通用技术示范课：系统与设计(定稿)

系统的优化
系统的优化是指在给定的条件（或约束） 条件下，根据系统的优化目标，采取一定的手 段和方法，使系统的目标值达到最大化（或最 小化）。不同的目标对应着不同的优化结果。 在现实生活中，由于受环境和条件的限制， 不可能找出一切方案，也不可能对所有方案进 行全面比较，漫无边际地去研究所有方案，无 论在时间上还是人力上都不允许，运用科学的 方法就更为重要，缺乏资料，缺少对资料的科 学计算和分析，只靠拍脑袋无法寻找到最优方 案。
训练检测答案
1.C 6.A
2.D 7.B
3.A 8.C
4.D 9.C
②等于
5. D 10.D
11. ⑴ ①高于
答出上述任意一条即可。 ⑵当使用自来水冲厕时，防止 自来水进入废水储水池。 ⑶是 ⑷D
小结
系 统 与 设 计
系统的定义 认识系统 系统的构成 系统的涵义 系统的分类 整体性 目的性 相关性 基本特性 环境适应性 层次性 系统的分析方法 动态性 定义 分析方法 基本步骤 概念 系统的优化 基本原则
系统分析的一般步骤
明确问题,设立目标 收集资料,制定方案
明确所要研究问题 的性质和范围,提出所 要达到的目标,明确约 束条件
检验核实,作出决策 如果对方案不够满 意,还可按上述程序反 复进行,直到获得满意 的方案为止
收集相关资料,制定解决 问题的各种备选方案,预 计可能产生的各种结果
分析计算,评价比较 对资料和数据做必要 计算,进行各子系统的分 析,将各种方案进行评价 对比,选择最佳方案
系统的普遍性
系统的设计
概念 注意问题
【课后练习】
12． 同学们经常看到我们的植物园路口每 到上下班的时间，交通非常混乱，有时甚 至出现堵车现象，随着城市的发展，相信 这个问题会越来越严重。请同学们分析： （1）造成这种现象的相关因素有哪些？ （2）如何设计改善这种交通状况的方案？ （3）评估方案实施的可能性，提出你的改进 意见。
绿色草中的蝈蝈
北极熊
冬天和夏天的雷鸟
层次性理解：
系统无论大小，都可以分解为一 系列的子系统，并存在一定的层次 结构。系统各个层次具有独自的功 能，它们通过相互联系、相互作用 共同完成系统的整体功能。
例如：学校的管理系统
系统分析（系统分析是一种科学决策的方法）
为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运 用科学的方法对系统加以周详的考察、分析、 比较、试验，并在此基础上拟订一套有效的处 理步骤和程序，或对原有的系统提出改正方案 的过程。 特点：完整地而不是零星地处理问题,考虑 各种主要变化因素及其相互的影响,全面地思考 和解决问题。 作用：可以正确地提出整体目标，恰当地选 择方案，科学地确定行动的方略。
手表
表壳、表带、表芯等。
缝纫机
机头、面板、脚踏、皮带轮等
系统的分类是根据研究对象的不同 和研究的需要来划分。 自然系统 人造系统 实体系统 抽象系统 静态系统 动态系统 开放系统 封闭系统
系统的基本特性
• • • • • • 整体性 目的性 相关性 环境适应性 层次性 动态性
整体性理解：
• 系统是一个整体，它不是各个要素的简单 相加，系统的整体功能是各要素在孤立状 态下所没有的。 • 系统的整体功能大于组成系统的各部分功 能之和。(2>1+1) • 系统的任何一个要素发生变化或出现故障 时，都会影响其他要素或整体的功能的发 挥。
系统优化的基本原则：
１：系统的优化不仅要实现系统中每个元素和子系统的 优化，还要达到系统整体的优化，强调提高系统的整体 效益或功能。 ２：系统优化的过程中，受一定的条件影响和约束，会 造成系统与环境、系统组分之间的矛盾冲突，只有合理 解决这些矛盾冲突，才能实现系统的优化。 3：必须注意系统各组分之间、组分与整体之间的连接 状况，加强协调，才能提高系统的有序性和整体的运行 效果。 4：系统的优化是一个不断验证、完善的过程。
例如：铅笔上的HB、2B、2H的意义
