系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)(三課時(shí))CMX[1]匯編資料

1、一、系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 二二、系統(tǒng)的分析 三、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1、什么是系統(tǒng) 2、系統(tǒng)的類(lèi)型3、系統(tǒng)的基本特征1、什么是系統(tǒng) 生活和生產(chǎn)中常見(jiàn)的事物都是由若干部分組成的，這些事物的部分與部分之間相互聯(lián)系，并且服務(wù)于同一個(gè)整體的目標(biāo)。如：學(xué)校僅是教育系統(tǒng)中的一個(gè)部分（部門(mén)）。車(chē)把的作用是：腳蹬的作用是：鏈輪和鏈條的作用是：前后車(chē)輪的作用是：車(chē)閘的作用是：分析出現(xiàn)下列情況時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致的后果：車(chē)閘的橡皮松了車(chē)把的固定螺釘松了鏈條掉了車(chē)輪的輻條斷了自行車(chē)是由若干主要部件組成的，這些部件相互聯(lián)系、相互作用，形成了自行車(chē)可以代步的功能。其中任何一個(gè)主要部件出現(xiàn)問(wèn)題，都有可能導(dǎo)致自行車(chē)無(wú)法正常工作。象這種由相互聯(lián)系、相

2、互作用、相互依賴(lài)和相互制約的若干要素（element）或部分組成的具有特定功能的有機(jī)整體，稱(chēng)為系統(tǒng)（system）。其中，要素是指構(gòu)成系統(tǒng)的最主要的元素。一般地，部分相對(duì)于系統(tǒng)的整體而言，而要素相對(duì)于系統(tǒng)的元素結(jié)構(gòu)而言。構(gòu)成系統(tǒng)，必須具備下列三個(gè)條件：1、至少要有兩個(gè)或兩個(gè)以上的要素（部分）才能組成系統(tǒng)；2、要素（部分）之間相互聯(lián)系、相互作用，按照一定方式形成一個(gè)整體；3、這個(gè)整體具有的功能是各個(gè)要素（部分）的功能中所沒(méi)有的。提問(wèn)：請(qǐng)你說(shuō)明“自行車(chē)系統(tǒng)”是否符合上述三個(gè)條件。請(qǐng)指出下列系統(tǒng)分別由哪些要素（部分）組成，并說(shuō)出相互之間有怎樣的聯(lián)系。系統(tǒng)的名稱(chēng) 組成要素（部分）臺(tái) 燈多媒體教室手 表

3、縫紉機(jī)燈座、燈泡、燈罩、電線(xiàn)和開(kāi)關(guān)等。計(jì)算機(jī)、投影機(jī)、音箱等。計(jì)算機(jī)、投影機(jī)、音箱等。表帶、表殼、機(jī)芯等。表帶、表殼、機(jī)芯等。機(jī)架、臺(tái)面、機(jī)芯等。機(jī)架、臺(tái)面、機(jī)芯等。系統(tǒng)有大有小，有復(fù)雜有簡(jiǎn)單。對(duì)于較大的系統(tǒng)和比較復(fù)雜的系統(tǒng)，根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)可劃分為若干子系統(tǒng)（subsystem）。如：地球生態(tài)系統(tǒng)由海洋生態(tài)系統(tǒng)、森林生態(tài)系統(tǒng)、陸地生態(tài)系統(tǒng)等子系統(tǒng)構(gòu)成；如：交通系統(tǒng)可分為航空運(yùn)輸系統(tǒng)、鐵路運(yùn)輸系統(tǒng)、公路運(yùn)輸系統(tǒng)等子系統(tǒng)；如：管理系統(tǒng)可分為生產(chǎn)管理系統(tǒng)、營(yíng)銷(xiāo)管理系統(tǒng)、財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)等子系統(tǒng)。同樣，任何系統(tǒng)又都是更大系統(tǒng)的子系統(tǒng)。同樣，任何系統(tǒng)又都包含更小系統(tǒng)的子系統(tǒng)。如：城市公交系統(tǒng)軌道交通系統(tǒng)軌道

