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（河南版）《技术与设计2》课文内容

第三章 系统及其设计

2019年版本

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导 言

如果你是住校的学生，就会拥有一张校园卡，这张卡绑定了校园内的若干系统。如果你去刷卡洗浴，就接触了供水系统；如果你去刷卡就餐，就接触了餐饮系统。它们又都是学校后勤系统中的子系统。除此之外，还有教学系统、办公系统等。“系统”这一术语被广泛使用，如人体的血液循环系统、神经系统，城市的交通系统、医疗系统、供电系统，自然界的生态系统等。系统直接影响着我们的生活、学习和工作。

什么是系统？它有什么特点？怎样进行系统分析和设计？本章将结合大家的疑问，详细介绍系统的含义和系统的基本特性，建立初步的系统意识，了解系统分析的要素和系统分析的基本方法，初步学会简单系统设计的方法，能根据要求完成简单对象的系统方案设计，并能结合实例分析影响系统优化的因素。

思维导图

系统及其设计

1．系统的概念

①什么是系统

②构成系统需要什么条件

③系统的基本特性

④系统有哪些类型

2．系统分析

①什么是系统分析

②系统分析有哪些原则

③如何进行系统分析

④尝试对高中生卧室布局进行系统分析

3．系统设计

①如何进行系统设计

②尝试厨房系统的设计

③动手实践摩天轮模型系统的设计

④系统设计的原则

⑤影响系统优化的因素是什么

⑥尝试对摩天轮模型系统进行优化

第一节　系统的概念

学习目标

1．理解系统的含义。

2．了解系统的分类。

3．理解系统的基本特性。

举目环顾，天上的飞禽，地上的走兽，水中的鱼虾，还有草木花卉等，在我们周围组成了生机盎然、奇妙无穷的生物系统。生物系统与其生存环境之间，又组成了千变万化的生态系统。系统在我们的学习和生活中广泛存在。学校的一间多媒体教室可以看作是一个系统，家庭的一台电冰箱可以看作是一个系统，我们人体本身也是一个异常复杂而精密的系统。

一、什么是系统

系统是由若干要素以一定结构形式组成的具有某种功能的有机整体，即系统由互相依赖的若干部分组成，各部分之间存在着有机的联系，它们形成一个整体以实现一定的功能。例如，汽车是一个系统，它是由轮胎、发动机、传动系统、电子系统、车体等相互关联、彼此影响的部件组成的一个整体，这些部件组合在一起可以完成交通运输的特定功能。

案例分析

共享单车

骑共享单车出行绿色、环保、便捷，已经成为人们喜欢的出行方式。共享单车通常都拥有扫码即开的智能锁和定时定位装置。如图3.1所示的共享单车，该单车由车架、前后车轮、车把、鞍座、前叉、脚蹬、车踢（支架）、车轴、轴转动机构、刹车柄、电磁刹车器、刹车线、电子锁、GPS（全球定位系统）模块、通信模块等主要部件组成。

图3.1 共享单车

讨论：

1．共享单车各组成部分的作用是什么？

2．如果共享单车的电子锁损坏、GPS模块损坏，可能会产生什么后果？

例如，图3.2所示的单灯照明系统，由电源、开关、灯泡几个部分组成。它们通过电线互相联系，具有照明的功能；它们又互相制约，只要其中一个组成部分出了问题，整个系统就不能发挥照明作用。

电源→开关→灯泡

图3.2 灯照明系统

无论怎样的现实问题，要构成一个系统，必须满足三个条件：①要有两个以上的要素；②要素之间要相互联系、相互作用；③要素之间的联系与作用必须产生整体功能。这三个条件缺一不可。

在结构复杂的系统中，按不同的标准可以划分若干子系统。如“神舟”系列宇宙飞船，共有七大子系统，它们分别是航天员子系统、有效载荷子系统、飞船子系统、运载火箭子系统、发射场子系统、测控通信子系统和着陆场子系统。

探究与交流

探讨交流以下系统，试分析这些系统可以划分为哪些子系统？这些子系统各包括哪些要素？它们各自的功能是什么？

1．液循环系统。

2．输系统。

3．防系统。

4．校系统。

活动延伸

查阅资料了解老式挂钟（图3.3）的工作原理，讨论：挂钟系统分为哪几个子系统？每个子系统各包含哪些要素？

图3.3 挂钟的内部结构