資源簡介

第三單元 系統與設計
系統的含義【I】
（1）系統的概念：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，必須具備三個條件：
A、
B、
C、
（3）系統的分類：
（1）自然系統和人造系統
（2）實體系統和抽象系統
實體系統 城市生態系統
抽象系統 自然生態系統
自然系統 消化系統
人工系統 哲學
2、系統的基本特性【II】
（1） （系統最基本的特性）（案例：巴爾扎克的塑像）
①整體性是系統最基本特性，也是觀察和分析系統最基本的思想和方法。
②系統是一個整體，它不是要素的簡單相加，系統的整體功能是各要素在孤立狀態下所沒有的。
③系統是一個整體，它不是各個要素（部分）的簡單相加，系統的整體功能大于組成系統的各部分的功能之和，這就是我們常說的“2>1+1”。（三個小皮匠頂個諸葛亮）
（2） （案例：生態食物鏈）
是指組成系統的要素之間或系統整體與部分之間的相互作用、相互聯系。
（3） （案例：數控機床就是為了提高加工的精確度）
任何系統都具有某種目的，都要實現一定的功能，這也正是區別不同系統的標志。
（4） （案例：任何一個機械傳動系統的零件之間都會有磨損）
任何系統都是一個動態的系統，處于運動變化和發展之中。動態性是系統的內在特性。
（5） （案例：春捂秋凍）
外界環境的變化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。
3、系統分析的一般步驟【I】
（1）什么是系統分析：
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正方案的過程。
出發點：為了發揮系統的整體功能。
目的：尋求解決問題的最佳決策。
特點：不是零星地處理問題，考慮各種主要變化因素及相互影響，全面地思考和解決問題。
（2）系統分析的一般步驟：
4、系統分析的主要原則【I】
（1）整體性原則（案例分析： ）
系統分析時要著眼于系統 ，要先分析整體，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全過程，再看某一個階段；先看長遠，再看當前。
（2） 原則（案例分析：“三三得九”不如“二五得一十”）
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 和 進行定量分析，使決策的過程和結果更具說服力。
（3） 原則（案例分析：孝襄高速公路）
系統分析總是為實現系統目標服務的。當存在多個目標時，需要 ，統籌兼顧，不可顧此失彼，因小失大。
5、簡單系統的設計方案【II】
（1）系統設計的過程：（案例：手電筒照明供電部分的設計P87）
A、將系統分解為若干子系統
B、確定各子系統的目標、功能及其相互關系
C、對子系統進行技術設計和評價
D、對系統進行總體設計和評價
（2）系統分析、系統設計、系統優化三者之間的關系：
6、系統優化的意義【I】
（1）、系統優化的概念：是指在給定條件（約束條件）下，根據系統優化目標，采取一定的手段和方法，使系統的目標值達到最大化（或最小化）。
案例：農作物種植系統的優化——農業間作套種
目標：實現增產、增收、提高土地利用率
條件：農作物的生長特征、天氣、田間管理等
手段：利用農作物生長的季節差、時間差、把相同或不同種類的農作物套種在一起，例如可以將“麥、，棉、瓜”，“麥、棉、菜”，“麥、瓜、棉、玉米”等多種套種模式。
7、影響系統優化的因素【I】
（1）在上例中影響農作物產量的因素有： 、 、 ，
其中 這個因素是不能人為調節的，稱為約束條件。其中“田間管理”這個因素是可以人為調節的，稱為 。
（2）上例中優化目標是增收和提高土地利用率，這一目標與土地的單位面積農作物收益和之間的關系稱為
。
1、東漢科學家張衡發明了地動儀，是世界上第一臺測定地震方位的儀器，是一個完整的檢測系統。可是千年之后，原地動儀已經失傳。現在中國人熟悉的地動儀，是科技文物專家王振鐸于1951年設計的，可那僅僅是模型，地動它不動，所以說它不是一個系統，其依據是（ ）A、因為它沒有要素構成 B、因為它沒有特定功能C、因為它不是原創作品 D、因為它的各要素之間沒有聯系2、不屬于構成手機作為系統的條件的是（ ）A、手機有兩個以上要素 B、組生手機的各要素相互聯系C、手機具有互通信息的功能 D、手機具有合理的外形3.水（H2O）是由氫和氧兩種元素構成，但當你口喝需要喝水時，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、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5、齒輪、發條、秒針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組裝成鬧鐘，就具有了計時的功能，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6、合金鋼材料中，碳含量的高低影響著鋼的強度、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。