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《申鉴 时事》
某人在林中看到别人布了一张捕雀的大网，捕到的麻雀都是钻进一个个网眼的。于是，他回家用一截截短绳结成许多互不相连的小绳圈，也去捕雀，有人问：“这绳圈做什么用？”他说：“网雀用的。既然一只雀只钻一个网眼，我这种绳圈岂不比一张大网省事？”
自然，此人是一只麻雀也不会捕到的。他的可笑之处在于没有意识到网中的每个网眼是互相联系而不是孤立存在的，因此，单个网眼就没有整个网所具有的捕雀功能。
捕鱼网
同样，单个网眼能不能捕到鱼？
任务一 认识系统及其构成
我们在日常工作和生活中,经常使用“系统”这个名词。
例如 ，人体中的消化系统、神经系统；一个学校中的教学系统、德育系统、后勤系统；机器中的传动系统、润滑系统等等。
草原生态系统
人体的呼吸系统
使阀芯复位
密封阻水
无法施加压力
施加压力
水龙头漏水
延时时间变长
按压式延时水龙头由阀体、压盖、阀座、圆柱形阀芯、弹簧等若干部件组成。这些部件相互联系、相互作用，形成了按压式延时水龙头可以延时供水的功能。其中任何一个主要部件出现问题，都有可能导致按压式延时水龙头无法正常工作。
一、什么是系统
1、这种由相互联系、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。
自行车系统分析
车把的作用：控制自行车的方向。
脚蹬的作用：将人脚踩的力传递到链轮、链条上。
链轮和链条的作用：将动力传递到后轮，驱动自行车行走。
前后轮的作用：车轮的滚动带动自行车整体行进。
车闸的作用：控制自行车的速度。
讨论
车闸的橡皮松了：车闸与车圈结合部位的橡皮松了，容易导致刹车失灵。
车把的固定螺钉松了：可能使自行车的方向控制失灵。
链条断了：使自行车无法前进。
车轮的辐条断了：断了几根，容易使车圈受力不均匀而变形。
讨论
1、这种由相互联系、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。
要素是指构成系统的最重要的元素，要素相对于系统的元素结构而言。
部分相对于系统的整体而言。
很多情况下，要素和部分又 可以通用。
举例
一个企业就是一个系统，它是由人、财、物、事等要素组成的，同时也是由管理部门、生产部门、营销部门、供应部门等部分组成的。在这个系统中，各要素（部分）都是不可缺少的，它们之间存在着一定的联系。
多媒体教学系统
电脑、
投影机、
音响设备、
课桌椅、
照明设备
缝纫机的组成要素（部分）
机头、
面板、
脚踏、
皮带轮等
计算机系统
主机
显示器
音箱
键盘
鼠标
讨论：
在我们学校里，有没有系统呢？尝试举例！
请你说出一个系统，并说出该系统由哪些要素（部分）组成。
学 校
练习思考：
人 物 事
男生、女生、老师、员工等
课程表、作息时间表、考试安排表……
等要素组成
学 校
练习思考：
学校办公室
学校政教处
学校教务处
学校后勤处
学校教科室
学校工会
学校信息处
初一年级
初二年级
初三年级
高一年级
高二年级
高三年级
等部分组成
讨论：
在我们班级里，有没有系统呢？尝试举例！
请你说出一个系统，并说出该系统由哪些要素（部分）组成。
班 级
练习思考：
人 物 事…
男生、女生、老师、…….
……
班规、课程表、作息时间表…….
