系统的结构优秀PPT.ppt
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1、第三单元第三单元系统与设计系统与设计第一节第一节系统的结构系统的结构长安一中长安一中蒋建波蒋建波jjb20021261.1.什么是系统?什么是系统?汽车的传动系统汽车的传动系统太阳系呼吸系统系统究竟是什么?如何更深化理解系统?下面我样以对“自行车”的结构分析,来更深理解系统和子系统的概念。1)自行车是同学们最常用的交通工具,提问学生,自行车由哪些构件组成。车架、车把、鞍座、前叉、脚蹬、链轮、车闸等主要部件组成。车把的作用:脚蹬的作用:链轮和链条的作用:前后车轮的作用:车闸的作用:限制车的方向。将人脚踩的力传递到链轮链条上。将动力机的运动和动力传递给执行系统的中间装置。当脚踩脚蹬时,带动中轴,使
2、大链轮转动起来经链条传动传给小链轮,再传到后轮,使其转动起来与地面产生摩擦,从而实现前进,而前轮在这时还起到导向作用,还可以起到防振,及地面对轮子的干脆影响,又提高了舒适度。利用摩擦力使得自行车减速或停止。2)结合生活阅历和案例,分析当自行车出现下列状况时会导致什么状况?1.车闸的橡皮松了 2.车把固定螺钉松了3.链条断了4.车轮的辐条断了刹车不灵方向把不准无法行进受力不均简洁引起车圈变形 系统(system)是由相互联系、相互作用、相互依靠和相互制约的若干要素(element)或部分组成的具有特定功能的有机整体。系统依据确定的标准可划分为若干个子系统(subsystem)子系统(subsys
3、tem):是相对于大系统而言的,它是大系统中相对独立且具有确定功能的组成部分。要 素:指构成系统的最主要的元素。立刻行动:自行车的子系统。传动(动力)子系统:由脚蹬、曲柄、链轮、中轴、链条、飞轮等组成。制动子系统:由刹车柄、车闸、连接线等部件组成。承重子系统:由车架、鞍座、车轮等组成。方向限制子系统:车把、前叉上下轴承、前叉等组成。行驶子系统:由前后车轮组成。附设子系统:由前后挡泥板、车后架、车筐、车铃等。地球生态系统:海洋生态系统、森林生态系统、地球生态系统:海洋生态系统、森林生态系统、陆地生态系统等子系统。陆地生态系统等子系统。交通系统:航空运输系统、铁路运输系统、马交通系统:航空运输系统
4、、铁路运输系统、马路运输系统等子系统。路运输系统等子系统。管理系统:生产管理系统、营销管理系统、财管理系统:生产管理系统、营销管理系统、财务管理系统等子系统。务管理系统等子系统。任何系统又是更大系统的子系统。任何系统又是更大系统的子系统。系统有大有小,有困难有简洁。对于较大型的系统有大有小,有困难有简洁。对于较大型的系统和比较困难的系统,依据确定的标准可划系统和比较困难的系统,依据确定的标准可划分为若干子系统(分为若干子系统(subsystemsubsystem):):第一、至少要有两个或两个以上的要素(部第一、至少要有两个或两个以上的要素(部分)才能组成系统;分)才能组成系统;其次、要素(部
5、分)之间相互联系、相互作其次、要素(部分)之间相互联系、相互作用,依据确定方式形成一个整体;用,依据确定方式形成一个整体;第三、这个整体具有的功能是各个要素(部第三、这个整体具有的功能是各个要素(部分)的功能中所没有的。分)的功能中所没有的。构成系统,必需具备三个条件:构成系统,必需具备三个条件:请指出下列系统分别由哪些要素(部分)组成,请指出下列系统分别由哪些要素(部分)组成,并说出相互之间有怎样的联系。并说出相互之间有怎样的联系。系统的名称组成要素(部分)台灯学校多媒体教室手表缝纫机立刻行动:立刻行动:灯座、灯座、灯泡、灯泡、灯罩、灯罩、电线、电线、开关等开关等实物展示台、投影机、电动屏幕
