第三章系统与设计 一、系统的含义（从应用的角度理解）：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。 子系统的概念：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；系统根据一定标准可划分为若干子系统。 二、系统的分类： 1．自然系统和人造系统。由自然物自然形成的系统，称自然系统（人体系统）；由人工建造、加工而构成的系统，称为人造（工）系统（人造地球卫星、桥梁）。由自然系统与人造系统复合而成的系统，称为复合系统，（城市系统、村落系统）。 2．实体系统和抽象系统。由看得见、摸得着的具体实体为元素所构成的系统，称为实体系统或硬件系统（机器中的传动系统、棚室中的采暖系统）；由概念、原理、方法、制度、程序等为元素所构成的系统，称为抽象系统或概念系统（如各种软件系统）。 3．静态系统与动态系统。按系统的状态与时间的关系，可以分类静态系统和动态系统。系统的结构和状态，不随时间的推移延续而变化的系统，称为静态系统。如棚室环境系统等。根据物质运动的普遍规律，决定了这类系统的结构和状态具有产生、变化与发展、消亡过程的，称为动态系统。如城市系统、生态系统。 4．开放系统和封闭系统。要与环境相互发生联系、交换的系统，称为开放系统。绝大多数的系统，都属于开放系统。如人体系统是开放系统，它需要从外界摄取食物、氧气和水，又要向外排除废物。不与环境发生联系的系统，称为封闭系统。如停建或缓建的工程，可以看作是暂时的封闭系统。密闭容器中的化学反应，在一定初始条件下，各反应物在容器中经反应达到一个平衡态，是封闭系统。绝对的封闭系统是少见的。 5．简单系统与复杂系统。 6．黑色系统与白色系统。信息完全明确的系统称为白色系统，信息完全不明确的系统称为黑色系统，信息部分明确、部分未知的系统称为灰色系统。 三、系统的基本特性： 1．整体性。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、整体目标和整体效益。 2．相关性。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。 3．目的性。每个系统都具有特殊的功能。 4．环境适应性。系统都存在于一定的环境中，并不断地与外界环境进行物质的、能量
第三章《系统与设计》练习题 班级______________ 姓名______________ 1、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。以下不属于系统的是（A）。 A、一张纸 B、全自动洗衣机 C、汽车 D、电冰箱 2、阿基米德式螺旋抽水机是古希腊科学家阿基米德在公元前3世纪为了将水从大船的船舱中排出而发明的。这个系统属于（B）。 A、自然系统 B、人造系统 C、抽象系统 D、静态系统 3、下列各项中，属于自然系统的是（B）。 A、塑料大棚 B、一片森林 C、智能大楼 D、一架飞机 4、现代计算机有许多操作系统，如windows、UNIX等。这些操作系统属于（B）。 ①自然系统；②人造系统；③实体系统；④抽象系统。 A、①③ B、②④ C、①④ D、②③ 5、下列不能体现系统思想的成语是（C）。 A、顾此失彼 B、管中窥豹 C、无中生有 D、见异思迁 6、前人虽不知系统论，但已经不自觉地应用了系统理论。在以下例子里，未能很好地体现系统思想的是（B）。 A、都江堰水利工程 B、阿斯旺水坝 C、田忌赛马 D、丁谓修复皇宫 7、下列不属于构成电饭锅系统的条件是（D）。 A、电饭锅由锅盖、内锅、锅体和按键等部分组成 B、电饭锅的各要素相互联系、相互作用 C、电饭锅的功能是各部件孤立状态下所没有的 D、电饭锅整体设计安全美观 8、水是由氢和氧两种元素构成，但当你口渴需要喝水时，分别吸入氢气和氧气并不能为你解渴。
这说明（C）。 A、至少要有两个或两个以上的要素才能构成系统 B、各要素（部分）之间相互联系、相互作用、按照一定的方式形成整体 C、系统是一个整体，是具有整体的特性功能、目标和作用的有机整体 D、系统包含子系统，它又是更大系统的子系统 9、2008年冬青岛奥林匹克帆船中心首次采用海水源热泵空调系统取暖，该系统充分利用当地的海水作为热泵系统的冷热源，较普通空调系统节能减排近30%。这个事例说明了（B）。 A、该系统各要素之间相互独立，互不干扰 B、该系统的设计综合考虑当地资源的有效利用和环境保护 C、该系统的设计应主要考虑海水源这个局部要素，对全局可以不考虑 D、只要有充足的海水源，该系统就可以正常运行 10、系统的基本特性包括（C）。 