[高中一年級]3-2系統(tǒng)的基本特性分析

1、3-2 系統(tǒng)的基本特性分析系統(tǒng)的基本特性分析系系 統(tǒng)統(tǒng) 論論 以往研究問題，一般是把事物分解成若干部以往研究問題，一般是把事物分解成若干部分，抽象出最簡單的因素來，然后再以部分的性分，抽象出最簡單的因素來，然后再以部分的性質去說明復雜事物。這是笛卡爾奠定理論基礎的質去說明復雜事物。這是笛卡爾奠定理論基礎的分析方法。分析方法。 系統(tǒng)分析方法能高屋建瓴，綜觀全局，別開系統(tǒng)分析方法能高屋建瓴，綜觀全局，別開生面地為現(xiàn)代復雜問題提供了有效的思維方式。生面地為現(xiàn)代復雜問題提供了有效的思維方式。 所以所以系統(tǒng)論，連同控制論、信息論系統(tǒng)論，連同控制論、信息論等其他橫斷科等其他橫斷科學一起所提供的新思路和新方

2、法，為人類的思維學一起所提供的新思路和新方法，為人類的思維開拓新路，它們作為現(xiàn)代科學的新潮流，促進著開拓新路，它們作為現(xiàn)代科學的新潮流，促進著各門科學的發(fā)展。各門科學的發(fā)展。 系統(tǒng)論是研究系統(tǒng)的一般模式、結構和規(guī)律的學系統(tǒng)論是研究系統(tǒng)的一般模式、結構和規(guī)律的學問，是問，是美籍奧地利生物學家貝塔朗菲于美籍奧地利生物學家貝塔朗菲于1948年創(chuàng)立年創(chuàng)立的，它是的，它是20世紀世紀40年代與控制論、信息論同時誕生的年代與控制論、信息論同時誕生的一門新興科學。系統(tǒng)論是一門跨學科的橫斷科學，系一門新興科學。系統(tǒng)論是一門跨學科的橫斷科學，系統(tǒng)論方法不僅應用于生物學領域，而且應用于各門科統(tǒng)論方法不僅應用于生物

3、學領域，而且應用于各門科學。它是研究各種系統(tǒng)的共同特點和本質的綜合性科學。它是研究各種系統(tǒng)的共同特點和本質的綜合性科學。系統(tǒng)論采用學。系統(tǒng)論采用邏輯邏輯和和數(shù)學數(shù)學的方法考察整體和它的各的方法考察整體和它的各個部分的屬性、功能，并在變動中調節(jié)整體和部分的個部分的屬性、功能，并在變動中調節(jié)整體和部分的關系，選取各個部分的最佳結合方式，以達到整體上關系，選取各個部分的最佳結合方式，以達到整體上的最佳目標，如最佳的經(jīng)濟效果、最佳的工作效率等。的最佳目標，如最佳的經(jīng)濟效果、最佳的工作效率等。 系統(tǒng)的基本特性整體性、相關性、目的性、動態(tài)性、環(huán)境適應性整體性、相關性、目的性、動態(tài)性、環(huán)境適應性系統(tǒng)的基本特

4、性整體性系統(tǒng)的整體性：系統(tǒng)的整體性：系統(tǒng)是一個整體，它不是各個要素的系統(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)下所沒有的。在孤立狀態(tài)下所沒有的。整體性：系統(tǒng)最基本的特性。整體性：系統(tǒng)最基本的特性。 系統(tǒng)的整體功能大于組成系統(tǒng)系統(tǒng)的整體功能大于組成系統(tǒng)的各部分的功能之和，這就是我們的各部分的功能之和，這就是我們常說的常說的21+1. 傳說宋真宗在位時，開封皇宮曾失火。一夜之間，大片的宮室樓臺殿閣亭榭變成了廢墟。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筑工程，面臨著三個大問題：第一第一，需要把大量的廢墟垃圾清理掉

