資源簡(jiǎn)介

第三單元 系統(tǒng)與設(shè)計(jì)
復(fù)習(xí)綱要
系統(tǒng)的含義
系統(tǒng)的分析
系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
系統(tǒng)的優(yōu)化
復(fù)習(xí)內(nèi)容
系統(tǒng)的含義
系統(tǒng)的含義
由相互聯(lián)系、相互作用、相互依賴(lài)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(jī)整體，稱(chēng)為系統(tǒng)。
2、構(gòu)成系統(tǒng)的條件
構(gòu)成系統(tǒng)，必須具備三個(gè)條件：第一，至少要有兩個(gè)或者兩個(gè)以上的要素（部分）才能組成系統(tǒng)；第二，要素（部分）之間相互聯(lián)系、相互作用，按照一定方式形成一個(gè)整體；第三，這個(gè)整體具有的功能是各個(gè)要素（部分）的功能中所沒(méi)有的。
3、系統(tǒng)與子系統(tǒng)
系統(tǒng)有大有小，有復(fù)雜有簡(jiǎn)單。對(duì)于較大型的系統(tǒng)和比較復(fù)雜的系統(tǒng)，根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)可
劃分為若干子系統(tǒng)。任何系統(tǒng)都是它所屬的更大范圍更高一級(jí)系統(tǒng)的子系統(tǒng)。
4、子系統(tǒng)與元素
元素與系統(tǒng)的概念是相對(duì)而言的。例如“人”相當(dāng)于“社會(huì)”這一系統(tǒng)，就是不可再劃分的最小單元，即構(gòu)成社會(huì)的元素；而相對(duì)于“生物界”這個(gè)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，人體就是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)，可以層層分解為系統(tǒng)、器官、組織、細(xì)胞等子系統(tǒng)。由此可見(jiàn)，所謂元素的不可再分性，也是相對(duì)于它所屬的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)的。
5、系統(tǒng)的分類(lèi)
根據(jù)需要，可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不同的分類(lèi)。例如，可把系統(tǒng)分為自然系統(tǒng)（如生態(tài)系統(tǒng)）和人造系統(tǒng)（如計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）；也可把系統(tǒng)分為實(shí)體系統(tǒng)（生物系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)）和抽象系統(tǒng)（如哲學(xué)系統(tǒng)）。
6、系統(tǒng)的特性
（1）整體性：系統(tǒng)是一個(gè)整體，它不是各個(gè)要素（部分）的簡(jiǎn)單相加，系統(tǒng)的整體功能是各要素（部分）在孤立狀態(tài)所沒(méi)有的。
例如：一堆沙子，鋼材，水泥和繩索散放在一起沒(méi)有什么意義，但如果將它們按照一定的結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體，如遷成一座懸索橋，就具有了交通的功能，而若蒜根繩索出現(xiàn)故障，就可能影響整座橋正常使用
　　系統(tǒng)的整體功能大于組成系統(tǒng)的各部分的功能之和，這就是我們常說(shuō)的2﹥1+1
　　例如：一個(gè)企業(yè)是由管理部門(mén)、生產(chǎn)部門(mén)、營(yíng)銷(xiāo)部門(mén)、供誚部門(mén)各部門(mén)組成的整體，任何一個(gè)部門(mén)都不可能單獨(dú)實(shí)現(xiàn)企業(yè)的目標(biāo)
　　人的雙眼視覺(jué)功能大大超過(guò)兩只眼視覺(jué)功能簡(jiǎn)單的相加的部和
（2）目的性：系統(tǒng)都是以實(shí)現(xiàn)某種功能為目的的，這正是區(qū)別不同系統(tǒng)的標(biāo)志。系統(tǒng)的目的一般通過(guò)更具體的目標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)的多個(gè)目標(biāo)有時(shí)不完全一致，甚至互相矛盾，這就需要協(xié)調(diào)，尋求平衡或折中的方法，從而收到整體最佳的效果。
