系統(tǒng)與設計匯編

1、 一、系統(tǒng)的含義一、系統(tǒng)的含義 位于食物鏈兩端的生物之間存在相互作用的 聯(lián)系。 汽車的傳動系統(tǒng)汽車的傳動系統(tǒng)可以分為各個小的部分。可以分為各個小的部分。 水旱災系統(tǒng)有多個層次，各層次相互聯(lián)系并 有序運行，保證了系統(tǒng)的正常運行。 水利灌溉系統(tǒng)是一個有機整體，由水庫蓄水、分水閘 分配水量、引渠輸水等環(huán)節(jié)配合起來，起到灌溉農(nóng)田 的作用。 太陽系 呼吸系統(tǒng) 結(jié)合生活經(jīng)驗和案例，分析當自行結(jié)合生活經(jīng)驗和案例，分析當自行 車出現(xiàn)下列情況時會導致什么情況車出現(xiàn)下列情況時會導致什么情況？ 1.1.車閘的橡皮松了車閘的橡皮松了 2.2.車把固定螺釘松了車把固定螺釘松了 3.3.鏈條斷了鏈條斷了 4.4.車輪的輻

2、條斷了車輪的輻條斷了 一、系統(tǒng)的含義一、系統(tǒng)的含義 剎車不靈剎車不靈 方向把不準方向把不準 無法行進無法行進 受力不均容易引受力不均容易引 起車圈變形起車圈變形 1. 1.什么是系統(tǒng)什么是系統(tǒng) 系統(tǒng)系統(tǒng)（systemsystem）是由相互聯(lián)系、相互作是由相互聯(lián)系、相互作 用、相互依賴和相互制約的若干用、相互依賴和相互制約的若干要素要素 （elementelement）或部分組成的或部分組成的具有特定功能的具有特定功能的 有機整體。有機整體。 系統(tǒng)根據(jù)一定的標準可劃分為若干系統(tǒng)根據(jù)一定的標準可劃分為若干 個個子系統(tǒng)子系統(tǒng)（subsystemsubsystem） 一、系統(tǒng)的含義一、系統(tǒng)的含義 2.

3、 2.構(gòu)成系統(tǒng)的條件構(gòu)成系統(tǒng)的條件 A. .至少要有兩個及兩個以上部分才能至少要有兩個及兩個以上部分才能 組成系統(tǒng)組成系統(tǒng)； B. .各部分之間相互聯(lián)系各部分之間相互聯(lián)系、相互作用，相互作用， 按照一定方式形成一個整體；按照一定方式形成一個整體； C. 這個整體具有的功能是各個要素這個整體具有的功能是各個要素 （部分）的功能中所沒有的。（部分）的功能中所沒有的。 一、系統(tǒng)的含義一、系統(tǒng)的含義 2、系統(tǒng)的類型 系統(tǒng)的分類是根據(jù)研究對象的不同和研究的需系統(tǒng)的分類是根據(jù)研究對象的不同和研究的需 要來劃分。要來劃分。 自然系統(tǒng)（如生態(tài)系統(tǒng)）自然系統(tǒng)（如生態(tài)系統(tǒng)） 人造系統(tǒng)（如計算機系統(tǒng)）人造系統(tǒng)（如計

4、算機系統(tǒng)） 開放系統(tǒng)（如生態(tài)系統(tǒng)開放系統(tǒng)（如生態(tài)系統(tǒng) ） 封閉系統(tǒng)（如合成氨系統(tǒng)）封閉系統(tǒng)（如合成氨系統(tǒng)） 實體系統(tǒng)（如生物系統(tǒng)）實體系統(tǒng)（如生物系統(tǒng)） 抽象系統(tǒng)（如哲學系統(tǒng)）抽象系統(tǒng)（如哲學系統(tǒng)） 二、系統(tǒng)的類型二、系統(tǒng)的類型 二、系統(tǒng)的類型二、系統(tǒng)的類型 3、系統(tǒng)的基本特性 系統(tǒng)是一個整體，它不是各個要素的簡單相加，系統(tǒng)是一個整體，它不是各個要素的簡單相加， 系統(tǒng)的整體功能是各要素在孤立狀態(tài)下所沒有系統(tǒng)的整體功能是各要素在孤立狀態(tài)下所沒有 的。的。 系統(tǒng)的整體功能大于組成系統(tǒng)的各部分功能之系統(tǒng)的整體功能大于組成系統(tǒng)的各部分功能之 和。和。( ( 21+121+1 ) ) (1)整體性：整體

