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1、第三单元第三单元系统与设计系统与设计第一节第一节认识系统认识系统1. 1. 什么是系统？什么是系统？汽车的传动系统汽车的传动系统太阳系呼吸系统系统到底是什么？如何更深入理解系统？下面我样以对“自行车”的结构分析，来更深理解系统和子系统的概念。1)自行车是同学们最常用的交通工具，提问学生，自行车由哪些构件组成。 车架、车把、鞍座、前叉、脚蹬、链轮、车闸等主要部件组成。车把的作用：脚蹬的作用：链轮和链条的作用：前后车轮的作用：车闸的作用：控制车的方向。将人脚踩的力传递到链轮链条上。将动力机的运动和动力传递给执行系统的中间装置。当脚踩脚蹬时,带动中轴,使大链轮转动起来经链条传动传给小链轮,再传到后轮
2、,使其转动起来与地面产生摩擦,从而实现前进,而前轮在这时还起到导向作用, 还可以起到防振,及地面对轮子的直接影响,又提高了舒适度。利用摩擦力使得自行车减速或停止。 2)结合生活经验和案例，分析当自行车出现下列情况时会导致什么情况？1.车闸的橡皮松了 2.车把固定螺钉松了3.链条断了4.车轮的辐条断了刹车不灵方向把不准无法行进受力不均容易引起车圈变形 系统（system）是由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约的若干要素（elementelement）或部分组成的具有特定功能的有机整体。 系统根据一定的标准可划分为若干个子系统（subsystem）子系统（subsystem）：是相对于大系统而
3、言的，它是大系统中相对独立且具有一定功能的组成部分。要 素：指构成系统的最主要的元素。马上行动：自行车的子系统。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、链条、飞轮等组成。链条、飞轮等组成。制动子系统：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：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：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：由前后车轮组成。由前后车轮组成。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。地球生态系统：地球生态系统
4、：海洋生态系统、森林生态系统、陆地生态系统等子系统。交通系统：交通系统：航空运输系统、铁路运输系统、公路运输系统等子系统。管理系统管理系统：生产管理系统、营销管理系统、财务管理系统等子系统。任何系统又是更大系统的子系统。任何系统又是更大系统的子系统。系统有大有小，有复杂有简单。对于较大型的系统有大有小，有复杂有简单。对于较大型的系统和比较复杂的系统，根据一定的标准可划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（分为若干子系统（subsystemsubsystem）：）：第一、至少要有两个或两个以上的要素（部第一、至少要有两个或两个以上的要素（部分）才能组成系统；分）才能组成系统；第
5、二、要素（部分）之间相互联系、相互作第二、要素（部分）之间相互联系、相互作用，按照一定方式形成一个整体；用，按照一定方式形成一个整体；第三、这个整体具有的功能是各个要素（部第三、这个整体具有的功能是各个要素（部分）的功能中所没有的。分）的功能中所没有的。构成系统，必须具备三个条件：构成系统，必须具备三个条件：请指出下列系统分别由哪些要素（部分）组成，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。并说出相互之间有怎样的联系。系统的名称组成要素（部分）台灯学校多媒体教室手表缝纫机马上行动：马上行动： 灯座、灯座、灯泡、灯泡、灯罩、灯罩、电线、电线、开关等开关等实物展示台、投
6、影机、电动屏幕、展台、实物展示台、投影机、电动屏幕、展台、音响设备等多种现代教学设备组成。音响设备等多种现代教学设备组成。表壳、表带、表芯等。表壳、表带、表芯等。机头、机座、传动和附件机头、机座、传动和附件2、系统的类型小型系统、中型系统、大型系统和巨型系统.1)按系统的规模分：按系统的规模分：2)按组成要素的性质（按人类干预的情况）分：按组成要素的性质（按人类干预的情况）分：复合系统复合系统既包含人造系统又包含自然系统。既包含人造系统又包含自然系统。自然系统、人造系统和复合系统。自然系统、人造系统和复合系统。自然系统自然系统原始的系统都是自然系统，如天原始的系统都是自然系统，如天体、海洋、生
