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3.1系统及其特性


一、什么是系统 二、系统的类型

三、系统的特性

1. 什么是系统?

汽车的传动系统

太阳系

呼吸系统

自行车的结构分析:
自行车是同学们最常用的交通工具。

提问: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: 控制车的方向。 脚蹬的作用: 将人脚踩的力传递到链轮链条上。 链轮和链条的作用: 将动力机的运动和动力传递给执行
系统的中间装置。

前后车轮的作用:
当脚踩脚蹬时,带动中轴,使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,及地面对轮子的直接影响,又提高了舒适 度。

车闸的作用: 利用摩擦力使得自行车减速或停止。

结合生活经验和案例,分析当自行车出现下列 情况时会导致什么情况? 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 受力不均容易引起 车圈变形

系统:是由相互联系、相互作用、相互依赖和相
互制约的若干要素或部分组成的具有特定功能的有机

整体。系统根据一定的标准可划分为若干个子系统
子系统:是相对于大系统而言的,它是大系统

中相对独立且具有一定功能的组成部分。
要素:指构成系统的最主要的元素。

系统有大有小,有复杂有简单。对于较大型的 系统和比较复杂的系统,根据一定的标准可划分为 若干子系统:

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。 交通系统:航空运输系统、铁路运输系统、公路 运输系统等子系统。 管理系统:生产管理系统、营销管理系统、财务 管理系统等子系统。
任何系统又是更大系统的子系统。

构成系统,必须具备三个条件:
第一,至少要有两个或两个以上的要素(部 分)才能组成系统; 第二,要素(部分)之间相互联系、相互作 用,按照一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 分)的功能中所没有的。

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。 系统的名称 台灯 学校多媒体教 室 手表 缝纫机 组成要素(部分)
灯座、 灯泡、 灯罩、 电线、 开关等

实物展示台、投影机、电动屏幕、录像机、摄像机、 VCD机、展台、音响设备等多种现代教学设备组成。
表壳、表带、表芯等。 机头、机座、传动和附件

2. 系统的类型
1)按系统的规模分: 小型系统、中型系统、大型系统和巨型系统。

2)按组成要素的性质(按人类干预的情况)分:
自然系统、人造系统和复合系统。 自然系统——原始的系统都是自然系统,如天体、海洋、 生态系统等。又如呼吸系统、消化系统、循环系统、免疫系 统等。 人造系统——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、工业系统、农业系统、 教育系统、经济系统、文艺系统、军事系统、社会系统等等。 复合系统——既包含人造系统又包含自然系统。

3)按系统与环境的关系分:开放系统、封闭系统 和孤立系统。
开放系统——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、生产系 统或生态系统,这些都是开放系统。在环境发生变化 时,开放系统通过系统中要 素与环境的交互作用以 及系统本身的调节作用,使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。

封闭系统——是一个与外界无明显联系的系统, 环境仅仅为系统提供了一个边界,不管外部环境有 什么变化,封闭系统仍表现为其内部稳定的均衡特

性。
一个实例就是密闭罐中的化学反应,在一定初

始条件下,不同反应物在罐中经化学反应达到一个
平衡态。注意物理上讲,还有严格划分,往往仅把 没有物质来往的系统称封闭系统;而把没有物质、 能量和信息来往的称为孤立系统。

4)按学科领域就可分成:

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;

6)按状态划分: 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、 远平衡系统等等。

请分别列举以下系统的2~3个实例。 工业生产方面的系统: 工业控制网络系统、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。 农业生产方面的系统: 农业生态系统、农业银行系统、生产管理系 统、生产率系统。 军事方面的系统:

导弹跟踪系统、防卫系统。

教育方面的系统: 远程教育系统、教育评价指标系统、教
育电声系统、教育培训系统、教育管理系统、

教育信息系统、教育指标系统、教育资源管
理系统。

小结:
一、系统的含义 由相互联系、相互作用、相互依赖和 相互制约的若干要素或部分组成的具有特 定功能的有机整体。 二、系统的类型

3.系统的特性

系统的基本特性有: 整体性
相关性

目标性
动态性 环境适应性

1)整体性 系统是一个整体,他不是各个要素(部分) 简单相加,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,也是观察和分 析系统最基本的思想和方法。

例如:自行车条辐的调整,动一条整个车轮都 发生改变。

(1)美国“阿波罗”计划中的飞船和运 载火箭是由700多万个零件组成。这些零件都 很普通,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? 各部分按照一定的结构组成了系统,从而 实现了整体的功能。

(2)巴尔扎克的塑像:

罗丹的作品

罗丹这样做的目的何在,雕塑家的这一行

为给你以怎样的启示?
【系统思路】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。

辩论:在一个系统中,各要素好,则整体性能 是否好?
①某球队有的是球星,但他们各打各的,最终这个 球队打不赢一支普通的球队。说明了什么? ②某校毕业班学生学习很紧张,有一位教师为了提 高自己所教学科的成绩,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 什么?

