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1、系统与设计系统的结构系统的概念讨论与分析讨论与分析p54自行车自行车l车把的作用是：车把的作用是：l脚蹬的作用是：脚蹬的作用是：l链轮和链条的作用是：链轮和链条的作用是：l前后车轮的作用是：前后车轮的作用是：l车闸的作用是：车闸的作用是：l要素要素是指构成系统的最主要的元素是指构成系统的最主要的元素（一般地，一般地，部分相对于系统的整体而言，要素相对于系统的元素结部分相对于系统的整体而言，要素相对于系统的元素结构而言。很多情况下，要素和部分又可以通用。构而言。很多情况下，要素和部分又可以通用。）控制方向控制方向传递脚踩的力传递到链轮和链条上传递脚踩的力传递到链轮和链条上将动力传递到后轮将动力传
2、递到后轮滚动带动自行车前进滚动带动自行车前进控制自行车速度控制自行车速度讨论与分析讨论与分析l分析出现下列情况时，可能会导致的后果分析出现下列情况时，可能会导致的后果l车闸的橡皮松了：车闸的橡皮松了：l车把固定螺丝松了：车把固定螺丝松了：l链条断了：链条断了：l车轮的辐条断了：车轮的辐条断了：系统：由系统：由相互联系相互联系、相互作用相互作用、相互依赖相互依赖和和相互制约相互制约的的若干要素或部分若干要素或部分组成的具有组成的具有特定功能特定功能的有机整体的有机整体刹车失灵刹车失灵方向失控方向失控动力无法传递动力无法传递受力不均容易引起车圈变形受力不均容易引起车圈变形讨论与分析讨论与分析l构成
3、系统必须具备的三个条件构成系统必须具备的三个条件l两个或两个以上的要素两个或两个以上的要素l要素之间相互联系、相互作用要素之间相互联系、相互作用,按照一定方式形按照一定方式形成一个整体；成一个整体；l具有的各要素没有的特定功能具有的各要素没有的特定功能请指出下列系统分别由哪些要素（部分）组成，并说出相互之间有怎样的联系。系统的名称系统的名称组成要素（部分）组成要素（部分）台台灯灯多媒体教室多媒体教室手手表表缝纫机缝纫机灯座、灯泡、灯罩、电线和开关等。灯座、灯泡、灯罩、电线和开关等。计算机、投影机、音箱等。计算机、投影机、音箱等。表带、表壳、机芯等。表带、表壳、机芯等。机架、台面、机芯等。机架、
4、台面、机芯等。系统有大有小，有复杂有简单。对于较大的系统和比较复杂的系统，根据一定的标准可划分为若干子系统如：地球生态系统由海洋生态系统、森林生态系统、陆地生态系统等子系统构成；如：交通系统可分为航空运输系统、铁路运输系统、公路运输系统等子系统；如：管理系统可分为生产管理系统、营销管理系统、财务管理系统等子系统。同样，任何系统又都是更大系统的子系统。同样，任何系统又都包含更小系统的子系统。如：同样，任何系统又都包含更小系统的子系统。如：城市公交系统城市公交系统轨道交通系统轨道交通系统出租车客运系统出租车客运系统公交线路系统公交线路系统旅游专线系统旅游专线系统中巴公交系统中巴公交系统三轮客运系统
5、三轮客运系统子系统l系统根据一定的标准可划分为若干个子系统系统根据一定的标准可划分为若干个子系统 l马上行动：从功能的角度，根据已有的经验，分马上行动：从功能的角度，根据已有的经验，分析自行车可分为哪几个子系统，每个子系统包括析自行车可分为哪几个子系统，每个子系统包括哪些部件？哪些部件？P66马上行动：自行车的子系统马上行动：自行车的子系统传动（动力）子系统：传动（动力）子系统：由脚蹬、曲柄、链轮、中轴、由脚蹬、曲柄、链轮、中轴、由脚蹬、曲柄、链轮、中轴、由脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条、飞轮等组成。链条、飞轮等组成。链条、飞轮等组成。链条、飞轮等组成。制动子系统：制动子系统：由刹车柄、车闸、连