7、态系统等。又如呼吸系统、消化体、海洋、生态系统等。又如呼吸系统、消化系统、循环系统、免疫系统等。系统、循环系统、免疫系统等。人造系统人造系统如人造卫星、海运船只、机械设如人造卫星、海运船只、机械设备等。又如：交通系统、商业系统、金融系统、备等。又如：交通系统、商业系统、金融系统、工业系统、农业系统、教育系统、经济系统、工业系统、农业系统、教育系统、经济系统、文艺系统、军事系统、社会系统等等。文艺系统、军事系统、社会系统等等。3)按系统与环境的关系分：开放系统、封闭系统按系统与环境的关系分：开放系统、封闭系统和孤立系统。和孤立系统。开放系统开放系统是指在系统边界上与环境有信息、是指在系统边界上与
8、环境有信息、物质和能量交互作用的系统。例如商业系统、物质和能量交互作用的系统。例如商业系统、生产系统或生态系统，这些都是开放系统。在生产系统或生态系统，这些都是开放系统。在环境发生变化时，开放系统通过系统中要环境发生变化时，开放系统通过系统中要素与素与环境的交互作用以及系统本身的调节作用，使环境的交互作用以及系统本身的调节作用，使系统达到某一稳定状态。因此，开放系统常是系统达到某一稳定状态。因此，开放系统常是自调整或自适应的系统。自调整或自适应的系统。封闭系统封闭系统是一个与外界无明显联系的系统，是一个与外界无明显联系的系统，环境仅仅为系统提供了一个边界，不管外部环境环境仅仅为系统提供了一个边
9、界，不管外部环境有什么变化，封闭系统仍表现为其内部稳定的均有什么变化，封闭系统仍表现为其内部稳定的均衡特性。封闭系统衡特性。封闭系统的一个实例就是密闭罐中的一个实例就是密闭罐中的化学反应，在一定初始条件下，不同反应物在的化学反应，在一定初始条件下，不同反应物在罐中经化学反应达到一个平衡态。注意物理上讲，罐中经化学反应达到一个平衡态。注意物理上讲，还有严格划分，往往仅把没有物质来往的系统称还有严格划分，往往仅把没有物质来往的系统称封闭系统；而把没有物质、能量和信息来往的称封闭系统；而把没有物质、能量和信息来往的称为孤立系统。为孤立系统。4）按学科领域就可分成：）按学科领域就可分成：自然系统、社会
10、系统和思维系统自然系统、社会系统和思维系统；5)按组成元素划分则有实体系统、概念系统；按组成元素划分则有实体系统、概念系统；6）按状态划分：）按状态划分：有静态系统和动态系统；稳态系统和非稳有静态系统和动态系统；稳态系统和非稳态系统；态系统；马上行动：马上行动：请分别列举以下系统的请分别列举以下系统的2323个实例。个实例。工业生产方面的系统：工业生产方面的系统： 工业控制网络系统、工业电视监控系统、光纤工工业控制网络系统、工业电视监控系统、光纤工业电视系统、工业除尘系统、工业排风系统、影子系业电视系统、工业除尘系统、工业排风系统、影子系统、清除系统垃圾。统、清除系统垃圾。农业生态系统、农业银
11、行系统、生产管理系统、农业生态系统、农业银行系统、生产管理系统、生产率系统。生产率系统。农业生产方面的系统：农业生产方面的系统：军事方面的系统：军事方面的系统： 导弹跟踪系统、防卫系统。导弹跟踪系统、防卫系统。系统的基本特性有：系统的基本特性有：第二节 系统分析的基本方法整体性整体性目的性目的性相关性相关性环境适应性环境适应性层次性层次性1）整体性 系统是一个整体，他不是各个要素（部分）简单相加，系统的整体功能是各要素（部分）在孤立状态下所没有的。 整体性是系统最基本的特性，也是观察和分析系统最基本的思想和方法。例如：自行车条辐的调整，动一条整个车轮例如：自行车条辐的调整，动一条整个车轮都发生
12、改变。都发生改变。（2）巴尔扎克的塑像：p069罗丹的作品巴尔扎克罗丹这样做的目的何在，雕塑家的这一行为罗丹这样做的目的何在，雕塑家的这一行为给你以怎样的启示？给你以怎样的启示？ 让人们看到其它的美所在。不能离开整体去分析任何让人们看到其它的美所在。不能离开整体去分析任何一个组分，一个系统组织的好不好，就看它的整体功能实一个组分，一个系统组织的好不好，就看它的整体功能实现的怎样。罗丹砍去雕塑双手的目的在于使人们注意雕像现的怎样。罗丹砍去雕塑双手的目的在于使人们注意雕像的整体，而不仅仅是注意这双手。的整体，而不仅仅是注意这双手。【系统思路系统思路】做任何事情都要重视整体效应，做任何事情都要重视整