5、；第二第二，要運來大批木材和石料；第三第三，需要大量新土。不論是運走垃圾還是運來建筑材料和新土，都涉及到大量的運輸問題。如果安排不當，施工現(xiàn)場會雜亂無章，正常的交通和生活秩序都會受到嚴重影響。請從系統(tǒng)的基本特性方面考慮提出合理的建議請從系統(tǒng)的基本特性方面考慮提出合理的建議丁謂修復皇宮丁謂的方案丁謂的方案 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，首先，把皇宮前的一條大街挖成大深溝，把挖出來的把皇宮前的一條大街挖成大深溝，把挖出來的土作為施工需要的新土備用，于是就解決了新土問題。土作為施工需要的新土備用，于是就解決了新土問題。第二步，第二步，從城外

6、把汴水引入所挖的大溝中，于是就可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，解決了木材石料的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。運輸問題。 最后，最后，等到材料運輸任務完成之后，再把溝中的水排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，使溝重新變?yōu)榇蠼?。掉，把工地上的垃圾填入溝內，使溝重新變?yōu)榇蠼帧?按照這個施工方案，不僅節(jié)約了許多時間和經(jīng)費，而按照這個施工方案，不僅節(jié)約了許多時間和經(jīng)費，而且使工地秩序井然，使城內的交通和生活秩序不受施且使工地秩序井然，使城內的交通和生活秩序不受施工太大的影響。工太大的影響。 丁謂的方案丁謂的

7、方案 丁謂所采用的方案為什么能一舉三得？丁謂所采用的方案為什么能一舉三得？ 丁謂在皇宮修復工程的建設施工中，運用丁謂在皇宮修復工程的建設施工中，運用了整體的解決方案，使燒磚、運輸建筑材料了整體的解決方案，使燒磚、運輸建筑材料和處理廢墟三項繁重的工程任務協(xié)調起來，和處理廢墟三項繁重的工程任務協(xié)調起來，在總體上得到了最佳解決，一舉三得，節(jié)省在總體上得到了最佳解決，一舉三得，節(jié)省了大量勞力、費用和時間。了大量勞力、費用和時間。1、請舉例說明“系統(tǒng)的整體功能大于組成系統(tǒng)的各部分的功能之和” 這一論點。系統(tǒng)名稱系統(tǒng)的整體功能各部分的功能籃球隊橋梁木桶理論木桶理論“木桶理論”認為，木桶的盛水量取決于最短的

8、那一塊木板的長度。請用系統(tǒng)的觀點解釋！07年年8月月17日無錫市區(qū)，一輛汽車由于剎車片零日無錫市區(qū)，一輛汽車由于剎車片零件質量有問題，使剎車遲緩而造成重大車禍件質量有問題，使剎車遲緩而造成重大車禍。消防員趕到時，車上四人消防員趕到時，車上四人,已經(jīng)直接被火化了已經(jīng)直接被火化了.系統(tǒng)的整體性系統(tǒng)的整體性任何一個要素發(fā)生變化或出現(xiàn)故障，都會影任何一個要素發(fā)生變化或出現(xiàn)故障，都會影響其他要素或整體的功能發(fā)揮。響其他要素或整體的功能發(fā)揮。提問：請根據(jù)系統(tǒng)的整體性特征，分別解釋之。現(xiàn)象現(xiàn)象原因原因一個和尚挑水吃一個和尚挑水吃,兩個和尚抬水吃兩個和尚抬水吃,三個和尚沒水吃三個和尚沒水吃.三個小皮匠頂個三個

9、小皮匠頂個諸葛亮諸葛亮一著不慎一著不慎,全盤皆全盤皆輸輸丟卒保車丟卒保車三個人共同構成一個系統(tǒng)三個人共同構成一個系統(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. .三個小皮匠構成一個整體三個小皮匠構成一個整體, ,整體的功能大整體的功能大于部分功能之和于部分功能之和. .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, ,部分的部分的變化會影響整體的變化變化會影響整體的變化, ,甚至還會對全局甚至還會對全局產(chǎn)生決定性的影響產(chǎn)生決定性的影響. .根據(jù)系統(tǒng)的整體性特征

