作用下，空氣、奶粉自然分離。下列關于該系統的說法中錯誤的是(　　)
A.該系統的作用是將濃縮奶液干燥成奶粉，體現了系統的目的性
B.在干燥器中奶液被熱空氣加熱的時間需要精確計算，體現了系統分析的科學性原則
C.冷氣閥門的打開程度直接影響著奶粉的生產質量，體現了系統的環境適應性
D.熱敏元件在使用過程中需要定期更換或維護，體現了系統的動態性
解析　C是整體性。
答案　C
14.如圖所示是仿生機械蜜蜂，它身上帶有傳感器、電機和攝像頭等部件，它在傳感器、電機的幫助下可以控制機械蜜蜂飛行，完成攝影和攝像等工作。以下關于該系統表述不正確的是(　　)
A.遇到大雨等天氣的影響，飛行路線會出現偏差，體現出系統的目的性差
B.當傳感器失效，蜜蜂就會失控，不能完成預定的任務，體現出系統的整體性
C.傳感器獲得數據要通過控制部件讓電機狀態發生改變，體現出系統的相關性
D.機械蜜蜂用久之后，會出現老化變壞，這體現出系統的動態性
解析　A選項描述的應是環境適應性差。
答案　A
15.(2016·4月浙江模考)如圖所示是一款電動公共汽車，滿電狀態的續航里程是80公里左右，剎車系統與燃油汽車相比，靈敏度要差一點，車速限制是60碼，耗完電后再充滿需要5～7小時。以下關于該電動公共汽車系統的說法中，錯誤的是(　　)
A.電動公共汽車能實現節能減排，體現了系統的目的性
B.發動機輸出功率與剎車制動系統相互匹配，體現了系統的相關性
C.發動機產生故障，系統停止工作，體現了系統的環境適應性
D.續航里程會越來越短，隨車電瓶需定期維護和更換，體現了系統的動態性
解析　發動機產生故障，系統停止工作，體現系統的整體性。
答案　C
16.如圖所示是一款自平衡兩輪電動車從系統的角度分析，下列說法中不正確的是(　　)
A.電動馬達損壞，會造成該車無法正常行駛，體現了系統的目的性
B.控制器模塊接收陀螺儀的檢測數據，驅動電機進行調整，體現了系統的相關性
C.在使用一段時間后，內置電池的續航能力下降，體現了系統的動態性
D.在平緩的上下坡路段也能平穩行駛，體現了系統的環境適應性
解析　電動馬達損壞，會造成該車無法正常行駛，體現了系統的整體性。
答案　A
17.如圖所示是學校的錄播系統，下面關于學校錄播系統說法不正確的是(　　)
A.系統能同步錄制，生成標準化的流媒體文件，體現了系統的目的性
B.信號的采集系統是該錄播系統的一個子系統
C.該系統可實現校園多媒體教學、網絡直播、錄播、電子考場、在線評課等多種功能，體現了系統的環境適應性
D.該系統中的攝錄設備出現了故障，導致無法生成符合要求的流媒體文件，體現了系統的整體性
答案　C
18.如圖所示為某智能吸塵器，超聲波仿生免碰技術可有效防止碰撞家具或跌落樓梯，V型刷升降功能可跨越地毯等障礙物及適應不同地面，自動回充技術在完成打掃后自動回到充電座上，配有高效紫外線殺菌燈。關于該系統，以下說法中正確的是(　　)
A.經歷長期充放電之后，電池容量下降，體現了系統的整體性
B.自動回到插座充電體現了系統的環境適應性
C.該吸塵器在進入地毯時能自動升起，體現了系統的相關性
D.該吸塵器具有紫外線殺菌功能，體現了系統的目的性
答案　D
19.(2017·3月嘉興模考)如圖所示是汽車發動機冷卻系統示意圖，當冷卻水流經發動機中的管道時，吸收發動機的熱量，通過散熱器將熱量散發到空氣中，從而降低發動機的溫度。以下說法中不正確的是(　　)
A.冷卻系統能降低發動機的溫度，體現了系統的目的性
B.冷卻系統增強了發動機系統的環境適應性
C.設計時先考慮散熱片的多少，再考慮儲水箱的大小，體現了系統分析的整體性原則
D.用定量分析的方法來確定冷卻系統的有關參數，體現了系統分析的科學性原則