6、接线等部件组成。由刹车柄、车闸、连接线等部件组成。由刹车柄、车闸、连接线等部件组成。由刹车柄、车闸、连接线等部件组成。承重子系统：承重子系统：由车架、鞍座、车轮等组成。由车架、鞍座、车轮等组成。由车架、鞍座、车轮等组成。由车架、鞍座、车轮等组成。 方向控制子系统：方向控制子系统：车把、前叉上下轴承、前叉等组成。车把、前叉上下轴承、前叉等组成。车把、前叉上下轴承、前叉等组成。车把、前叉上下轴承、前叉等组成。行驶子系统：行驶子系统：由前后车轮组成。由前后车轮组成。由前后车轮组成。由前后车轮组成。附设子系统：附设子系统：由前后挡泥板、车后架、车筐、车铃等由前后挡泥板、车后架、车筐、车铃等由前后挡泥板
7、、车后架、车筐、车铃等由前后挡泥板、车后架、车筐、车铃等。 大千世界，系统无处不在、无时不有。 在自然界，一片森林、一只小动物、一个细胞等都是系统，如细胞是由细胞膜、细胞质、细胞核等要素，按一定的结构形式组成的、表现出生命现象的系统。2.系统的类型在技术领域，从宇宙飞船、万吨远洋货轮，到一台车床、一台电风扇等，都可以看做系统，如电风扇是由电机、叶片、定时器、开关等组成的，能使人消暑的机电系统。2.系统的类型 在社会生活方面，一座城市、一个家庭、一所学校、一个班级等，同样都可以视为系统，如学校是由教学人员、行政人员和学生等要素组成的，具有一定教育功能的系统。 2.系统的类型系统系统、自然系统与人
8、造系统、自然系统与人造系统、实体系统与抽象系统、实体系统与抽象系统、静态系统与动态系统、静态系统与动态系统、封闭系统与开放系统、封闭系统与开放系统、简单系统与复杂系统、简单系统与复杂系统系统是普遍存在的，也是多种多样的。根据需要，可以对系系统是普遍存在的，也是多种多样的。根据需要，可以对系统进行不同的分类。统进行不同的分类。系统的类型l学生活动：学生活动：l列举无处不在的系统l对所列举的系统进行分类l拓展活动：系统根据不同的标准还可以如何分类？ 根据的标准划分类型军事系统军事系统人人体体系系统统如：汽车系统：如：汽车系统：点火系统，传动系统，方向系统，制动系统等。点火系统，传动系统，方向系统，
9、制动系统等。丰田汽车召回事件，丰田汽车召回事件，是汽车的什么子系是汽车的什么子系统出现问题？统出现问题？3.我们使用计算机离不开我们使用计算机离不开Windows、Linux等等操操作系统，他属于（作系统，他属于（）A自然系统自然系统B人造系统人造系统C实体系统实体系统D抽象系统抽象系统 4.“系统论系统论”是研究的一般模式、结构和规律的学问，是研究的一般模式、结构和规律的学问，“系统论系统论”是一门跨学科的横断科学。是由哪位科是一门跨学科的横断科学。是由哪位科学家创立的？（学家创立的？（）A、马克思；、马克思；B、霍尔；、霍尔；C、贝塔郎菲；、贝塔郎菲；D、维纳。、维纳。B DC3.系统的基
10、本特性l整体性整体性l相关性相关性l目的性目的性l动态性动态性l环境适应性环境适应性整体性整体性：整体性：是系统是系统最基本最基本的特性，也是观察和分析系统的特性，也是观察和分析系统最基本的思想和方法。最基本的思想和方法。系统是一个整体，它不是各个要素（部分）的简单相系统是一个整体，它不是各个要素（部分）的简单相加，系统的加，系统的整体功能整体功能是各个要素（部分）在孤立状态是各个要素（部分）在孤立状态下所没有的。下所没有的。系统的任何一个要素（部分）发生变化或出现故障时，系统的任何一个要素（部分）发生变化或出现故障时，都会影响其他要素（部分）或整体的功能的发挥。都会影响其他要素（部分）或整体
