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第三单元系统与设计复习纲要系统的含义系统的分析系统的设计系统的优化复习内容一、系统的含义1、系统的含义由相互联系、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，称为系统。2、构成系统的条件构成系统，必须具备三个条件：第一，至少要有两个或者两个以上的要素（部分）才能组成系统；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；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。3、系统与子系统系统有大有小，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分为若干子系统。任何系统都是它所属的更大范围更高一级系统的子系统。4、子系统与元素元素与系统的概念是相对而言的。例如“人”相当于“社会”这一系统，就是不可再划分的最小单元，即构成社会的元素；而相对于“生物界”这个系统来说，人体就是一个复杂的系统，可以层层分解为系统、器官、组织、细胞等子系统。由此可见，所谓元素的不可再分性，也是相对于它所属的系统来说的。5、系统的分类根据需要，可以对系统进行不同的分类。例如，可把系统分为自然系统（如生态系统）和人造系统（如计算机系统）；也可把系统分为实体系统（生物系统、机械系统）和抽象系统（如哲学系统）。6、系统的特性（1）整体性：系统是一个整体，它不是各个要素（部分）的简单相加，系统的整体功能是各要素（部分）在孤立状态所没有的。例如：一堆沙子，钢材，水泥和绳索散放在一起没有什么意义，但如果将它们按照一定的结构形成一个整体，如迁成一座悬索桥，就具有了交通的功能，而若蒜根绳索出现故障，就可能影响整座桥正常使用系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和，这就是我们常说的2﹥1+1例如：一个企业是由管理部门、生产部门、营销部门、供诮部门各部门组成的整体，任何一个部门都不可能单独实现企业的目标人的双眼视觉功能大大超过两只眼视觉功能简单的相加的部和（2）目的性：系统都是以实现某种功能为目的的，这正是区别不同系统的标志。系统的目的一般通过更具体的目标来实现，系统的多个目标有时不完全一致，甚至互相矛盾，这就需要协调，寻求平衡或折中的方法，从而收到整体最佳的效果。（3）相关性：系统内各组分（元素）之间存在着相互依赖和相互制约的特定关系，某一个组分（元素）的变化，会影响到其他组分（元素）实现其功能。（4）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。系统只有有对环境的适应能力，才能保持和恢复系统原有的特性。（5）层次性：系统无论大小，都可以分解为一系列的子系统，并存在一定的层次结构。系统各个层次具有独自的功能，它们通过相互联系、相互作用共同完成系统的整体功能。（既分层次就有轻重之分，在不得已的情况下，选择放弃轻的来尽量完成功能。）（6）动态性（苏教版）：“太阳每天都是新的”这说明任何事物都是不断变化的，任何系统都是一个动态的系统，外在运动变化和发展之中。例如：机械转动系统的零件之间都会有磨损，雷达天线24小时转动以搜索目标；看病和生病的过程体现了一个系统的动态性。二、系统的分析1、系统分析的含义：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周详的考察、分析、比较、试验，并在此基础上拟定一套有效的处理步骤和程序，或对原有的系统提出改进方案的过程，就是系统分析。2、系统分析的目的：系统分析的出发点是为了发挥系统的整体功能，目的是寻求解决问题的最佳决策。3、系统分析的方法：明确问题，设立目标→收集资料，制定方案→分析计算，评价比较→检验核实，作出决策。4、系统分析的主要原则：整体性原则、科学性原则、综合性原则。