A、整体性、先进性、相关性、目的性、动态性 B、整体性、可靠性、目的性、环境适应性、动态性 C、整体性、相关性、目的性、环境适应性、动态性 D、整体性、开放性、实用性、可靠性、动态性 11、在下列关于系统相关性的理解中，你认为正确的是（D） A、一个系统往往存在多个目标，这些目标还常常不一致，需要进行协调。 B、系统通常都是由若干部分组成的 C、系统包含子系统，它又是更大系统的子系统。 D、系统各组成元素之间、部分和整体之间不仅相互关联，相互作用，而且任何一个组成部分发生变化，都会影响其它部分和整体任务的完成 12、我国北斗卫星导航系统已进人运行阶段。从系统的角度分析，下列说法中不正确的是（A）。 A、北斗导航系前仅覆盖亚太地区，体现了系统的环境适应性 B、主控站、住人站、监测站和空间卫星相互影响，体现了系统的相关性 C、主控站、住人站、监测站和空间卫星共同构成了导航系统，体现了系统的整体性 D、系统具有定位、导航、授时、短报文通信功能，体现了系统的目的性 13、一堆沙子、钢筋、水泥等等材料散放在一起没什么意义，但是如果将它们按照一定的结构形式造成一座桥梁，就具有了交通的功能，这个案例说明系统最基本的特性是（C）。 A、目的性 B、动态性 C、整体性 D、适应性 14、“丢卒保车”、“一招不慎，全盘皆输”是我们日常生活中的常用语言，它主要反映了系统基本特性的（A）。 A、整体性 B、相关性 C、动态性 D、目的性 15、环境适应性是系统的基本特性之一，下列实例中不能体现环境适应性的是（A）。 A、全自动洗衣机通过程序实现洗涤过程的自动化。 B、笔记本电脑可以根据环境光的强度来自动调节显示器的亮度。 C、自行车设置了可以根据路况和气候的变速器改变自行车的轮齿比。 D、人造卫星的太阳能电池板可以根据太阳的位置调整自己的角度。 16、从功能角度可以将自行车分为传动、控制、支撑等子系统。下列要素中属于传动子系统的是（ C ）。
系统与设计 一、考点 （1）从应用的角度理解系统的含义。 （2）了解系统的基本特性，了解系统分析的基本方法。 （3）了解系统优化的意义。 （4）了解简单系统设计的基本方法。 二、知识点 1、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，系统是由相互依存、相互作用的若干个元素构成的，并完成特定功能的统一体。 2、系统的基本特性：整体性、相关性、目的性、环境适应性 3、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。 4、系统优化的意义：获取系统的最佳效益或最佳功能。 5、了解简单系统设计的基本方法 (1)明确问题，明确设立目标 ,(2) 收集资料，制定方案 ,(3)分析计算，评价比较，（4）检验核实，作出决策。 三、例题 1、为什么可以说班级就是一个系统。 答：班级是学校的最小教学单位，学校组织班级的目的是为了同学们能更好的进行学习；在一个班级中有很多同学，我们可以把每一个同学看作是这个系统的元素；同学与同学之间并不是单独存在的，大家作为了班级的一个成员相互联系，相互关连。所以我们可以认为班级就是一个系统。 2、赵明家要进行装潢，决定自己设计家里的用电系统，为了用电安全，便于使用和维护，赵明把用电系统分解成几个子系统，下列分解方案中合理的是(浙江省2012年3月高考) A.照明子系统、空调子系统、插座子系统、安全保护子系统 B.安全保护子系统、照明子系统、二孔插座子系统、三孔插座子系统 C.日光灯子系统、照明子系统、空调子系统、插座子系统 D.照明子系统、空调子系统、二孔插座子系统、三孔插座子系统 解析：该题目知识点是简单系统的设计，如果大家对日常生活有所了解，就会发现本题本不难做。在用电系统中如果把插座子系统分解为二孔插座子系统和
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系，两作业单位之间的相互关系应包括物流关系与非物流关系．因此要将作业单位问的相互 关系与非物流的相互关系进行合并，求出合成的相互关系——综合相互关系．然后由各作业单位问综合相互关系出发，实现各作业单位的合理布置。 （４）初步方案形成阶段 在这一阶段所采用的方法．和传统的ＳＬＰ方法基本上是一致的。只是由上一步的部门综合关系图生成线型图，再将面积的约束及各种实际限制条件加入．采用试错法生成空间关系图，即生成初步布置方案Ｘ、Ｙ、Ｚ…．． （５）方案评估和选择阶段 对上一步形成的数个方案，应用系统工程学，技术经济学．或者计算机仿真的方法，从社会、经济、技术等方面因素，对各方案进行的综合评价和方案评估．从中选择一到两个可选方 案进行详细设计。 （６）详细布置设计阶段 对各作业区内部所使用的各种设施、设备器具、作业场所、车间通道等进行详细布置和安排。在此阶段建议重复使用综合关系法，因为从考虑问题、布置思路和处理方法等角度来看．各作业区内部的详细布置设计和各作业单位布置设计的方法几乎完全一样．只是工作的深度、设计的范围和细致程度不同，详细设计阶段考虑的问题更细致些．布置的内容更具体些。 （７）动线分析 在此之前均是空间的合理布置设计．故在对一到两个可选方案进行详细布置设计后，有必要对现代企业的物流动线和人行动线进行分析，即物料搬运系统分析．并对最优方案进行调整、反馈修正．使其物流动线和人行动线具有最大的合理性和流畅性，并使搬运方法和搬运手段合理化．以提高现代企业的运转效率。在这里可以运用系统搬运分析方法ＳＨＡ（Ｓｙｓｔｅｎａｔｉｃ ＨａｎｄｌｉｎｇＡｎａｌｙｓｉｓ）进行动线分析。一般来说， 选择车间内部流动模式的一个重要因素是车间入口和出口的位置。常常由于外部运输条件或 万方数据