這反應了系統的什么基本特性（ ）A、相關性 B、環境適應性 C、動態性 D、整體性7、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。8．時鐘結構中的任何一個齒輪的損壞都會影響時鐘的正常功能，這說明：（ ）A．要素決定系統 B．要素發生變化影響整體功能C．系統是各要素之和 D．整體功能大于各要素功能之和9、上題種時鐘的齒輪之所以損壞是由于長期處于運動而導致的，這說明系統具有（ ）A、動態性 B、環境適應性 C、整體性 D、相關性10．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
11、以下事例不屬于系統優化的是（ ）A、農作物套種增產 B、施工從依次施工變為平行施工C、電腦操作系統升級 D、普通臺燈變為調光臺燈12、工業生產既要求產量高、質量好、利潤大、又要符合“節能減排”的要求，這主要體現了系統分析的（ ）A、相關性原則 B、科學性原則 C、綜合性原則 D、動態性原則13、系統優化的目的是（ ）①以最小的成本獲取最大的利潤 ②以最短的工期完成更多的工程量③以最少的能耗生產更多的產品 ④以最小的代價減少約束條件的限制A、①②③ B、①②④ C、②③④ D、①②③④14、下列關于系統要素與系統功能的敘述，正確的是( ) A．要素的功能決定系統的功能 B．系統的功能決定要素的功能 Ｃ．要素的變化引起系統的功能變化 D．系統功能發生變化，要素必然變化15、小張發現自己騎車特別費力。于是，他對自行車系統的各組成部分進行分析與研究，從車圈到輪胎，從鏈輪到腳蹬，最后排除了故障。下列選項與上面的案例無關的是( ) A．小張考慮到系統的整體性 B．小張對系統進行了整體性分析 Ｃ．小張對自行車系統進行了優化 D．小張進行了系統設計16．臺燈是一個系統．它由燈泡、支撐架、燈罩、開關、底座等五個部分組成。其中燈泡不能被稱為系統的( ) A．環節 　 B．子系統 　　 Ｃ．部分 　 D．要素17．每個系統都由兩個或兩個以上的要素構成，而每個要素之問都有相關性。下列對系統相關性的理解．正確的是( ) A．各要素在系統的地位平等 　 B．各要素在系統的作系統的作用相同 C．各要素對系統整體功能的影響相似 　 D．各要素對系統的作用不同，但相互影響18．阿基米德式螺旋抽水機是古希臘科學家阿基米德在公元前3世紀為了將水從大船的船艙中排出而發明的。這個系統屬于( ) A．自然系統和人造系統 　　　　　 B．實體系統和抽象系統 C．自然系統和社會系統 　　　　　 D．人造系統和實體系統19．時鐘由于運行時間久，內部齒輪磨損，動力不足，就會產生報時的偏差。這說明系統是（ ) A．動態的 B．綜合的 Ｃ．適應環境 D．穩定的20．“二戰”期間，美軍的運輸船要通過日軍控制的海域，有被日本空軍擊沉的危險。如果在運輸船上時裝高射炮，可以使日軍的飛機不敢低空飛行，從而有效降低被擊沉的可能性，但由于加裝高炮后會使每艘船的運輸量減少，客觀上運輸船通過該海域的頻次不得不增多，這義將增加被擊沉的可能性。這個事例可以說明，系統優化的實現需要( ) A．減少約束條件 B．降低目標函數 C．降低影響因素 D．綜合各種因素21．據記載，第一輛摩托車（哈雷·戴維森摩托車）誕生于1903年美國威斯康星州的一個工棚中，曾引發當時美國的“摩托車文化”。該輛摩托車由威廉·哈雷等青年工人用一堆普通的零件組裝而成，這說明：（ ）A．該摩托車沒有技術含量 B．組裝的摩托車的整體功能大于各零件功能之和C．該摩托車采用當時最先進的零件組裝D．組裝在摩托車的整體功能小于各零件功能這和
22．“嫦娥一號”的發射是由衛星系統、運載火箭系統、發射場系統、測控系統、地面應用系統五大系統協同工作完成的，這個過程主要體現了系統的：（ ） A．整體性 B．目的性 C．動態性 D．環境適應性23．“鎖式活動水龍頭” 的旋扭部分與閥門部分可以隨意分開（如圖所示），它的優點是：取水時，旋鈕與龍頭不能分離，想要拔出旋鈕，必須先關閉水龍頭的水閥。這種設計有效地解決了因為停水后而可能造成水的浪費，主要用在公共場所。下列說法中不恰當的是：（ ）A．旋扭部分與閥門部分相扣才能出水，體現了系統的整體性B．旋扭部分與閥門部分相扣才能出水，說明它的環境適應性不好C．系統的相關性使得鎖式活動水龍頭能避免浪費水的現象D．節水體現了該系統的目的性24．某自動調光系統，可以根據室內亮度的變化進行自動調光，保證室內有一定的亮度。以下對該系統的分析中，不能體現環境適應性的是：（ ）A．能根據室內亮度變化自動調光 B．在零下20℃低溫下也能正常工作C．能耐60℃的高溫 D．在潮濕的環境中不會失效25．