13、体效应，必要的时候要舍得抛弃部分而保留整体。必要的时候要舍得抛弃部分而保留整体。（3）三个和尚的故事说明了什么？ “三个臭皮匠顶个诸葛亮”又说明了什么？【系统思路系统思路】系统不是各个元素（组分）的系统不是各个元素（组分）的简单相加。如果将它们之间的相互联系和相简单相加。如果将它们之间的相互联系和相互作用协调好，就能得到互作用协调好，就能得到“1+12”的效果。的效果。反之亦然。反之亦然。2.根据系统的整体性特征，解释右表中所列的根据系统的整体性特征，解释右表中所列的现象：现象：现现象象原原因因“一个和尚挑水吃，两个和尚抬水吃，三个和尚没水吃。 ” 三个臭皮匠顶个诸葛亮 一着不慎、全盘皆输 “
14、弃卒保车” 不符合整体性的原则、各组分之间，不符合整体性的原则、各组分之间，组分与整体之间协调的不好，不能组分与整体之间协调的不好，不能形成良好的功能。形成良好的功能。各组分之间，组分与整体之间协调的各组分之间，组分与整体之间协调的好，形成良好的功能。好，形成良好的功能。各组分之间相互联系、相互作用，任何一个元素或各组分之间相互联系、相互作用，任何一个元素或组分的变化都会影响其他元素和组分实现其功能。组分的变化都会影响其他元素和组分实现其功能。系统有很多的子系统，各子系统之间有一定的层次系统有很多的子系统，各子系统之间有一定的层次性，首先要保证主要组分，再考虑次要的。性，首先要保证主要组分，再
15、考虑次要的。辩论：在一个系统中，各要素好，则整体性辩论：在一个系统中，各要素好，则整体性能是否好？能是否好？某球队有的是球星，但他们各打各的，最终这个某球队有的是球星，但他们各打各的，最终这个球队打不赢一支普通的球队。说明了什么？球队打不赢一支普通的球队。说明了什么？某校毕业班学生学习很紧张，有一位教师为了提某校毕业班学生学习很紧张，有一位教师为了提高自己所教学科的成绩，他充分利用自习、晚修等高自己所教学科的成绩，他充分利用自习、晚修等时间给学生补课。请你谈谈他的做法是否正确？为时间给学生补课。请你谈谈他的做法是否正确？为什么？什么？ 系统都是系统都是以实现某种功能为目的以实现某种功能为目的的
16、，的，这是区别这一系统与那一个系统的标志。这是区别这一系统与那一个系统的标志。 设计和分析一个系统时，必须先弄设计和分析一个系统时，必须先弄清其目的，否则就无法构成一个良好、有清其目的，否则就无法构成一个良好、有序的现实系统。系统的多个目标有时不完序的现实系统。系统的多个目标有时不完全一致，甚至矛盾，这就需要协调，寻求全一致，甚至矛盾，这就需要协调，寻求平衡或折衷的办法，从而更好地实现其目平衡或折衷的办法，从而更好地实现其目的。的。2 2）目的性）目的性（1）人们为什么要发明自行车？）人们为什么要发明自行车？自行车的由来：自行车的由来：世界上第一辆自行车出现于1790年，由法国人希布拉克用木材
17、制成，没有脚蹬，靠双脚交替踏地前进。1801年，俄国人阿尔塔莫诺夫发明了一辆轮子前后挂着的小车。这些发明家把它作为礼物献给了俄国沙皇。1831年，德国人德列斯发明了车把，可以方便地转弯。 1839年，英国人麦克米伦发明了脚踏，装于前轮上。 1880年，法国人基尔梅发明了链条，用它带动后轮旋转。 1888年，英国人邓勒普发明了充气车胎。 任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能。任何系统都具有某种目的，都要实现一定的功能。（2）自行车为什么要有刹车功能？自行车的作用是提高）自行车为什么要有刹车功能？自行车的作用是提高速度，使人们可以更快地到达目的地，而刹车的作用却速度，使人们可以更快地到达目的
18、地，而刹车的作用却是减速，两者相矛盾。为什么还要刹车呢？是减速，两者相矛盾。为什么还要刹车呢？在某些情况下（如下陡坡），行车速度和安全要求这两个具体目标产生了矛盾，就得通过刹车来减速，进行协调，从而保证自行车更好地到达目的地。【系统思路系统思路】系统的具体目标之间有矛盾时，要从系统的具体目标之间有矛盾时，要从系统的目的出发，进行协调。系统的目的出发，进行协调。 相关性是指组成系统的各个要素之间或整体之间相互作用、相互联系。3)相关性 系统的各组分或元素只要有一个变化都会系统的各组分或元素只要有一个变化都会影响其他元素和组分实现其功能。影响其他元素和组分实现其功能。 (1)为了保护草原植被，当地
19、政府颁布了禁止大量捕杀为了保护草原植被，当地政府颁布了禁止大量捕杀野狼的法令，这是什么道理？野狼的法令，这是什么道理？狼捕杀羊、野兔等食草性动物，使其数量减少，从而狼捕杀羊、野兔等食草性动物，使其数量减少，从而起到保护植被的作用。起到保护植被的作用。相同的道理，为了使野生动物园的羚羊更有活相同的道理，为了使野生动物园的羚羊更有活力、生命力更强，可以引进狼或豹子等肉食动物。力、生命力更强，可以引进狼或豹子等肉食动物。【系统思路系统思路】系统的各个元素、组分的变化会对其他系统的各个元素、组分的变化会对其他的元素、组分起影响。的元素、组分起影响。(2)如何理解如何理解“一着不慎，满盘皆输一着不慎，满
