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第三章 系统及其设计
第一节 认识系统

认识系统
一、什么是系统
分析
1.望远镜有什么功能? 它由哪些部分组成?
2.用物镜观察远处一个物体，会看到怎样的图像?
3.用目镜观察同一物体，会看到怎样的图像?
4.用望远镜观察同一物体，会看到怎样的图像?
5.试运用学习过的光学知识，说明为什么会出现上述的现象?
认识系统
一、什么是系统
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。
系统的基本特征：
1、至少由两个或两个以上的部分（要素）组成；
2、部分（要素）之间相互联系、相互作用，按照一定的结构形式组成一个整体；
3、整体具有局部没有的特定功能。
认识系统
（一）系统与子系统
任何系统都是它所从属的更大范围、更高一级系统的子系统。子系统可以层层分解。子系统各具功能，它们之间有互相依存和相互作用，共同实现上一级系统的整体功能。
马上行动
根据你的经验，请分析自行车可分为哪几个系统，每一个系统包括哪些部件？
自行车
传动子系统：脚蹬、链条、车轴等
制动子系统：刹车柄、车闸、连接线等
承重子系统：车架、鞍座、车轮等
行驶子系统：前后车轮等
转向子系统：车把等
附件子系统：前后挡泥板、车筐、车铃等
认识系统
（二）子系统与元素
一般来说，元素是系统分解的最后层次或基本单元。要素是指构成系统的主要元素。所谓元素的不可再分性，也是相对于它所属的系统来说的。
马上行动
请指出下列系统分别由哪些要素（部分）组成 。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}系统的名称
组成部分（要素）
台灯
学校的多媒体教室
手表
缝纫机
底座、灯泡、灯座、支撑架、电线、开关等
电脑、投影仪、音响设备、课桌椅、照明设备等
表壳、表芯、表带等
机头、台板、机架
认识系统
（三）系统的分类
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。
组成元素的性质
组成元素存在的形态
系统的运动状态
系统与外部环境的关系
系 统
自然系统
人工系统
复合系统
实体系统
概念系统
动态系统
静态系统
开放系统
封闭系统
认识系统
二、系统的主要特性
（一）系统具有整体性
自行车
传动子系统：脚蹬、链条、车轴等
制动子系统：刹车柄、车闸、连接线等
承重子系统：车架、鞍座、车轮等
行驶子系统：前后车轮等
转向子系统：车把等
附件子系统：前后挡泥板、车筐、车铃等
思考
自行车的各个子系统离开了自行车整体，还能发挥其功能作用么？
认识系统
整体性是系统最基本的属性。自行车各零部件按照一定的结构形式组成自行车的整体，在整体中相互配合，才能实现载人代步的功能。
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。
认识系统
思考
根据系统的整体性特征，解释表中现象。
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}现象
原因
一个和尚挑水吃,
两个和尚抬水吃,
三个和尚没水吃。
三个小皮匠顶个诸葛亮
一着不慎,全盘皆输
三个人共同构成了一个系统，
每个人都是其组成要素之一，
如果三人之间的协作关系处理得不好，反而办不好事情。
三个皮匠构成一个整体，
整体的功能大于单独的个体功能之和。
在一个系统中局部对整体的制约，
部分的变化会影响整体的变化，
甚至还会对全局产生决定性的影响。
认识系统
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，寻求平衡折中的办法，从而达到整体最佳的效果。
（二）系统具有功能性
思考
自行车是怎样发明的？
认识系统
（三）系统具有相关性
早期的自行车(图3-17)，其脚踏通过曲柄直接连接在前轮上，每踩脚踏一圈，则带动前轮转一圈，这样，前轮直径愈大，每踩脚踏一圈车子所走的距离就愈远。但前轮的直径会受到人腿长度的限制。
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。
认识系统
（四）系统具有环境适应性
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。
课堂小结
认识系统
1、系统
（1）系统与子系统
（2）子系统与元素
（3）系统的分类
2、系统的主要特性
（1）整体性；（2）功能性；
（3）相关性；（4）环境适应性。
补充习题
1.飞机在空中飞行时，时常受到大气对流的影响而产生颠簸，当飞机的检测装置接收到这一信号后，经过控制器的调节，能在很短的时间内调整好飞行状态，克服大气对流对飞机飞行的影响，保持平稳飞行。这个现象说明了系统的什么基本特性（ ）
A.整体性 B.相关性 C.环境适应性 D.功能性
2.在下列对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部分组成的
C.系统各组成要素(部分)之间、要素(部分)和整体功能之间相互联系，相互影响
D.系统包含子系统，它又是更大系统的子系统
C
C
补充习题
3.水(H2O)是由氢和氧两种元素构成的，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相互作用方式形成整体
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
4.合金材料中，碳含量的高低影响着钢的强度、硬度和韧性，从影响钢的耐磨性。碳含高，则硬度高、韧性差；碳含量低，则硬度低、耐磨性差。这反映了系统的什么基本特性( )
A.相关性 B.环境适应性 C.功能性 D.整体性
C
A
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