第二节系统布置设计(SLP)模式 一、系统布置设计基本要素 一般讲，工厂布置设计就是在根据社会需要确定出某些待生产的产品及其产量以及确定厂址的前提下，完成工厂总平面布置和车间布置，提供布置方案的实施。 产品及产量由决策部门在设计纲领中作出规定；厂址的确定主要由经营决策人员根据某些社会因素，经济因素及自然条件做出决策；建厂工作则主要由土建施工人员来完成，与设施布置设计人员直接相关的任务是总平面布置和车间布置。 如图2-1所示，为了完成工厂总平面布置和车间布置，需要从产品户及产量Q出发，首先对产品组成进行分析，确定各零、部件生产类型，制定出各个零部件的加工、装配工艺流程；根据工艺流程各阶段的特点划分出生产车间，并根据生产需要设置必要的职能管理部门及附属生产与生活服务部门。整个工厂就是由生产车间、职能管理部门、附属生产及生活服务部门以及为使生产连续进行而：设置的仓储部门这几类作业单位所构成。然后，由工厂布置设计人员来完成工厂总平面布置及车间布置。 图2－1工厂设计过程 在图2-1所示的工厂设计过程中，基本给定条件(要素)为产品P及产量Q，涉及到 了除平面布置设计以外的如制定加工，装配工艺过程等多种专业技术问题，要求多种专业技术人员配合协作来完成。
为了突出平面布置设计，可把平面布置 前各阶段工作的结果作为给定要素来处理， 包括工艺流程R ，辅助服务部门S 及生产时 间安排T ，这样就形成了单纯的工厂布置模 型，如图2-2所示。 在R ．Muther 提出的系统布置设计 (SLP)中，把产品P ，产量Q ，生产路线 R 、辅助服务部门S 及生产时间安排T 作为 给定的基本要素(原始资料)，成为布置设计 工作的基本出发点。 1、产品P 是指待布置工厂将生产的商品，原材料或者加工的零件和成品等。这些资料由生产纲领和产品设计提供，包括项目。品种类型，材料、产品特性等。产品这一要素影响着生产系统的组成及其各作业单位间的相互关系、生产设备的类型，物料搬运方式等。 2、产量Q 产量指所生产的产品的数量，也由生产纲领和产品设计提供，可用件数，重量、体积等来表示。产量Q 这一要素影响着生产系统的规模，设备的数量、运输量、建筑物面积的大小等。 3、生产路线R 为了完成产品的加工，必须制定加工工艺艺流程，形成生产路线，可用工艺过程表(卡)、工艺过程图、设备表等表示，它影响着各作业单位之间的关系、物料搬运路线、仓库及堆放地的位置等。 4、辅助服务部门S 在实施系统布置工作以前，必须对生产系统的组成情况有一个总体的规划，可以大体上分为生产车间、职能管理部门、辅助生产部门，生活服务部门及仓储部门等；可以把除生产车间以外的所有作业单位统称为辅助服务部门S ，包括工具，维修、动力、收货、发运、铁路专用路线、办公室、食堂等，这些作业单位构成生产系统的生产支持系统部分，在某种意义上加强了生产能力。有时，辅助服务部门的占地总面积接近甚至大于生产车间所占面积，所以布置设计时应给予 定量约束条件 定性约束条件 图2－2 工厂布置模型
第三章 系统与设计 一、系统的含义（从应用的角度理解）：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。 子系统的概念：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；系统根据一定标准可划分为若干子系统。 二、系统的分类： 1．自然系统和人造系统。由自然物自然形成的系统，称自然系统（人体系统）；由人工建造、加工而构成的系统，称为人造（工）系统（人造地球卫星、桥梁）。由自然系统与人造系统复合而成的系统，称为复合系统，（城市系统、村落系统）。 2．实体系统和抽象系统。由看得见、摸得着的具体实体为元素所构成的系统，称为实体系统或硬件系统（机器中的传动系统、棚室中的采暖系统）；由概念、原理、方法、制度、程序等为元素所构成的系统，称为抽象系统或概念系统（如各种软件系统）。 3．静态系统与动态系统。按系统的状态与时间的关系，可以分类静态系统和动态系统。系统的结构和状态，不随时间的推移延续而变化的系统，称为静态系统。如棚室环境系统等。