10、根據(jù)系統(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. .提問：請根據(jù)系統(tǒng)的整體性特征，解釋 相關性是指組成系統(tǒng)的各要素之間或系統(tǒng)相關性是指組成系統(tǒng)的各要素之間或系統(tǒng)整體與部分之間的相互作用、相互聯(lián)系。整體與部分之間的相互作用、相互聯(lián)系。如：建筑物的梁柱關系如：建筑物的梁柱關系 鋼材中的碳含量的高低鋼材中的碳含量的高低 與強度、硬度、韌與強度、硬度、韌性的關系。性的關系。(2)(2)相關性相關性(3)(3)目的性目的性任何系統(tǒng)都任何系統(tǒng)都具有某種目的具有某種目的，都要，都要實現(xiàn)實現(xiàn)一定的功能一定的功能，這也正

11、是區(qū)別不同系統(tǒng)，這也正是區(qū)別不同系統(tǒng)的標志。的標志。設計和分析一個系統(tǒng)時，必須先弄清設計和分析一個系統(tǒng)時，必須先弄清其目的，否則就無法構成一個良好、其目的，否則就無法構成一個良好、有序的現(xiàn)實系統(tǒng)。有序的現(xiàn)實系統(tǒng)。(3)(3)目的性目的性設計這個鐘表的目的是為了滿足人們對計時功能的需要 1、人們將發(fā)條、游絲、齒輪、表殼等零件組裝成鐘表，、人們將發(fā)條、游絲、齒輪、表殼等零件組裝成鐘表，其目的是：其目的是：_2、經(jīng)營管理系統(tǒng)通過優(yōu)化和配置企業(yè)的人力資源和物力資、經(jīng)營管理系統(tǒng)通過優(yōu)化和配置企業(yè)的人力資源和物力資源而形成，其目的是：源而形成，其目的是：_滿足人們對計時功能的需要 實現(xiàn)企業(yè)利潤的最大化、成

12、本和能源使用的最小化 任何系統(tǒng)都是一個動態(tài)的任何系統(tǒng)都是一個動態(tài)的系統(tǒng)，處在運動變化和發(fā)展之中。系統(tǒng)，處在運動變化和發(fā)展之中。 運用系統(tǒng)動態(tài)的觀點運用系統(tǒng)動態(tài)的觀點, ,有助有助于我們不僅看到系統(tǒng)的現(xiàn)狀于我們不僅看到系統(tǒng)的現(xiàn)狀, ,還還看到系統(tǒng)的發(fā)展變化看到系統(tǒng)的發(fā)展變化, ,從而預測從而預測系統(tǒng)的未來系統(tǒng)的未來, ,掌握系統(tǒng)發(fā)展的規(guī)掌握系統(tǒng)發(fā)展的規(guī)律。律。病人從住院到出院這段時間內病人從住院到出院這段時間內, ,醫(yī)生醫(yī)生常常會開不同的藥方常常會開不同的藥方, ,請分析其中的請分析其中的原因原因? ?“太陽每天都是新的太陽每天都是新的”，這說明任何事物都是不，這說明任何事物都是不斷變化的。任何

13、系統(tǒng)都是一個動態(tài)的系統(tǒng)，處在斷變化的。任何系統(tǒng)都是一個動態(tài)的系統(tǒng)，處在運動變化和發(fā)展之中。例如，任何一個機械傳動運動變化和發(fā)展之中。例如，任何一個機械傳動系統(tǒng)的零件之間都會有磨損，為了保持系統(tǒng)的性系統(tǒng)的零件之間都會有磨損，為了保持系統(tǒng)的性能，必須定期給零件添加潤滑劑或更換零件。又能，必須定期給零件添加潤滑劑或更換零件。又如，防空作戰(zhàn)中，敵機起飛時刻、飛機航線均不如，防空作戰(zhàn)中，敵機起飛時刻、飛機航線均不可知，為應對這種情況，能隨時機動靈活地監(jiān)測可知，為應對這種情況，能隨時機動靈活地監(jiān)測敵機路線的變化。敵機路線的變化。5 5、環(huán)境適應性、環(huán)境適應性對環(huán)境的適應能力，保持和恢復系統(tǒng)原有的特性。對環(huán)