1.请举例说明“系统的整体功能大于组成系统的 各部分的功能之和”这一论点。
系统的名称 呼吸系统 系统的整体功能
完成呼吸,为人体提供氧气

各部分的功能
传送空气:向肺内运送空气, 不能执行气体的交换

教育系统
能有序的完成整个教 育教学工作。 学校:直接教育学生,向学 生传授知识,但不能形成公 平公正的教育机制。

水利灌溉系统

由水库蓄水、分水闸分配水 分水闸;按需求分配水量, 量、引水渠输水等配合工作, 否则,分配不合理,造成水 起到灌溉农田的作用。 源的浪费。

2)相关性
相关性是指组成系统的各个要素之间或整体之 间相互作用、相互联系。

系统的各组分或元素只要有一个变化都会影响
其他元素和组分实现其功能。

为了保护草原植被,当地政府颁布了禁止 大量捕杀野狼的法令,这是什么道理? 狼捕杀羊、野兔等食草性动物,使其数量减 少,从而起到保护植被的作用。 【系统思路】系统的各个元素、组分的变 化会对其他的元素、组分起影响。

案例分析:厨具的安装
思考:请分析吴瑾家的厨房装修与厨具安装出现问 题的原因所在。 忽视系统的相关性,家庭装修是一项系统性 很强的工程,各项工作之间、各种设施之间存在 着必然的联系,它们互相影响互相制约,只有从 它们的相关性出发,处理好各方面的关系,才能 事半功倍。

如果让你设计,你将如何处理,才不至于出现 这类管线打架和有安全隐患现象的问题? 在预埋厨房水管和电线时,就要考虑好哪里是 烹饪区,哪里是储藏区等,再决定水电的管道和线 路实际;在购买厨具时,要依照厨房的个性化要求 来选购,具体裁衣,协调安排好风、水、火、电的 接口,还要考虑造型、色彩以及人机关系和工程材 料等方面的方面的因素。

3)目的性
系统都是以实现某种功能为目的的,这是区别 这一系统与那一个系统的标志。 设计和分析一个系统时,必须先弄清其目的, 否则就无法构成一个良好、有序的现实系统。系统 的多个目标有时不完全一致,甚至矛盾,这就需要 协调,寻求平衡或折衷的办法,从而更好地实现其 目的。

(1)人们为什么要发明自行车?
自行车的由来:世界上第一辆自行车出现于 1790年,由法国人希布拉克用木材制成,没有脚蹬, 靠双脚交替踏地前进。1801年,俄国人阿尔塔莫诺 夫发明了一辆轮子前后挂着的小车。这些发明家把 它作为礼物献给了俄国沙皇。1831年,德国人德列 斯发明了车把,可以方便地转弯。 1839年,英国人 麦克米伦发明了脚踏,装于前轮上。 1880年,法国 人基尔梅发明了链条,用它带动后轮旋转。 1888年, 英国人邓勒普发明了充气车胎。 任何系统都具有某种目的,都要实现一定的功能。

(2)自行车为什么要有刹车功能?自行车的 作用是提高速度,使人们可以更快地到达目的地, 而刹车的作用却是减速,两者相矛盾。为什么还要 刹车呢? 在某些情况下(如下陡坡),行车速度和安全 要求这两个具体目标产生了矛盾,就得通过刹车来 减速,进行协调,从而保证自行车更好地到达目的 地。 【系统思路】系统的具体目标之间有矛盾时, 要从系统的目的出发,进行协调。

4.动态性
任何系统都是一个动态的系统,处于运动变化 和发展之中。 在分析认识系统时,不仅要看到它的现在, 还要看到它的未来,掌握系统的发展规律,从而 预测系统的将来。

讨论:作为一个系统,我国农业生产结构调整 的目地是什么,是通过哪些途径进行农业生产结构

调整的? 1)使产业结构更加合理,以增加农民的收入。
2)调减粮田面积,增加经济作物和饲料作物。

种植业开始形成粮食作物,经济作物和饲料作物协
调发展的基本格局。

4)动态性:
事物都是不断变化,因此系统是一个动态的系统。
讨论:

某学校一位教师肩膀疼痛,一位医生用各种药物和方 法治疗肩膀,都收不到良好的治疗效果。令一位资深的医 生认为:人体是一个复杂的系统,“头痛医头,脚痛医脚” 是不能解决问题的,他对该病人进行了全面身体检查,最 后发现病人患肺癌,右肩膀疼是癌细胞扩散的结果。后经 系统诊断和综合治疗,病人的病情得到控制。

5)环境适应性
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 起系统特性的改变,并相应地引起系统功能和 系统内部各部分相互关系的变化,系统要适应 环境的变化而变化。 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。

(1)家用电冰箱不能紧贴墙壁放置,汽车在雪地 行走轮胎要加链条,这是都为什么?

冰箱放置与墙保持距离,目的是有一个适当的 散热空间,从而保持正常工作。 一般汽车在雪地上会因为打滑而无法正常行走, 因此在轮胎上加链条是起防滑作用。
【系统思路】系统只有在一定的环境条件下才 能保持(或恢复)其原有的特性。

工程技术中,这类通过系统调节以适应外界环 境变化的事例很多,请列举几例,填入下表:

事例
汽车的雨刷 导弹跟踪系 统

外界环境的变化
雨天,挡风玻璃模 糊 当被跟踪无方向改 变时

系统通过调节,适应环境的 变化
利用雨刷及时的擦拭挡风玻 璃 跟踪系统及时的改变方向, 继续跟踪

系统必须适应外部环境的变化。只有 能够适应外部环境的变化并保持最优适应 状态的系统,才能发挥自身作用,实现可 持续的发展,否则是没有生命力的。

小结:
一、系统的含义
元素、相互、整体功能

二、系统的类型 三、系统的特性
整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性


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