5、性： 木桶理論木桶理論 一支球隊一支球隊 三個人共同構(gòu)成一個系統(tǒng)三個人共同構(gòu)成一個系統(tǒng), ,每個人都是其每個人都是其 組成要素之一組成要素之一, ,如果三人之間的協(xié)作關系如果三人之間的協(xié)作關系 處理得不好處理得不好, ,反而辦不好事情反而辦不好事情. . 三個小皮匠構(gòu)成一個整體三個小皮匠構(gòu)成一個整體, ,整體的功整體的功 能大于單獨個體功能之和能大于單獨個體功能之和. . 在一個系統(tǒng)中在一個系統(tǒng)中, ,局部對整體的制約局部對整體的制約, ,部分部分 的變化會影響整體的變化的變化會影響整體的變化, ,甚至還會對甚至還會對 全局產(chǎn)生決定性的影響全局產(chǎn)生決定性的影響. . 根據(jù)系統(tǒng)的整體性特征根據(jù)系

6、統(tǒng)的整體性特征, ,解釋表中所列的現(xiàn)象解釋表中所列的現(xiàn)象. . 為了整體的利益為了整體的利益, ,要敢于舍棄局部利益要敢于舍棄局部利益. . 任何系統(tǒng)都具有某種目的任何系統(tǒng)都具有某種目的, ,都要實現(xiàn)一定的功能都要實現(xiàn)一定的功能. . 設計和分析一個系統(tǒng)時，必須事先弄清其目的，設計和分析一個系統(tǒng)時，必須事先弄清其目的， 否則就無法構(gòu)成一個良好、有序的現(xiàn)實系統(tǒng)。否則就無法構(gòu)成一個良好、有序的現(xiàn)實系統(tǒng)。 當系統(tǒng)存在多個目標時，要從整體協(xié)調(diào)的角度出當系統(tǒng)存在多個目標時，要從整體協(xié)調(diào)的角度出 發(fā)尋求平衡，以獲得整體上的最佳效果。發(fā)尋求平衡，以獲得整體上的最佳效果。 ( (2 2) )目的性目的性 組成

7、系統(tǒng)的各要素之間或系統(tǒng)整體與部分組成系統(tǒng)的各要素之間或系統(tǒng)整體與部分 之間的相互之間的相互制約制約、相互、相互依賴的特定關系，依賴的特定關系， 某一個元素的變化，會影響其他元素實現(xiàn)某一個元素的變化，會影響其他元素實現(xiàn) 其功能其功能。 如：建筑物的梁柱關系 鋼材中的碳含量的高低與強度、硬度、 韌性的關系。 ( (3 3) )相關性相關性 一個系統(tǒng)與其所處的環(huán)境之間通常都有物質(zhì)、能一個系統(tǒng)與其所處的環(huán)境之間通常都有物質(zhì)、能 量和信息的交換，外界環(huán)境的變化會引起系統(tǒng)功量和信息的交換，外界環(huán)境的變化會引起系統(tǒng)功 能和系統(tǒng)內(nèi)各部分相互關系的變化。系統(tǒng)只有具能和系統(tǒng)內(nèi)各部分相互關系的變化。系統(tǒng)只有具 有對

8、環(huán)境的適應能力，才能保持和恢復系統(tǒng)原有有對環(huán)境的適應能力，才能保持和恢復系統(tǒng)原有 的特性，發(fā)揮自身作用，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。的特性，發(fā)揮自身作用，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。 ( (4 4) )環(huán)境適應性環(huán)境適應性 無論系統(tǒng)大小，都可以分解為一系列的子 系統(tǒng)，并存在一定的層次結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)的各 個層次具有獨立的功能，他們通過相互聯(lián) 系、相互作用共同完成系統(tǒng)的整體功能。 （5 5）層次）層次性性 馬上行動 1、談談“春捂秋凍”的道理。 人自身是一個系統(tǒng)，春天穿多一些是對冬天的一種人自身是一個系統(tǒng)，春天穿多一些是對冬天的一種 適應，秋天穿少一些是對夏天氣候的和向冬天過渡適應，秋天穿少一些是對夏天氣候的和向冬天過渡 的

