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(共20張PPT)
第三單元　系統與設計
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一
二
三
一、系統的結構
考點1　系統的含義
(1)概念: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。
(2)構成系統必須具備的三個條件:
①至少要有兩個或兩個以上的要素(部分)。
②要素(部分)之間互相聯系、互相作用,按照一定方式形成一個整體。
③整體具有的功能是各個要素(部分)的功能中所沒有的。
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一
二
三
考點2　系統的基本特性
(1)整體性(全局、集合)。
側重于“部分影響整體”和“作為一個整體發揮著特有的功能”。是系統的最基本的特性,也是觀察和分析系統最基本的思想和方法。
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系統的任何一個要素發生變化或出現故障時,都會影響其他要素和整體功能的發揮。
③系統的整體功能大于組成系統的各部分的功能之和。
④不能離開整體去分析系統中的任何一個組成部分。
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一
二
三
(2)相關性(匹配、關聯)。
相關性是指組成系統的各要素之間或系統整體與部分之間的相互作用、相互聯系。
側重于“部分與部分之間的關聯”。
(3)目的性(功能)。
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標志。
(4)動態性(更新)。
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(自適應)。
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。
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一
二
三
二、系統的分析
考點1　系統分析及其一般步驟
1.什么是系統分析
系統分析一般是從系統的整體功能出發,全面地思考與解決問題。
(1)系統分析的目標:發揮系統的功能,實現系統的目標。
(2)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。
(3)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。
2.系統分析的一般步驟
明確問題,設立目標→收集資料,制定方案→分析計算,評價比較→檢驗核實,作出決策
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一
二
三
考點2　系統分析的主要原則
(1)　　　　　　　　?
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。
例:田忌賽馬、丁謂修復皇宮、街道各部門施工。
(2)　　　　　　　　?
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有說服力。
例:種稻“三三進九不如二五一十”。
整體性原則
科學性原則
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一
二
三
(3)　　　　　　　　?
系統分析時還要注重綜合性原則,要綜合分析,統籌兼顧,不可顧此失彼,因小失大。
例:孝襄高速公路、都江堰水利工程、埃及阿斯旺水壩。
綜合性原則
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一
二
三
三、系統的設計
考點1　簡單系統設計的方法
(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。它包含了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)系統設計步驟:根據系統設計的目標,將系統分解為若干子系統,確定各子系統的目標、功能及其相互關系,對子系統進行技術設計和評價,對系統進行總體設計和評價等。
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一
二
三
考點2　系統的設計
(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。
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【典例1】
(2018·4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
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解析:采用海底隧道是為了滿足通航的需要;設計了中華白海豚觀賞區和海上觀景平臺為了滿足人們觀景的目的;在珠澳人工島上設有大型停車場,為了緩解澳門本島的交通壓力;人工島周圍投放石頭形成斜坡,如果船太靠近就會擱淺,是為了避免船只撞擊使人工島受損,由于人工島是整個大橋系統中的一部分,提高人工島的安全也就是提高大橋系統的安全,故選項D正確。
答案:D
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【典例2】
(2016·10浙江選考)下圖是一款自發電手電筒,按壓手柄,齒輪組帶動發電機發電,使小燈珠發光。下列關于該系統設計的分析不正確的是(　　)
A.可將手電筒分為供電子系統和照明子系統
B.子系統內元器件的選擇要相互匹配
C.供電子系統中設置儲能元件,減少發電機對照明子系統的影響
D.小燈珠與發電機屬于兩個不同的子系統,選擇小燈珠時可以不考慮發電機的參數
解析:各子系統之間是相互影響的,選擇小燈珠時需要考慮發電機的參數,故D項不正確。
答案:D
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【典例3】
旅客出行時手機電量耗盡是一件非常煩惱的事情,下圖是某公司研制的給手機充電的“手機加油站”,安裝在各車站、碼頭、機場等公共場所。請針對該“手機加油站”回答以下問題:
(1)為了適應旅客各種手機充電接口,合理的措施是　　　　(從下列措施中選擇一項,將序號填寫在“　　”處)。?
①增加供電接口數量與種類;②增加“手機加油站”的數量與種類;③規定旅客使用特定充電接口的手機。
(2)為了加強“手機加油站”管理,僅供付費的旅客使用,合理的措施是　　　　、　　　　(從下列措施中選擇兩項,將序號填寫在“　　　　”處)。?