等要素组成
1、至少要有两个或者两个以上的要素（部分）才能组成系统；
构成系统必须具备三个条件
2、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；
3、这个整体具有的功能是各个要素（部分）的功能中所不具备的。
笔杆、尖套（笔尖）、固定护芯管（活动阻尼）、卡头（开花）、锁紧箍、弹簧等
底座、灯泡、灯罩、支撑架、电线和开关等
脉动式机芯结构是活动铅笔普遍采用的基本结构形式，主要由笔杆、尖套（笔尖）、固定护芯管（活动阻尼）、卡头（开花）、锁紧箍、弹簧等组成。当储芯管受揿动压力（手指压力）作用时，克服弹簧的弹力向下移动，并使卡头爪片张开，同时铅芯离开在储芯管内的原来位置，在制动元件阻尼圈的控制下沿着护芯管壁移动一定长度。揿动压力释放后，弹簧恢复原位，铅芯被锁紧箍和卡头自动锁紧定位，完成一次脉动出芯过程。依此往复即可连续脉动出芯。
灯罩罩在灯泡上，起到聚光的作用；支撑架承载灯泡、灯罩，调节光源的角度，也是电线的输送管道；电线从支撑架穿过，通过灯座与灯泡连接，实现灯泡与电源的连接；开关控制灯泡的亮暗。
台灯的组成要素（部分）
灯座 、灯泡 、灯罩、
电线 、开关等
2、子系统：系统有大有小，有复杂有简单。对于较大型的和比较复杂的系统，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
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。
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、水路运输系统等子系统；
？
一个班级是一个系统,课桌椅也是一个系统，你觉得课桌椅系统和班级系统有什么关系呢？
系统 子系统
同样，一个系统又是更大系统的子系统。
班级系统中有多媒体辅助教学系统等子系统，班级也可以看作是 的一个子系统。
学校
可以看作是 系统当中的一个子系统
学校
教育
传动子系统 脚蹬、链轮、链条、
制动子系统 刹车柄、车闸、连接线
承重子系统车架、鞍座、后车座、前后轮
行驶子系统 前后轮
转向子系统 车把、前叉上下轴承、前叉
附设子系统 前后挡泥板、车后架、车铃
自行车能够分成哪几个子系统 ？
刹车柄、车闸、连接线等
车架、鞍座、车轮等
第2题：可能是承重子系统出现了问题，当车轮的辐条断了，车圈会发生变形，，将导致有规律的颠簸。也有可能是传动子系统出现了问题，当车轴里的钢珠损坏时，也会导致这种颠簸的发生。
制动子系统
承重子系统
可分为楼房供水子系统、绿地供水子系统、观赏水池供水子系统等。
大千世界,系统无处不在，无时不有；
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
系统无处不在
系统是普遍存在的
人类生活系统
按人类干预的情况分：
按与环境的关系划分：
按系统的状态划分：
按系统的抽象程度分：
……
自然系统、人造系统
开放系统、封闭系统
静态系统、动态系统
实体系统、抽象系统
二、系统的类型
盲人摸象
盲人摸象现象
“盲人摸象”这个成语,现在通常用来形容什么现象
通常形容对事物观察不全面,只了解一部分情况没有从系统的整体性把握。
整体性
相关性
目的性
动态性
环境适应性
任务二 辨析系统的基本特性
弹性小的，延时时间要长些。
弹性大的，延时时间要短些。
影响按压式延时水龙头延时时间长短的要素有弹簧的弹力大小和自来水水压的大小。弹簧弹性大的，延时时间要短些，弹簧弹性小的，延时时间要长些。水压大的，延时时间要长些。水压小的，延时时间要短些。
　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。
系统论创始人贝塔朗菲说过“系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的”
1、整体性
具有相对独立功能的系统要素以及各要素之间的相互关联，根据系统功能依存性和逻辑统一性的要求，协调存在于系统整体之中。系统的构成要素和要素的机能、要素的相互联系和作用要服从于系统整体的目的和功能，在整体功能的基础上展开各要素及相互之间的活动，这种活动的总和形成了系统整体的有机行为。
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。
1、整体性
（1）任何一个要素不能离开整体去研究，要素间的联系和作用也不能脱离整体的协调去考虑。
例如，按压式延时水龙头，其阀体、压盖、阀座、圆柱形阀芯、阀腔、弹簧等要素在孤立状态下或简单地相加都不可能具有延时自动关闭水流的功能。
例如，一堆沙子、钢材、水泥和绳索散放在一起不能发挥整体功能。
悬索桥
如造成一座悬索桥就具有了交通的功能。
例如，一架C919飞机总共有几百万个零件，这些零件都不可能独立实现飞行的功能，但正是这些“不会独立飞行’’的零件按照一定的结构进行组合后，就构成了能把人送上蓝天的庞大的飞机，从而实现了飞机的飞行功能。
(2)不能离开整体去分析系统中的任何一个组成部分。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得好不好。
(3)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）或整体功能的发挥。
木桶理论
07年8月17日无锡市区，一辆汽车由于刹车片零件质量有问题，使刹车迟缓而造成重大车祸。
消防员赶到时，车上四人,已经直接被火化了...
