通用技术《系统与设计》PPT课件.ppt

1、.1.2一、系统是普遍存在的：一、系统是普遍存在的：自来水系统自来水系统公交系统公交系统医疗系统医疗系统教育系统教育系统2.3什么是系统？ 通过对以上系统的分析可见：大到太阳系，小到质子和中子都是由若干部分组成的，这些部分相互联系、相互作用，形成了各个系统能正常发挥它的功能。其中任何一个主要部分出现问题，都有可能导致系统无法正常工作。 系统是指两个或两个以上相互联系、相互作用系统是指两个或两个以上相互联系、相互作用的元素所组成的，具有一定结构和功能的有机整的元素所组成的，具有一定结构和功能的有机整体。体。.4二、系统的含义系统的含义1 1、至少有两个或者两个以上的至少有两个或者两个以上的要素要

2、素( (部分部分) )才能组成系统；才能组成系统；2 2、要素要素( (部分部分) )之间相互联系、之间相互联系、相互作用，按照一定方式形相互作用，按照一定方式形成一个整体；成一个整体；3 3、这个整体具有的功能是各这个整体具有的功能是各个要素个要素( (部分部分) )的功能中所没的功能中所没有的。有的。1、构成一个系统具备的条件是什么呢？、构成一个系统具备的条件是什么呢？.5系统是指由系统是指由两个两个或者或者两个以上两个以上相互相互联系联系、相互相互作用作用的元素所组成的，具有一定的元素所组成的，具有一定结构结构和和功功能能的有机整体的有机整体。2、构成系统的三个条件：、构成系统的三个条件

3、： 至少要有两个或两个以上的元素才能组成系统；至少要有两个或两个以上的元素才能组成系统； 元素之间相互联系、相互作用，按照一定方式形成一元素之间相互联系、相互作用，按照一定方式形成一个整体；个整体； 这个整体具有的功能是各个元素的功能中所没有的这个整体具有的功能是各个元素的功能中所没有的。.63、系统与子系统、系统与子系统 子系统具有可分性、系统性，需要而且能够讨论其结构问题。子系统各具功能，它们之间相互依赖、相互作子系统各具功能，它们之间相互依赖、相互作用，共同完成系统功能；用，共同完成系统功能；系统与子系统是相对的，任何系统都是系统与子系统是相对的，任何系统都是更大范围更高一级的子系统；更

4、大范围更高一级的子系统；.74、子系统与元素、子系统与元素 元素与子系统一样也是相对的（例如：“人”相对于“社会系统”，就是不可再划分的最小单元，而对于“人体系统”来说，就可以层层分解为“器官”甚至“细胞”） 元素即系统的基本单元或最小组成部分，对于给定的系统具有不可再分性（不能也无需再分，不具备系统性、不讨论其结构）；.8(三)、按照系统组成元素的性质、按照系统组成元素的性质、按照系统组成元素存在的形态、按照系统组成元素存在的形态、按照系统的运动状态、按照系统的运动状态、按照系统与外部环境的关系、按照系统与外部环境的关系.9系统的分类是根据不同的标准，从不同的角度来划分。（1 1）自然系统、

5、人工系统和复合系统）自然系统、人工系统和复合系统（2 2）实体系统和抽象系统）实体系统和抽象系统（3 3）静态系统和动态系统）静态系统和动态系统（4 4）开放系统和封闭系统）开放系统和封闭系统.10.11(1)系统的基本特性-整体性.12现象现象原因原因一个和尚挑水吃一个和尚挑水吃,两个和尚抬水吃两个和尚抬水吃,三个和尚没水吃三个和尚没水吃.三个小皮匠顶个三个小皮匠顶个诸葛亮诸葛亮一着不慎一着不慎,全盘皆全盘皆输输丢卒保车丢卒保车三个人共同构成一个系统三个人共同构成一个系统, ,每个人都是其组每个人都是其组成要素之一成要素之一, ,如果三人之间的协作关系处理如果三人之间的协作关系处理得不好得不

6、好, ,反而办不好事情反而办不好事情. .三个小皮匠构成一个整体三个小皮匠构成一个整体, ,整体的功能大于部整体的功能大于部分功能之和分功能之和. .在一个系统中在一个系统中, ,局部对整体的制约局部对整体的制约, ,部分的变部分的变化会影响整体的变化化会影响整体的变化, ,甚至还会对全局产生决甚至还会对全局产生决定性的影响定性的影响. .根据系统的整体性特征根据系统的整体性特征, ,解释表中所列的现象解释表中所列的现象. .为了整体的利益为了整体的利益, ,要敢于舍弃局部利益要敢于舍弃局部利益. .13当堂检测：当堂检测：2 2、一堆沙子、钢筋、水泥等等材料散放在、一堆沙子、钢筋、水泥等等材