①出售充電卡,旅客刷卡后可以使用;②采用紅外線檢測裝置,檢測到是繳費的旅客才能使用;③采用硬幣識別,投幣后才能使用;④“手機加油站”定時開放。
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解析:(1)該系統優化的目標是適應旅客各種手機充電接口,所以應增加接口數量與種類;而增加“手機加油站”的數量與種類,如果供電接口種類少,仍無法滿足。(2)采用紅外線檢測裝置,任何人都可以使用了。“手機加油站”定時開放,付費的旅客想充電時,不到開放時間反而增添麻煩。
答案:(1)①　(2)①　③
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1.下圖為某公司的自動稱重包裝系統示意圖。包裝箱傳送帶將包裝箱傳送到光電開關位置處停止,此時物品傳送帶開始運轉。當光電傳感器檢測到掉落的貨物后,物品傳送帶停止工作,包裝箱傳送帶將已裝好貨的包裝箱傳送出,同時下一個空包裝箱到達指定位置。以下說法錯誤的是(　　)
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A.該系統能進行指定數量物品的包裝稱重,體現系統的目的性
B.物品傳送帶缺少物品空轉,會導致包裝生產無法繼續,體現環境適應性
C.自動稱重和包裝存在聯系,體現系統的相關性
D.傳送帶的皮帶會因磨損、老化而松動,體現系統的動態性
答案
答案
關閉
B
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2.如圖所示的一款房車,其車上的居家設施有:臥具、爐具、冰箱、櫥柜、沙發、餐桌椅、盥洗設施、空調、電視、音響等家具和電器,可分為駕駛區域、起居區域、臥室區域、衛生區域、廚房區域等,房車是集“衣、食、住、行”于一身。對于該房車系統,以下說法不正確的是(　　)
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A.能適應各種不同的天氣,體現了系統的環境適應性
B.房車發動機的功率大小影響到房車內空調的制冷效果,體現了系統的相關性
C.在行駛過程中,出現顛簸,會損壞房車內部的電器,體現了系統的動態性
D.房車的供電系統發生故障,會影響到起居生活,體現了系統的整體性
答案
解析
解析
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本題考查了系統的分析,該房車能適應各種不同的天氣,體現了系統的環境適應性,選項A正確;該房車發動機的功率大小影響到房車內空調的制冷效果,體現了系統的相關性,選項B正確;該房車在行駛過程中,出現顛簸,會損壞房車內部的電器,是整個系統的動態過程,不能體現動態性,選項C錯誤;該房車供電系統發生故障,影響到系統的功能,體現的是整體性,選項D正確。
答案
解析
關閉
C
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3.如圖所示的學校直飲機供水系統安裝一段時間后,發現因為只有2個熱水出水口,4個溫水出水口,導致熱水出水口后排隊隊伍過長,而到了冬季,下課期間熱水經常供應不上,針對以上情況,以下說法正確的是(　　)
A.冬天課間熱水供應不上,說明該系統目的性不明確
B.若熱水供應系統出現故障,會導致溫水也無法供應,體現了系統的整體性
C.若增加熱水出水口,可解決冬季熱水供應問題
D.優化該供水系統,需對不同季節用水量進行定量分析計算,還需對每天用水忙時與閑時進行統計分析,主要體現了系統分析的科學性原則
答案
解析
解析
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本題考查系統的概念、特性和系統分析的原則。冬天課間熱水供應不上,不能說該系統目的性不明確,目的還是很明確的,要求用上熱水,選項A說法不正確;若熱水供應系統出現故障,會導致溫水也無法供應,體現了系統的相關性,選項B說法不正確;若增加熱水出水口,并不能解決冬季熱水供應問題,選項C說法不正確;優化該供水系統,需對不同季節用水量進行定量分析計算,還需對每天用水忙時與閑時進行統計分析,主要體現了系統分析的科學性原則,選項D說法正確。
答案
解析
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D考點強化練10　系統與設計
1.智能快遞終端是一個基于物聯網的,能夠將物品(快件)進行識別、暫存、監控和管理的設備。PC服務器能夠對本系統的各個快遞終端進行統一化管理(如快遞終端的信息,快件的信息,用戶的信息等),并對各種信息進行整合分析處理。快遞員將快件送達指定地點后,只需將其存入快遞終端,系統便自動為用戶發送一條短信,包括取件地址和驗證碼,用戶在方便的時間到達該終端前輸入驗證碼即可取出快件。下列關于該系統的說法不正確的是(　　)