14、境的適應能力，保持和恢復系統(tǒng)原有的特性。例如：例如：“春捂秋凍春捂秋凍”“春捂秋凍春捂秋凍”是一句衛(wèi)生諺語，這是人們維是一句衛(wèi)生諺語，這是人們維護身體健康的經(jīng)驗，有一定的科學道理。護身體健康的經(jīng)驗，有一定的科學道理?！按何娲何妗本褪钦f春季，氣溫剛轉暖，不要過就是說春季，氣溫剛轉暖，不要過早脫掉棉衣。早脫掉棉衣。 “秋凍秋凍”就是說秋季氣溫就是說秋季氣溫稍涼爽，不要過早過多稍涼爽，不要過早過多地增加衣服。地增加衣服。 人自身就是一個系統(tǒng)，春天穿多一些是對冬天的一種適應和銜接 秋天穿少一點是對夏天的銜接和向冬天過渡到一種準備。 兩者都是為了使人的身體逐漸適應外界氣溫的變化而不至于生病環(huán)境適應性案例

15、環(huán)境適應性案例另外，保護色的作用也是為了保護動物自身的生存。另外，保護色的作用也是為了保護動物自身的生存。綠色草叢中的蟈蟈綠色草叢中的蟈蟈北極熊北極熊冬天和夏天的雷鳥冬天和夏天的雷鳥 無論從自行車的發(fā)展史、生態(tài)系統(tǒng)的無論從自行車的發(fā)展史、生態(tài)系統(tǒng)的分析中，還是家庭裝修、春捂秋凍的系統(tǒng)分析中，還是家庭裝修、春捂秋凍的系統(tǒng)分析中，我們發(fā)現(xiàn)任何系統(tǒng)都兼?zhèn)溥@幾種分析中，我們發(fā)現(xiàn)任何系統(tǒng)都兼?zhèn)溥@幾種基本特性：基本特性：1、整體性、整體性2、相關性、相關性3、目的性、目的性4、動態(tài)性、動態(tài)性5、環(huán)境適應性、環(huán)境適應性接下來讓我們一起來分析以下例子主要反映接下來讓我們一起來分析以下例子主要反映系統(tǒng)的哪方面的

16、特性系統(tǒng)的哪方面的特性分析以下例子反映系統(tǒng)的哪方面基本特性。分析以下例子反映系統(tǒng)的哪方面基本特性。1、西游記西游記中師徒四人需要中師徒四人需要齊心協(xié)力才能取得真經(jīng)。齊心協(xié)力才能取得真經(jīng)。2、某大橋使用后發(fā)生垮塌，、某大橋使用后發(fā)生垮塌，經(jīng)調查事故原因是建筑水泥的經(jīng)調查事故原因是建筑水泥的標號沒有達到國家標準。標號沒有達到國家標準。3、火車鐵軌每段之間需要有、火車鐵軌每段之間需要有一定的縫隙，以免熱脹冷縮后一定的縫隙，以免熱脹冷縮后鐵軌變形發(fā)生脫軌。鐵軌變形發(fā)生脫軌。整體性整體性相關性相關性相關性相關性環(huán)境適應性環(huán)境適應性小結：系統(tǒng)的基本特性系統(tǒng)的基本特性(5)(5)環(huán)境適應性環(huán)境適應性(4)(