20、盘皆输”？不管什么棋类比赛，关键的一着下错，都很有可不管什么棋类比赛，关键的一着下错，都很有可能输掉整盘棋。能输掉整盘棋。【系统思路系统思路】要重视关键因素。在一个系统中要重视关键因素。在一个系统中关键部分的变化，甚至会对全局产生决定性的关键部分的变化，甚至会对全局产生决定性的影响。影响。 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特性的改变，并相应地引起系统功能和系统内部各部分相互关系的变化，系统要适应环境的变化而变化。 4）环境适应性（开放性系统）环境适应性（开放性系统） 系统只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。(1)家用电冰箱不
21、能紧贴墙壁放置，汽车在雪地行走轮胎要加链条，这是都为什么？ 冰箱放置与墙保持距离，目的是有一个适当的散热空间，从而保持正常工作。 一般汽车在雪地上会因为打滑而无法正常行走，因此在轮胎上加链条是起防滑作用。【系统思路系统思路】系统只有在一定的环境条件下才能保持系统只有在一定的环境条件下才能保持（或恢复）其原有的特性。（或恢复）其原有的特性。马上行动马上行动1.谈谈“春捂秋冻” 的含义： 这是环境适应性的体现:由于人自身就是一个系统，春天多穿一些是对冬天的一种适应和衔接，秋天穿少一些是对夏天气候的衔接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外界气温的变化而不至于生病。（随着外界气候的
22、变化，人们必须能适应周围的环境，借助物质资料，才能保持和恢复人的活动。）5).层次性系统可层层分解。系统分析的基本方法n n运用系统的思想和定性定量相结合的方法，对系统进行分析。1.什么是系统分析：什么是系统分析： 为了发挥系统的功能，实现系统为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学的方法对系统加以的目标，运用科学的方法对系统加以周周详的考察、分析、比较、试验详的考察、分析、比较、试验，并在此，并在此基础上拟定一套有效处理步骤和程序，基础上拟定一套有效处理步骤和程序，或对原来的系统提出改进方案的过程，或对原来的系统提出改进方案的过程，就是系统分析。就是系统分析。系统分析的显著特点：系统分析
23、的显著特点： 是完整地而不是零星地处是完整地而不是零星地处理问题，考虑各种主要变化因理问题，考虑各种主要变化因素及其相互的影响，全面地思素及其相互的影响，全面地思考和解决完问题。考和解决完问题。一只沿口不齐的木桶，其存水量的多少？不取一只沿口不齐的木桶，其存水量的多少？不取决于最长的那块木板，而取决于最短的那块木板。决于最长的那块木板，而取决于最短的那块木板。管理学中的管理学中的“木桶理论木桶理论”是指：是指： 人的能力大小是由他身上最劣质的素养决定的，人的能力大小是由他身上最劣质的素养决定的，一个企业成功的概率大小也是由这个企业的最薄弱一个企业成功的概率大小也是由这个企业的最薄弱的环节决定的
24、，就像木桶的容水多少是由木桶最短的环节决定的，就像木桶的容水多少是由木桶最短的一块木板决定的一样。的一块木板决定的一样。木桶理论的外延还可以扩大到：木桶理论的外延还可以扩大到：1）木桶容水的多少还要由木桶的直径决定。）木桶容水的多少还要由木桶的直径决定。对于个人，如果你的能力只有那么大，你对于个人，如果你的能力只有那么大，你必须学习，不断地增加自己的知识直径。企业必须学习，不断地增加自己的知识直径。企业亦然，要不断的进行改造、革新，以便更好的亦然，要不断的进行改造、革新，以便更好的发展。发展。2）木桶容水的多少还要由木桶之间的木板是否箍的紧密有关，否则，你无论多大的木桶，都把水会漏光的，“木桶打水一场空”。 对于个人，也就是说：你要把自己的知识进行融会贯通，才能成就一番事业。对于企业，一定要进行多种文化的融解包容，同时要建造一个齐心协力的团队，只有这样，才能在万众一心的基础上，将企业搞好。整体性、相关性、目的性、层次性、环境适应性整体性、相关性、目的性、层次性、环境适应性小结：小结：一、系统的含义元素、相互、整体功能元素、相互、整体功能二、系统的类型三、系统的特性