A.該終端主要是對物品(快件)的暫存與管理,體現了系統的目的性
B.快件信息和用戶信息進行匹配管理,體現了系統的相關性
C.快件預留電話和驗證碼不一致時,無法打開相應柜門,體現系統的動態性
D.當網絡不通時,會造成快遞員無法投遞和用戶取件,體現了系統的整體性
2.下圖為腳踩式垃圾桶結構原理圖,通過踏板,帶動中間的連桿,推動桶蓋開啟。如果腳踩式垃圾桶系統出現腳踩踏板而無法把桶蓋打開的情況,進行系統分析后,最不可能的原因是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　
A.踏桿彎曲
B.塑料內桶漏水
C.連桿斷裂
D.踏桿被異物卡住
3.下圖是一種廁所水箱系統結構示意圖,出水口上的橡膠蓋
是空心的,放水時它漂浮在水面上,水從出水口流出,隨著水的流出,水面降低,直到橡膠蓋蓋住出水口,放水過程結束。緊接著就進入注水過程,注滿水后橡膠蓋會蓋住出水口,以下對該水箱系統說法不正確的是(　　)
A.長期使用后,橡膠蓋等部件會出現老化,體現系統的動態性
B.能自動儲水,撥動手柄,能實現放水,體現了系統的目的性
C.若尼龍繩斷裂,會影響水箱的正常排水,說明系統的環境適應能力差
D.水箱儲水量設定既要保證沖廁干凈,又要考慮節水,做到統籌兼顧,體現系統的整體性
4.某人改進了原有的節水龍頭,使其可以控制用水量(如圖所示),拉起水龍頭即放水,需要多少水量選擇對應的刻度即可,從而避免浪費。下列有關節水龍頭系統優化的說法不合理的是(　　)[]
A.該系統實現了無人操作,自動出水的功能
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.該系統優化中要實現水量對應刻度的前提是水流量穩定
5.3D打印機主要由控制器、機械組件、打印頭等部分組成。打印3D實物,需要先在電腦上設計三維立體模型,再連接3D打印機便能打印出逼真的3D物體。以下敘述中,不屬于構成3D打印機系統的條件的是(　　)
A.3D打印機主要由控制器、機械組件、打印頭等架構組成
B.控制器、機械組件、打印頭相互作用、相互聯系
C.3D打印機的原理是將物體切片,分層堆疊
D.3D打印機能打印3D實物
6.從2012年6月開始,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[]
7.下圖是一款微型打印機,可以通過藍牙接收計算機或手機的打印信息,然后自動在一張紙上完成打印。根據描述,以下說法不正確的是(　　)
A.藍牙連接模塊出故障則不能進行打印,體現了系統的整體性
B.噴墨速度與打印機移動的速度需要匹配,體現了系統的相關性
C.使用時間超過一年后故障率上升,體現了系統的動態性
D.打印效果不亞于傳統打印機,體現了系統的環境適應性
8.下圖是一款自動伸縮式遮陽篷的系統示意圖,系統根據監測的雨水、陽光等相關信息,控制電機、遮陽篷工作,從而達到遮陽和控制室內光線的目的。根據描述,以下說法不正確的是(　　)
A.能遮陽和控制室內光線,體現了系統的目的性
B.根據雨水、陽光等相關信息控制遮陽篷的展開和收攏,體現了系統的環境適應性
C.電機、傳感器需要定期維護,體現了系統的動態性
D.控制器、傳感器等出現異常,會影響遮陽篷工作,體現了系統的整體性
9.下圖為木工常用工具G字夾,其結構由鉗身、絲桿和手柄組成,可用于將板材夾持固定于桌面,從系統的角度分析,以下說法錯誤的是(　　)
A.G字夾隨著使用年限的加長,絲桿螺紋會出現磨損,體現了系統的動態性
B.設計時先考慮絲桿的長度,再考慮手柄的長度,體現了系統分析的整體性原則
C.主體夾持牢固性的增強,需增加鉗身構件材料的強度,體現了系統的整體性
D.設計時根據日常木工所需的夾持寬度,計算出鉗身的開口寬度和絲桿長度,體現了系統分析的科學性原則
10.下圖為某智能吸塵器,超聲波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動態性
C.該吸塵器在進入地毯時能自動升起,體現了系統的環境適應性
D.超聲波免碰技術可有效防止碰撞家具或跌落樓梯,體現了系統的目的性
11.下圖是四沖程汽油機的基本結構圖,從系統的角度分析,以下說法不正確的是(　　)
A.四沖程汽油機能實現化學能和機械能的轉化,體現了系統的目的性
B.長期使用后,電噴嘴和正時齒輪等部件出現老化現象,體現了系統的動態性
C.飛輪的質量越大,慣性也越大,汽油機系統的環境適應性就越強
D.汽油機的設計既要考慮成本價格因素,又要考慮動力性能品質,不能顧此失彼,體現了系統分析的綜合性原則