11、的功能的发挥。一堆沙子、钢材、水泥和绳索散放在一起没有什么意义，一堆沙子、钢材、水泥和绳索散放在一起没有什么意义，但是如果将它们按照一定的结构形成一个整体，如造成但是如果将它们按照一定的结构形成一个整体，如造成一座悬索桥，就具有了交通的功能，而若某根绳索出现一座悬索桥，就具有了交通的功能，而若某根绳索出现故障，就可能影响整座桥的正常使用，甚至导致事故的故障，就可能影响整座桥的正常使用，甚至导致事故的发生。发生。系统的系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和整体功能大于组成系统的各部分的功能之和，这就，这就是我们常说的是我们常说的“21+1”。例如，一个企业是由各个部门组成的整体，只有按照一
12、定例如，一个企业是由各个部门组成的整体，只有按照一定的生产和管理规律，各个部门共同合作，才能完成任务。的生产和管理规律，各个部门共同合作，才能完成任务。又如，有研究表明，人的双眼视又如，有研究表明，人的双眼视觉功能大大超过两只单眼视觉功能大大超过两只单眼视觉功能简单相加的总和。觉功能简单相加的总和。企业企业管理部门管理部门后勤后勤部门部门生产生产部门部门营销营销部门部门供应供应部门部门不能离开整体去分析系统中的任何一个组成部分。不能离开整体去分析系统中的任何一个组成部分。一个一个系统组织得好不好，就看它的整体功能即系统功能实现系统组织得好不好，就看它的整体功能即系统功能实现得怎样。得怎样。例如
13、，例如，20世纪世纪60年代末美国的年代末美国的“阿波阿波罗罗”登月计划把载人飞船送上了登月计划把载人飞船送上了月球，飞船和运载火箭共有月球，飞船和运载火箭共有700多多万个零件，这些零件本身都很一万个零件，这些零件本身都很一般，没有一个是新研制的，但正般，没有一个是新研制的，但正是这些一般的零件按照一定的结是这些一般的零件按照一定的结构构成了能把人送上月球的性能构构成了能把人送上月球的性能优异的登月飞船，从而体现了整优异的登月飞船，从而体现了整体的功能。体的功能。1 1、请举例说明、请举例说明“系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和” ” 这
14、一论点。这一论点。系统名称系统名称系统的整体功能系统的整体功能各部分的功能各部分的功能团队团队足球队足球队日常生活中，常听人说：日常生活中，常听人说：1、“一个和尚挑水吃，二个和尚抬水吃，一个和尚挑水吃，二个和尚抬水吃，三个和尚没水吃三个和尚没水吃”提问：请根据系统的整体性特征，分别解释之。2、“三个臭皮匠等于一个诸葛亮三个臭皮匠等于一个诸葛亮”3、“丢卒保车丢卒保车”4、“一着不慎，全盘皆输一着不慎，全盘皆输”5、“头痛医头脚痛医脚头痛医头脚痛医脚”马上行动：现象现象原因原因三个臭皮匠三个臭皮匠顶个诸葛亮顶个诸葛亮三个小皮匠三个小皮匠顶个诸葛亮顶个诸葛亮一着不慎，一着不慎，全盘皆输全盘皆输丢
15、卒保车丢卒保车“1 1 2”局部影响整体局部影响整体主要与次要的关系主要与次要的关系卧地松：生活在高山上，卧地松：生活在高山上，由于风雪等阻力而无法由于风雪等阻力而无法向上生长，只得沿地面向上生长，只得沿地面扩张。扩张。 整体功能整体功能部分功能部分功能罗罗丹丹丹丹雕雕雕雕塑塑塑塑传说，法国著名雕塑传说，法国著名雕塑传说，法国著名雕塑传说，法国著名雕塑家罗丹曾经给文学家巴尔家罗丹曾经给文学家巴尔家罗丹曾经给文学家巴尔家罗丹曾经给文学家巴尔扎克雕了一座塑像。塑像扎克雕了一座塑像。塑像扎克雕了一座塑像。塑像扎克雕了一座塑像。塑像雕好后，大受人们的称赞，雕好后，大受人们的称赞，雕好后，大受人们的称赞