7、料散放在一起没什么意义，但是如果将它们按照一一起没什么意义，但是如果将它们按照一定的结构形式造成一座桥梁，就具有了交定的结构形式造成一座桥梁，就具有了交通的功能，这个案例说明通的功能，这个案例说明系统最基本的特系统最基本的特性是性是：（：（ ）A A、目的性、目的性 B B、动态性、动态性 C C、整体性、整体性 D D、适、适应性应性c.14当堂检测：当堂检测：3 3、赵明同学家所在街道的人行道路在一年、赵明同学家所在街道的人行道路在一年内进行了铺设通讯线路、煤气管道、下水管内进行了铺设通讯线路、煤气管道、下水管道修理三次施工，给市民带来了生活的不便，道修理三次施工，给市民带来了生活的不便，

8、这说明对于道路的改造不符合系统设计的这说明对于道路的改造不符合系统设计的（ ）原则）原则A A 整体性原则整体性原则 B B 动态性原则动态性原则 C C 综合处理的原则综合处理的原则 D D人性化设计的原则人性化设计的原则A.15(2)系统的基本特性-目的性.16(3)系统的基本特性-相关性.17 相关性是指组成系统的各要素之间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或系统整体与部分之间的相互作用、相互联系。、相互联系。如：建筑物的梁柱关系如：建筑物的梁柱关系(3)(3)系统具有相关性系统具有相关性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

9、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 .18(4)系统的基本特性-环境适应性.19当堂检测：当堂检测：1 1、飞机在空中飞行时，时常受到大气对流的、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？（统的什么基本特性？（ ） A

10、A、整体性、整体性 B B、相关性、相关性 C C、环境适应性、环境适应性 D D、动态性、动态性c.204.4.在大自然中，鹿、兔奔跑速度快，能逃避在大自然中，鹿、兔奔跑速度快，能逃避猛兽追捕；刺猬身上长尖刺，使猛兽无从下猛兽追捕；刺猬身上长尖刺，使猛兽无从下口；黄鼬遇敌时突放臭气，扰乱猛兽神智，口；黄鼬遇敌时突放臭气，扰乱猛兽神智，影响其情绪，在其迟疑间跑掉。这是生态系影响其情绪，在其迟疑间跑掉。这是生态系统基本特性中的（统基本特性中的（ ） A.A.整体性整体性 B.B.目的性目的性 C.C.动态性动态性 D.D.环境适应性环境适应性D当堂检测：当堂检测：.21 人自身就是一个系统，春天

11、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到一种准备。 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环境适应性案例环境适应性案例.22另外，保护色的作用也是为了保护动物自身的生存。另外，保护色的作用也是为了保护动物自身的生存。绿色草丛中的蝈蝈绿色草丛中的蝈蝈冬天和夏天的雷鸟冬天和夏天的雷鸟.23系统无论大小，都可以分解为一系统无论大小，都可以分解为一系列的子系统，并存在一定的层系列的子系统，并存在一定的层次结构。系统各层次具有独自的次结构。系统各层次具有独自的功能，他们通过相互联系、相互功能，他们通过相互联系、相互作用共同完成系统的整体功能。作用共同完

12、成系统的整体功能。(5)系统具有层次性.24分析以下例子反映系统的哪方面基本特性。分析以下例子反映系统的哪方面基本特性。1、西游记西游记中师徒四人需要中师徒四人需要齐心协力才能取得真经。齐心协力才能取得真经。2、某大桥使用后发生垮塌，经、某大桥使用后发生垮塌，经调查事故原因是建筑水泥的标号调查事故原因是建筑水泥的标号没有达到国家标准。没有达到国家标准。3、火车铁轨每段之间需要有一、火车铁轨每段之间需要有一定的缝隙，以免热胀冷缩后铁轨定的缝隙，以免热胀冷缩后铁轨变形发生脱轨。变形发生脱轨。整体性整体性相关性相关性相关性相关性环境适应性环境适应性.25 1、系统的思想：、系统的思想：作为系统，它们

13、都具有整体性、相关性、目的性和环境适应性等特征，这些特征归纳了我们分析、解决问题的基本原则，构成了系统的基本思想。 2、系统分析的基本方法、系统分析的基本方法 系统分析是系统分析是系统思想与分析方法的结合。系统分析随对象而千变万化，但都有基本的步骤和原则。 例：人力飞机的设计制造五、系统分析的基本方法.26阅读P82P84，想一想.27 设想1和设想2都没有综合考虑设计制造人力飞机这个系统里的各个因素，只是着重考虑其中的一两个因素，所以失败； 设想3通过定性与定量结合，正是运用了系统分析的基本方法，分析研究了影响人力飞机飞行的各个因素，找出规律性，提出可行性方案，使人力飞机实现了“飞天”的理想