C
练习：
法国著名雕塑家罗丹在为文学家巴尔扎克做雕塑时大受人们的称赞，特别是对巴尔扎克的一双手更是赞不绝口，罗丹听到人们的议论后，毫不犹豫地从塑像上砍去了这双手。这个故事给我们怎样的启示？
罗丹的作品《巴尔扎克》
罗丹砍去雕塑双手的目的在于使人们注意雕像的整体,而不会再去只关注这双手。这给我们一个启示，做任何事情都要重视整体效应，必要的时候，要舍得抛弃部分而保存整体。
要素与系统之间的关系以整体为主进行协调，局部服从整体，使整体效果为最佳。
系统是一个整体，是具有总体的特定功能、目标和作用的有机整体，要求局部服从整体，要有整体观点和效益，要有整体目标。
这种情况的发生一般是由于弹簧的弹力变弱及密封圈老化造成的。
从按压式延时水龙头的各要素在孤立状态下无法完成延时自动关闭水流能够看出，系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的，它不是各个要素的简单相加。如果按压式延时水龙头系统中的各要素不是有序组合，也无法起到延时关闭水流的作用。
举例：厨具安装
练习1：
李丽购置了一套新居室，装修已经接近尾声。当厨房的地砖和墙砖铺好，水管和电线等也安装完毕后，她根据厨房空间大小买了一套集橱柜、抽油烟机、消毒柜、各式挂件、水盆等于一体的厨房整体设备。可是在安装过程中却发现了以下问题：①抽油烟机的出风口与预备的位置相距较远 ②水盆位置离水源远，又与下水道不在同一侧。这些问题主要体现了系统的基本特性的_______
A.整体性 B. 相关性
2、相关性
系统的相关性是指组成系统的各要素之间或系统整体与部分之间的相互作用、相互联系。
相关性：体现了系统内部要素与要素之间的关系。
例如，古代建筑抬梁式结构又称叠梁式结构，是一种梁架结构体系。抬梁式结构的特点是在柱顶上沿房屋进深方向架数层叠架的梁，梁逐层缩短，层间垫短柱或木块，最上层梁中间立小柱或三角撑，形成三角形屋架。房屋的屋面质量通过椽、檩、梁、柱传到基础。
抬梁式木结构建筑
檩(lǐn)
椽(chuán)
这种结构在我国应用很广，官式和民间建筑中都很流行，特别在北方更是如此。它的优点是室内少柱或无柱，可获得较大的空间。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间的相关性。
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
A
3.目的性
任何系统都服务于某种目的，都要实现一定的功能，这也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体现。
例如，按压式延时水龙头通过弹簧使阀芯复位，实现了水龙头打开和“延时关闭”的目的。
对于复杂的系统，目标可能有多个，往往需要使用一个指标体系来描述。
例如，衡量一个企业的经营业绩，不仅要考虑产量，更要考虑其利润、成本和质量指标的完成情况等，这些指标构成了评价一个企业的指标体系。
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、有序的现实系统。
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。
实现滑行
支撑身体和实现滑行、转弯等动作。
用于滑动时刹车
不能太长或太短，注意
材料的耐磨性
举例：人们将发条,游丝,齿轮,外壳等零件组装成钟表,目的是：
为了满足人们对计时功能的需要。
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,其目的是:
讨论
实现企业利润的最大化、成本和能源使用的最小化等。
4、动态性
这说明任何事物都是不断变化的。系统都是动态的，处在运动变化和发展之中。
“太阳每天都是新的”
例如，一般情况下，任何机械传动系统的零件之间都会有磨损，为了保持系统的性能，必须定期给零件添加润滑剂或更换零件。