6、、录像机、实物展示台、投影机、电动屏幕、录像机、摄像机、摄像机、VCD机、展台、音响设备等多种机、展台、音响设备等多种现代教学设备组成。现代教学设备组成。表壳、表带、表芯等。表壳、表带、表芯等。机头、机座、传动和附件机头、机座、传动和附件2、系统的类型小型系统、中型系统、大型系统和巨型系统.1)按系统的规模分:按系统的规模分:2)按组成要素的性质(按人类干预的状况)分:按组成要素的性质(按人类干预的状况)分:复合系统复合系统既包含人造系统又包含自然系统。既包含人造系统又包含自然系统。自然系统、人造系统和复合系统。自然系统、人造系统和复合系统。自然系统自然系统原始的系统都是自然系统,如天原始的系
7、统都是自然系统,如天体、海洋、生态系统等。又如呼吸系统、消化体、海洋、生态系统等。又如呼吸系统、消化系统、循环系统、免疫系统等。系统、循环系统、免疫系统等。人造系统人造系统如人造卫星、海运船只、机械设如人造卫星、海运船只、机械设备等。又如:交通系统、商业系统、金融系统、备等。又如:交通系统、商业系统、金融系统、工业系统、农业系统、教化系统、经济系统、工业系统、农业系统、教化系统、经济系统、文艺系统、军事系统、社会系统等等。文艺系统、军事系统、社会系统等等。3)按系统与环境的关系分:开放系统、封闭系统按系统与环境的关系分:开放系统、封闭系统和孤立系统。和孤立系统。开放系统开放系统是指在系统边界上
8、与环境有信息、是指在系统边界上与环境有信息、物质和能量交互作用的系统。例如商业系统、物质和能量交互作用的系统。例如商业系统、生产系统或生态系统,这些都是开放系统。在生产系统或生态系统,这些都是开放系统。在环境发生变更时,开放系统通过系统中要环境发生变更时,开放系统通过系统中要素与素与环境的交互作用以及系统本身的调整作用,使环境的交互作用以及系统本身的调整作用,使系统达到某一稳定状态。因此,开放系统常是系统达到某一稳定状态。因此,开放系统常是自调整或自适应的系统。自调整或自适应的系统。封闭系统封闭系统是一个与外界无明显联系的系统,是一个与外界无明显联系的系统,环境仅仅为系统供应了一个边界,不管外
9、部环境环境仅仅为系统供应了一个边界,不管外部环境有什么变更,封闭系统仍表现为其内部稳定的均有什么变更,封闭系统仍表现为其内部稳定的均衡特性。封闭系统衡特性。封闭系统的一个实例就是密闭罐中的一个实例就是密闭罐中的化学反应,在确定初始条件下,不同反应物在的化学反应,在确定初始条件下,不同反应物在罐中经化学反应达到一个平衡态。留意物理上讲,罐中经化学反应达到一个平衡态。留意物理上讲,还有严格划分,往往仅把没有物质来往的系统称还有严格划分,往往仅把没有物质来往的系统称封闭系统;而把没有物质、能量和信息来往的称封闭系统;而把没有物质、能量和信息来往的称为孤立系统。为孤立系统。4)按学科领域就可分成:)按
10、学科领域就可分成:自然系统、社会系统和思维系统自然系统、社会系统和思维系统;5)按范围划分则有宏观系统、微观系统;按范围划分则有宏观系统、微观系统;6)按状态划分:)按状态划分:有静态系统和动态系统;稳态系统和非稳有静态系统和动态系统;稳态系统和非稳态系统;平衡系统、非平衡系统、近平衡系统、态系统;平衡系统、非平衡系统、近平衡系统、远平衡系统等等。远平衡系统等等。立刻行动:立刻行动:请分别列举以下系统的请分别列举以下系统的2323个实例。个实例。工业生产方面的系统:工业生产方面的系统:工业限制网络系统、工业电视监控系统、光纤工业电视系统、工业除尘系统、工业排风系统、影子系统、清除系统垃圾。农业
11、生态系统、农业银行系统、生产管理系统、农业生态系统、农业银行系统、生产管理系统、生产率系统。生产率系统。农业生产方面的系统:农业生产方面的系统:军事方面的系统:军事方面的系统:导弹跟踪系统、防卫系统。导弹跟踪系统、防卫系统。教化方面的系统:教化方面的系统:远程教化系统、教化评价指标系统、教化电声系统、教化培训系统、教化管理系统、教化信息系统、教化指标系统、教化资源管理系统。若干要素之间是否相对独立?若干要素之间是否相对独立?阅读:系统论阅读:系统论系统的基本特性有:系统的基本特性有:3.系统的特性整体性整体性相关性相关性目标性目标性动态性动态性环境适应性环境适应性1)整体性 系统是一个整体,他