4、交通系統(tǒng)出租車(chē)客運(yùn)系統(tǒng)出租車(chē)客運(yùn)系統(tǒng)公交線(xiàn)路系統(tǒng)公交線(xiàn)路系統(tǒng)旅游專(zhuān)線(xiàn)系統(tǒng)旅游專(zhuān)線(xiàn)系統(tǒng)中巴公交系統(tǒng)中巴公交系統(tǒng)三輪客運(yùn)系統(tǒng)三輪客運(yùn)系統(tǒng)大千世界，系統(tǒng)無(wú)處不在、無(wú)時(shí)不有。在自然界，一片森林、一只小動(dòng)物、一個(gè)細(xì)胞等都是系統(tǒng)，如細(xì)胞是由細(xì)胞膜、細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞核等要素，按一定的結(jié)構(gòu)形式組成的、表現(xiàn)出生命現(xiàn)象的系統(tǒng)。在技術(shù)領(lǐng)域，從宇宙飛船、萬(wàn)噸遠(yuǎn)洋貨輪，到一臺(tái)車(chē)床、一臺(tái)電風(fēng)扇等，都可以看做系統(tǒng)，如電風(fēng)扇是由電機(jī)、葉片、定時(shí)器、開(kāi)關(guān)等組成的，能使人消暑的機(jī)電系統(tǒng)。在社會(huì)生活方面，一座城市、一個(gè)家庭、一所學(xué)校、一個(gè)班級(jí)等，同樣都可以視為系統(tǒng)，如學(xué)校是由教學(xué)人員、行政人員和學(xué)生等要素組成的，具有一定教育功能的系統(tǒng)

5、。、自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)、自然系統(tǒng)與人造系統(tǒng)、實(shí)體系統(tǒng)與抽象系統(tǒng)、實(shí)體系統(tǒng)與抽象系統(tǒng)、靜態(tài)系統(tǒng)與動(dòng)態(tài)系統(tǒng)、靜態(tài)系統(tǒng)與動(dòng)態(tài)系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)與開(kāi)放系統(tǒng)、封閉系統(tǒng)與開(kāi)放系統(tǒng)、簡(jiǎn)單系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)、簡(jiǎn)單系統(tǒng)與復(fù)雜系統(tǒng)系統(tǒng)是普遍存在的，也是多種多樣的。根據(jù)需要，可以對(duì)系系統(tǒng)是普遍存在的，也是多種多樣的。根據(jù)需要，可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行不同的分類(lèi)。統(tǒng)進(jìn)行不同的分類(lèi)。 系統(tǒng)論是研究系統(tǒng)的一般模式、結(jié)構(gòu)和規(guī)律的學(xué)問(wèn)，是美系統(tǒng)論是研究系統(tǒng)的一般模式、結(jié)構(gòu)和規(guī)律的學(xué)問(wèn)，是美籍奧地利生物學(xué)家貝塔朗菲（籍奧地利生物學(xué)家貝塔朗菲（L.Von.Bertalanffy）于）于1948年創(chuàng)立的，它是年創(chuàng)立的，它是20世紀(jì)世紀(jì)40年代與控制

6、論、信息論年代與控制論、信息論同時(shí)誕生的一門(mén)新興科學(xué)。同時(shí)誕生的一門(mén)新興科學(xué)。參閱P67系統(tǒng)論是一門(mén)跨學(xué)科的橫斷科學(xué)，系統(tǒng)論方法不僅應(yīng)用于系統(tǒng)論是一門(mén)跨學(xué)科的橫斷科學(xué)，系統(tǒng)論方法不僅應(yīng)用于生物學(xué)領(lǐng)域，而且應(yīng)用于各門(mén)科學(xué)。它是研究各種系統(tǒng)生物學(xué)領(lǐng)域，而且應(yīng)用于各門(mén)科學(xué)。它是研究各種系統(tǒng)的共同特點(diǎn)和本質(zhì)的綜合性科學(xué)。的共同特點(diǎn)和本質(zhì)的綜合性科學(xué)。系統(tǒng)論采用邏輯和數(shù)學(xué)的方法綜合考察整體和它的各個(gè)部系統(tǒng)論采用邏輯和數(shù)學(xué)的方法綜合考察整體和它的各個(gè)部分的屬性、功能，并在變動(dòng)中調(diào)節(jié)整體和部分的關(guān)系，分的屬性、功能，并在變動(dòng)中調(diào)節(jié)整體和部分的關(guān)系，選取各個(gè)部分的最佳結(jié)合方式，以達(dá)到整體上的最佳目選取各個(gè)部分