如圖所示為腳踩式垃圾桶結構原理圖，通過踏板，帶動中間的連桿，推動楹蓋開啟。如果腳踩式垃圾桶系統出現腳踩跳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．踏板被異物卡住26．（接上題）如果對該腳踩式垃圾桶進行系統優化，下列四種優化方法，你認為不合理的是：（ ）A．踏桿與連桿的連接處添加潤滑油 B．適當增加踏桿截面積C．適當增加連桿截面積 D．把連桿換成繩索27．如圖所示是一個咖啡磨。陳曉麗同學在使用中發現搖動手柄時常常打滑。為修理該咖啡磨，她進行了以下工作，其中明確進行系統分析的是：（ ）A．給咖啡磨加潤滑油 B．擰下螺帽，更換手柄C．打開外殼，更換齒輪D．根據咖啡磨各組成部分的功能和聯系來研究打滑的原因28、王林家新買了一輛汽車，為了節省燃油，采取了下列系統優化措施，其中不正確的是
A、合理使用汽車空調 B、保持汽壓合適C、每次加油時將油箱加滿 D、減少不必要的負載29、要在某種合金鋼中加入某元素以提高它的強度，假設試驗范圍是每噸加入量為1000~2000g，那么究竟應加入多少？若用一般試驗方法，每隔5g試驗一次需要做200次，每隔10g試驗一次需要做100次。若用0.618法，只需做11次，就可以找到最佳加入量了。這主要體現了系統分析的（ ）A、相關性原則 B、科學性原則 C、綜合性原則 D、動態性原則30、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.工程項目的管理水平 D.使用年限
31、如圖所示是上海世博圓軸上的“陽光谷”，該建筑的內部采用鋼結構，若其中一根構件出現問題，會引起其他構件受力發生變化，從系統特性的角度分析，這體現了系統的A、相關性 B、動態性C、環境適應性 D、目的性32、滬杭高速即將建成，高鐵建設中采取了許多優化措施，下列優化措施中以安全為目標的是A、采用寬敞、明亮、綠色環保的車箱；B、全路段封閉，全程監控；C、縮短發車時間時隔，增大載客流量；D、車箱內實時顯示列車運行速度；33、某企業在產品開發過程中， 要制造如圖如法度這類復雜零件的樣件，在完成零件的三維設計后，過去需要先制造樣件的模具，然后鑄造樣件，現在企業引進了快速成型機，可以根據三維設計圖形直接燒結出樣件，優化了產品開發的流程，以下關于該產品開發流程的說法中不恰當是A、快速成型機的應用，減少了產品開發流程中的環節B、快速成型機的應用，減少了產品開發的周期C、快速成型機的應用，為優化產品開發流程創造了條件D、快速成型機的應用，改變了三維設計在產品開發流程中的時序35、2010年上海世博會中國館（如圖所示）的設計引入了最先進的科技成果，采用了以下優化措施： ①主體建筑層疊出挑，“斗冠”造型整合了中國傳統建筑文化要素；②主體建筑的挑出層，為下層空間遮陽節能；③大廳東西南北皆可通風，讓人感到有適直的氣流；④觀景臺采用了太陽能薄膜，把陽光轉化為電能；⑤所有管線被巧妙地隱藏在建筑體內；⑥外墻材料為無放射、光污染的綠色產品；⑦頂層有雨水收集系統，凈化后用于沖洗衛生間和車輛；⑧采用全息影像技術，記錄和再現物體真實的三維影像；⑨采用大型LED電子顯示屏，及時向觀眾發布信息。請對中國館的優化措施進行分析，回答以下問題（在“ ▲ ”處填寫合適的序號）：
（1）以便于信息交互為優化目標的措施有 ▲ 、 ▲
（2）以實現可持續發展為優化目標的措施有 ▲ 、 ▲ 、 ▲ 、 ▲ 36. 分析評價題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、牌照攝下。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。(1)請說出汽車超載監測系統的三個子系統；(2)請從系統特性（目的性、相關性、整體性）的角度對汽車超載監測系統進行分析。
參考答案：
1、（2）A、由兩個或兩個以上的要素組成；B、要素與要素之間是相互聯系，相互作用形成一個有機的整體；C、整體所具有的功能是各要素在孤立狀態下所沒有的；
2、整體性，相關性，目的性，動態性，環境適應性；
4、（1）丁謂修復皇宮，整體性；
（2）科學性；
（3）綜合性，綜合分析；
7、生長特性，天氣，田間管理，
生長特性與天氣，影響因素，
目標函數
選擇題：
1-10：BDCCC ACBAA
11-20：DCDCD ADDAC
21-30：BABAB DDCBC
31-33：ABD
35、（1）8、9（2）2、4、6、7
36、（1）重量監測系統，拍攝系統，超載判斷系統
（2）目的性：監測汽車是否超載；
相關性：三個子系統之間是相互聯系，相互作用的；
整體性：由三個子系統組成的系統功能是各要素在孤立狀態下所沒有的。
檢驗核實，作出決策
分析計算，評價比較
收集資料，制定方案
明確問題，設立目標

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