解析　應該屬于綜合性原則。
答案　C
20.如圖所示是一輛太陽能家用轎車，采用碳纖維材料，整車重750公斤。擁有一塊約5.8平方米的太陽能電池板，電池容量為15 kW/h，單次充電后續航里程超過1 000公里，最高時速達126公里/小時。該車還內置了智能導航系統，可與智能手機相匹配，根據天氣情況和用戶日程規劃最合理的出行路線。以下關于該車的說法正確的是(　　)
A.該車采用太陽能供電，體現了系統的環境適應性
B.車輛的續航里程受限于電池的容量，體現了系統的相關性
C.該車的智能導航系統還能與手機相匹配規劃出行路線，體現了系統的綜合性
D.該車重量僅750公斤，降低了車輛的能耗，體現了系統的動態性
答案　B
21.如圖所示是一款停車場車輛管理系統，通過攝像頭拍攝進出道口車輛的照片，識別車牌號碼，控制欄桿起落實現車輛進出停車場的自動管理。以下說法不正確的是(　　)
A.欄桿可抬起和落下實現車輛進出的控制，體現了系統的動態性
B.該管理系統配備了備用供電裝置，增強了該系統的環境適應性
C.設計該系統時，既要實現車輛識別、高效傳動、穩定供電功能，又要控制設計成本，體現了系統分析綜合性原則
D.設計該系統時，根據車輛進出時的速度和距離設置攝像頭的位置和角度，體現了系統分析的科學性原則
解析　動態性不是指機械運動。
答案　A
22.如圖所示的ATV概念車不單借助輪子行進，同時也可借助類似動物的腿移動，征服難以應對的地形。它的駕駛艙距地面很高，易于駕駛員觀察前方動向，如有麻煩，可及時做出反應。ATV概念車的這種特性表明該車具有良好的 (　　)
A.整體性 B.相關性
C.環境適應性 D.動態性
答案　C
23.如圖所示的懶人手機支架，從系統角度分析以下說法錯誤的是(　　)
A.設計該款懶人手機支架先考慮使用的安全性再考慮生產成本體現系統分析的整體性原則
B.若其中一根構件出現問題，會引起其他構件受力發生變化，體現了系統的相關性
C.夾持部分使用久了之后，容易斷裂，該現象體現了系統的動態性
D.為了讓懶人能躺在床上看電視，在原有桌面手機支架的基礎上增加一個夾持底座，該設計是體現系統環境適應性
答案　A
24.(2015·9月浙江學考)如圖所示是某幼兒園門口的人臉識別系統，利用計算機圖像處理技術從視頻中提取人臉特征，與資料庫中的人臉特征進行對比，確認進入人員的身份。請根據示意圖和上述說明，完成(1)～(2)題。
(1)下列關于該系統的說法中，不正確的是(　　)
A.確認進入人員的身份，體現了系統的目的性
B.圖像采集不清楚，會影響特征對比的準確性，體現了系統的相關性
C.提取的人臉特征與資料庫中的人臉特征對比不一致時，無法開門，體現了系統的動態性
D.攝像頭出現故障時，會造成識別失敗，體現了系統的整體性
(2)為了提高該系統的性能，需要進一步優化。下列不屬于影響系統優化的因素是(　　)
A.人臉特征識別的準確性
B.計算機圖像處理的速度
C.圖像采集的精度
D.進入人員的人臉特征
答案　(1)C　(2)D
25.如圖所示為某單位大門的控制系統，具有門禁、對講和考勤功能。職工進門時把手指放到指紋采集器中。經門禁控制器識別后控制電鎖打開插銷，進入大門后自動關閉，出門時，按出門按鈕，門禁控制器直接控制電鎖打開插銷，外來人員通過門鈴對講機與室內人員聯系，考勤機根據指紋信息進行考勤。請針對該系統回答以下問題：
(1)根據示意圖及描述，分析職工進門時的系統控制過程，在方框圖中填寫相應內容。
→→→→
(2)系統示意圖中除了門禁子系統外還有________、________兩個子系統(在①指紋采集；②考勤；③門鈴對講；④出門按鈕中選擇兩項，將序號填寫在“________”處)。