9、一種準備。兩者都是為了使人的身體逐漸適應氣的一種準備。兩者都是為了使人的身體逐漸適應氣 溫的變化而不致于生病。溫的變化而不致于生病。 2、家用電冰箱為什么不能緊貼墻壁放置，而應該與墻 保持一定的間距？ 目的是為了有一個適當?shù)纳峥臻g，以保持它能正常目的是為了有一個適當?shù)纳峥臻g，以保持它能正常 工作。工作。 練1.在下列關于系統(tǒng)相關性的理解中，你認為正確 的是（ ） A一個系統(tǒng)往往存在多個目標，這些目標還常常 不一致，需要進行協(xié)調(diào) B系統(tǒng)通常都是由若干部分組成的 C系統(tǒng)各組成元素之間、部分和整體之間不僅相 互關聯(lián)，相互作用，而且任何一個組成部分發(fā)生 變化，都會影響其它部分和整體任務的完成 D系

10、統(tǒng)包含子系統(tǒng)，它又是更大系統(tǒng)的子系統(tǒng) C 練2.環(huán)境適應性是系統(tǒng)的基本特性之一，下列實例 中不能體現(xiàn)環(huán)境適應性的是（ ） A全自動洗衣機通過程序?qū)崿F(xiàn)洗滌過程的自動化 B筆記本電腦可以根據(jù)環(huán)境光的強度來自動調(diào)節(jié) 顯示器的亮度 C自行車設置了可以根據(jù)路況和氣候的變速器改 變自行車的輪齒比 D人造衛(wèi)星的太陽能電池板可以根據(jù)太陽的位置 調(diào)整自己的角度 A 練3.自行車的零件只有組裝在一起，才 能實現(xiàn)自行車作為交通工具的功能， 這說明自行車系統(tǒng)具有（ ） A目的性 B相關性 C整體性 D環(huán)境適應性 C 練4.時鐘結(jié)構(gòu)中任何一個齒輪的損壞都會影 響時鐘的正常功能，這說明時鐘系統(tǒng)的 A整體性 B相關性 C目

11、的性 D環(huán)境適應性 B 練5.2008年初我國南方遭遇百年一遇的雪災，由于高 壓輸電線和鐵塔上積了大量冰掛，部分強度不好的 鐵塔被壓垮，從而導致大批鐵塔相繼倒塌，造成大 面積停電。從系統(tǒng)的角度理解，下列說法中不恰當 的是 A部分鐵塔的倒塌影響了輸電系統(tǒng)的整體功能 B該輸電系統(tǒng)的相關性是造成這種損失的原因之一 C該輸電系統(tǒng)的目的性不明確 D該輸電系統(tǒng)的環(huán)境適應性不好 C 練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(tǒng) 的什么基本特性（ ） A、相關性 B、環(huán)境適應性 C、動態(tài)性 D、整體

12、性 A 系統(tǒng)的特性歸納了我們分 析問題，解決問題應遵循 的基本原則，構(gòu)成了系統(tǒng) 的基本思想。 1、什么是系統(tǒng)分析？ 為了發(fā)揮系統(tǒng)的功能，實現(xiàn)系統(tǒng)的目標，運用科學的方法為了發(fā)揮系統(tǒng)的功能，實現(xiàn)系統(tǒng)的目標，運用科學的方法 對系統(tǒng)加以對系統(tǒng)加以周詳?shù)目疾臁⒎治觥⒈容^、試驗周詳?shù)目疾?、分析、比較、試驗，并在此基礎，并在此基礎 上擬定一套有效處理步驟和程序，或?qū)υ瓉淼南到y(tǒng)提出改上擬定一套有效處理步驟和程序，或?qū)υ瓉淼南到y(tǒng)提出改 進方案的過程，就是系統(tǒng)分析。進方案的過程，就是系統(tǒng)分析。 系統(tǒng)分析是系統(tǒng)思想和分析方法的結(jié)合系統(tǒng)分析是系統(tǒng)思想和分析方法的結(jié)合. 2、系統(tǒng)分析的基本方法是什么？ 運用系統(tǒng)的思想和