7、的最佳結(jié)合方式，以達(dá)到整體上的最佳目標(biāo)，如最佳的經(jīng)濟(jì)效果、最佳的工作效率等。標(biāo)，如最佳的經(jīng)濟(jì)效果、最佳的工作效率等。 系統(tǒng)的基本特性主要有五點(diǎn)：整體性、相關(guān)性、目的性、動(dòng)態(tài)性、環(huán)境適應(yīng)性。整體性：是系統(tǒng)最基本的特性，也是觀(guān)察和分析系統(tǒng)最基本的思想和方法。系統(tǒng)是一個(gè)整體，它不是各個(gè)要素（部分）的簡(jiǎn)單相加，系統(tǒng)的整體功能是各個(gè)要素（部分）在孤立狀態(tài)下所沒(méi)有的。非各個(gè)要素的簡(jiǎn)單相加非各個(gè)要素的簡(jiǎn)單相加系統(tǒng)的任何一個(gè)要素（部分）發(fā)生變化或出現(xiàn)故障時(shí)，都會(huì)影響其他要素（部分）或整體的功能的發(fā)揮。一堆沙子、鋼材、水泥和繩索散放在一起沒(méi)有什么意義，但是如果將它們按照一定的結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體，如造成一座懸索橋，

8、就具有了交通的功能，而若某根繩索出現(xiàn)故障，就可能影響整座橋的正常使用，甚至導(dǎo)致事故的發(fā)生。系統(tǒng)的整體功能大于組成系統(tǒng)的各部分的功能之和，這就是我們常說(shuō)的“21+1”。例如，一個(gè)企業(yè)是由各個(gè)部門(mén)組成的整體，只有按照一定的生產(chǎn)和管理規(guī)律，各個(gè)部門(mén)共同合作，才能完成任務(wù)。又如，有研究表明，人的雙眼視覺(jué)功能大大超過(guò)兩只單眼視覺(jué)功能簡(jiǎn)單相加的總和。企業(yè)管理部門(mén)后勤部門(mén)生產(chǎn)部門(mén)營(yíng)銷(xiāo)部門(mén)供應(yīng)部門(mén)不能離開(kāi)整體去分析系統(tǒng)中的任何一個(gè)組成部分。一個(gè)系統(tǒng)組織得好不好，就看它的整體功能即系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)得怎樣。例如，20世紀(jì)60年代末美國(guó)的“阿波羅”登月計(jì)劃把載人飛船送上了月球，飛船和運(yùn)載火箭共有700多萬(wàn)個(gè)零件，這些零

9、件本身都很一般，沒(méi)有一個(gè)是新研制的，但正是這些一般的零件按照一定的結(jié)構(gòu)構(gòu)成了能把人送上月球的性能優(yōu)異的登月飛船，從而體現(xiàn)了整體的功能。1、請(qǐng)舉例說(shuō)明“系統(tǒng)的整體功能大于組成系統(tǒng)的各部分的功能之和” 這一論點(diǎn)。系統(tǒng)名稱(chēng)系統(tǒng)的整體功能各部分的功能團(tuán)隊(duì)足球隊(duì)提問(wèn)：請(qǐng)根據(jù)系統(tǒng)的整體性特征，分別解釋之。 相關(guān)性是指組成系統(tǒng)的各要素之間或系統(tǒng)與部分之間的相互作用、相互聯(lián)系。例如，建筑物通過(guò)結(jié)構(gòu)來(lái)承受重力，古代建筑多采用“梁柱結(jié)構(gòu)”，當(dāng)柱與柱之間的梁的跨度增大時(shí)，則梁的厚度要相應(yīng)地加大，否則就不足以承受設(shè)計(jì)所需的重力，梁的跨度與梁的厚度之間的關(guān)系就反映了這一系統(tǒng)內(nèi)部要素與要素之間的相關(guān)性。又如，合金鋼材料中