(3)該系統有較強的抗電磁干擾能力，從系統的特性分析，說明該系統具有良好的________(在“________”處填寫相應內容)。
答案　(1)①電鎖　②插銷　(2)②　③
(3)環境適應性
26.(2018·11月浙江選考)如圖所示是某污水廠污泥碳化處理系統的工藝流程。干化爐把含水率較高的污泥烘干后送入碳化爐，燃料在燃燒室內燃燒產生高溫煙氣對碳化爐中的污泥加熱，污泥在高溫高壓的作用下被分解成碳化氣和無害的生物炭。在烘干和碳化過程中產生的臭氣和碳化氣被送入燃燒室燃燒分解。余熱鍋爐利用碳化爐的余熱產生水蒸氣加熱干化爐。請根據流程圖及其描述回答以下問題。
(1)該流程設計的主要目的是________(在A.污泥碳化和處理有害氣體；B.處理鍋爐產生的煙氣；C.處理污水中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(2)在設計該流程時，不需要考慮的因素是________(在A.污泥碳化的工藝；B.有害氣體的處理工藝；C.生物炭的利用；D.余熱的利用中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
(3)下列對該流程的分析中正確的是________、________(在下列選項中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
A.干化爐烘干和碳化爐碳化屬于串行環節
B.燃燒室產生高溫煙氣和余熱鍋爐產生水蒸氣，屬于并行環節
C.燃燒室燃燒與干化爐烘干之間的時序可顛倒
D.燃燒室燃燒和煙氣凈化裝置凈化屬于串行環節
(4)該系統可分為多個子系統，以下劃分合理的是________(在下列選項中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)；
A.污泥碳化、生物炭處理、加熱等子系統
B.污泥碳化、有害氣體處理、加熱等子系統
C.污泥碳化、有害氣體處理、廢水處理等子系統
(5)余熱鍋爐發生故障時，干化爐就不能正常工作，這體現了系統的________(在A.目的性；B.動態性；C.相關性；D.環境適應性中選擇合適的選項，將序號填入“________”處)。
答案　(1)A　(2)C　(3)A　D(順序不限)　(4)B
(5)C
27.如圖所示為家用飲水機的組成結構示意圖，它由供水子系統、出水子系統和加熱子系統組成，其中純凈水、閥門、控水槽組成了供水子系統，開水開關和冷水開關組成了出水子系統，熱膽和加熱管構成加熱子系統。
(1)請將上述系統用下面的方框圖表示，在方框中“________”處填寫相應的要素。
(2)根據國家環境檢測部門出具的報告，傳統的飲水機內膽超過3個月不清洗，就會滋生大量細菌、殘渣甚至紅蟲，附著在熱膽內壁上，成為有毒的“添加劑”，對人體危害很大，長時間不清洗，會造成熱膽老化、變形甚至損壞。這反映了飲水機系統的________。(在“整體性”、“相關性”、“目的性”、“動態性”、“環境適應性”中選擇一個填在“________”處)
(3)飲水機的使用要注意安全，下列做法不正確的是(　　)
A.把普通熱水龍頭換成安全型熱水龍頭，防止燙傷小孩
B.使用帶有接地裝置的插座和漏電保護器，防止觸電
C.飲水機長時間停用前，關閉開關并將電源插頭拔下，旋開排水閥，將機內余水排空
D.飲水機要緊靠墻壁放在通風干燥處，使用時要經常曬太陽以殺菌消毒