根据物质运动的普遍规律，决定了这类系统的结构和状态具有产生、变化与发展、消亡过程的，称为动态系统。如城市系统、生态系统。 4．开放系统和封闭系统。要与环境相互发生联系、交换的系统，称为开放系统。绝大多数的系统，都属于开放系统。如人体系统是开放系统，它需要从外界摄取食物、氧气和水，又要向外排除废物。不与环境发生联系的系统，称为封闭系统。如停建或缓建的工程，可以看作是暂时的封闭系统。密闭容器中的化学反应，在一定初始条件下，各反应物在容器中经反应达到一个平衡态，是封闭系统。绝对的封闭系统是少见的。 5．简单系统与复杂系统。 6．黑色系统与白色系统。信息完全明确的系统称为白色系统，信息完全不明确的系统称为黑色系统，信息部分明确、部分未知的系统称为灰色系统。
第三章系统与设计 1．“一着不慎，满盘皆输”是我们日常生活中的常用语言，它说明了系统基本特性中的（A ） A．整体性B．相关性C．目的性D．环境适应性 解析：“一着不慎，全盘皆输”体现的主要是系统的部分对系统整体的影响，则说明是系统的整体性。2．某些动物在天势的时候要退毛，天冷的时候毛又长厚了，动物生长的特征说明了系统的（ C ） A．整体性B．相关性C．环境适应性D．动态性 3．飞机在空中飞行时，时常受到大气对流的影响而产生颠簸，当飞机的检测装置接收到这一信号后，经过控制器的调节，能在很短的时间内调整好飞行状态，克服大气对流对飞机飞行的影响，保持平稳飞行。这个现象说明了系统的什么基本特性？（ C ）A．整体性 B．相关性 C．环境适应性D．动态性 4．下列关于系统相关性的描述，你认为正确的是（Ｃ） A．一个系统存在多个目标，这些目标还常常不一致，需要进行协调。 B．系统通常都是由若干部分组成的。 C．系统各组成元素之间，部分和整体之间不仅相互关联，相互作用，而且任何一个组成部分发生变化，都会影响其他部分和整体任务的完成。 D．系统包含子系统，它又是更大系统的子系统。 5．下列说法不属于系统分析方法的是（Ｃ） A．着眼全局规划城市发展。B．中西医结合攻克顽症 C．眉毛胡子一把抓D．先整体后部分 6．系统分析的首要环节是（Ａ） A．明确问题，设计目标B．收集资料，制定方案 C．分析计算，评价比较D．检验核实，做出决策。 7．丁谓在皇宫修复工程的建设施工中，把烧砖、运输建筑材料和处理废墟三项繁重的工程任务协调起来，一举三得，节省了大量劳力、费用和时间。以上案例中，说明运用系统分析处理问题时，遵循（Ａ），会在总体上得到最佳解决决策。 A．整体性原则B．科学性原则C．综合性原则D．以上都有 8．据悉，时速超过200公里的车辆经过，就会在周边产生巨大的噪音和冲击力。如何解决京沪高铁开通后由于列车的高速给周边环境造成噪音污染的矛盾，是设计者们一直研究的问题。建设过程中，采用一次性铺设无缝线路，消除原有的“咯噔”声，并在沿线采用加装消声器，铺设减震垫，设置全新声屏障等措施，降低噪音对附近居民的影响。 上述事例中主要体现设计者在设计过程中遵循了系统分析的（ C ）原则。 A．整体性B．科学性C．综合性D．人性化设计 解析：整体性原则——着眼于系统整体，要先分析整体，再分析部分；先看全局，后看局部；科学性
第二节 系统布置设计(SLP)模式 一、系统布置设计基本要素 一般讲，工厂布置设计就是在根据社会需要确定出某些待生产的产品及其产量以及确定厂址的前提下，完成工厂总平面布置和车间布置，提供布置方案的实施。 产品及产量由决策部门在设计纲领中作出规定；厂址的确定主要由经营决策人员根据某些社会因素，经济因素及自然条件做出决策；建厂工作则主要由土建施工人员来完成，与设施布置设计人员直接相关的任务是总平面布置和车间布置。 如图2-1所示，为了完成工厂总平面布置和车间布置，需要从产品户及产量Q 出发，首先对产品组成进行分析，确定各零、部件生产类型，制定出各个零部件的加工、装配工艺流程；根据工艺流程各阶段的特点划分出生产车间，并根据生产需要设置必要的职能管理部门及附属生产与生活服务部门。整个工厂就是由生产车间、职能管理部门、附属生产及生活服务部门以及为使生产连续进行而：设置的仓储部门这几类作业单位所构成。然后，由工厂布置设计人员来完成工厂总平面布置及车间布置。 在图2-1基本给定条件(要素)为产品P Q ，涉及到 了除平面布置设计以外的如制定加工，装配工艺过程等多种专业技术问题，要求多种专业技术人员配合协作来完成。 为了突出平面布置设计，可把平面布置 前各阶段工作的结果作为给定要素来处理， 包括工艺流程R ，辅助服务部门S 及生产时 间安排T ，这样就形成了单纯的工厂布置模 型，如图2-2所示。 在R ．Muther 提出的系统布置设计 图2－1工厂设计过程 定量约束条件