10、，碳含量的高低影響著鋼的強(qiáng)度、硬度和韌性，從而影響鋼的耐磨性。碳含量高，則硬度高，韌性差；碳含量低，則硬度低、耐磨性差。碳含量與合金鋼材料的整體性能密切相關(guān)。 1、請(qǐng)分析吳瑾家的廚房裝修與廚具安裝出現(xiàn)問(wèn)題的原因何在？、請(qǐng)分析吳瑾家的廚房裝修與廚具安裝出現(xiàn)問(wèn)題的原因何在？2、有人把廚房裝修看成是家庭裝修中技術(shù)最密集、設(shè)備最集中、有人把廚房裝修看成是家庭裝修中技術(shù)最密集、設(shè)備最集中、設(shè)計(jì)與施工要求最嚴(yán)密的設(shè)計(jì)與施工要求最嚴(yán)密的“重頭戲重頭戲”。如果讓你幫吳瑾家做。如果讓你幫吳瑾家做一個(gè)廚房的裝修與設(shè)計(jì)的方案，你將如何合理地處理，才不一個(gè)廚房的裝修與設(shè)計(jì)的方案，你將如何合理地處理，才不至于出現(xiàn)這類(lèi)管

11、線(xiàn)打架和有安全隱患現(xiàn)象的問(wèn)題？至于出現(xiàn)這類(lèi)管線(xiàn)打架和有安全隱患現(xiàn)象的問(wèn)題？任何系統(tǒng)都具有某種目的，都要實(shí)現(xiàn)一定的功能，這也正是區(qū)別不同系統(tǒng)的標(biāo)志。 系統(tǒng)的目的一般通過(guò)更具體的目標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，為了系統(tǒng)的目的一般通過(guò)更具體的目標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，為了達(dá)到提高加工的精度，適用于加工改型頻繁、型面達(dá)到提高加工的精度，適用于加工改型頻繁、型面復(fù)雜的工件，人們發(fā)明了數(shù)字控制機(jī)床（簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控復(fù)雜的工件，人們發(fā)明了數(shù)字控制機(jī)床（簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控機(jī)床），它是用程序指令控制刀具，按給定的工作機(jī)床），它是用程序指令控制刀具，按給定的工作程序、運(yùn)動(dòng)速度和軌跡進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)床，精確程序、運(yùn)動(dòng)速度和軌跡進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)床，精確度也

12、比較高。對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，目標(biāo)有多個(gè)，往往度也比較高。對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，目標(biāo)有多個(gè)，往往用一個(gè)指標(biāo)體系來(lái)描述系統(tǒng)的目標(biāo)。例如，衡量一用一個(gè)指標(biāo)體系來(lái)描述系統(tǒng)的目標(biāo)。例如，衡量一個(gè)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)，不僅要考慮產(chǎn)量，更需要考核個(gè)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)，不僅要考慮產(chǎn)量，更需要考核其利潤(rùn)、成本和質(zhì)量指標(biāo)的完成情況等，這些指標(biāo)其利潤(rùn)、成本和質(zhì)量指標(biāo)的完成情況等，這些指標(biāo)構(gòu)成了評(píng)價(jià)一個(gè)企業(yè)的指標(biāo)體系。構(gòu)成了評(píng)價(jià)一個(gè)企業(yè)的指標(biāo)體系。系統(tǒng)的目的一般通過(guò)更具體的目標(biāo)來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，為了達(dá)到提高加工的精度，適用于加工改型頻繁、型面復(fù)雜的工件，人們發(fā)明了數(shù)字控制機(jī)床（簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控機(jī)床），它是用程序指令控制刀具，按給定的工作程序、運(yùn)動(dòng)速

13、度和軌跡進(jìn)行自動(dòng)加工的機(jī)床，精確度也比較高。對(duì)于復(fù)雜的系統(tǒng)，目標(biāo)有多個(gè)，往往用一個(gè)指標(biāo)體系來(lái)描述系統(tǒng)的目標(biāo)。例如，衡量一個(gè)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī)，不僅要考慮產(chǎn)量，更需要考核其利潤(rùn)、成本和質(zhì)量指標(biāo)的完成情況等，這些指標(biāo)構(gòu)成了評(píng)價(jià)一個(gè)企業(yè)的指標(biāo)體系。1、人們將發(fā)條、游絲、齒輪、表殼等零件組裝成鐘表，、人們將發(fā)條、游絲、齒輪、表殼等零件組裝成鐘表，其目的是：其目的是：_2、經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)通過(guò)優(yōu)化和配置企業(yè)的人力資源和物力、經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)通過(guò)優(yōu)化和配置企業(yè)的人力資源和物力資源而形成，其目的是：資源而形成，其目的是：_ “太陽(yáng)每天都是新的”，這說(shuō)明任何事物都是不斷變化的。任何系統(tǒng)都是一個(gè)動(dòng)態(tài)的系統(tǒng)，處在運(yùn)動(dòng)變化和發(fā)