（3）相關(guān)性：系統(tǒng)內(nèi)各組分（元素）之間存在著相互依賴(lài)和相互制約的特定關(guān)系，某一個(gè)組分（元素）的變化，會(huì)影響到其他組分（元素）實(shí)現(xiàn)其功能。
（4）環(huán)境適應(yīng)性：一個(gè)系統(tǒng)與其所處的環(huán)境之間通常都有物質(zhì)，能量和信息的交換，外界環(huán)境的變化會(huì)引起系統(tǒng)特性的變化，并引起系統(tǒng)功能和系統(tǒng)內(nèi)各部分相互關(guān)系的變化。系統(tǒng)只有有對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，才能保持和恢復(fù)系統(tǒng)原有的特性。
（5）層次性：系統(tǒng)無(wú)論大小，都可以分解為一系列的子系統(tǒng)，并存在一定的層次結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)各個(gè)層次具有獨(dú)自的功能，它們通過(guò)相互聯(lián)系、相互作用共同完成系統(tǒng)的整體功能。（既分層次就有輕重之分，在不得已的情況下，選擇放棄輕的來(lái)盡量完成功能。）
（6）動(dòng)態(tài)性（蘇教版）：“太陽(yáng)每天都是新的”這說(shuō)明任何事物都是不斷變化的，任何系統(tǒng)都是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，外在運(yùn)動(dòng)變化和發(fā)展之中。
例如：機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的零件之間都會(huì)有磨損，雷達(dá)天線(xiàn)24小時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)以搜索目標(biāo)；看病和生病的過(guò)程體現(xiàn)了一個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性。
系統(tǒng)的分析
系統(tǒng)分析的含義：為了發(fā)揮系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的目標(biāo)，運(yùn)用科學(xué)的方法對(duì)系統(tǒng)加以周詳?shù)目疾?、分析、比較、試驗(yàn)，并在此基礎(chǔ)上擬定一套有效的處理步驟和程序，或?qū)υ械南到y(tǒng)提出改進(jìn)方案的過(guò)程，就是系統(tǒng)分析。
系統(tǒng)分析的目的：系統(tǒng)分析的出發(fā)點(diǎn)是為了發(fā)揮系統(tǒng)的整體功能，目的是尋求解決問(wèn)題的最佳決策。
系統(tǒng)分析的方法：明確問(wèn)題，設(shè)立目標(biāo)→收集資料，制定方案→分析計(jì)算，評(píng)價(jià)比較→檢驗(yàn)核實(shí)，作出決策。
系統(tǒng)分析的主要原則：整體性原則、科學(xué)性原則、綜合性原則。
系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
系統(tǒng)設(shè)計(jì)的含義
無(wú)論是簡(jiǎn)單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，還是復(fù)雜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，都要對(duì)需設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查分析、籌劃研究、評(píng)價(jià)實(shí)施、運(yùn)行實(shí)施等，指導(dǎo)完成一個(gè)能協(xié)調(diào)工作的實(shí)際系統(tǒng)，這一過(guò)程就是系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)除了遵循技術(shù)設(shè)計(jì)的一般過(guò)程、原則和標(biāo)準(zhǔn)外，還特別強(qiáng)調(diào)：
以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)整體效果最優(yōu)為目的。
設(shè)計(jì)好系統(tǒng)的每個(gè)元素和子系統(tǒng)。
綜合考慮系統(tǒng)各個(gè)元素和子系統(tǒng)之間的聯(lián)系，合理解決它們之間的矛盾沖突。
系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法：