5、三、系统的设计1、系统设计的含义无论是简单系统的设计，还是复杂系统的设计，都要对需设计的系统进行调查分析、筹划研究、评价实施、运行实施等，指导完成一个能协调工作的实际系统，这一过程就是系统设计。2、系统设计除了遵循技术设计的一般过程、原则和标准外，还特别强调：①以实现系统整体效果最优为目的。②设计好系统的每个元素和子系统。③综合考虑系统各个元素和子系统之间的联系，合理解决它们之间的矛盾冲突。3、系统设计的方法：①确定系统设计的总体目的要求②基本的设计分析．系统设计的约束条件（系统设计的条件、外部环境等）；系统内部组分之间、系统与外部环境之间的相互联系及制约关系。③系统的设计。子系统设计及功能确定；系统总体技术设计，合理解决子系统（元素）之间的矛盾冲突，加强系统内部、系统与环境之间的协调配合。④系统的优化。分析影响系统优化的主要因素，提高系统的整体运行效果；设计方案不断验证、完善。⑤系统的评价及改进。四、系统的优化1、系统优化的含义及意义系统的优化就是在给定条件下，通过一定的手段和方法，使系统获得更佳功能或更佳效益的过程。实现系统的最优化，就可以在一定资源条件下，取得最佳的效果，而投入的人力、物力、财力达到最小。2、系统优化的基本原则①系统优化不仅要实现系统中每个元素和子系统的优化，还要达到系统整体的优化，强调提高系统的整体效益和功能。②系统优化的过程中，受一定的条件影响和约束，会造成系统与环境、系统组分之间的矛盾冲突，只有合理解决这些矛盾冲突，才能实现系统的优化。③必须注意系统各组分之间、组分与整体之间的连接状况，加强协调，才能提高系统的有序性和整体的运行效果。④系统优化是一个不断验证、完善的过程。3、影响系统优化的因素①优化追求的目标要适度。②希望投入最小，而取得的效益最大。效/耗比性/耗比性/价比（比值越大，就越接近或达到最优化）③系统优化离不开条件，条件是否具备直接影响优化。④某些不确定的或不可预见的因素也会影响系统的优化。4、系统优化的一般性步骤①提出需要优化的问题。如：城西干道噪音污染问题就是需要进行优化的问题；码头的选址也是一个系统优化问题。②需要收集有关资料和数据，确定变量、建立定量计算方程（数学模型）和约束条件，选择何事的最优化方法。如：具体测量噪音的严重程度；为保持方案可行，必须勘测、预算；建立隔音墙防噪音的数学模型及墙体参数条件，求解数学解；墙体结构与材料与定量计算有关；经费预算包括：购买器材、设备费用；外请工程设计与施工技术人员费用民工费用、机动调动费用……③验证和实施。条件校验：逐项校验修路工程所需的人力、物力、财力是否具备。实施与调整：实施计划的过程。复习习题1、某花农拟建一间养花温室，该温室的环境调节系统应能根据不同的花种和生长期对环境的要求，灵活地调节室内环境以满足其生长发育的需求。这个事例说明了（）。A、组成温室的各个部件必须都是高科技产品，否则就实现不了整体功能B、温室是一个封闭系统，不需要和外界进行信息、物质和能量的交换C、温室系统的设计，首先要明确其目的，否则就无法形成一个良好、有序的系统D、温室系统的设计要更多地考虑局部，对全局可以考虑得少一些2、在下列关于系统相关性的理解中，你认为正确的是（）。A、一个系统往往存在多个目标，这些目标还常常不一致，需要进行协调B、系统通常都是由若干个部分组成的C、系统包含子系统，它又是更大系统的子系统D、系统各组成部分（元素）之间，部分（元素）和整体之间不仅相互联系，相互作用，而且任何一个组成部分（元素）之间发生变化，都会影响其它部分（元素）和整体任务的完成。3、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，就具有了交通的功能，这个案例说明系统最基本的特性是（）。A、整体性B、相关性C、目的性D、适应性4、水（H2O）是由氢和氧两种元素构成，但当你口渴需要喝水时，分别吸入氢气和氧气并不能为你解渴，这说明（）A、至少要有两个或两个以上的要素才能构成系统B、各要素（部分）之间相互联系、相互作用，按照一定的方式形成整体C、系统整体所具有的功能是各个要素（部分）的功能中没有的D、系统包含子系统，它又是更大系统的子系统5、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；碳的含量低、则硬度低、耐磨性差。