17、4)動態(tài)性動態(tài)性(3)(3)目的性目的性(2)(2)相關性相關性(1)(1)整體性整體性整體的角度整體的角度聯(lián)系的觀點聯(lián)系的觀點發(fā)展的眼光發(fā)展的眼光哲學哲學觀點觀點當堂檢測：當堂檢測：1 1、飛機在空中飛行時，時常受到大氣對流、飛機在空中飛行時，時常受到大氣對流的影響而產(chǎn)生顛簸，當飛機的檢測裝置接的影響而產(chǎn)生顛簸，當飛機的檢測裝置接收到這一信號后，經(jīng)過控制器的調節(jié)，能收到這一信號后，經(jīng)過控制器的調節(jié)，能在很短的時間內調整好飛行狀態(tài)，克服大在很短的時間內調整好飛行狀態(tài)，克服大氣對流對飛機飛行的影響，保持平穩(wěn)飛行。氣對流對飛機飛行的影響，保持平穩(wěn)飛行。這個現(xiàn)象說明了系統(tǒng)的什么基本特性？這個現(xiàn)象說明

18、了系統(tǒng)的什么基本特性？（ ） A A、整體性、整體性 B B、相關性、相關性 C C、環(huán)境適應性、環(huán)境適應性 D D、動態(tài)性、動態(tài)性c當堂檢測：當堂檢測：2 2、一堆沙子、鋼筋、水泥等等材料散、一堆沙子、鋼筋、水泥等等材料散放在一起沒什么意義，但是如果將它們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造成一座橋梁，就按照一定的結構形式造成一座橋梁，就具有了交通的功能，這個案例說明系統(tǒng)具有了交通的功能，這個案例說明系統(tǒng)最基本的特性是：（最基本的特性是：（ ）A A、目的性、目的性 B B、動態(tài)性、動態(tài)性 C C、整體性、整體性 D D、適應性適應性c當堂檢測：當堂檢測：3 3、趙明同學家

19、所在街道的人行道路在一、趙明同學家所在街道的人行道路在一年內進行了鋪設通訊線路、煤氣管道、年內進行了鋪設通訊線路、煤氣管道、下水管道修理三次施工，給市民帶來了下水管道修理三次施工，給市民帶來了生活的不便，這說明對于道路的改造不生活的不便，這說明對于道路的改造不符合系統(tǒng)設計的（符合系統(tǒng)設計的（ ）原則）原則A A 整體性原則整體性原則 B B 動態(tài)性原則動態(tài)性原則 C C 綜合處理的原則綜合處理的原則 D D人性化設計的原則人性化設計的原則A4.4.在大自然中，鹿、兔奔跑速度快，能逃在大自然中，鹿、兔奔跑速度快，能逃避猛獸追捕；刺猬身上長尖刺，使猛獸無避猛獸追捕；刺猬身上長尖刺，使猛獸無從下口；

20、黃鼬遇敵時突放臭氣，擾亂猛獸從下口；黃鼬遇敵時突放臭氣，擾亂猛獸神智，影響其情緒，在其遲疑間跑掉。這神智，影響其情緒，在其遲疑間跑掉。這是生態(tài)系統(tǒng)基本特性中的（是生態(tài)系統(tǒng)基本特性中的（ ） A.A.整體性整體性 B.B.目的性目的性 C.C.動態(tài)性動態(tài)性 D.D.環(huán)境適應性環(huán)境適應性D當堂檢測：當堂檢測：龍舟競渡龍舟競渡 龍舟競渡的習俗，過去傳說是為了救溺水的屈原。其實，在屈原未跳汨羅江之前，我國各地就有龍舟競渡這種水上運動了。但大多不在端午節(jié)舉行。舊唐書杜亞傳載：“江南風俗，春中有競渡之戲，方舟前進，以急趨疾進者為勝”。后來為了紀念屈原，競渡的風俗才慢慢集中到端午節(jié)的。龍舟競渡龍舟競渡 隋煬