確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)的總體目的要求
基本的設(shè)計(jì)分析．系統(tǒng)設(shè)計(jì)的約束條件（系統(tǒng)設(shè)計(jì)的條件、外部環(huán)境等）；系統(tǒng)內(nèi)部組分之間、系統(tǒng)與外部環(huán)境之間的相互聯(lián)系及制約關(guān)系。
系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。子系統(tǒng)設(shè)計(jì)及功能確定；系統(tǒng)總體技術(shù)設(shè)計(jì)，合理解決子系統(tǒng)（元素）之間的矛盾沖突，加強(qiáng)系統(tǒng)內(nèi)部、系統(tǒng)與環(huán)境之間的協(xié)調(diào)配合。
系統(tǒng)的優(yōu)化。分析影響系統(tǒng)優(yōu)化的主要因素，提高系統(tǒng)的整體運(yùn)行效果；設(shè)計(jì)方案不斷驗(yàn)證、完善。
系統(tǒng)的評(píng)價(jià)及改進(jìn)。
系統(tǒng)的優(yōu)化
系統(tǒng)優(yōu)化的含義及意義
系統(tǒng)的優(yōu)化就是在給定條件下，通過(guò)一定的手段和方法，使系統(tǒng)獲得更佳功能或更佳效益的過(guò)程。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化，就可以在一定資源條件下，取得最佳的效果，而投入的人力、物力、財(cái)力達(dá)到最小。
系統(tǒng)優(yōu)化的基本原則
系統(tǒng)優(yōu)化不僅要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中每個(gè)元素和子系統(tǒng)的優(yōu)化，還要達(dá)到系統(tǒng)整體的優(yōu)化，強(qiáng)調(diào)提高系統(tǒng)的整體效益和功能。
系統(tǒng)優(yōu)化的過(guò)程中，受一定的條件影響和約束，會(huì)造成系統(tǒng)與環(huán)境、系統(tǒng)組分之間的矛盾沖突，只有合理解決這些矛盾沖突，才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的優(yōu)化。
必須注意系統(tǒng)各組分之間、組分與整體之間的連接狀況，加強(qiáng)協(xié)調(diào)，才能提高系統(tǒng)的有序性和整體的運(yùn)行效果。
系統(tǒng)優(yōu)化是一個(gè)不斷驗(yàn)證、完善的過(guò)程。
影響系統(tǒng)優(yōu)化的因素
優(yōu)化追求的目標(biāo)要適度。
希望投入最小，而取得的效益最大。效/耗比 性/耗比 性/價(jià)比 （比值越大，就越接近或達(dá)到最優(yōu)化）
系統(tǒng)優(yōu)化離不開(kāi)條件，條件是否具備直接影響優(yōu)化。
某些不確定的或不可預(yù)見(jiàn)的因素也會(huì)影響系統(tǒng)的優(yōu)化。
系統(tǒng)優(yōu)化的一般性步驟
提出需要優(yōu)化的問(wèn)題。
如：城西干道噪音污染問(wèn)題就是需要進(jìn)行優(yōu)化的問(wèn)題；碼頭的選址也是一個(gè)系統(tǒng)優(yōu)化問(wèn)題。
需要收集有關(guān)資料和數(shù)據(jù)，確定變量、建立定量計(jì)算方程（數(shù)學(xué)模型）和約束條件，選擇何事的最優(yōu)化方法。
如：具體測(cè)量噪音的嚴(yán)重程度；為保持方案可行，必須勘測(cè)、預(yù)算；建立隔音墻防噪音的數(shù)學(xué)模型及墻體參數(shù)條件，求解數(shù)學(xué)解；墻體結(jié)構(gòu)與材料與定量計(jì)算有關(guān)；經(jīng)費(fèi)預(yù)算包括：購(gòu)買(mǎi)器材、設(shè)備費(fèi)用；外請(qǐng)工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)人員費(fèi)用民工費(fèi)用、機(jī)動(dòng)調(diào)動(dòng)費(fèi)用……
驗(yàn)證和實(shí)施。
條件校驗(yàn)：逐項(xiàng)校驗(yàn)修路工程所需的人力、物力、財(cái)力是否具備。
實(shí)施與調(diào)整：實(shí)施計(jì)劃的過(guò)程。
復(fù)習(xí)習(xí)題