这反应了系统的什么基本特性（）A、相关性B、环境适应性C、动态性D、整体性6、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()A、整体性B、相关性C、动态性D、环境适应性7、都江堰建于公元前256年，工程由三大主体工程和一百二十个附属渠堰工程组成，三大主体工程是鱼嘴分水，飞沙堰泄洪排沙，宝瓶口引水，这三大主体工程巧妙配合，并与一百二十个附属渠堰连成一片，不仅有效控制住岷江洪水，而且还有效灌溉成都平原。下列说法正确的是（）①、都江堰是一个系统，鱼嘴、飞沙堰、宝瓶口是它的子系统。②、鱼嘴功能是分水，飞沙堰功能是泄洪排沙，宝瓶口功能是引水，所以三者都具有独立功能，没有相互关联。③、都江堰水利工程说明，系统设计要注意各组成部分的协调与连接，以提高系统的有序性和整体运行效果。④、都江堰水利工程说明，系统由若干个部分组成，各部分都有其独立功能，形成一个整体。A、①②B、②③C、①③D、③④8、“春捂秋冻”是北方天气变化,人们穿衣变化的一种写照,它能够体现系统的哪一种性质()A.整体性B.相关性C.目的性D.环境适应性9、2008年初我国南方遭遇百年一遇的雪灾，由于高压输电线和铁塔上积了大量冰冻，部分强度不大的铁塔被压垮，从而导致大批铁塔相继倒塌，造成大面积停电。从系统的角度理解，下列说法中不恰当的是()A.部分铁塔的倒塌影响了输电系统的整体功能B.该输电系统的相关性是造成这种损失的原因之一C.该输电系统的目的性不明确D.该输电系统的环境适应性不好10、“泰坦尼克”号豪华客轮，在当时它的各项技术性能是世界最先进的，但是后来触冰沉没了。在当时的炼钢技术并不十分成熟，炼出的钢铁在现代的标准根本不能造船。泰坦尼克号上所使用的钢板含有许多化学杂质硫化锌，加上长期浸泡在冰冷的海水中，使得钢板更加脆弱。从系统的角度理解，可能是该豪华客轮的哪个方面存在问题？（）A、整体性B、相关性C、目的性D、环境适应性11、“一招不慎、全盘皆输”是我们日常生活中的常用语言，它们说明了系统基本特性中的()A、整体性B、相关性C、动态性D、目的性12、“三个臭皮匠顶个诸葛亮”的现象说明了系统的(）特性A．整体性B．相关性C．目的性D．环境适应性13、系统的优化是在一定的条件下，使系统达到更理想、更佳效果的过程。请判断以下事例，不能使系统达到优化的是（）。A、为交通闭塞的某村修建一条公路B、为了提高槟榔产量，槟榔树种得越密越好C、利用农作物生长的季节差、时间差进行间作套种D、在耕地少的地区开发低丘缓坡，建立经济林基地14、列车提速是对铁路运输系统的优化。以下说法正确的是（）。A、只要有先进的机车，就能提速B、只有重新铺设铁路，才能提速C、只有使用“动车组”才能提速D、不仅需要有先进的机车，还需要道路、桥梁、隧道等基础设施的配套改进15、你的眼睛只有长在你的脸上才漂亮啊，这话体现了系统的：（）A整体性B相关性C目的性D环境适应性简答题1、（连线题）陈鸣同学家进行家居装修时，他根据所学的系统设计知识，对家用电路的设计提出了几点要求，请将这些要求和各自体现的系统基本特性连接起来。2、某中学设有两个学生食堂，正常情况下每个食堂容纳的就餐人数是500人。然而进两年来，随着学校办学规模的不断扩大，就餐人数增加，每个食堂的就餐人数达到670人左右，每到中午就餐时间，学生们都排着长队等待就餐。问：(1)、如何减少学生就餐的排队时间，请提出这一问题的解决有哪几种途径？(2)、哪一种途径最合理、最可行。为什么？参考答案：CDACADCDCDBABDA2、答：（1）、有3种途径。①在就餐时间增加食堂的窗口和工作人员；②、不同年级学生的下课时间错开20分钟；③、新建一个学生食堂。（2）、第①种途径最可合理、可行。因为错开下课时间会造成教学秩序的混乱，