解析　注意區分系統的五個特性，整體性的關鍵詞是功能，整體功能大于要素功能之和，整體功能在要素缺失或出問題時受影響或不能實現；動態性指的是系統各個要素和系統整體處于運動、變化和發展中，如試題中出現的“長時間不清洗，會造成熱膽老化、變形甚至損壞”。例如班級是一個系統，班級中的某個同學病了，體現了系統的動態性，病傳染給了其他同學，體現了系統的相關性；幾位同學同時生病，結果影響了班級的成績，體現了系統的整體性。第三小題需要對飲水機的使用和維護方法有所了解。
答案　(1)①加熱子系統　②冷水開關　③熱膽
(2)動態性
(3)D
28.如圖所示是學生設計的全自動豆芽機控制系統示意圖，由濕度控制和溫度控制兩部分組成。濕度控制系統工作原理是：濕度傳感器探到發芽室內的濕度，并將信號傳給濕度控制器，與濕度設定值進行比較，控制器根據偏差值控制電磁閥及水噴頭噴水，保持發芽室內的濕度。溫度控制系統工作原理是：溫度傳感器探到發芽室內的溫度，并將信號傳給溫度控制器，與溫度設定值進行比較，控制器根據偏差值控制加熱器工作，保持發芽室內的溫度。
(1)將上述系統用下面的方框圖表示，在方框中“________ ”處填寫相應的要素。
(2)全自動豆芽機控制系統濕度控制和溫度控制兩部分組成，體現了系統的________。(在“整體性”、“相關性”、“目的性”、“動態性”、“環境適應性”中選擇一個填在“________”處)
答案　(1)①濕度控制器　②電磁閥及水噴頭　③電磁閥及水噴頭(秩序不分先后)　④溫度控制器　⑤加熱器
⑥溫度傳感器(秩序不分先后)　(2)整體性
課件45張PPT。第三章　系統與設計[考試標準]一、系統的結構
1.含義：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。
2.構成系統的三個條件
(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)整體的功能是局部所沒有的。3.對于較大型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。
(1)子系統：相對大系統而言，是大系統中相對獨立且具有一定功能的組成部分。如地球生態系統：海洋生態子系統、森林生態子系統、陸地生態子系統等。
(2)要素：組成系統的最主要元素。任何系統又是更大系統的子系統。
根據需要，對系統進行不同的分類：
①自然系統和人造系統：
自然系統：原始系統都是自然系統，如天體、海洋、生態系統、人體系統(運動系統、神經系統、內分泌系統、循環系統、呼吸系統、消化系統、泌尿系統、生殖系統)；人造系統：如飛船、交通、商業、教育等。
②實體系統和抽象系統：例：計算機硬件屬于實體系統；軟件屬于抽象系統。
③開放系統和封閉系統
④靜態系統和動態系統4.系統的基本特性
(1)整體性：側重于“要素(部分)影響要素(部分)，要素(部分)影響整體”
①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要素(部分)在孤立狀態下所沒有的。
②系統中某個要素發生變化或出現故障，都會影響其他要素或整體功能的發揮。
③系統的整體功能大于組成系統的各部分的功能之和。例：巴爾扎克的塑像、“木桶理論”、一招不慎全盤皆輸、棄卒保車、“阿波羅”登月飛船上的零件、兩只眼睛的視野是一只眼睛的六倍等。
④系統的要素配合好才能發揮系統的整體功能，換句話說，要素好系統整體性能未必好。 (2)相關性：側重于“在整體完好的情況下，要素(部分)與要素(部分)，要素(部分)與整體之間的關聯”，構成系統的各要素之間是相互聯系、相互作用、相互依賴、相互影響的關系，是彼此相關的。
(3)目的性：任何系統都具有某種目的，都要實現一定的功能，這是區別不同系統的主要標志。