(SLP)中，把产品P，产量Q，生产路线 R、辅助服务部门S及生产时间安排T作为 给定的基本要素(原始资料)，成为布置设计 工作的基本出发点。 1、产品P是指待布置工厂将生产的商品，原材料或者加工的零件和成品等。这些资料由生产纲领和产品设计提供，包括项目。品种类型，材料、产品特性等。产品这一要素影响着生产系统的组成及其各作业单位间的相互关系、生产设备的类型，物料搬运方式等。 2、产量Q 产量指所生产的产品的数量，也由生产纲领和产品设计提供，可用件数，重量、体积等来表示。产量Q这一要素影响着生产系统的规模，设备的数量、运输量、建筑物面积的大小等。 3、生产路线R 为了完成产品的加工，必须制定加工工艺艺流程，形成生产路线，可用工艺过程表(卡)、工艺过程图、设备表等表示，它影响着各作业单位之间的关系、物料搬运路线、仓库及堆放地的位置等。 4、辅助服务部门S 在实施系统布置工作以前，必须对生产系统的组成情况有一个总体的规划，可以大体上分为生产车间、职能管理部门、辅助生产部门，生活服务部门及仓储部门等；可以把除生产车间以外的所有作业单位统称为辅助服务部门S，包括工具，维修、动力、收货、发运、铁路专用路线、办公室、食堂等，这些作业单位构成生产系统的生产支持系统部分，在某种意义上加强了生产能力。有时，辅助服务部门的占地总面积接近甚至大于生产车间所占面积，所以布置设计时应给予足够的重视。 5、时间T 时间要素是指在什么时侯，用多少时间生产出产品，包括各工序的操作时间，更换批量的次数。在工艺过程设计中，根据时间因素确定生产所需各类设备的数量，占地面积的大小和操作人员数量，来平衡各工序的生产时间。
山东省昌乐一中 2011级通用技术导学案 主要编制人：王爱军、李玉松、吴巧燕审核：审批： 第三章系统与设计 《通用技术课程标准》要求： （1）从应用的角度理解系统的含义。 （2）通过简单的系统的案例分析，理解系统的基本特性，初步掌握系统分析的基本方法。 （3）理解系统优化的意义，能结合实例分析影响系统优化的因素。 （4）通过简单的系统设计案例的分析，初步学会简单系统设计的基本方法。 （5）确定一个生活或生产中的简单对象，根据设计要求完成系统的方案设计。 【学习目标】 知识与技能： 1、理解系统的涵义。 2、初步掌握系统的分析方法，理解系统的基本特性。 3、结合实例，分析影响系统优化的因素。 过程与方法：通过具体案列进行分析理解。 情感态度与价值观：激情投入，高效学习，养成勤于思考及善于归纳的习惯。 【重点、难点】 重点：系统的基本特性及其分析 难点：系统的分析 【使用说明】 1、通览本章所有知识内容，完成自主学习部分。 2、小组成员积极讨论，踊跃展示。 3、激情投入，高效学习。 【自主学习】 1、什么是系统？ 2、系统的分类？
班级组别姓名编号： 2 时间：2013年3月9日 3、系统的基本特性有哪些？ 4、系统分析的基本方法是什么？ 5、系统优化的意义是什么？ 【自主检测】 1、下列俗语中，与系统的整体性无关的是 A. 一个巧皮匠，没有好鞋样；两个笨皮匠，彼此有商量；三个臭皮匠，胜过诸葛亮。 B. 一失足成千古笑，再回头是百年人。 C. 千里之行，始于足下 D. 凡事预则立，不预则废 2、躺式自行车以速度快、舒适性好、安全性高、时尚前卫等优点著称。如图是一款新型躺式自行车。那么，设计躺式自行车系统的一般步骤应该是： ①对躺式自行车系统进行总体技术设计和评价。②确定 各子系统的目标、功能及相互关系；③对各子系统进行 技术设计和评价；④将躺式自行车系统分成若干子系统 A ①②③④ B ①③②④ C ④②③① D ④③②① 3、好的产品包装不仅可以保护产品不受破损而且可以吸引消费者眼球激发购买欲望。设计一款包装盒往往要考虑各个方面的因素：产品的自重与外形特征，产品的湿度及抗压性要求，产品的存放、搬运要求．集装箱空间的适配，产品的制造特点，成本及国家的一些技术规范，等等。那么以上诸多研究过程称为 A．系统的认识B．系统的优化C．系统的分析D．系统的设计 4、“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”；“一发不可牵，牵之动全身”；“物竞天择，适者生存”；“去年今日此门中，人面桃花相映红”。以上各句分别说明了系统的什么基本特性A整体性、相关性、动态性、环境适应性 B 动态性、整体性、环境适应性、相关性 C 整体性、动态性、相关性、环境适应性 D 动态性、环境适应性、整体性、相关性
动力总成悬置系统布置设计研究 1 影响悬置系统布置设计的因素 1.1 发动机汽缸数的影响 不同缸数的发动机对动力总成的振动激励型式和激励频率不同。对于四缸四冲程发动机，在低频区的激振成分主要是第二阶不平衡往复惯性力;对于六缸四冲程发动机，其激振成分主要是第三、六阶转矩谐量。根据隔振理论，动力总成刚体振动模态频率应比主要激振频率的0.707倍要小。考虑怠速隔振的情况，当发动机的怠速转速相同时，四缸发动机动力总成的刚体振动临界频率上限需低于六缸机。对于四缸机，应特别注意其二阶不平衡往复惯性力。 1.2 发动机布置方式的影响 FF(发动机前置前轮驱动)式汽车的发动机可以横置或纵置，而横置发动机和纵置发动机的倾覆力矩对车身的低阶弯曲、扭转振动模态的相互耦合、匹配关系也完全不同。虽然动力总成的转动惯量几一般比几要大得多(3一倍左右)，但动力总成的俯仰振动模态频率一般低于侧倾振动模态频率，动力总成的俯仰振动幅值往往小于侧倾振动幅值。