16、，雕好后，大受人们的称赞，人们特别对雕塑上巴尔扎人们特别对雕塑上巴尔扎人们特别对雕塑上巴尔扎人们特别对雕塑上巴尔扎克的一双手赞不绝口，都克的一双手赞不绝口，都克的一双手赞不绝口，都克的一双手赞不绝口，都说这双手太逼真、太生动说这双手太逼真、太生动说这双手太逼真、太生动说这双手太逼真、太生动了。罗丹听到人们的议论了。罗丹听到人们的议论了。罗丹听到人们的议论了。罗丹听到人们的议论后，却毫不犹豫地从塑像后，却毫不犹豫地从塑像后，却毫不犹豫地从塑像后，却毫不犹豫地从塑像上砍去了这双手。上砍去了这双手。上砍去了这双手。上砍去了这双手。请解释，罗丹这样做的请解释，罗丹这样做的请解释，罗丹这样做的请解释，罗
17、丹这样做的目的何在，雕塑家的这一目的何在，雕塑家的这一目的何在，雕塑家的这一目的何在，雕塑家的这一行为给你以怎样的启示？行为给你以怎样的启示？行为给你以怎样的启示？行为给你以怎样的启示？ 整体性，整体效应；舍部分保整体整体性，整体效应；舍部分保整体相关性相关性是指组成系统的各要素之间或系统与部分之间的相是指组成系统的各要素之间或系统与部分之间的相互作用、相互联系。互作用、相互联系。 例如，建筑物通过结构来承受重力，古代建筑多采用“梁柱结构”，当柱与柱之间的梁的跨度增大时，则梁的厚度要相应地加大，否则就不足以承受设计所需的重力，梁的跨度与梁的厚度之间的关系就反映了这一系统内部要素与要素之梁的跨度
18、与梁的厚度之间的关系就反映了这一系统内部要素与要素之间的相关性间的相关性。又如，合金钢材料中，碳含量的高低影响着钢的强度、硬度和韧性，从而影响钢的耐磨性。碳含量高，则硬度高，韧性差；碳含量低，则硬度低、耐磨性差。碳含量与合金钢材料的整体性能密切相关。例如：铅笔上的例如：铅笔上的HB、2B、2H的意义的意义这些是表示是铅笔的硬度，是按照笔芯的硬度来这些是表示是铅笔的硬度，是按照笔芯的硬度来定的定的,从软到硬分别为从软到硬分别为6B,5B,4B,3B,2B,B,H,HB,2H,3H,4H,5H,6HB-Black黑度黑度H-Hard硬度硬度B数越多铅笔就越黑越软，数越多铅笔就越黑越软，H数越多就越
19、硬颜色越浅。数越多就越硬颜色越浅。HB是中间的。是中间的。这说明铅笔笔芯碳含量的高低这说明铅笔笔芯碳含量的高低决定笔芯的软硬以及颜色的深浅。决定笔芯的软硬以及颜色的深浅。生态系统生态系统分析：为了保护草分析：为了保护草原植被，某地政府原植被，某地政府下达了禁止大量捕下达了禁止大量捕杀野狼的通知，这杀野狼的通知，这是为什么呢？是为什么呢？案例案例: :厨房装修厨房装修思考思考:吴瑾吴瑾同学同学家厨房装修出现问题的原因是什么家厨房装修出现问题的原因是什么?家庭装修是一项系统性家庭装修是一项系统性很强的工程，比如在考很强的工程，比如在考虑卧室、厨房、卫生间、虑卧室、厨房、卫生间、客厅和储物室的各空间
20、客厅和储物室的各空间区域划分时，就需要考区域划分时，就需要考虑到很多问题。虑到很多问题。特别是家里有了小孩特别是家里有了小孩的家庭，会感受到原的家庭，会感受到原本设计好的储物空间本设计好的储物空间明显不够用或者挤了明显不够用或者挤了很多。很多。目的性l任何系统都具有某种目的任何系统都具有某种目的,都要实现一定的功能都要实现一定的功能.l设计和分析一个系统时，必须事先弄清其目的，否则就设计和分析一个系统时，必须事先弄清其目的，否则就无法构成一个良好、有序的现实系统。无法构成一个良好、有序的现实系统。l系统的目的一般通过更具体有目标来体现。系统的目的一般通过更具体有目标来体现。l当系统存在多个目标
