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第三章 系統及其設計
第一節 認識系統

認識系統
一、什么是系統
分析
1.望遠鏡有什么功能? 它由哪些部分組成?
2.用物鏡觀察遠處一個物體，會看到怎樣的圖像?
3.用目鏡觀察同一物體，會看到怎樣的圖像?
4.用望遠鏡觀察同一物體，會看到怎樣的圖像?
5.試運用學習過的光學知識，說明為什么會出現上述的現象?
認識系統
一、什么是系統
系統是指由兩個或者兩個以上相互聯系、相互作用的部分（要素）所組成的，具有一定結構和功能的有機整體。
系統的基本特征：
1、至少由兩個或兩個以上的部分（要素）組成；
2、部分（要素）之間相互聯系、相互作用，按照一定的結構形式組成一個整體；
3、整體具有局部沒有的特定功能。
認識系統
（一）系統與子系統
任何系統都是它所從屬的更大范圍、更高一級系統的子系統。子系統可以層層分解。子系統各具功能，它們之間有互相依存和相互作用，共同實現上一級系統的整體功能。
馬上行動
根據你的經驗，請分析自行車可分為哪幾個系統，每一個系統包括哪些部件？
自行車
傳動子系統：腳蹬、鏈條、車軸等
制動子系統：剎車柄、車閘、連接線等
承重子系統：車架、鞍座、車輪等
行駛子系統：前后車輪等
轉向子系統：車把等
附件子系統：前后擋泥板、車筐、車鈴等
認識系統
（二）子系統與元素
一般來說，元素是系統分解的最后層次或基本單元。要素是指構成系統的主要元素。所謂元素的不可再分性，也是相對于它所屬的系統來說的。
馬上行動
請指出下列系統分別由哪些要素（部分）組成 。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}系統的名稱
組成部分（要素）
臺燈
學校的多媒體教室
手表
縫紉機
底座、燈泡、燈座、支撐架、電線、開關等
電腦、投影儀、音響設備、課桌椅、照明設備等
表殼、表芯、表帶等
機頭、臺板、機架
認識系統
（三）系統的分類
根據不同的標準，從不同的角度，系統可以劃分為不同的類型。
組成元素的性質
組成元素存在的形態
系統的運動狀態
系統與外部環境的關系
系 統
自然系統
人工系統
復合系統
實體系統
概念系統
動態系統
靜態系統
開放系統
封閉系統
認識系統
二、系統的主要特性
（一）系統具有整體性
自行車
傳動子系統：腳蹬、鏈條、車軸等
制動子系統：剎車柄、車閘、連接線等
承重子系統：車架、鞍座、車輪等
行駛子系統：前后車輪等
轉向子系統：車把等
附件子系統：前后擋泥板、車筐、車鈴等
思考
自行車的各個子系統離開了自行車整體，還能發揮其功能作用么？
認識系統
整體性是系統最基本的屬性。自行車各零部件按照一定的結構形式組成自行車的整體，在整體中相互配合，才能實現載人代步的功能。
系統的組成部分(要素)是構成系統整體的前提和基礎，沒有部分就沒有整體。系統的組成部分(要素)要在整體中才能發揮其各自的作用，但系統不是各個組成部分(要素)的簡單相加。系統整體功能不等于其組成部分功能之和。
認識系統
思考
根據系統的整體性特征，解釋表中現象。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}現象
原因
一個和尚挑水吃,
兩個和尚抬水吃,
三個和尚沒水吃。
三個小皮匠頂個諸葛亮
一著不慎,全盤皆輸
三個人共同構成了一個系統，
每個人都是其組成要素之一，
如果三人之間的協作關系處理得不好，反而辦不好事情。
三個皮匠構成一個整體，
整體的功能大于單獨的個體功能之和。
在一個系統中局部對整體的制約，
部分的變化會影響整體的變化，
甚至還會對全局產生決定性的影響。
認識系統
系統都是以實現某種功能為目的的，這正是區別不同系統的標志。
系統的目的一般通過更具體的目標來體現，系統的多個目標有時不完全一致甚至互相矛盾,這就需要協調，尋求平衡折中的辦法，從而達到整體最佳的效果。
（二）系統具有功能性
思考
自行車是怎樣發明的？
認識系統
（三）系統具有相關性
早期的自行車(圖3-17)，其腳踏通過曲柄直接連接在前輪上，每踩腳踏一圈，則帶動前輪轉一圈，這樣，前輪直徑愈大，每踩腳踏一圈車子所走的距離就愈遠。但前輪的直徑會受到人腿長度的限制。
系統內各部分(要素)之間、部分(要素)與系統整體之間存在著相互依賴和相互制約的特定關系，某一個部分(要素)的變化，會引起其他部分(要素)和系統整體的變化。
認識系統
（四）系統具有環境適應性
任何系統都存在于一定的環境之中，必然要與外界進行物質、能量和信息的交換，外界環境的變化會相應地引起系統功能和系統內部各部分(要素)的變化。系統具有適應環境的變化、保持原有功能的特性。
課堂小結
認識系統
1、系統
（1）系統與子系統
（2）子系統與元素
（3）系統的分類
2、系統的主要特性
（1）整體性；（2）功能性；
（3）相關性；（4）環境適應性。
補充習題
1.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.功能性
2.在下列對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.系統各組成要素(部分)之間、要素(部分)和整體功能之間相互聯系，相互影響
D.系統包含子系統，它又是更大系統的子系統
C
C
補充習題
3.水(H2O)是由氫和氧兩種元素構成的，當你口渴需要喝水時，分別吸入氫氣和氧氣并不能為你解渴，這說明( )
A.至少要有兩個或兩個以上的要素才能構成系統
B.各要素(部分)之間相互聯系、相互作用按照一定的相互作用方式形成整體
C.系統整體所具有的功能是各個要素(部分)的功能中沒有的
D.系統包含子系統，它又是更大系統的子系統
4.合金材料中，碳含量的高低影響著鋼的強度、硬度和韌性，從影響鋼的耐磨性。碳含高，則硬度高、韌性差；碳含量低，則硬度低、耐磨性差。這反映了系統的什么基本特性( )
A.相關性 B.環境適應性 C.功能性 D.整體性
C
A
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