資源簡介

(共37張PPT)
通用技術(必修)
技術與設計
山東省煙臺第一中學
2
第七模塊 系統與設計
一.系統的結構
二.系統的分析
三.系統的設計
日常生活中，人們常提及“某某系統”，如神州六號載人航天飛船系統、2008北京奧運會組織系統、長江三峽水電站系統；學校教學管理系統、城市公交系統、郵電通訊系統等。其實系統就在我們身邊。
高考考點及內容標準
1、從應用的角度理解系統的涵義。
2、通過簡單的系統的案例分析，理解系統的基本
特性，初步掌握系統分析的基本方法。
3、理解系統優化的意義，能結合實例分析影響系
統優化的因素。
4、通過簡單的系統設計案例的分析，初步學會簡
單系統設計的基本方法。
5、確定一個生活或生產中的簡單現象，根據設計
要求完成系統的方案設計。
計算機系統
主機 顯示器 音箱 鍵盤 鼠標等
1、什么是系統
系統：是由相互聯系、相互作用、相互依賴、相互
制約的若干要素構成并有特定功能的統一體
大到浩瀚的銀河系，小到原子，它們都是系統。
人體就是復雜而優化組合的系統。
子系統：較大型或復雜的系統，根據一定的標準可
劃分為若干子系統。
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組成。
一.系統的結構
自行車
傳動子系統：腳蹬、鏈輪、鏈條
制動子系統：剎車柄、車閘、連線
承重子系統：車架、鞍座、貨架
轉向子系統：車把、前叉、前輪
案例分析
2、系統的類型
自然系統和人造系統 如太陽系、人體系統等和房屋、
鐵路系統等
實體系統和抽象系統 如汽車、機器的傳動系統和我們
制定的培養規劃系統、計算機程
序軟件系統等
靜態系統和動態系統 絕大多數系統屬于動態系統，如
城市系統、生態系統等。靜態系
統是相對的、有條件的和暫時的
開放系統和封閉系統 絕大多數系統屬于開放系統，如
人體系統，要與環境相互聯系、進
行物質、能量、信息交換
系統可按不同標準和需要分類
3、系統的基本特征
整體性 這是系統最基本的特性，也是觀察和分析系統的最基本思
想和方法。
相關性 指組成系統的各要素之間或整體與部分之間的相互作用、
相互聯系。
目的性 任何系統都具有某種目的，都要實現一定的功能，這也是
區分不同系統的標志。
動態性 根據物質運動的普遍規律，決定了系統的結構和狀態具有
產生、變化和發展、消亡的過程。
環境適應性 系統都存在于一定的環境中并不斷地與外界進行物
質、能量、信息的交換，系統必須適應外界環境的變化。
◆
★
●
▲
宇宙飛船由幾百萬個零件組成，把這些零件散放在一起沒有什么意義，但是把它們按一定的結構組裝起來，就可以把人送上太空，從而體現整體的功能。而若某個部件出現故障，就會影響整個飛船的安全。
系統的整體功能大于組成系統的各部分功能之和。例如字、詞、句子、段落構成了文章；而文章的內容和思想卻是一個段落、句子、單個詞不能表達的。
整體性
1.木桶的盛水量取決于桶壁上最短的那塊木板
一個由若干木板構成的木桶，其容量取決于最短的那塊木板；
對一個系統而言，構成系統的各個要素類似于一個木桶的若干木板，而系統的能力又如木桶的容量，取決于系統中最弱的要素。劣勢決定優勢，劣勢決定生死。
◆
★
洗衣機主要組成部分之間關系示意圖
進水、排水
驅動運動
洗滌程序
桶、機箱
水流的洗滌與漂洗
水流的洗滌與漂洗是洗衣機的核心；洗衣機作為一個整體，各組成部分即各子系統之間有機關聯。少了哪個都不行，哪部分壞了，洗衣機也不能正常工作
相關性
目的性
系統的目的性一般通過更具體的目標來實現。
為了達到提高加工精度，適用于加工改型頻繁、型面復雜的工件，人們發明了數控機床。
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。這些指標構成評價企業的指標體系。
[練習] 人們將發條、游絲、齒輪、表殼等零部件組裝成鐘表，其目的是什么？
●
▲
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].任何一個機械傳動系統的零件之間都會磨損，為了保持系統的性能，必須定期添加潤滑劑或更換零件。
運用系統的動態觀點，有助于我們不僅看到系統的現狀，而且看到系統的變化和發展，從而預測系統的未來，掌握其規律。
[例].太陽系中，海王星和冥王星的發現過程 (冥王星被開除)。
動態性
系統必須具有對環境的適應能力，才能保持和恢復系統原有的特性。
[例] 工廠里的機器運行時散發出大量的熱量，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。計算機的CPU上安裝風扇就是這個原因。
馬上行動
談談“春捂秋凍”的道理
系統不能適應外部環境的變化，就沒有生命力
環境適應性
1、系統分析及其一般步驟
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，在此基礎上擬定出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。
系統分析的一般步驟：
二、系統的分析
明確問題，設立目標
收集資料，制定方案
檢驗核實，作出決策
分析計算，評價比較
系統分析的主要原則
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
科學性原則 系統分析既要有嚴格的工作步驟，又應盡可
能運用科學方法和數學工具進行定量分析。
綜合性原則 當系統存在多個目標時，應將目標排除優先
次序，首先選取最優先的目標，然后在盡可能不損害第一個目標的前提下，完成下一個目標。要綜合分析，統籌兼顧。