(4)動態性：物質都是不斷變化的，因此系統是一個動態的系統，處在運動變化和發展之中。
(5)環境適應性：系統都存在于一定的環境中，并不斷的與外界環境進行物質的、能量的和信息的交換，系統必須適應外部環境的變化。例：“春捂秋凍”、電冰箱不能緊貼墻放置。二、系統的分析
1.系統分析及其一般步驟
(1)系統分析
①系統分析：為了發揮系統的功能，實現系統的目標，運用科學的方法對系統加以周詳的考察、分析、比較、試驗，并在此基礎上擬訂一套有效的處理步驟和程序，或對原有的系統提出改進方案的過程，就是系統分析。
系統分析的出發點是為了發揮系統整體功能，目的是尋求解決問題的最佳決策，一般是從系統的整體功能出發，全面地思考與解決問題。
②系統分析的特點：完整地而不是零星的處理問題，考慮各種主要變化因素及其相互的影響，全面地思考和解決問題。借助系統分析，可以正確地提出整體目標，恰當地選擇方案，科學地確定行動的策略。③系統分析的目標：發揮系統的功能，實現系統的目標。
④系統分析采用的方法：運用科學的方法對系統加以周詳的考察、分析、比較、試驗。
⑤系統分析產生的結果：擬訂一套有效的處理步驟和程序，或對原系統提出改進方案。
例：王選漢字激光照排系統
(2)系統分析的一般步驟(3)系統分析的主要原則
①整體性原則：系統分析首先要著眼于系統整體，要先分析整體，再分析部分：先看全局，后看局部；先看全過程，再看某一階段；先看長遠，再看當前。
②科學性原則：系統分析一方面要有嚴格的工作步驟，另一方面應盡可能地運用科學方法和數學工具進行定量分析，使決策的過程和結果更具說服力。
③綜合性原則：當系統存在若干個目標時，需要綜合分析，統籌兼顧不可顧此失彼，因小失大。2.系統的優化
分析影響系統優化的因素
(1)系統優化：在給定的條件(或約束條件)下，根據系統的優化目標，采取一定的手段和方法，使系統的目標值達到最大化(或最小化)。
(2)影響系統優化的因素和約束條件
①影響系統優化的因素：對系統的目標函數產生顯著影響，并且可以人為調節的因素。
②約束條件：對系統優化起著限制作用，并且不能人為調節的因素。
③目標函數：是系統目標與系統中的某些元素之間的關系。(3)系統優化的方法
①為使系統達到最優的目標而提出的求解方法稱為最優化方法。
②系統優化的方法是多樣的，有的運用數學模型求解，有的通過科學的估算、試驗等方法實現。三、系統的設計
1.系統的設計
(1)系統設計是在系統分析的基礎上，設計出滿足預定目標的系統的過程。它包含對某個系統進行技術設計，同時需要運用系統的思想和方法對其設計過程進行分析、設計。
(2)系統設計應考慮的主要問題
①系統設計的目的與要求。要從整體出發，以系統整體功能的最優為目的。
②系統各部分之間的相互聯系與相互作用。運用系統的思想綜合考慮各部分之間的關聯、沖突問題，注重各部分的橫向、縱向聯系。③系統設計方案的優化。先從整體考慮優化，統籌兼顧，再在此基礎上完善各部分的設計。
(3)系統設計的步驟：把系統分成若干個部分；確定各子系統的目標、功能及相互關系；對子系統及系統進行設計、評價等。2.簡單系統設計的實現
(1)系統設計實質是利用系統理論(系統觀點)對系統(產品)進行設計，其突出的表現是：
①系統設計要從整體出發，以系統整體功能的最優為目的；
②要綜合考慮各部分之間的關聯、沖突問題，注重各部分的橫向、縱向聯系。依據系統的動態性及環境適應性，既考慮當前，也考慮長遠。
③要注意系統方案的優化，要從系統整體上考慮優化，再完善子系統的設計。