12.下圖為錢江新城G20主題燈光秀照明系統技術方案,該系統涉及同步技術、同步備份技術、通訊技術、多種控制系統聯動、多媒體聯控等技術。下列關于該燈光秀照明系統的說法不正確的是(　　)
A.該系統控制端:可在任何地區登錄互聯網控制系統進行遠程控制。體現了系統的目的性
B.該系統在日常運行時皆按照互聯網通訊來進行聯動,而當出現互聯網非計劃性中斷時,系統即會自動切換到BTS基站同步,可保證系統正常的同步聯動。體現了系統的環境適應性
C.該系統LED建筑群媒體立面能顯示動態畫面。體現了系統的動態性
D.該系統節點端:通過無線4G通訊等上網方式接入互聯網。完成單個節點端的數據下載與發送數據至控制燈具系統。選擇4G通訊是設計人員在測算了傳輸速率、距離限制、安裝預算等方面后,從多種技術方案中優選出來的。體現了系統分析的科學性原則
13.下圖是四沖程內燃機的結構示意圖,下列關于內燃機的分析正確的是(　　)
A.活塞的直線運動通過連桿轉換成了曲軸的圓周運動
B.內燃機正常運行時,連桿的受力形式始終受拉[]
C.使用一段時間后,活塞與缸體間的縫隙增大,影響內燃機的動力,這體現了系統的相關性
D.新型內燃機可使用油、汽兩種動力燃料,體現了系統的環境適應性
14.汽車超載監測系統由以下幾部分組成:在收費站前每條車道上安裝壓力傳感器,它監測每輛汽車的重量,近旁裝有攝像頭,將通過車輛的車型、牌照拍攝下來。這些信息傳入監測電腦,電腦能夠辨認出各種車型,并查明該型車的規定載重量,經過與實測數據對比,就能判明來車是否超載。該系統有以下特點:
①超載監測系統由壓力傳感器、攝像頭、監測電腦等多個部分組成;
②監測電腦若發生故障,會影響整個系統的正常工作;
③攝像頭外裝有防雨罩,遇到風雨環境能正常工作;
④經過雨水浸蝕、汽車碾壓,壓力傳感器會受到磨損,靈敏度會降低;
⑤壓力傳感器的種類有:壓阻式壓力傳感器、電感式壓力傳感器、電容式壓力傳感器等;
⑥超載監測系統可以自動檢查過往車輛的載重并快速判明來車是否超載;
⑦壓力傳感器、攝像頭、監測電腦之間相互聯系,它們組成的系統具有的功能是各局部所沒有的。
請根據上述分析回答以下問題(在“　　”處填寫合適的序號):?
(1)體現系統整體性的是　　　　;?
(2)體現系統動態性的是　　　　;?
(3)體現系統環境適應性的是　　　　;?[]
(4)體現系統目的性的是　　　　;?
(5)構成汽車超載監測系統條件的是　　　　、　　　　。?
[]
參考答案
考點強化練10　系統與設計
1.C　快件預留電話和驗證碼不一致時,無法打開相應柜門,體現系統的目的性。
2.B　本題綜合考查系統分析。通過垃圾桶結構原理圖,我們可以很容易推斷踏桿彎曲、連桿斷裂和踏桿被異物卡住都有可能導致桶蓋無法打開,塑料內桶漏水則最不可能導致桶蓋打不開。
3.D
4.A　本題綜合考查系統的優化。拉起水龍頭即放水,需要多少水量選擇對應的刻度即可,需要人來控制水量選擇,并非無人操作。
5.C　本題綜合考查構成系統的三要素:第一,至少要有兩個或者兩個以上的要素(部分)才能構成系統;第二,要素(部分)之間相互聯系、相互作用,按照一定的方式形成一個整體;第三,這個整體具有的功能是各個要素(部分)的功能所沒有的,根據此知識點,可明顯看出C選項不屬于構成系統的條件所在。
6.A　考場監控系統具有超大存儲容量,能長時間保存視頻,體現了系統的目的性。
7.D
8.B　本題考查的是系統的基本特性,目的性體現于功能目標的實現,系統的動態性是指系統內部要素的變化引起系統基本特性的改變,系統的環境適應性是指系統外部要素的變化引起系統基本特性的改變,整體性是整體功能的實現,根據雨水、陽光等相關信息控制遮陽篷的展開和收攏,體現了系統的目的性,故選項B錯誤。
9.B　10.C
11.C　系統的環境適應性是指當系統的環境發生變化時,系統能自動調整自己去適應環境的變化,飛輪的質量越大,慣性也越大,只能說明汽油機的轉速比較穩定些。
12.C　13.A
14.答案
(1)②　(2)④　(3)③　(4)⑥　(5)①　⑦
解析
本題綜合考查系統的基本特性和系統的概念。監測電腦若發生故障,會影響整個系統的正常工作,這體現了系統整體性;攝像頭外裝有防雨罩,遇到風雨環境能正常工作,這體現了系統環境適應性;經過雨水浸蝕、汽車碾壓,壓力傳感器會受到磨損,靈敏度會降低,這體現了系統的動態性;超載監測系統可以自動檢查過往車輛的載重并快速判明來車是否超載,這體現了系統的目的性。構成系統的條件有三個,由此我們可知超載監測系統由壓力傳感器、攝像頭、監測電腦等多個部分組成,和壓力傳感器、攝像頭、監測電腦之間相互聯系,它們組成的系統具有的功能是各局部所沒有的,是構成汽車超載檢測系統的條件。

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