在发动机怠速工况下，动力总成的侧倾振动较大，为了避免动力总成的振动引起车身的低阶弯曲、扭转模态共振，在动力总成悬置系统设计过程中需要合理匹配车身弯曲或扭转振动模态与动力总成刚体侧倾振动模态的频率，同时对动力总成悬置安装点与车身固有振型节线的相对位置关系进行合理匹配。例如，对于横置式发动机，动力总成的前后悬置不宜跨置于车身弯曲振型节线的两侧。 1.3 动力传动系统型式的影响 对于发动机前置—前轮驱动的FF式汽车动力传动系，其动力总成还包括驱动桥主减速器，使得作用在动力总成上的驱动反力矩比FR式汽车大大增加，就要求提高悬置的静刚度。同时，FF式汽车动力总成与FR式相比，其扭矩轴与曲轴的夹角明显增大，当其悬置系统采用V型布置方案时，往往由于布置空间和布置位置的限制，难以使得悬置组在布置达到使悬置组的弹性中心落在扭矩轴上的目标。因此，有必要在整车总布置初期预留必要的空间。 1.4 整车隔振性能要求对动力总成悬置系统设计的影响 为了抑制路面激起的整车振动，可适当配置动力总成悬置系统的垂向振动模态频率，使其起到控制整车振动的动力吸振器的作用，由动力总成吸收经过悬架传递上来的振
第三章系统与设计 编写人：张军委审核人：批准人： 2011/11/24 【学习目标】 1、理解系统的涵义及基本特性， 2、初步掌握系统分析的基本方法， 3、了解系统优化的意义及影响系统优化的因素， 4、掌握简单系统设计的基本方法。 【自主学习】 一、认识系统 1、系统的概念 （1）系统是由两个或两个以上相互联系、相互作用的元素所组成的，具有一定结构和功能的有机整体。 （2）构成系统必须具备的三个条件 ①， ②， ③，思考1：请分析一下班级是不是一个系统，试说明为什么？ 2、子系统概念：子系统是相对于大系统而言的，它是大系统中相对对立且具有一定功 能的组成部分。任何系统都是更高一级系统的子系统。 3、系统分类 （1）按照系统组成元素的性质分类，由天然物形成的系统叫。为达到某种目的而人为建立起来的系统叫。复合系统是 。 （2）按照系统元素的存在的形态可分为实体系统和概念系统。实体系统举例、、。概念系统举例、。 （3）按照系统的运动状态可分为动态系统和静态系统。动态系统如和。静态系统如和。 （4）按照系统与外界环境的关系分为开放系统和封闭系统。开放系统如 和。封闭系统如和。 二、系统分析 1、系统的基本特性包括：整体性、、、和 。整体性是系统最基本的属性。 思考2：“木桶理论”认为，木桶的盛水量取决于最短的那一块木板的长度。请用系统的
观点解释。 2、系统分析的主要原则 系统分析要遵循：整体性原则、科学性原则和综合性原则。 （1）整体性原则：系统分析要首先着眼于系统整体，首先分析整体；先看全局，后分析局部；先看全过程，再看某一个阶段；先看长远，再看当前。例如：丁谓修复皇宫。 （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，是决策的过程和结果更具有说服力。 （3）综合性原则：系统分析总是为实现系统目标服务的。当系统存在若干个目标时，应将目标派出优先次序，首先选取最优先的目标，综合分析，统筹兼顾，不能因小失大。 例如：工业生产就要求产量大，有要求质量好、成本低，就要以质量为主要目标。 思考3：有一段时间内我们经常走的街道由于被连续挖开了几次，造成了人力物力资源浪费，同时也给我们的生活造成了极大的不便，究其原因是几个不同的部门在这 段时间里分别进行了各自的工程施工。 （1）问题产生的原因是什么? （2）从系统的角度来看，如何安排更合适？ 三、系统的优化 系统优化的含义： 1、系统的优化是在一定的条件下进行的； 2、系统的优化要达到最佳的效果，而投入达到最小； 3、系统的优化强调整体的优化。 【训练检测】 （一）、选择题 1、我们使用计算机离不开Windows操作系统，他属于（） A、自然系统 B、人造系统 C、实体系统 D、抽象系统 2、系统优化的意义（） A、获取系统的最佳效益或最佳功能 B、改善系统的环境 C、调整系统的结构 D、改变系统的特征 3、现代医学采用中西医结合的方法攻克了许多难题，他采用系统中的原则是（） A、整体性原则 B、科学性原则 C、综合性原则 4、“泰坦尼克”号油轮，在当时该油轮各项技术性能是世界最先进的。但是为什么触冰后会沉没？请从系统的角度理解，他主要反映了系统对（）的基本特性