21、时，要从整体协调的角度出发寻求当系统存在多个目标时，要从整体协调的角度出发寻求平衡，以获得整体上的最佳效果。平衡，以获得整体上的最佳效果。目的性：实现一定的功能目的性：实现一定的功能例：企业管理系统例：企业管理系统(利润的利润的最大化最大化,成本能源最小化成本能源最小化)1.人们将发条、游丝、齿轮、表壳等人们将发条、游丝、齿轮、表壳等零部件组装成钟表，其目的是零部件组装成钟表，其目的是_。2.经营管理系统通过优化和配置企业经营管理系统通过优化和配置企业的人力资源和物力资源而形成，其目的人力资源和物力资源而形成，其目的是的是_。马上行动（课本第马上行动（课本第071071页）页）为了满足人们对计
22、时功能的需要为了满足人们对计时功能的需要实现企业利润的最大化、成本和实现企业利润的最大化、成本和能源使用的最小化等。能源使用的最小化等。l任何系统都是一个动态的系统，处在运动变化任何系统都是一个动态的系统，处在运动变化和发展之中。和发展之中。l运用系统的动态观点，有助于使我们不仅看到运用系统的动态观点，有助于使我们不仅看到系统的现状，而且看到系统的变化和发展，从系统的现状，而且看到系统的变化和发展，从而预测系统的将来，掌握系统的发展规律。而预测系统的将来，掌握系统的发展规律。4 4、动态性、动态性动态性：系统处动态性：系统处于运动变化之中于运动变化之中例：生病、看病例：生病、看病 4 4、动态
23、性、动态性讨论：台式计算机讨论：台式计算机的的CPU上安装的上安装的小风扇为什么有时小风扇为什么有时候转得快，有时候候转得快，有时候转得慢？转得慢？因为在因为在CPU下方有一个下方有一个温度传感装置，调整小温度传感装置，调整小风扇的转速可以起到动风扇的转速可以起到动态控制态控制CPU温度的目的。温度的目的。5 5、环境适应性、环境适应性l一个系统与其所处的环境之间通常都有物质、能量和一个系统与其所处的环境之间通常都有物质、能量和信息的交换，外界环境的变化会引起系统功能和系统信息的交换，外界环境的变化会引起系统功能和系统内各部分相互关系的变化。系统只有具有对环境的适内各部分相互关系的变化。系统只
24、有具有对环境的适应能力，才能保持和恢复系统原有的特性，发挥自身应能力，才能保持和恢复系统原有的特性，发挥自身作用，实现可持续发作用，实现可持续发展。展。环境适应性：环境适应性：对环境对环境变化的适应能力例：变化的适应能力例：北方城市供水系统北方城市供水系统(冬天要采取防冻措冬天要采取防冻措施施)另外，保护色的作用也是为了保护动物自身的生存。另外，保护色的作用也是为了保护动物自身的生存。绿色草丛中的蝈蝈绿色草丛中的蝈蝈北极熊北极熊冬天和夏天的雷鸟冬天和夏天的雷鸟例如：例如：“春捂秋春捂秋冻冻”“春捂秋冻春捂秋冻”是一句卫生谚语，这是人们维是一句卫生谚语，这是人们维护身体健康的经验，有一定的科学道
25、理。护身体健康的经验，有一定的科学道理。“春捂春捂”就是说春季，气温刚转暖，不要过早就是说春季，气温刚转暖，不要过早脱掉棉衣。脱掉棉衣。“秋冻秋冻”就是说秋季气温就是说秋季气温稍凉爽，不要过早过多稍凉爽，不要过早过多地增加衣服。地增加衣服。马上行动马上行动1、谈谈、谈谈“春捂秋冻春捂秋冻”的道理。的道理。人自身是一个系统，春天穿多一些是对冬天的一种人自身是一个系统，春天穿多一些是对冬天的一种适应，秋天穿少一些是对夏天气候的和向冬天过渡适应，秋天穿少一些是对夏天气候的和向冬天过渡的一种准备。两者都是为了使人的身体逐渐适应气的一种准备。两者都是为了使人的身体逐渐适应气温的变化而不致于生病。温的变化