这些是表示铅笔的硬度，是按照笔芯的硬度来定 的,从软到硬分别为 6B,5B,4B,3B,2B,B,H,HB,2H,3H,4H,5H,6H B -- Black 黑度 H -- Hard 硬度 B数越多铅笔就越黑越软， H数越多就越硬颜色越浅。 HB是中间的。
这说明铅笔笔芯碳含量的高低 决定笔芯的软硬以及颜色的深浅。
目的性理解：
• 任何系统都具有某种目的,都要实现一定的 功能. • 设计和分析一个系统时，必须事先弄清其 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。
沙发VS床
床
沙发
沙发床
相关性理解：
• 相关性是指组成系统内的各要素之 间的相互作用、相互联系。 • 系统内各组分（元素）之间存在着 相互依赖和相互制约的特定关系， 某一个组分（元素）的变化，会影 响其他组分（元素）实现功能。
1、至少要有两个或者两个以上的元素 （子系统）才能组成系统。 2、元素（子系统）之间相互联系、相互 作用，按照一定方式形成一个整体。 3、整体具有的功能是各个元素（子系统） 的功能中所没有的。
请指出下列系统分别由哪些元素组成？
台灯
灯座 灯泡 灯罩 电线 开关等
多 媒 体 系 统
电脑、投影机、音响设 备、课桌椅、照明设备
生态系统的相关性
环境适应性理解：
对环境的适应能力，保持和恢复系统原有特性
一个系统与其所处的环境之间通常 都有物质、能量和信息的交换，外界 环境的变化会引起系统功能和系统内 各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 复系统原有的特性，发挥自身作用， 实现可持续发展。
动物保护色：保护动物的生存。
第三单元系统与设计
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知识网络
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系 统 与 设 计
系统的定义 认识系统 系统的构成 系统的涵义 系统的分类 整体性 目的性 相关性 基本特性 环境适应性 层次性 系统的分析方法 动态性 定义 分析方法 基本步骤 概念 系统的优化 基本原则
系统的普遍性
系统的设计
概念 注意问题
动态性的理解
• 任何系统都是一个动态的系统， 处在运动变化和发展之中。 • 运用系统的动态观点，有助于使 我们不仅看到系统的现状，而且 看到系统的变化和发展，从而预 测系统的将来，掌握系统的发展 规律。
讨论：台式计算 机的CPU上安装 的小风扇为什么 有时候转得快， 有时候转得慢？ 因为在CPU下方有 一个温度传感装 置，调整小风扇 的转速可以起到 动态控制CPU温度 的目的。
系统的定义
系统是指由两个或两个以 上相互联系、相互作用的元素 组成的，具有一定结构和功能 的有机整体。
构成系统必须具备的三个条件：
根据系统的整体性特征,解释表中所列的现象.
现象 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 丢卒保车 原因 三个人共同构成一个系统,每个人都 是其组成要素之一,如果三人之间协 作关系处理得不好,反而办不好事情. 三个小皮匠构成一个整体,整体的功 能大于单独个体功能之和. 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. 为了整体的利益,要敢于舍弃局部利 益.
系统设计的含义
系统设计是在系统分析基础 上,设计出满足预定目标的系统的 过程。它既包含了对某个系统进 行技术本身的内容，同时又需要 运用系统的思想和方法对其设计 过程进行分析、设计。
系统设计应考虑的主要问题
1、系统设计的目的与要求 系统设计要从整体出发，以系统整体功能 的最优为目的 2、系统各部分之间的相互联系与相互作用 系统设计要运用系统的思想综合考虑和部 分之间的关联、冲突问题，注重各部分的横 向、纵向联系。 3、系统设计方案的优化 首先从系统整体考虑优化，统筹兼顾，再 在此基础上完善各部分的设计。