12、不是各个要素(部分)简洁相加,系统的整体功能是各要素(部分)在孤立状态下所没有的。整体性是系统最基本的特性,也是视察和分析系统最基本的思想和方法。例如:自行车条辐的调整,动一条整个车轮例如:自行车条辐的调整,动一条整个车轮都发生变更。都发生变更。(1)美国“阿波罗”支配中的飞船和运载火箭是由700多万个零件组成。这些零件都很一般,甚至没有一个是新研制的,为什么能实现把人送上太空的功能?各部分依据确定的结构组成了系统,各部分依据确定的结构组成了系统,从而实现了整体的功能。从而实现了整体的功能。(2)巴尔扎克的塑像:p069罗丹的作品巴尔扎克罗丹这样做的目的何在,雕塑家的这一行为罗丹这样做的目的何
13、在,雕塑家的这一行为给你以怎样的启示?给你以怎样的启示?让人们看到其它的美所在。不能离开整体去分析任何一个组分,一个系统组织的好不好,就看它的整体功能实现的怎样。罗丹砍去雕塑双手的目的在于使人们留意雕像的整体,而不仅仅是留意这双手。【系统思路】【系统思路】做任何事情都要重视整体效应,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留整体。必要的时候要舍得抛弃部分而保留整体。(3)三个和尚的故事说明白什么?“三个臭皮匠顶个诸葛亮”又说明白什么?【系统思路】系统不是各个元素(组分)的简【系统思路】系统不是各个元素(组分)的简洁相加。假如将它们之间的相互联系和相互作洁相加。假如将它们之间的相
14、互联系和相互作用协调好,就能得到用协调好,就能得到“1+12”的效果。反之的效果。反之亦然。亦然。辩论:在一个系统中,各要素好,则整体性辩论:在一个系统中,各要素好,则整体性能是否好?能是否好?某球队有的是球星,但他们各打各的,最终这个某球队有的是球星,但他们各打各的,最终这个球队打不赢一支一般的球队。说明白什么?球队打不赢一支一般的球队。说明白什么?某校毕业班学生学习很惊惶,有一位老师为了提某校毕业班学生学习很惊惶,有一位老师为了提高自己所教学科的成果,他充分利用自习、晚修等高自己所教学科的成果,他充分利用自习、晚修等时间给学生补课。请你谈谈他的做法是否正确?为时间给学生补课。请你谈谈他的做
15、法是否正确?为什么?什么?立刻行动:立刻行动:1.请举例说明请举例说明“系统的整体功能大于组成系统的各部系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和分的功能之和”这一论点。这一论点。系统的名称系统的名称系统的名称系统的名称系统的整体功能系统的整体功能系统的整体功能系统的整体功能各部分的功能各部分的功能各部分的功能各部分的功能呼吸系呼吸系呼吸系呼吸系统统统统教育系教育系教育系教育系统统统统水利灌水利灌水利灌水利灌溉溉溉溉系系系系统统统统完成呼吸,为人体供应氧气完成呼吸,为人体供应氧气传送空气:向肺内运输空气,传送空气:向肺内运输空气,不能执行气体的交换不能执行气体的交换能有序的完成整个教能有序的
16、完成整个教化教学工作。化教学工作。学校:干脆教化学生,向学学校:干脆教化学生,向学生传授学问,但不能形成公生传授学问,但不能形成公允公正的教化机制。允公正的教化机制。由水库蓄水、分水闸安排水由水库蓄水、分水闸安排水量、引水渠输水等协作工作,量、引水渠输水等协作工作,起到浇灌农田的作用。起到浇灌农田的作用。分水闸;按需求安排水量,分水闸;按需求安排水量,否则,安排不合理,造成水否则,安排不合理,造成水源的奢侈。源的奢侈。2.依据系统的整体性特征,说明右表中所列的依据系统的整体性特征,说明右表中所列的现象:现象:现现现现 象象象象原原原原 因因因因“一个和尚挑水吃,一个和尚挑水吃,两个和尚抬水两个
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