必修2 第三章 《系统与设计》学习资料

必修2 第三章 《系统与设计》学习资料 学习目标： ⒈掌握系统的概念、系统的特性。 ⒉能用系统分析的方法解决实际问题。 ⒊知道系统优化的意义，掌握系统优化的一般性步骤。 ⒋知道系统设计的基本原则，学会简单系统设计的基本方法。 ⒌学做简单系统的方案设计。 学习材料： 同学们都知道，神舟六号飞船已经把聂海胜费俊龙送上太空，载人航天工程是一个很大的系统。它包括七大子系统：航天员系统、飞船应用系统、载人飞船系统、运载火箭系统、发射场系统、测控通信系统、着陆场系统。 人体是高级、精密的系统，主要有八大子系统：消化系统、呼吸系统、循环系统、运动系统、内分泌系统、泌尿系统和生殖系统。 一、系统概述 （一）系统的含义与分类 1.什么是系统 系统是由相互依存的若干个部分组成的，具有特定功能的有机整体。或者说，此贴视由相互依存、相互作用的若干元素构成的，并完成特定功能的统一体。 例：课本中的塑料大棚是系统，智能大楼是系统，一本书是系统，大到浩瀚的银河系，小到原子它们都是系统。 2.系统的分类 （1）自然系统和人造系统：人体系统是自然系统；人造地球卫星，桥梁（不包括天生桥）房舍等，属于人造系统。 由自然系统与人造系统复合的系统称为复合系统。如：城市系统、村落系统。 （2）实体系统和抽象系统。 （3）静态系统和动态系统：相对的 （4）开放系统和封闭系统 （5）系统的其他分类：简单系统与复杂系统黑色系统与白色系统。 由此可知构成系统的三要素： （1）至少要有两个或两个以上的要素（或部分）； （2）各要素之间互相联系、互相作用有一定的结构。 （3）系统的功能是组成要素所不具备的。 （二）系统的基本特性 1.整体性:系统的整体性也称为集合性，是系统的最基本属性。系统是一个整体，即具有整体的特性功能，目标和作用的有机整体。系统不是各元素的简单集合，也不是简单的数量相加。 系统要求它的局部服从整体，强调整体观点，整体目标和整体利益。 2.相关性：系统的相关性也称为关联性。构成系统的各元素之间是相互联系、相互作用、相互依赖、相互影响的关系，是彼此相关的。 3.目的性：系统的目的性也称为功能性，每个系统都具有特殊的功能。这是区别不同系统的主要标志。 4.系统适应性： 系统都存在于一定的环境之中，并不断的与外界环境进行物质的能量的和信息的交换，系统必须适应外部环境的变化。 5.动态性：物质都是不断变化，因此系统是一个动态的系统，处在运动变化和发展之中。 （三）典型系统的认识 1.棚室环境系统 5.载人航天系统 2.智能化大楼系统 6.教室系统 3.人体系统 7.洗衣机系统 4.龙赛艇系统 二、系统的分析 ⒈系统的思想 作为系统，它们都具有整体性、相关性、目的性和环境适应性。系统的这些基本特性就构成了系统的基本思想。 在前面典型系统中，就体现了运用系统的思想来分析处理问题。 ⒉系统分析及其一般步骤 ⑴什么是系统分析 ⑵系统分析的基本方法 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。该方法包括以下三个阶段： ①阐明问题：分析的对象（系统）、系统的整体功能、系统的组成 ②分析研究：系统内部机理，如洗衣机采用波轮方法旋转激起水流；系统内部各子系统的关联、配合；系统与其外部环境的关系；基本的定量分析。 ③评价比较：系统性能、品质评价、系统运行效果评价、同类系统间比较。找出优劣。 ⑶系统分析的一般步骤 ⑷系统分析的主要原则 ①整体性原则系统分析首先要着眼于子系统整体，要先分析整体，再分析部分；先看全局，后看局部；先看全过程，再看某一阶段；先看长远，再看当前。 ②科学性原则：系统分析一方面要有严格的工作步骤，另一方面应尽可能地运用科学方法和数学工具进行定量分析， ... ...