21、帝是暴君，可唐代詩人皮日休還是說了句公道話：“若無水殿龍舟事，共禹論功不較多”。翻譯成白話就是說，要不是他開通大運河是為了坐上龍舟到揚州去玩，那么他的功績就足以和治水的夏禹相提并論了。 過龍舟癮和挖大運河孰因孰果還不好說。不過也的確，從公元613年起，隋煬帝倚仗著國力強勁，曾經(jīng)三度乘著大龍舟，沿大運河浩蕩出游，遠及揚州。 被譽為“水上宮殿”的大龍舟也實在是了得上下共有四層，高15米以上，長約六七十米，幾乎相當于一個足球場的長度！船上有120個房間，船體飾以丹粉，裝以金碧珠翠，雕鏤奇麗。聯(lián)想到那艘豪華的泰坦尼克號，卻不過是一千三百多年之后的產(chǎn)物了。更讓人稱奇的是，沿著大運河一路南下的船遠不止皇帝

22、陛下這一艘，皇后也有自己的龍舟，此外還有奴侍、諸王、公主、百官、僧尼、道士、藩客按品位分別乘坐的大小船只數(shù)千艘，且各有各的名號，可說是當時最大的龍舟了。龍舟競渡龍舟競渡 當然，作為一項有著兩千多年歷史的傳統(tǒng)比賽項目，賽龍舟仍然具有不可替代的魅力。 1983年，經(jīng)國家體育總局批準，龍舟成為國家開展的正式體育項目。常州在2001年正式恢復了自明代就已有之的“六龍競渡白云溪”地方民俗活動。在市區(qū)最繁華的地段，組織龍舟隊伍競渡，配合以舞龍大賽、龍風箏競技、龍文化展示、水陸空立體式表演等系列活動。 現(xiàn)在，端午習俗如今已飄香海內外，龍舟競渡更成為世界性的體育項目 。龍舟競渡龍舟競渡系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展系統(tǒng)

23、工程的產(chǎn)生與發(fā)展 系統(tǒng)工程的含義系統(tǒng)工程的含義 系統(tǒng)工程是以大型復雜系統(tǒng)為研究對象，按一定目的進行 設計、開發(fā)、管理與控制，以期達到總體效果最優(yōu)的理論與方法。 系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展 系統(tǒng)工程有三個特點: ( 1)研究的對象廣泛研究的對象廣泛， 包括人類社會、生態(tài)環(huán)境、自然現(xiàn)象和組織管理等。 (2)系統(tǒng)工程是一門跨學科的邊緣學科系統(tǒng)工程是一門跨學科的邊緣學科。 不僅要用到數(shù)、理、化、生物等自然科學，還要用到社會學、心理學、經(jīng)濟學、醫(yī)學等與人的思想、行為、能力等有關的學科，是自然科學 和社會科學的交叉。 (3)在處理復雜的大系統(tǒng)時，常采用在處理復雜的大系統(tǒng)時，常采用定性定性分析

24、和分析和定量定量計算相結合的方法計算相結合的方法。系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展系統(tǒng)工程的產(chǎn)生與發(fā)展 系統(tǒng)工程作為一間科學技術雖然形成于本世紀中葉，但系統(tǒng)工程的思想方法和實際 應用可追溯到遠古時代。中華民族的祖先在了解和改造自然的辛勤實踐和大量的社會活 動中，早有許多樸素的系統(tǒng)概念和應用實例。 在軍事方面，早在公元前500年的春秋時期，就有著名的軍事家孫武寫出了孫子兵 法十三篇，指出戰(zhàn)爭中的戰(zhàn)略和策略問題，如進攻與防御、速決和持久、分散和集中等之 間的相互依存和相互制約的關系，并依此籌劃戰(zhàn)爭的對策，以取得戰(zhàn)爭的勝利。其著名論 點，知已知彼，百戰(zhàn)不殆，以我之長，攻敵之短等，不僅在古代，而且在當代的戰(zhàn)爭中都 有指導意義，在當今激烈的國際市場競爭和