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第三章：系统及其设计
学习目标
从技术应用的角度理解系统的含义和基本构成。
通过对简单技术系统的分析,理解系统的主要特性。
通过系统案例分析，学习运用系统的思想方法。
结合实例进行系统分析，学会系统分析的基本方法。
理解系统优化的意义，通过技术探究，分析影响系统优化的因素。
初步学会简单系统设计的基本方法。
增强系统思考和工程思维的能力。
系统及其设计
系统的含义
系统的基本组成
系统的主要特性
系统的思想方法
系统分析的基本方法
目标及性能指标
设计分析
制定设计方案
方案实施
评价及优化
系统优化的意义
影响系统优化的因素
系统优化的实现
认识系统
系统分析
系统的设计
系统的优化
第一节：认识系统
都江堰水利工程由三大主题工程和120个附属渠堰组成。
飞沙堰溢洪排沙工程
鱼嘴分水堤工程
宝瓶口引水工程
灌溉渠
岷江水
分水
分沙
排洪
泄洪
饮水
限流
分水分沙
泄洪排沙
引水限流
都江堰
鱼嘴分水堤工程
飞沙堰溢沙排洪工程
宝瓶口引水工程
几个主体工程相互协调配合，共同完成都江堰的整体功能!
一、设么是系统
实践：制作一个手持式单筒望远镜
目的和要求
理解系统的含义和基本构成
材料及工具准备
目镜1个（直径3cm的双凹透镜，焦距-7.5cm），物镜1个（直径5cm的双凸透镜或平凸透镜，焦距30cm），纸板，剪刀，美工刀，尺子，铅笔，胶水
物镜
物镜筒
目镜
目镜筒
实践：制作一个手持式单筒望远镜
主要制作步骤
1.用纸板制作物镜筒和目镜筒
2.在物镜筒和目镜筒上分别装上物镜片和目镜片
3.把目镜筒插入物镜筒，调节他们之间合适的距离
系统的定义
系统是指由两个或者两个以上相互联系、相互作用的部分（要素）所组成的，具有一定结构和功能的有机整体。无论大小、简单、复杂，都具备3个基本特征。
由两个以上的部分（要素）组成
相互联系、相互作用
整体具有局部没有的特定功能
系统、子系统、元素
系统
子系统
元素
呼吸系统
消化系统
神经系统
……
鼻、咽、喉
气管、支气管
肺
各具功能
相互依赖、相互作用
整体功能
基本单元
系统
系统的分类
组成元素性质
自然系统
由天然物质自然形成
人工系统
为达到某种目的人为建立
复合系统
自然系统和人工系统相结合
元素存在形态
系统的运动状态
实体系统
由物质构成的系统
概念系统
由概念、原则、原理、理论、方法等非物质构成
动态系统
静态系统
系统与外部环境关系
开放系统
封闭系统
根据不同的标准，从不同的角度，系统可以划分为不同的类型。
二、系统的主要特性
系统具有整体性
系统的组成部分（要素）是构成系统整体的前提和基础，没有部分就没有整体。系统的组成部分（要素）要在整体中才能发挥其各自的作用,但系统不是各个组成部分(要素）的简单相加。系统整体功能不等于其组成部分功能之和。
试用系统整体性思想，对以下现象进行分析
三个臭皮匠，顶个诸葛亮。
一个和尚挑水喝，两个和尚抬水喝，三个和尚没水喝。
相信大家都玩过一个叫“剪刀、石头、布”的博弈游戏。这个游戏虽然简单，但是构思十分巧妙。你能从系统整体性的角度，说说这个游戏的巧妙之处吗
系统具有功能性
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体现，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，寻求平衡或折中的办法，从而达到整体最佳的效果。
更具体的目标
系统具有相关性
系统内各部分（要素）之间、部分（要素）与系统整体之间存在着相互依赖和相互制约的特定关系，某一个部分（要素）的变化，会引起其他部分（要素）和系统整体的变化。
要素
要素
整体
相互依赖
相互制约
相互依赖
相互制约
相互依赖
相互制约
系统具有环境适应性
思考:自行车为什么要更新换代 变速自行车、山地自行车是怎样出现的 有的自行车在脚踏、鞍垫或挡泥板上装上反光片，作用是什么 在平坦路、上坡路、下坡路上骑自行车，你是如何控制车速的 为什么
任何系统都存在于一定的环境之中，必然要与外界进行物质、能量和信息的交换，外界环境的变化会相应地引起系统功能和系统内部各部分（要素)的变化。系统具有适应环境的变化、保持原有功能的特性。
课堂练习
1.水（H2O）由氢和氧两种要素构成，但当你口渴时，需要喝水，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.系统的组成部分（要素）之间按照一定的结构形成整体
C.系统整体功能是各组成部分（要素）的功能所没有的
D.系统包括子系统，它又是更大系统的子系统
C
2. 某企业为了追求高品质，用知名品牌汽车的发动机和变速箱组装生产了一款小轿车，但汽车生产出来后出现了许多问题，实现不了高品质。这主要反映了系统的（ ）。
A.整体性 B.环境适应性 C.相关性 D.功能性
A
3. 机械传动系统的零部件之间常常会有磨损，为了保持系统的性能，必须定期添加润滑剂或更换零件，这反映了系统的（ ）。
A.整体性 B.相关性 C.功能性 D.环境适应性
B

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