26、而不致于生病。2、家用电冰箱为什么不能紧贴墙壁放置，而、家用电冰箱为什么不能紧贴墙壁放置，而应该与墙保持一定的间距？应该与墙保持一定的间距？目的是为了有一个适当的散热空间，以保持它能正目的是为了有一个适当的散热空间，以保持它能正常工作。常工作。阅读阅读（1）阿斯旺水坝）阿斯旺水坝（2）智能运输系统）智能运输系统P74练习1:木桶理论 一个由若干木板构成的木桶，其容量取决于最短的那块木板；对一个组织而言，构成组织的各个要素类似于一个木桶的若干木板，而组织的能力又如木桶的容量，取决于组织中最弱的要素。劣势决定优势，劣势决定生死。木桶的盛水量取决于桶壁上最 短的那块木板、在大自然中鹿、兔奔跑速度快，
27、能逃避猛兽追捕；刺猬身、在大自然中鹿、兔奔跑速度快，能逃避猛兽追捕；刺猬身上长尖刺使猛兽无从下口；黄鼬遇敌时突放臭气扰乱猛兽上长尖刺使猛兽无从下口；黄鼬遇敌时突放臭气扰乱猛兽神志，影响其情绪，在其迟疑间跑掉。这是生态系统基本特性神志，影响其情绪，在其迟疑间跑掉。这是生态系统基本特性中的中的()A整体性整体性B相关性相关性C动态性动态性D环境适应性环境适应性、一堆沙子、钢筋、水泥等等材料散放在一起没什么意义，、一堆沙子、钢筋、水泥等等材料散放在一起没什么意义，但是如果将它们按照一定的结构形式造成一座桥梁就具但是如果将它们按照一定的结构形式造成一座桥梁就具有了交通的功能，这个案例说明系统最基本的特
28、性是：有了交通的功能，这个案例说明系统最基本的特性是：()A、目的性、目的性B、动态性、动态性C、整体性、整体性D、适应性、适应性CD课堂练习课堂练习:动态性l思考：l你认为有没有不具有动态性的系统，为什么？l自行车系统的动态性体现在什么地方？ 动态性：任何系统都是一个动态的系统，处在运动动态性：任何系统都是一个动态的系统，处在运动变化和发展之中变化和发展之中。 环境适应性l思考l“春捂秋冻”的道理环境适应性：一个系统与其所处的环境之间通常环境适应性：一个系统与其所处的环境之间通常都有物质，能量和信息的交换，外界环境的变化都有物质，能量和信息的交换，外界环境的变化会引起系统特性的变化，并引起系
29、统功能和系统会引起系统特性的变化，并引起系统功能和系统内各部分相互关系的变化。内各部分相互关系的变化。 学生活动l马上行动：工程技术中，这类通过系统的调节以后适应外界环境变化的事例很多，请列举几例，填入下表。 案例外界环境的变化系统通过调节，适应环境的变化课堂作业l思考下列的事例体现了系统的什么特性？1. “木桶原理”认为，木桶的盛水量取决于最短的那一块木板的长度。2.过度发展畜牧业，导致绿洲变成荒漠。3.一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃。4.三个臭皮匠顶个诸葛亮。5.空调在运行的时候，有时候工作，有时候不工作。6.新疆有句俗话：早穿棉袄,午穿纱,晚上抱着火炉吃西瓜。课堂小结l要素：构成系统的最主要元素。l部分相对于系统整体而言，要素相对于元素结构而言。多数情况下要素和部分可以通用。l系统：由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机整体。l系统有大有小，有简单有复杂。大的和复杂的系统又可以划分为若干子系统。l作为系统，它们都具有整体性、相关性、目的性和环境适应性等特性。系统的这些基本特性，就构成了系统的基本思想。l本节以自行车为主要线索，从应用的角度帮助学生理解了系统的含义和系统的基本特性。