第三章内存管理习题 1.IBM360 有一个设计，为了对2KB 大小的块进行加锁，会对每个块分配一个 4bit 的密钥，这个密钥存在PSW(程序状态字)中，每次内存引用时，CPU 都会进行密钥比较。但该设计有诸多缺陷，除了描述中所言，请另外提出至少两条缺点。 A：密钥只有四位，故内存只能同时容纳最多十六个进程；需要用特殊硬件进行比较，同时保证操作迅速。 2. 在图3-3 中基址和界限寄存器含有相同的值16384 ，这是巧合，还是它们总是相等？如果这只是巧合，为什么在这个例子里它们是相等的？A：巧合。基地址寄存器的值是进程在内存上加载的地址；界限寄存器指示存储区的长度。 3. 交换系统通过紧缩来消除空闲区。假设有很多空闲区和数据段随机分布，并且读或写32 位长的字需要10ns 的时间，紧缩128MB 大概需要多长时间？为了简单起见，假设空闲区中含有字0，内存中最高地址处含有有效数据。 A：32bit=4Byte===> 每字节10/4=2.5ns 128MB=1282^20=2^27Byte 对每个 字节既要读又要写，22.5*2^27=671ms 4. 在一个交换系统中，按内存地址排列的空闲区大小是10MB ，4MB，20MB ，18MB，7MB，9MB，12MB，和15MB 。对于连续的段请求： (a) 12MB (b) 10MB (c) 9MB 使用首次适配算法，将找出哪个空闲区？使用最佳适配、最差适配、 下次适配算法呢？
A：首次适配算法：20MB ，10MB ，18MB ；最佳适配算法：12MB ，10MB ，9MB；最差适配算法：20MB ；18MB ；15MB ；下次适配算法：20MB ； 18MB ；9MB； 5. 物理地址和虚拟地址有什么区别？ A：实际内存使用物理地址。这些是存储器芯片在总线上反应的数字。虚拟地址是指一个进程的地址空间的逻辑地址。因此，具有32 位字的机器可以生成高达4GB 的虚拟地址，而不管机器的内存是否多于或少于4GB。 6. 对下面的每个十进制虚拟地址，分別使用4KB 页面和8KB 页面计算虚拟页号 和偏移量：20000 ，32768 ，60000 。 A：转换为二进制分别为：0100111000100000 虚拟地址应该是16 位1000000000000000 1110101001100000 4KB 页面偏移量范围0～4027 ，需要12 位来存储偏移量，剩下 4 位作为页号；同理8KB 页面需要13 位来存储偏移 量，剩下 3 位作为页号；所以，4KB | 8KB 页号| 偏移量| 页号| 偏移量20000 | 0100 111000100000 | 010 0111000100000 32768 | 1000 000000000000 | 100 0000000000000 60000 | 1110 101001100000 | 111 0101001100000 7. 使用图3-9 的页表，给出下面每个虚拟地址对应的物理地址： (a) 20 (b) 4100
第三章系统与设计 一、考点速览 1．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。（1）系统构成的要素 ①至少要有两个或两个以上的要素（或部分）； ②各要素之间要相互联系、相互作用，按一定的结构形成系统； ③系统的整体功能是各个组成要素所不具备的。 （2）系统的分类：系统可按不同的标准和需要分类。 ①按系统的生成过程划分为自然系统、人造系统和复合系统。 ②按系统的构成成分划分为实体系统和抽象系统。 ③按系统的层次关系划分为总系统、子系统和子子系统。 ④按系统的状态与时间的关系划分为静态系统和动态系统。 ⑤按系统是否与环境发生联系划分为开放系统和封闭系统。 ⑥按系统的复杂程度可分为简单系统与复杂系统。 ⑦按信息的明确程度可分为黑色系统、白色系统和灰色系统。 2．描述系统的方法：任何系统的特性，包括定性、定量两个方面。 （1）定量特性是定性特性的显化，定量特性的描述可以采用数学模型的方法。 这种方法既可获得系统定量特性的精确结果，又可深入认识系统的定性 特性。 （2）对于定性特性，由于工作机理不清，系统都包括两个方面，系统本身和系统所处的环境，可以通过测试系统的输入和对应的输出，利用系统辨 别技术，获取系统的数学模型。 3．系统的基本特征 （1）整体性（全局、集合）：是系统的最基本属性，也是观察和分析系统最基本的思想和方法。系统不是各元素的简单相加或数量相加，强调整体 观点、整体目标和整体效益，要求局部服从整体，整体功能大于各部分 功能之和，体现部分与整体的关系。 （2）相关性（关联、匹配）：组成系统的各元素之间相互作用、相互影响的关系，体现部分与部分的关系，也称为关联性。 （3）目的性（功能）：区别系统的主要标志，系统有特定的功能和目的，也称为功能性。 （4）环境适应性（自适应）：环境是不断变化的，系统必须适应外部环境的变化。 4．系统分析的基本方法和基本原则 （1）系统分析：从系统的整体功能出发，全面地思考与解决问题。 （2）系统分析的方法：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。该方法包括三个阶段：阐明问题、 分析研究和评价比较。 系统分析的基本原则：①整体性原则（先整体再部分）； ②科学性原则（运用科学方法和数学工具）； ③综合性原则（统筹兼顾）。 5．系统的优化：在给定的条件下，根据系统的优化目标，采取一定的手段和方法，使系统的目标值达到最大化。系统优化的意义在于以最小的投入，获取