(2)系統工程是指在系統思想的指導下，綜合應用自然科學和社會科學中有關的先進思想、理論、方法和工具，對系統的結構、功能、要素、信息和反饋等進行分析、處理，解決實際問題，以達到最優規劃、最優設計、最優管理和最優控制的目的。美國系統工程專家霍爾于1969年提出了一種系統工程方法論——霍爾三維結構。霍爾三維結構是指運用系統工程時從三個側面來考慮問題的方法。第一個側面叫邏輯維，第二個側面叫時間維，第三個側面叫知識維，形成邏輯維、時間維和知識維所組成的三維空間結構。邏輯維是指對一項系統工程，運用系統思想和方法分析解決問題所經歷的邏輯思考過程，包括明確問題、確定目標、系統綜合、系統分析、優化、決策、實施七個邏輯步驟。時間維表示一項系統工程需要的工作階段、工作流程，包括規劃、擬訂方案、研制、生產、安裝、運行、更新七個時間階段。如果說邏輯維是思考問題的步驟，那么時間維就是實際解決問題的步驟。知識維是指運用系統工程方法時需要綜合運用的各種知識和技能，包括工程、醫學、建筑、商業、法律、管理、社會科學、藝術等。【例1】　如圖所示是某電纜生產系統示意圖，導線經放線設備后穿過模具，牽引設備將導線拉直并牽引導線。屏蔽層擠出機和絕緣層擠出機分別向模具中擠入屏蔽材料和熔化的絕緣材料，并使其包裹在導線上，經水槽冷卻后收線。以下對該系統的優化措施中，合理的是(　　)A.增加模具冷卻裝置，延長模具壽命
B.加快收線設備的收線速度，提高生產效率
C.減少擠出材料的擠出量，節約材料
D.增加水槽水溫自動控制裝置，提高產品質量
解析　系統優化，是在給定的條件(或約束條件)下，根據系統的優化目標，采取一定的手段和方法，使系統的目標值達到最大化(或最小化)，模具冷卻、加快收線、減少材料的擠出量會影響產品的質量，都不合理。
答案　D[變式1]　如圖所示為缺失了水位控制裝置的自動供水系統，以下對該系統的修復方案中，合理的是(　　)解析　本題考查簡單的系統設計。根據進水閥、浮球等組成的杠桿的工作原理及該系統中各部件間的聯系及整體功能可知，當C項水位升高時，進水閥關閉。
答案　C【例2】　(2015·10月浙江選考)如圖所示是智能家居示意圖。通過網絡將智能家電、中央空調和安全監控等與計算機連接，構建了高效的住宅設施與家庭事務管理系統，提升了家居的安全性、便利性和舒適性。下列關于該系統的說法中錯誤的是(　　)A.網絡故障會影響該系統對各子系統的管理，體現了系統的整體性
B.該系統能隨時了解和處理家中發生的狀況，體現了系統的相關性
C.該系統能抵抗外界干擾信號的影響，體現了系統的環境適應性
D.該系統提升了家居的安全性、便利性和舒適性，體現了系統的目的性
解析　根據實際生活案例考查對系統的基本特性的理解，系統能隨時了解和處理家中發生的狀況，這是系統的目的之一，體現的是系統的目的性，而不是相關性，所以B選項錯誤。
答案　B[變式2]　(2017·4月寧波模考)如圖所示是一款自平衡兩輪電動車，它以內置的精密固態陀螺儀來判斷車身所處的姿態，通過精密且高速的中央微處理器計算出適當的指令，從而驅動馬達來達到平衡的效果。當人與車往前傾斜時，智能平衡車車身內的內置電動馬達會產生往前的力量，一方面平衡人與車往前傾倒的扭矩，一方面產生讓車輛前進的加速度，相反當陀螺儀檢測到人和車往后傾時，會產生向后的力量達到平衡效果。智能平衡車的速度與駕駛人身體傾斜的程度成正比。關于該自平衡兩輪電動車，以下說法中不正確的是(　　)A.若電動馬達損壞，會造成該車無法正常行駛，體現了系統的綜合性
B.作為代步工具的功能是任一要素在孤立狀態下所沒有的，體現了系統的整體性
C.時間久了，內置充電電池的續航能力下降，體現了系統的動態性
D.在平緩的上下坡路段也能平穩行駛，體現了系統的環境適應性
