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1、专题七 系统与设计知识框架系统与设计系统含义系统含义系统根本特性系统分析系统分析根本方法系统分析一般步骤系统设计系统分析主要原那么简单系统方案设计系统优化系统优化意义影响系统优化因素重点提示1系统观点一般包含以下几个方面：(1)系统是一个整体，不是各个要素简单相加。(2)系统整体功能是各要素在孤立状态下所没有。(3)任何一个要素发生变化或出现故障，都会影响整体功能发挥。 (4)系统整体功能大于组成系统各局部功能之和，即通常所说：1+12。 (5)不能离开整体去分析系统任何一个组成局部。 (6)系统各要素之间或系统与局部之间相互作用、相互联系。 (7)任何系统都具有特定功能。 (8)任何系统都是
2、一个动态系统，处在运动变化和开展之中。 (9)一个系统与其所处环境之间通常都有物质、能量和信息交换，外界环境变化会引起系统特性改变，并相应地引起系统功能和系统内各局部相互关系变化。系统性质：整体性，目性，相关性，动态性，环境适应性 2动态性与环境适应性比拟动态性是系统本身运动特性，强调自身运动变化，系统本身是引起系统变化主要原因，动态性是系统中表达运动变化永恒规律；环境适应性强调是外部环境对系统影响，是外在因素促使内部变化，或者说由于外部物质能量发生变化，系统被动地适应着周围环境变化。从这两个方面可以看出，系统本身是运动，同时也可以随环境变化而运动。动态性与环境适应性实际上是系统运动变化两种不
3、同方式。系统分析三大原那么：整体性原那么，综合性原那么，科学性原那么 3系统分析整体性与系统特性中整体性 系统整体性是指系统总是以一个整体形式存在，而且总是发挥着整体功能。尽管它是由各要素局部组成，但最后所表现总是整体特征。因此说整体性是系统本身一个属性，是系统各要素构成整体意义指向，更多侧重于系统产生效果。 系统分析是对系统进展科学决策时一种方法，整体性原那么就是要求我们用整体而不是孤立观点看问题。 4系统优化方法与方案 在系统优化中，目标函数：给定一个“函数F(x)，以及自变量x应满足一定条件，求x取怎样值时，F(x)取得最大值或最小值。通常，称F(x)为目标函数，x应满足条件为约束条件。
4、从系统优化层面上来说，即是实现目标与限制条件之间函数关系式。在多数技术设计中，需要对这个目标函数进展周密运算，找出最合理方法和方案。 约束条件：对目标函数产生影响而非人为调节限制条件。例题解析 【例1】以下关于系统要素与系统功能表达，正确是( ) A要素功能决定系统功能 B系统功能决定要素功能 要素变化引起系统功能变化 D系统功能发生变化，要素必然变化 分析此题考察要素与系统关系。系统是由要素构成，要素是构成系统最主要元素。系统是一个整体，它不是各个要素简单相加，系统整体功能是各要素在孤立状态下所没有。系统任何一个要素发生变化时，都会影响其他要素发挥，同时影响系统整体功能。 答案：C 【例2】
5、机器零件胡乱堆积构不成机器系统，只有当它们按照一定装配关系组合起来时，才能构成机器系统。这说明了系统( ) A整体性 B动态性 构造性 D相关性 分析此题考察“系统根本特性。系统是一个整体，它不是各个要素简单相加，而是按照一定关系组合成一个整体系统整体功能是各要素在孤立状态下所没有。而相关性是强调各要素之间及系统和要素之间相互作用、相互联系。 答案：A 【例3】小张发现自己骑车特别费力。于是，他对自行车系统各组成局部进展分析与研究，从车圈到轮胎，从链轮到脚蹬，最后排除了故障。以下选项与上面案例无关是( ) A小张考虑到系统整体性 B小张对系统进展了整体性分析 小张对自行车系统进展了优化 D小张
6、进展了系统设计 分析此题考察系统特性、系统分析主要原那么及系统优化等内容。系统整体性表示系统最根本特性，它不是各个要素之和，系统整体性是各要素所没有。由于系统存在着整体性，于是就出现了系统整体分析方法。对系统优化是指在给定条件下，根据系统优化目标，采取一定手段和方法，使系统目标值到达最大化。本案例应该说与系统设计无关。 答案：D 自主练习 一、基此题1台灯是一个系统它由灯泡、支撑架、灯罩、开关、底座等五个局部组成。其中灯泡不能被称为系统( ) A环节 B子系统 局部 D要素2尽管杭州道路建立年年有大投入，但是，随着私家车不断增加，杭州道路反而变得越来越拥挤了。市政府对整个交通系统进展分析后，决