例如，电力系统运行中，发电、输电、用电这一过程是同时完成的。由于目前电能不能大规模储存，因此，电力系统在任何时刻均需维持电力平衡，即任何时刻系统中发电厂发电的功率必须等于或相当于该时刻用电设备消耗的和输配电过程中损耗的功率之和。但是，由于用电负荷时刻都在发生着变化，所以，发电厂的发电功率也需要不断地进行调整来适应这种变化。
第1题：生活中运用系统的动态性思想对事物发展进行预测并取得成效的事例很多，例如，农民对植物病虫害的预防和治理，工业控制系统中的前馈控制方式等，都是跟踪系统的发展变化，及时做出响应。
1、前馈控制：
（1）定义：前馈控制也称预先控制或提前控制。指的是在活动开展前就认真分析研究进行预测并采取防范措施，使可能出现的偏差在事先就可以筹划解决的控制方法，叫做前馈控制。
（2）举例：如术前与患者和医师进行前馈式沟通，
①与患者进行沟通的过程中需要掌握患者的基本情况,如各项生命体征、患病史、药敏史、应用状态、生活背景及接受手术的态度和程度等；
②详细认真地向患者及其家属进行手术注意事项，手术流程及手术风险的介绍，缓解患者术前焦虑及恐惧心理；
③评估患者手术过程中可能出现的问题，制定个性化的护理方案。
第2题：台式计算机的CPU上安装的小风扇，是给CPU散热用的。当计算机处于开机状态，主机的温度会升高。小风扇的转速时快时慢，是因为在CPU下方有一个温度传感装置，当温度高时控制小风扇的转速加快，当温度低时控制小风扇的转速变慢，从而达到动态控制CPU温度的目的。
第3题：静止是相对的，绝对静止的系统是不存在的。任何系统都在不断与外界进行着物质和能量的交换，只是有的系统与外界的物质、能量交换表现得不那么明显而已。例如，一块石头看起来是静止的，但却处于缓慢的风化中，短时间内表现不明显，时间长了，其表现就很明显。
运用系统的动态观点，不仅有助于我们了解系统的现状，而且能跟踪系统的变化和发展，从而掌握系统的发展规律，预测系统的未来。
5、环境适应性
一个系统与其所处的环境之间通常有物质,能量和信息的交换，外界的变化会引起系统特性的改变，并相应的引起系统功能和系统内各个部分相互关系的变化。
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征。
举例：月球探测机器人的设计就要考虑到月球表面复杂的地面或地形、不同的气压变化、巨大的温度变化、不同的辐射强度、不同的重力条件等情况，要求机器人的机构设计和控制方法必须具有针对性、环境适应性的设计。
北方城市供水系统
季节导致的温度变化
将主管道埋入地下，露天管道做好保温措施以保证在冬天能正常工作
汽车在雨雪天气行驶
雨雪导致的路面较滑
汽车装好防滑链条或采取其他防滑措施，以使汽车能正常行驶
系统必须适应外部环境的变化。只有能够适应外部环境的变化并保持最优适应状态的系统，才能发挥自身作用，实现可持续的发展，否则系统是没有生命力的。
自然中，鹿、兔子奔跑速度快，能逃避猛兽攻击。
刺猬身上长刺，使猛兽无从下口。
黄鼠狼放臭气，章鱼喷墨。
环境适应性案例
家用冰箱为什么不能紧贴着墙放置，而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，以保持它能正常工作。
人自身就是一个系统，春天穿多一些是对冬天的一种适应和衔接
，秋天穿少一点是对夏天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。
谈谈“春捂秋冻”的道理
某种高档轿车的底盘能根据道路的情况自动升降，当行驶在平坦的公路上时，能够降到最低，以降低重心，提高高速行驶时的稳定性，当行驶到路况较差的路面时，底盘能自动升高，以保证汽车底盘不与路面碰撞。这种特性表明该轿车具有良好的（ ）
A、整体性 B、相关性
C、环境适应性 D、动态性
C
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