1、某花農(nóng)擬建一間養(yǎng)花溫室，該溫室的環(huán)境調(diào)節(jié)系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)不同的花種和生長(zhǎng)期對(duì)環(huán)境的要求，靈活地調(diào)節(jié)室內(nèi)環(huán)境以滿(mǎn)足其生長(zhǎng)發(fā)育的需求。這個(gè)事例說(shuō)明了（　　）。
A、組成溫室的各個(gè)部件必須都是高科技產(chǎn)品，否則就實(shí)現(xiàn)不了整體功能
B、溫室是一個(gè)封閉系統(tǒng)，不需要和外界進(jìn)行信息、物質(zhì)和能量的交換
C、溫室系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，首先要明確其目的，否則就無(wú)法形成一個(gè)良好、有序的系統(tǒng)
D、溫室系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要更多地考慮局部，對(duì)全局可以考慮得少一些
2、在下列關(guān)于系統(tǒng)相關(guān)性的理解中，你認(rèn)為正確的是（ ）。
A、一個(gè)系統(tǒng)往往存在多個(gè)目標(biāo)，這些目標(biāo)還常常不一致，需要進(jìn)行協(xié)調(diào)
B、系統(tǒng)通常都是由若干個(gè)部分組成的
C、系統(tǒng)包含子系統(tǒng)，它又是更大系統(tǒng)的子系統(tǒng)
D、系統(tǒng)各組成部分（元素）之間，部分（元素）和整體之間不僅相互聯(lián)系，相互作用，而且任何一個(gè)組成部分（元素）之間發(fā)生變化，都會(huì)影響其它部分（元素）和整體任務(wù)的完成。
3、一堆沙子、鋼筋、水泥等等材料散放在一起沒(méi)什么意義，但是如果將它們按照一定的結(jié)構(gòu)形式造成一座橋梁，就具有了交通的功能，這個(gè)案例說(shuō)明系統(tǒng)最基本的特性是（ ）。
A、整體性 B、相關(guān)性 C、目的性 D、適應(yīng)性
4、水（H2O）是由氫和氧兩種元素構(gòu)成，但當(dāng)你口渴需要喝水時(shí)，分別吸入氫氣和氧氣并不能為你解渴，這說(shuō)明（ ）
A、至少要有兩個(gè)或兩個(gè)以上的要素才能構(gòu)成系統(tǒng)
B、各要素（部分）之間相互聯(lián)系、相互作用，按照一定的方式形成整體
C、系統(tǒng)整體所具有的功能是各個(gè)要素（部分）的功能中沒(méi)有的
D、系統(tǒng)包含子系統(tǒng)，它又是更大系統(tǒng)的子系統(tǒng)
5、合金鋼材料中，碳含量的高低影響著鋼的強(qiáng)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；碳的含量低、則硬度低、耐磨性差。這反應(yīng)了系統(tǒng)的什么基本特性（ ）
A、相關(guān)性 B、環(huán)境適應(yīng)性 C、動(dòng)態(tài)性 D、整體性
6、在大自然中鹿、兔奔跑速度快，能逃避猛獸追捕；刺猬身上長(zhǎng)尖刺．使猛獸無(wú)從下口；黃鼬遇敵時(shí)突放臭氣．?dāng)_亂猛獸神志，影響其情緒，在其遲疑間跑掉。這是生態(tài)系統(tǒng)基本特性中的( )
A、整體性 B、相關(guān)性 C、動(dòng)態(tài)性 D、環(huán)境適應(yīng)性
7、都江堰建于公元前256年，工程由三大主體工程和一百二十個(gè)附屬渠堰工程組成，三大主體工程是魚(yú)嘴分水，飛沙堰泄洪排沙，寶瓶口引水，這三大主體工程巧妙配合，并與一百二十個(gè)附屬渠堰連成一片，不僅有效控制住岷江洪水，而且還有效灌溉成都平原。下列說(shuō)法正確的是（ ）
①、都江堰是一個(gè)系統(tǒng)，魚(yú)嘴、飛沙堰、寶瓶口是它的子系統(tǒng)。
②、魚(yú)嘴功能是分水，飛沙堰功能是泄洪排沙，寶瓶口功能是引水，所以三者都具有獨(dú)立功能，沒(méi)有相互關(guān)聯(lián)。
③、都江堰水利工程說(shuō)明，系統(tǒng)設(shè)計(jì)要注意各組成部分的協(xié)調(diào)與連接，以提高系統(tǒng)的有序性和整體運(yùn)行效果。
④、都江堰水利工程說(shuō)明，系統(tǒng)由若干個(gè)部分組成，各部分都有其獨(dú)立功能，形成一個(gè)整體。
A、①② B、②③ C、①③ D、③④
8、“春捂秋凍”是北方天氣變化,人們穿衣變化的一種寫(xiě)照,它能夠體現(xiàn)系統(tǒng)的哪一種性質(zhì)( )
A.整體性 B. 相關(guān)性 C. 目的性 D. 環(huán)境適應(yīng)性
9、2008年初我國(guó)南方遭遇百年一遇的雪災(zāi)，由于高壓輸電線(xiàn)和鐵塔上積了大量冰凍，部分強(qiáng)度不大的鐵塔被壓垮，從而導(dǎo)致大批鐵塔相繼倒塌，造成大面積停電。從系統(tǒng)的角度理解，下列說(shuō)法中不恰當(dāng)?shù)氖? )