13、定性定量的分析方法，對運用系統(tǒng)的思想和定性定量的分析方法，對 系統(tǒng)進行分析，就是系統(tǒng)分析的基本方法。系統(tǒng)進行分析，就是系統(tǒng)分析的基本方法。 系統(tǒng)分析的步驟 明確問題，設立目標明確問題，設立目標 收集資料，制定方案收集資料，制定方案 檢驗核實，作出決策檢驗核實，作出決策 分析計算，評價比較分析計算，評價比較 ：明確要研究問題的性質(zhì) 和范圍，提出所要達到的目標，明確約束條件。 ：收集相關資料，制定 解決問題的各種備選方案，預計可能產(chǎn)生的各種結(jié) 果。 ：如果對制定的方案不 滿意，還可按上述程序反復進行，直到獲的滿意為 止。 ：對資料和數(shù)據(jù)做必要 的計算，進行各子系統(tǒng)的分析，再進行系統(tǒng)的整體 分析，將

14、各種方案進行評價對比，選擇最佳方案。 田忌賽馬戰(zhàn)術的 1 1：明確問題，設立目標：明確問題，設立目標 問題：跑馬比賽，問題：跑馬比賽， 目標：取得比賽勝利，目標：取得比賽勝利， 約束條件：三匹馬參加比賽，每匹馬比賽一次。約束條件：三匹馬參加比賽，每匹馬比賽一次。 2 2：收集資料，制定方案：收集資料，制定方案 4 4：檢驗核實，作出決策：檢驗核實，作出決策 選擇合適的馬的出場順序。選擇合適的馬的出場順序。 3 3：分析計算，評價比較：分析計算，評價比較 孫臏所出的主意，孫臏所出的主意， 為什么能使田忌贏為什么能使田忌贏 得勝利？得勝利？ 田忌賽馬能轉(zhuǎn)敗為勝與馬、孫臏、田忌、齊田忌賽馬能轉(zhuǎn)敗為勝

15、與馬、孫臏、田忌、齊 威王這四個因素有關，他們是缺一不可的。威王這四個因素有關，他們是缺一不可的。 但主要是由于孫臏的原因。但主要是由于孫臏的原因。 田忌與齊王的三局賽馬可以有哪幾種方案？田忌與齊王的三局賽馬可以有哪幾種方案？ 0 _ 3 1 _ 2 1 _ 2 1 _ 2 1 _ 2 2 _ 12 _ 1 運用系統(tǒng)分析的方法處理具體問題時，主要要遵運用系統(tǒng)分析的方法處理具體問題時，主要要遵 循三大原則：循三大原則： 整體性原則、科學性原則、綜合性原則整體性原則、科學性原則、綜合性原則。 整體性原則 分析系統(tǒng)首先要著眼于系統(tǒng)整體：分析系統(tǒng)首先要著眼于系統(tǒng)整體： 先分析整體，再分析部分先分析整體

16、，再分析部分 先看全局，后看局部先看全局，后看局部 先看全過程，再看某一個階段先看全過程，再看某一個階段 先看長遠，再看當前先看長遠，再看當前 第一，需要把大量的廢墟垃圾清理掉；第一，需要把大量的廢墟垃圾清理掉； 第二，要運來大批木材和石料；第二，要運來大批木材和石料； 第三，要運來大量新土。第三，要運來大量新土。 宋真宗在位時，皇宮曾起火。一夜之間，大片的宋真宗在位時，皇宮曾起火。一夜之間，大片的 宮室樓臺殿閣亭榭變成了廢墟。為了修復這些宮殿，宮室樓臺殿閣亭榭變成了廢墟。為了修復這些宮殿， 宋真宗派當時的晉國公丁謂主持修繕工程。宋真宗派當時的晉國公丁謂主持修繕工程。 當時，要完成這項重大的建

17、筑工程，面臨著三個大當時，要完成這項重大的建筑工程，面臨著三個大 問題：問題： 丁謂研究了工程之后，制訂了這樣的施工方案：丁謂研究了工程之后，制訂了這樣的施工方案： 首先，從施工現(xiàn)場向外挖了若干條大深溝，把挖出首先，從施工現(xiàn)場向外挖了若干條大深溝，把挖出 來的土作為施工需要的新土備用，于是就解決了新來的土作為施工需要的新土備用，于是就解決了新 土問題。土問題。 第二步，從城外把汴水引入所挖的大溝中，于是就第二步，從城外把汴水引入所挖的大溝中，于是就 可以利用木排及船只運送木材石料，解決了木材石可以利用木排及船只運送木材石料，解決了木材石 料的運輸問題。料的運輸問題。 最后，等到材料運輸任務完成