14、展之中。例如，任何一個(gè)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的零件之間都會(huì)有磨損，為了保持系統(tǒng)的性能，必須定期給零件添加潤(rùn)滑劑或更換零件。又如，防空作戰(zhàn)中，敵機(jī)起飛時(shí)刻、飛機(jī)航線(xiàn)均不可知，為應(yīng)對(duì)這種情況，能隨時(shí)機(jī)動(dòng)靈活地監(jiān)測(cè)敵機(jī)路線(xiàn)的變化。運(yùn)用系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特點(diǎn)，有助于使我們不僅看到系統(tǒng)的現(xiàn)狀，而且看到系統(tǒng)的變化和發(fā)展，從而預(yù)測(cè)系統(tǒng)的將來(lái)，掌握系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律。一個(gè)系統(tǒng)與其所處的環(huán)境之間通常都有物質(zhì)、能量和信息的交換，外界環(huán)境的變化會(huì)引起系統(tǒng)特性的改變，并相應(yīng)地引起系統(tǒng)功能和系統(tǒng)內(nèi)各部分相互關(guān)系的變化。系統(tǒng)只有具有對(duì)環(huán)境的適應(yīng)能力，才能保持和恢復(fù)系統(tǒng)原有的特性。例如，工廠(chǎng)里的機(jī)器運(yùn)行時(shí)散發(fā)出大量的熱量，在炎熱的夏天就需要對(duì)機(jī)

15、器的局部設(shè)施采用風(fēng)冷、水冷、油冷等措施，以保持其良好的工作狀態(tài)。又如，在寒冷的冬天，拖拉機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)常常因低溫啟動(dòng)不好，需要對(duì)它進(jìn)行加熱、保暖，以適應(yīng)外界天氣。1、談?wù)務(wù)務(wù)劇按何媲飪龃何媲飪觥钡牡览?。的道理?、家用電冰箱為什么不能家用電冰箱為什么不能緊貼著墻放置，而應(yīng)緊貼著墻放置，而應(yīng)該與墻保持一定的間該與墻保持一定的間距？距？3、飛機(jī)在空中飛行時(shí)，時(shí)常受到大氣對(duì)流的飛機(jī)在空中飛行時(shí)，時(shí)常受到大氣對(duì)流的影響而產(chǎn)生顛簸，當(dāng)飛機(jī)的檢測(cè)裝置接收到這一信號(hào)后，影響而產(chǎn)生顛簸，當(dāng)飛機(jī)的檢測(cè)裝置接收到這一信號(hào)后，經(jīng)過(guò)控制器的調(diào)節(jié)，能在很短的時(shí)間內(nèi)調(diào)整好飛行狀經(jīng)過(guò)控制器的調(diào)節(jié)，能在很短的時(shí)間內(nèi)調(diào)整好飛行狀態(tài)，克服大氣對(duì)流對(duì)飛機(jī)飛行的影響，保持平穩(wěn)飛行。態(tài)，克服大氣對(duì)流對(duì)飛機(jī)飛行的影響，保持平穩(wěn)飛行。4、系統(tǒng)必須適應(yīng)外部環(huán)境的變化。只有能系統(tǒng)必須適應(yīng)外部環(huán)境的變化。只有能夠適應(yīng)外部環(huán)境的變化并保持最優(yōu)適應(yīng)夠適應(yīng)外部環(huán)境的變化并保持最優(yōu)適應(yīng)狀態(tài)的系統(tǒng)，才能發(fā)揮自身作用，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)的系統(tǒng)，才能發(fā)揮自身作用，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，否則是沒(méi)有生命力的?？沙掷m(xù)發(fā)展，否則是沒(méi)有生命力的。 關(guān)于自然界、人類(lèi)社會(huì)和思維發(fā)展的