14、目的。.28 运用系统的思想和定性定量相结合的方法，对系统进行分析，就是系统分析的基本方法。基本方法。.29系统分析的一般步骤n什么是系统分析：什么是系统分析： 为了发挥系统的功能，实现系统的目标，运用科学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，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。对原有的系统提出改正方案的过程。n出发点：出发点：为了发挥系统的整体功能。为了发挥系统的整体功能。n目的：目的：寻求解决问题的最佳决策。寻

15、求解决问题的最佳决策。n特点：特点：不是零星地处理问题，考虑各种主要变化因不是零星地处理问题，考虑各种主要变化因素及相互影响，全面地思考和解决问题。素及相互影响，全面地思考和解决问题。.30系统分析的一般步骤目标：使田忌能在赛马中赢得比赛。收集信息：三等级的马，赛三场；但对赛马的出场顺序不作限制。方案比较：有6种方案,其中胜率为1/6。作出决策：用下对上，上对中，中对下的方案。.31系统分析的主要原则l北宋年间，丁谓负责修复火毁的开封皇宫。他的施工方案是：先将工程皇宫前的一条大街挖成一条大沟，将大沟与汴水相通。使用挖出的土就地制，令与汴水相连形成的河道承担繁重的运输任务；修复工程完成后，实施大

16、沟排水，并将原废墟物回填，修复成原来的大街。丁谓将取材、生产、运输及废墟物的处理用“一沟三用”巧妙地解决了。.32系统分析的主要原则.33系统分析的主要原则n全长全长243公里、总投资额达公里、总投资额达72亿多元的孝襄高速公路，是湖北省亿多元的孝襄高速公路，是湖北省“十五十五”期间投期间投资规模最大、建设里程最长的一条高速公路。按照最初的设计方案，孝襄高速公资规模最大、建设里程最长的一条高速公路。按照最初的设计方案，孝襄高速公路要穿越占地面积达路要穿越占地面积达19平方公里的平方公里的“洛阳银杏保护区洛阳银杏保护区”，21900多棵树龄在百年多棵树龄在百年以上的古银杏树面临着毁灭性的破坏。以

17、上的古银杏树面临着毁灭性的破坏。 初步设计方案出台后，这初步设计方案出台后，这21900多棵古银杏树的命运引起了孝襄高速公路建设多棵古银杏树的命运引起了孝襄高速公路建设指挥部的高度重视。总工程师张业红说，银杏树的成长周期特别长、移栽成活率指挥部的高度重视。总工程师张业红说，银杏树的成长周期特别长、移栽成活率极低，一旦毁损，势必破坏当地的生物多样性。建高速公路要讲经济效益，更要极低，一旦毁损，势必破坏当地的生物多样性。建高速公路要讲经济效益，更要讲生态效益、社会效益。在生态效益和投资效益发生矛盾的时候，作为建设者，讲生态效益、社会效益。在生态效益和投资效益发生矛盾的时候，作为建设者，宁肯多花钱，

18、多投资，也要保护生态环境。为此，指挥部果断决定：增加投资宁肯多花钱，多投资，也要保护生态环境。为此，指挥部果断决定：增加投资4200万元，更改设计方案，绕避保护区万元，更改设计方案，绕避保护区14公里。公里。.34简单系统设计方案将系统分解为若干子系统将系统分解为若干子系统 确定各子系统的目标、功能及其相互关系确定各子系统的目标、功能及其相互关系 对子系统进行技术设计和评价对子系统进行技术设计和评价 对系统进行总体设计和评价对系统进行总体设计和评价 .35系统优化的意义n 某家具厂要安排一周的计划，产品是桌子和椅子。制作一张桌某家具厂要安排一周的计划，产品是桌子和椅子。制作一张桌子需子需4m2

19、木板及木板及20小时工时，制作一张椅子需小时工时，制作一张椅子需6m2木板及木板及18小时工小时工时；每周拥有木材板料时；每周拥有木材板料600m2，可用工时，可用工时400小时；每张桌子利润小时；每张桌子利润50元，每只椅子利润元，每只椅子利润60元。按合同每周至少要交付元。按合同每周至少要交付8张桌子和张桌子和5张椅张椅子。假定所有产品都能销售，那么请对生产系统进行优化，使利润子。假定所有产品都能销售，那么请对生产系统进行优化，使利润最大化。最大化。.36系统优化的意义n 什么是系统的优化？什么是系统的优化？ 系统优化是指在给定条件（或约束条件）下，根据系统的优系统优化是指在给定条件（或约

20、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（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）。或最小化）。n 什么是影响系统优化的约束条件？什么是影响系统优化的约束条件？ 是指对系统的目标函数起着限制作用，并且不可以人为调节是指对系统的目标函数起着限制作用，并且不可以人为调节的因素。的因素。n 什么是影响系统优化的因素？什么是影响系统优化的因素？ 是指对系统的目标函数产生显著影响，并且可以人为调节的是指对系统的目标函数产生显著影响，并且可以人为调节的因素。因素。.37课堂小结 系统的含义及其构成的三个条件 系统的基本特性 系统分析的基本方法