18、之后，再把溝中的水最后，等到材料運輸任務完成之后，再把溝中的水 排掉，把工地上的垃圾填入溝內(nèi)，使溝重新變?yōu)槠脚诺?，把工地上的垃圾填入溝?nèi)，使溝重新變?yōu)槠?地。地。 簡單歸納起來，就是這樣一個過程：簡單歸納起來，就是這樣一個過程： 挖溝（取土）挖溝（取土）引水入溝（水道運輸）引水入溝（水道運輸）填溝（處填溝（處 理垃圾）。理垃圾）。 按照這個施工方案，不僅節(jié)約了許多時間和經(jīng)按照這個施工方案，不僅節(jié)約了許多時間和經(jīng) 費，而且使工地秩序井然，使城內(nèi)的交通和生活秩費，而且使工地秩序井然，使城內(nèi)的交通和生活秩 序不受施工太大的影響，因而確實是很科學的施工序不受施工太大的影響，因而確實是很科學的施工 方案

19、。方案。 丁謂在修復皇宮工程中，運用了整體的解決方丁謂在修復皇宮工程中，運用了整體的解決方 案，使取土、運輸材料、處理垃圾三項繁重的任務案，使取土、運輸材料、處理垃圾三項繁重的任務 協(xié)調(diào)起來，在總體上得到了最佳解決。協(xié)調(diào)起來，在總體上得到了最佳解決。 趙明同學家所在街道的人行道在一年內(nèi)進行了三次趙明同學家所在街道的人行道在一年內(nèi)進行了三次 施工，分別是電信部門鋪設通訊線路、煤氣公司預施工，分別是電信部門鋪設通訊線路、煤氣公司預 埋煤氣管道、市政部門維修下水管道，結(jié)果重復施埋煤氣管道、市政部門維修下水管道，結(jié)果重復施 工，造成了人力和財力資源的浪費，同時也給市民工，造成了人力和財力資源的浪費，同

20、時也給市民 帶來了不便。帶來了不便。 請分析這一事件的問題所在，你請分析這一事件的問題所在，你 認為怎樣處理更為合理？認為怎樣處理更為合理？ 科學性原則 系統(tǒng)分析一方面要有嚴格的工作步驟，另一方面 應盡可能地運用科學方法和數(shù)學工具進行定量分定量分 析析，使決策的過程和結(jié)構(gòu)更具說服力。 例如，在比較種稻是一年三季合算還是一年兩季例如，在比較種稻是一年三季合算還是一年兩季 合算時，有人就提出合算時，有人就提出“三三進九不如二五一十三三進九不如二五一十”， 這就是最簡單而且也是最實用的定量分析。當然，這就是最簡單而且也是最實用的定量分析。當然， 在處理復雜系統(tǒng)的分析和優(yōu)化問題時，往往需要在處理復雜系

21、統(tǒng)的分析和優(yōu)化問題時，往往需要 使用比較復雜的數(shù)學工具。使用比較復雜的數(shù)學工具。 綜合性原則 系統(tǒng)分析總是為實現(xiàn)系統(tǒng)目標服務的。當系統(tǒng)存系統(tǒng)分析總是為實現(xiàn)系統(tǒng)目標服務的。當系統(tǒng)存 在若干個目標時，應將目標排除優(yōu)先次序，首先在若干個目標時，應將目標排除優(yōu)先次序，首先 選取最優(yōu)先的目標，然后盡可能在不損害第一個選取最優(yōu)先的目標，然后盡可能在不損害第一個 目標的前提下完成下一個目標。這就需要綜合分目標的前提下完成下一個目標。這就需要綜合分 析，統(tǒng)籌兼顧，不可顧此失彼，因小失大。析，統(tǒng)籌兼顧，不可顧此失彼，因小失大。 例如，工業(yè)生產(chǎn)既要求產(chǎn)量大，又要求質(zhì)量好、例如，工業(yè)生產(chǎn)既要求產(chǎn)量大，又要求質(zhì)量好、 成本低，如果片面強調(diào)一方面就會產(chǎn)生偏差；城成本低，如果片面強調(diào)一方面就會產(chǎn)生偏差；城 市公交系統(tǒng)既要強化