答案　A【例3】　(2016·4月浙江選考)如圖所示的希羅自動門，祭壇點火使容器1中的空氣膨脹，將水壓入容器2，利用水的重力使軸3轉動，將門打開。當火熄滅時，廟門在重錘的作用下自動關閉。根據描述，以下說法中不正確的是(　　)A.利用氣壓為動力打開廟門，體現了系統的目的性
B.重錘質量增加，需相應增加容器2中水的質量，體現了系統的相關性
C.設計時先考慮容器1，再考慮容器2，體現了系統分析的整體性原則
D.設計時根據開關門所需力的大小，計算出重錘和水的質量，體現了系統分析的科學性原則解析　本題考查了系統的基本特性。利用氣壓為動力打開廟門，體現了系統的目的性，A選項正確；重錘質量增加，需相應增加容器2中水的質量，體現了系統的相關性，B選項正確；容器1與容器2是系統中的兩個要素，兩者具有相關性，C選項錯誤；計算出重錘和水的質量，體現了系統分析的科學性原則，D選項正確，故答案應選C。
答案　C[變式3]　高考考場統一啟用考場監控系統，使高考更加公平公正。從系統的角度分析，下列說法中不正確的是(　　)A.考場監控系統具有超大存儲容量，能長時間保存視頻，體現了系統的環境適應性
B.前端設備、監控主機、遠程計算機相互影響，體現了系統的相關性
C.前端設備、監控主機、遠程計算機共同構成了考場監控系統，體現了系統的整體性
D.監控系統具有視頻錄制、視頻回放、視頻放大、視頻傳輸等功能，體現了系統的目的性
解析　環境適應性是當系統外環境出現變化時，系統為了適應環境變化而使系統的變化；A項內容明顯體現了系統的目的性。
答案　AA.系統分析要遵循三個主要原則
B.影響系統優化的因素不可以人為調節
C.系統始終處在運動變化和發展之中
D.系統包含兩個或兩個以上的要素(或部分)
答案　B[變式4]　(2016·8月溫州模考)如圖所示的家庭衛生間水路系統，由各種衛生器具、進水管網、下水道排水管網等組成。通過進水管提供各種衛生器具用水，使用后產生的廢水、污水通過排水管排入下水道。根據描述，以下說法正確的是(　　)A.排水管出現故障，將會影響水路系統的正常工作，體現系統的動態性
B.使用一段時間之后，下水道堆積油污或絮狀物會導致管道堵塞，體現系統的環境適應性
C.給人們用水及排水帶來方便，體現了系統的目的性
D.設計時根據衛生器具的分布，計算管道的合理尺寸，體現了系統分析的綜合性原則
解析　A錯誤，體現的是系統的整體性；B錯誤，應為相關性；D錯誤，定量分析，屬于系統分析的科學性原則。
答案　C【例5】　如圖所示是液體原料定量控制系統。其工作過程是：流量計檢測到流出的液體原料流量值，把信號反饋給控制器，與設定的流量值進行比較，達到設定的流量值時，控制器控制桶泵關閉。在桶泵停止運行后，由于軟管中的原料具有慣性會繼續流動，導致誤差。為了提高計量精度，以下對該系統進行優化的措施中合適的是________(在①減少軟管的直徑；②提高流量計的計量精度；③在軟管出口端加電磁閥與桶泵同步控制中選擇一項，將序號填寫在“________”處)。
答案　③[變式5]　舟山跨海大橋于2009年12月25日正式通車。大橋建成后，使舟山更緊密地融入長三角經濟圈。大橋設計要求最大能抗17級超強臺風，最大通航等級為5萬噸級，使用年限為100年。在大橋施工時為了保證質量、縮短工期、降低成本，需要對工程進行優化。下列屬于影響系統優化的因素是(　　)
A.抗臺風等級 B.最大通航等級
C.使用年限 D.工程項目的管理水平
解析　系統優化的影響因素是指對系統的目標產生顯著影響，并且可以人為調節的因素。選項A、B、C都是系統設計時提出的要求，在施工時是不可人為調節的。而選項D工程項目的管理水平直接影響著施工的質量、工期、成本等，并且是可以人為調節的，故D選項符合題意。