C
系统的边界，既是区分系统与其环境之间的一定界限，又是系统与其环境相互作用的重要中介环节。只有在系统与其环境不断相互作用的条件下，系统才可能形成其一定的自组织演化过程，进而调整其结构，发挥其功能，因此，系统的边界也突出地体现着系统的复杂性，以及系统与环境间关系的复杂性。
边界的确定在人们的认识过程中，往往在宏观上是相对确定的，而在微观上是相对不确定的，这既体现着构成系统边界的机制的复杂性，又造成了人们认识系统边界的困难。系统能够在一定时空范围内输入什么、输出什么，关键取决于系统与其外界环境之间在不同调整、控制范围内各自在调整、控制能力等方面的对比关系，这种渗透在物质、能量与信息相互作用过程中不断变化着的对比关系，实际上决定着系统的整体调控作用范围的一定限度的变化，即决定着系统边界的变化。而系统边界及其变化，则真实地标志着上述两者作用范围的相对界限及其变化，成为上述两者相互作用过程的直接中介环节。
由于系统整体处于不断调控变化过程之中，其环境也处于不断调控变化过程之中，它们之间的关系必然具有复杂的相互作用机制，这一切正是导致人们对于系统边界认识的模糊性或相对不确定性的内在原因。
第1题：这款台灯实现了声控和照明的功能，但在系统的环境适应性方面不够理想，如果是在安静的图书馆、公共学习室或夜深人静的夜晚，跺脚或拍手将严重影响他人。也就是说这种控制开关的设计并不实用。
第2题：系统具有整体性的特征，构成要素之间的相互联系和作用要服从于系统整体的目的和功能。“三个臭皮匠赛过一个诸葛亮”,“两个和尚抬水吃”，说明构成要素之间相互联系和作用服从了系统整体的目的和功能，实现了系统的有机行为“1+1>2”的功能。“三个和尚没水吃”，说明构成要素之间相互联系和作用没有服从系统整体的目的和功能。
第3题：(1)“月宫一号”包括植物栽培子系统、动物培养子系统、废物处理子系统、微生物控制子系统、微量气体控制子系统等。在“月宫一号”的生物再生生命保障系统设计中，考虑到该保障系统的状态时刻发生变化，每个子系统之间不是相互独立的，各子系统之间相互联系和作用，都有物质、能量和信息的交换，各子系统之间形成了系统整体的有机行为，于是形成了物质闭合循环系统。
(2)遮窗实验和设置人为断电实验，主要研究在系统环境的变化下，人的生物钟产生的变化是否会导致人的心理变化、生理变化和肠道微生物变化以及不同种类的植物对人的情绪调控作用等，用以测试该系统的环境适应性，以及在此动态影响下的系统整体稳定性。
2、实时控制：
（1）定义：实时控制也称追踪控制。指通过一个跟踪变量来调节控制信息输入。跟踪变量随先行变量而变化。
（2）举例：在现实生活中，实时控制就是现场监督。如通过“计时”的办法，制定、修改和完善各种定额、标准，使之先进合理，起到鼓励先进，鞭策后进的作用。
3、反馈控制：
（1）定义：反馈控制是指在某一行动和任务完成之后，将实际结果进行比较，从而对下一步行动的进行产生影响，起到控制的作用。
（2）举例：如自动调温空调，当环境温度高于设定温度时，空调制冷系统自动开启，调定室温到设定值。
前馈控制与反馈控制的区别：
反馈控制的方法是测量被调参数，将测量出来的值与给定值加以比较，得出偏差值，再利用此差值去操纵调节手段，以消除这个偏差。
前馈控制的方法则是测量对象的扰动，当被测出的扰动进入过程的时候，它已提前操纵调节手段， 在扰动尚未影响到被调参数时就进行补偿，以使被调参数保持在给定值。
比较一下,可看出二者的明显区别:
①反馈控制是基于测量被调参数, 前馈控制是基于测量扰动。
②反馈控制使用调节手段是在被调参数已偏离给定值之后, 前馈控制使用调节手段是在被调参数偏离给定值之前。
③反馈控制是靠偏差来工作的,偏差是引起调节的原因。所以,它不能将被调参数始 终保持在给定值。 前馈控制是补偿扰动的,因此在理论上它可以实现最完美的控制。

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