7、定建立地铁以下说法正确是 ( ) A有了地铁就能对交通系统实现优化 B因为地铁速度快。才实现对交通系统优化 C因为地铁在地下运行，才实现对交通系统优化 D必须与其他交通工具及根底设施配套，才能实现优化3每个系统都由两个或两个以上要素构成，而每个要素之问都有相关性。以下对系统相关性理解正确是( ) A各要素在系统地位平等 B各要素在系统作系统作用一样 C各要素对系统整体功能影响相似 D各要素对系统作用不同，但相互影响6以下成语其含义与整体性无关是( ) A盲人摸象 B只见树木，不见森林 C头痛医脚，脚痛医头 D见风使舵7认为“系统要素好，整体性能一定好，以局部说明整体机械论观点违反了系统( )
8、A整体性原那么 B目性原那么 C相关性原那么 D功能性原那么8水分子也可以看成一个系统，而水分子性质与H、O性质不同。这说明( ) A系统要素之间相互影响 B要素性质影响系统整体 整体性质不是要素所具备 D要素性质可以分析出整体性质9系统是由相互联系、相互作用、相互依赖和相互制约假设干要素组成具有特定功能有机整体，它与系统外环境关系是( ) A环境适应系统变化 B环境决定系统变化 系统决定环境变化 D系统适应环境变化10计算机鼠标是一个完整系统。以下表达中，不作为鼠标构成系统条件是( ) A内部由电路及光电感应传感器等要素构成 B有具体鼠标功能 鼠标内部要素都是相互关联 D鼠标外形设计符合人机
9、关系11进展系统分析出发点是为了发挥系统整体功能，目是( ) A了解系统构造 B明白系统原理 熟悉系统运行过程 D寻求最正确决策12一般来说，进展系统分析初始环节是( ) A收集资料，制订方案 B分析计算评价比拟 明确问题，设立目标 D检验核实作出决策13某包装公司为某一个产品设计纸箱，在决定纸箱大小、厚度、材质时需研究各个方面因素：产品自重与外形特征，产品湿度及抗压性要求，产品存放、搬运要求集装箱空间适配，产品制造特点，本钱及国家一些技术标准，等等。如果我们把设计纸箱作为一个系统工程，那么这个研究过程称为( ) A系统认识 B系统优化 C系统分析 D系统设计14以下针对汽车发动机起动系统说法
10、，错误是( ) A起动系统具有系统所有特性 B整体性是起动系统重要特性 C组成起动系统各局部是相关 D起动系统环境适应性就是动态性 二、拓展题16时钟由于运行时间久，内部齿轮磨损，动力缺乏，就会产生报时偏差。这说明系统是 ) A动态 B综合 适应环境 D稳定17时钟构造中任何一个齿轮损坏都会影响时钟正常功能，这说明( ) A要素决定系统 B要素发生变化影响整体功能 C系统是各要素之和 D整体功能大于各要素功能之和18某公司为了节约能源，方案设计一个在冬天能够供热而在夏天能降温地热泵技术系统，如图。该系统主要由地热泵、地下管道、冷热输出器及控制器组成。该公司在设计中不需要首先考虑是( ) A查阅
11、国外地热泵技术系统相关资料B实现热泵技术可行性C系统科学性D系统装置进展技术试验19新研制汽车下线后，必须用检测系统进展完整检测。该检测系统是指( ) A管理部 B技术部门 检测设备 D检测流程20“二战期间，美军运输船要通过日军控制海域，有被日本空军击沉危险。如果在运输船上时装高射炮，可以使日军飞机不敢低空飞行，从而有效降低被击沉可能性，但由于加装高炮后会使每艘船运输量减少，客观上运输船通过该海域频次不得不增多，这义将增加被击沉可能性。这个事例可以说明，系统优化实现需要( ) A减少约束条件 B降低目标函数 C降低影响因素 D综合各种因素专题七 系统与设计1 A 2 D 3 D 4 D 5
12、C 6 D 7 A 8 C 9 D l0 D l1D 12 C 13 C 14 Dl5.笛卡尔方法论主要观点是把复杂问题分割成假设干简单问题进展分析处理，他这种理论主要违背系统论中：(1)整体性原那么：系统分析首先着眼于系统整体要先分析整体，再分析局部。把组成系统各要素分析，也就无视系统最大性质：整体性存在、 (2)相关性原那么：系统各要素是相互联系，相互影响相互制约，如果抛开系统相关性，那么也就无法得到系统统一性笛卡儿把复杂问题分割成假设干简单问题，就无视这种相关性存在。 (3)科学性原那么：把-一个整体分成假设干个简单局部，这种貌似简单实质是机械方法完全没有科学性。系统论认为，要素之和大于整体；系统功能是各要素所没有。 16. A 17. B 18. D 19C 20. D21锁式活动水龙头是一个系统。对一个系统评价。必然需要从系统实现功能情况，系统本身运行情况来分析。根据题意，该中学生对原来别离式水龙头进展了优化设计，使功能更适合实际需要。应该说，该系统已经解决了“因为停水时不知道阀门是否关闭(旋扭已经被取下)而造成大量水浪费系统优化目标，而且操作简单，切实可行，想法新颖，制作方便，易把设计转变为产品。