A.部分鐵塔的倒塌影響了輸電系統(tǒng)的整體功能
B.該輸電系統(tǒng)的相關(guān)性是造成這種損失的原因之一
C.該輸電系統(tǒng)的目的性不明確
D.該輸電系統(tǒng)的環(huán)境適應(yīng)性不好
10、“泰坦尼克”號(hào)豪華客輪，在當(dāng)時(shí)它的各項(xiàng)技術(shù)性能是世界最先進(jìn)的，但是后來(lái)觸冰沉沒(méi)了。在當(dāng)時(shí)的煉鋼技術(shù)并不十分成熟，煉出的鋼鐵在現(xiàn)代的標(biāo)準(zhǔn)根本不能造船。泰坦尼克號(hào)上所使用的鋼板含有許多化學(xué)雜質(zhì)硫化鋅，加上長(zhǎng)期浸泡在冰冷的海水中，使得鋼板更加脆弱。從系統(tǒng)的角度理解，可能是該豪華客輪的哪個(gè)方面存在問(wèn)題？（ ）
A、整體性 B、相關(guān)性 C、目的性 D、環(huán)境適應(yīng)性
11、“一招不慎、全盤(pán)皆輸”是我們?nèi)粘Ｉ钪械某Ｓ谜Z(yǔ)言，它們說(shuō)明了系統(tǒng)基本特性中的 ( )
A、整體性 B、相關(guān)性 C、動(dòng)態(tài)性 D、目的性
12、“三個(gè)臭皮匠頂個(gè)諸葛亮”的現(xiàn)象說(shuō)明了系統(tǒng)的 ( ）特性
A．整體性 B．相關(guān)性 C．目的性 D．環(huán)境適應(yīng)性
13、系統(tǒng)的優(yōu)化是在一定的條件下，使系統(tǒng)達(dá)到更理想、更佳效果的過(guò)程。請(qǐng)判斷以下事例，不能使系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)化的是（　　）。
A、為交通閉塞的某村修建一條公路
B、為了提高檳榔產(chǎn)量，檳榔樹(shù)種得越密越好
C、利用農(nóng)作物生長(zhǎng)的季節(jié)差、時(shí)間差進(jìn)行間作套種
D、在耕地少的地區(qū)開(kāi)發(fā)低丘緩坡，建立經(jīng)濟(jì)林基地
14、列車(chē)提速是對(duì)鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)的優(yōu)化。以下說(shuō)法正確的是（ ）。
A、只要有先進(jìn)的機(jī)車(chē)，就能提速
B、只有重新鋪設(shè)鐵路，才能提速
C、只有使用“動(dòng)車(chē)組”才能提速
D、不僅需要有先進(jìn)的機(jī)車(chē)，還需要道路、橋梁、隧道等基礎(chǔ)設(shè)施的配套改進(jìn)
15、你的眼睛只有長(zhǎng)在你的臉上才漂亮啊，這話(huà)體現(xiàn)了系統(tǒng)的：（ ）
A整體性 B相關(guān)性 C目的性 D環(huán)境適應(yīng)性
簡(jiǎn)答題
1、（連線(xiàn)題）陳鳴同學(xué)家進(jìn)行家居裝修時(shí)，他根據(jù)所學(xué)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)，對(duì)家用電路的設(shè)計(jì)提出了幾點(diǎn)要求，請(qǐng)將這些要求和各自體現(xiàn)的系統(tǒng)基本特性連接起來(lái)。
2、某中學(xué)設(shè)有兩個(gè)學(xué)生食堂，正常情況下每個(gè)食堂容納的就餐人數(shù)是500人。然而進(jìn)兩年來(lái)，隨著學(xué)校辦學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，就餐人數(shù)增加，每個(gè)食堂的就餐人數(shù)達(dá)到670人左右，每到中午就餐時(shí)間，學(xué)生們都排著長(zhǎng)隊(duì)等待就餐。
問(wèn)：(1)、如何減少學(xué)生就餐的排隊(duì)時(shí)間，請(qǐng)?zhí)岢鲞@一問(wèn)題的解決有哪幾種途徑？
(2)、哪一種途徑最合理、最可行。為什么？
參考答案：CDACA DCDCD BABDA
2、答：（1）、有3種途徑。①在就餐時(shí)間增加食堂的窗口和工作人員； ②、不同年級(jí)學(xué)生的下課時(shí)間錯(cuò)開(kāi)20分鐘； ③、新建一個(gè)學(xué)生食堂。
（2）、第①種途徑最可合理、可行。因?yàn)殄e(cuò)開(kāi)下課時(shí)間會(huì)造成教學(xué)秩序的混亂，而新建一個(gè)學(xué)生食堂需要大量資金以及時(shí)間較長(zhǎng)。

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