答案　D【例6】　小通準備對家里的電路系統進行升級改造并制定了優化目標。他請裝修公司完成該優化工程，雙方簽訂合同，工程款總額為10 000元。請回答第(1)～(2)題。
(1)裝修公司根據用電器功率的大小分別計算出每路電線的粗細規格，該方法遵循了系統分析的(　　)
A.科學性原則 B.綜合性原則
C.整體性原則 D.安全性原則
解析　根據題意，裝修公司根據用電器功率的大小計算出電線的粗細規格，顯然遵循了系統分析的科學性原則，A選項正確。
答案　A(2)在該系統優化過程中，總額10 000元屬于(　　)
A.優化目標 B.約束條件
C.目標函數 D.影響優化的因素
解析　在該系統優化過程中，總額10 000元屬于約束條件，故B選項正確。
答案　B[變式6]　如圖所示是小劉設計的中藥切片機。其切片的原理是：電機通過皮帶帶動凸輪轉動，凸輪頂著搖臂，搖臂推動滑套在滑軸上做上下運動，連接在滑套上的切刀重復切片。該切片機切刀切力較小，以下是小劉經系統分析后的優化方案，較合理的是(　　)解析　A項如果減輕滑套的重量和體積，切刀切力變小；C項增加搖臂槽的長度，運動將增加行程；D項增加電機的轉速，速度變快，但切刀切力不變。B項在滑套上加彈簧，可增加切刀切力。
答案　B【例7】　(2018·4月浙江選考)堪稱全球最長、創意最獨特的港珠澳大橋，主體由橋梁、海底隧道和人工島組成。大橋的設計采取了一系列優化措施，下列措施中，以提高大橋安全性為目標的是(　　)A.大橋在伶仃西航道和銅鼓航道段采用海底隧道方案，不影響通航
B.設計了中華白海豚觀賞區和海上觀景平臺
C.在珠澳人工島上設有大型停車場，以緩解澳門本島的交通壓力
D.人工島周圍投放石頭形成斜坡，如果船太靠近就會擱淺解析　人工島周圍投放石頭形成斜坡，如果船太靠近就會擱淺，是從安全角度考慮的。
答案　D[變式7]　如圖所示是四沖程內燃機的結構示意圖。活塞式內燃機將燃料和空氣混合，在其汽缸內燃燒，釋放出的熱能使汽缸內產生高溫高壓的燃氣，燃氣膨脹推動活塞作功，再通過曲柄連桿機構將機械功輸出，驅動從動機械工作。系統分析時，可以把內燃機看作成一個系統，下列關于該系統的說法不正確的是(　　)A.進氣管出現故障，將會影響內燃機動力輸出，體現了系統的整體性
B.內燃機是一種動力機械，能夠輸出動力，體現了系統的目的性
C.使用一段時間后，活塞磨損，與缸體間的縫隙增大，體現了系統的動態性
D.新型內燃機可使用柴油、汽油兩種動力燃料，體現了系統的環境適應性
解析　環境適應性是指外界環境在變化，系統必須做出相應的反應，以適應外界環境的變化。新型內燃機可使用柴油、汽油兩種動力燃料，不能體現系統的環境適應性。故選D。
答案　D
【易混易錯】
1.系統的基本特性
(1)整體性(全局、集合)——側重于“部分影響整體”。
(2)相關性(匹配、關聯)——側重于“部分與部分之間的關聯”。
(3)目的性(功能)——側重于系統的目的，系統特有的功能。
(4)動態性(更新)——側重于系統的變化和發展。
(5)環境適應性(自適應)——側重于系統適應環境的變化。
2.系統分析的主要原則
(1)整體性原則：著眼于系統整體，要先分析整體，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全過程，再看某一階段；先看長遠，再看當前。
(2)科學性原則：有嚴格的工作步驟；運用科學方法和數學工具進行定量分析，使決策的過程和結果更具有說服力。
(3)綜合性原則：要綜合分析，統籌兼顧，不可顧此失彼，因小失大。

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