◆
案例分析
閱讀“田忌賽馬”（P78），思考：
1.田忌與齊王的三局賽馬可以有哪幾種方案？
方案 田忌 齊王
4
下馬 上馬
中馬 中馬
上馬 下馬
5
中馬 上馬
上馬 中馬
下馬 下馬
6
上馬 上馬
下馬 中馬
中馬 下馬
方案 田忌 齊王
1
上馬 上馬
中馬 中馬
下馬 下馬
2
下馬 上馬
上馬 中馬
中馬 下馬
3
中馬 上馬
下馬 中馬
上馬 下馬
2.孫臏所出的主意為什么能使田忌贏了齊王？
2：1
0：3
1：2
1：2
1：2
1：2
馬上行動
我們經常能看到，煙臺的街道在一年內進行幾次施工，有電信部門鋪設通訊線路、市政部門維修下水管道、供暖部門埋設暖氣管道等等。重復施工，造成人力和財力資源的浪費，同時也給市民出行帶來極大的不便。
分析這種現象的問題所在，你認為怎樣處理更為合適？
◆
2、系統的優化
系統的優化：是指在給定的條件（或約束條件）下，
根據系統優化目標，采取一定的手段和方法，
使系統目標值達到最大化（或最小化）。
最優化方法：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，系統優化的方法是多樣的，
但無論運用怎樣的優化方法，都需要經過若干次完
善和驗證，才能得出最優解或滿意解。
以最小的投入獲取最佳效益
[案例] 在蔬菜、西瓜的種植中，要使蔬菜優化品質、防病和提高產量，要提高西瓜抗御低溫的能力，都可采用嫁接技術。這是一項增產增收的栽培技術，嫁接的西瓜比自根西瓜增產1倍以上
[案例] 建筑材料的改進也是一項優化技術。以往建筑物的墻體多采用實心粘土磚，現在采用了空心磚，在保證強度、隔熱、隔音效果的同時，減輕了重量，節省了材料。
○
三.系統的設計
1.系統的設計方法
系統設計的目的與要求
系統設計要從整體出發，以系統整體功能的最優為目的
系統各部分之間的相互聯系與相互作用。
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，即考慮當前，又考慮長遠
系統設計方案的優化
先從系統整體考慮優化 ，統籌兼顧，在此基礎上完善各部分設計
2.簡單系統設計舉例
手電筒照明供電部分的設計（P87）
你能想出其他的設計方案，或對上述三個設計方案中的一個進行改進嗎？
設計要求：攜帶方便，使用安全
設計分析：照明子系統由燈泡和導線組成，供電子系統由電源和開關組成
設計方案：A 用干電池給小燈泡供電
B 用干電池給發光二極管供電
C 自發電給小燈泡供電
制作：經過篩選，決定采用方案C制作手電筒。畫出系統框圖如下：
手柄
齒輪組
發電機
小電珠
為了驗正電動機能否改裝為發電機，需要進行試驗。試驗成功后可進行實際制作了。
第三課 小結
系統的整體性、相關性，動態性和環境適應性等既是系統的基本特征，又是系統所具有的基本思想觀點。
系統分析是對原有系統提出改進方案的過程，應遵循整體性原則、科學性原則和綜合性原則。
系統的優化是根據優化目標，采用一定方法，使系統的目標值達到最大化（或最小化）。
系統設計要考慮其目的和要求，各部分之間的關聯，對設計方案進行優化等問題。
一、選擇題：
1、一棵大樹是一個系統，它屬于（ ）
A、抽象系統 B、開放系統
C、靜態系統 D、人造系統
2、系統的基本特性包括（ ）
A、整體性、先進性、相關性、目的性、層次性、
動態性
B、整體性、可靠性、目的性、環境適應性、層次性、動態性
C、整體性、相關性、目的性、環境適應性、層次性、動態性
D、整體性、開放性、實用性、可靠性、層次性、
動態性
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。這個現象說明了系統的什么基本特性？
A、整體性 B、相關性 C、環境適應性 D、動態性
4、在下列關于系統相關性的理解中，你認為正確的是
A．一個系統往往存在多個目標，這些目標還常常不一致，需要進行協調
B．系統通常都是由若干部分組成的
C．系統各組成元素之間、部分和整體之間不僅相互關聯，相互作用，而且任何一個組成部分發生變化，都會影響其它部分和整體任務的完成。
D．系統包含子系統，它又是更大系統的子系統。
5、臺式計算機的CPU上安裝的小風扇有時轉的快，有時轉的慢，
這個現象說明了系統的什么基本特性： 　 A、整體性 B、相關性 C、環境適應性 D、動態性
6、一堆沙子、鋼筋、水泥等等材料散放在一起沒什么意義，但是
如果將它們按照一定的結構形式造成一座橋梁，就具有了交通
的功能，這個案例說明系統最基本的特性是： 　 A、目的性 B、動態性 C、整體性 D、適應性
7、下面那一種做法可能使學習系統優化
A、學習目標定的高出實際水平很多
B、以一種學習方法為主，且根據不同科目動態調整
C、課本是最接近大綱的，也包括了所有最典型的例題跟練習題，所以只用課本學習即可，不用任何的參考資料
D、學習成績一般基礎不牢，購買大量價格昂貴的學習資料用于提高自己的學習
8、系統優化的意義（ ）
A、獲取系統的最佳效益或最佳功能
B、改善系統的環境
C、調整系統的結構
D、改變系統的特征
9、在比較水稻一年種兩季還是三季產量才會高時，有人說三
三進九不如二五一十，這體現了系統的（ ）分析方法。
A 目標分析 B 任務分析 C 定性分析 D 定量分析
10、原來，冬天的時候為了保暖，我們經常在窗子上貼一層
薄膜，而在夏天時我們就換上紗窗，這體現了系統設計的（ ）原則
A、整體性原則 B、動態性原則
C、綜合處理的原則 D、人性化設計的原則

展開更多......

收起↑