第三章《系统与设计》练习题 班级 ________________ 姓名 _________________ 1、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。以下不属于系统的是（A）。 A、一张纸 B 、全自动洗衣机C 、汽车D 、电冰箱 2、阿基米德式螺旋抽水机是古希腊科学家阿基米德在公元前 3 世纪为了将水从大船的船舱中排出而发明的。这个系统属于（B）。 A 、 自然系统B 、人造系统 C 、抽象系统 D 、静态系统 3、下列各项中，属于自然系统的是（B）。 A 、塑料大棚 B 、一片森林 C 、智能大楼 D 、一架飞机 4、现代计算机有许多操作系统，如windows 、 UNIX 等。这些操作系统属于（B）。 ①自然系统；②人造系统；③实体系统；④抽象系统 A 、①③B、②④C、① ④D、②③ 5、下列不能体现系统思想的成语是（C）。 A 、顾此失彼 B 、管中窥豹 C 、无中生有 D 、见异思迁 6、前人虽不知系统论，但已经不自觉地应用了系统理论。在以下例子里，未能很好地体现系统思想的是（B）。 A、都江堰水利工程B 、阿斯旺水坝C 、田忌赛马D 、丁谓修复皇宫7、下列不属于构成电饭锅系统 的条件是（D）。 A、电饭锅由锅盖、内锅、锅体和按键等部分组成 B 、电饭锅的各要素相互联系、相互作用
C、电饭锅的功能是各部件孤立状态下所没有的 D 、电饭锅整体设计安全美观
8、水是由氢和氧两种元素构成，但当你口渴需要喝水时，分别吸入氢气和氧气并不能为你解渴。这说明（C）。 A、至少要有两个或两个以上的要素才能构成系统 B、各要素（部分）之间相互联系、相互作用、按照一定的方式形成整体 C、系统是一个整体，是具有整体的特性功能、目标和作用的有机整体 D、系统包含子系统，它又是更大系统的子系统 9、2008 年冬青岛奥林匹克帆船中心首次采用海水源热泵空调系统取暖，该系统充分利用当地的海水作为热泵系统的冷热源，较普通空调系统节能减排近30%。这个事例说明了（B）。 A、该系统各要素之间相互独立，互不干扰 B、该系统的设计综合考虑当地资源的有效利用和环境保护 C、该系统的设计应主要考虑海水源这个局部要素，对全局可以不考虑 D、只要有充足的海水源，该系统就可以正常运行 10、系统的基本特性包括（C）。 A、整体性、先进性、相关性、目的性、动态性 B、整体性、可靠性、目的性、环境适应性、动态性 C、整体性、相关性、目的性、环境适应性、动态性 D、整体性、开放性、实用性、可靠性、动态性 11、在下列关于系统相关性的理解中，你认为正确的是（D） A、一个系统往往存在多个目标，这些目标还常常不一致，需要进行协调。 B、系统通常都是由若干部分组成的 C、系统包含子系统，它又是更大系统的子系统。 D、系统各组成元素之间、部分和整体之间不仅相互关联，相互作用，而且任何一个组成部分发生变化，都会影响其它部分和整体任务的完成 12、我国北斗卫星导航系统已进人运行阶段。从系统的角度分析，下列说法中不正确的是（A）。 A、北斗导航系前仅覆盖亚太地区，体现了系统的环境适应性 B、主控站、住人站、监测站和空间卫星相互影响，体现了系统的相关性 C、主控站、住人站、监测站和空间卫星共同构成了导航系统，体现了系统的整体性 D、系统具有定位、导航、授时、短报文通信功能，体现了系统的目的性 13、一堆沙子、钢筋、水泥等等材料散放在一起没什么意义，但是如果将它们按照一定的结构形式造成一座桥梁，就具有了交通的功能，这个案例说明系统最基本的特性是（C）。 A、目的性 B 、动态性C 、整体性D 、适应性 14、“丢卒保车” 、“一招不慎，全盘皆输”是我们日常生活中的常用语言，它主要反映了系统基本特性的（A）。 A、整体性 B 、相关性C 、动态性D 、目的性 15、环境适应性是系统的基本特性之一，下列实例中不能体现环境适应性的是（A）。 A、全自动洗衣机通过程序实现洗涤过程的自动化。 B、笔记本电脑可以根据环境光的强度来自动调节显示器的亮度。 C、自行车设置了可以根据路况和气候的变速器改变自行车的轮齿比。 D、人造卫星的太阳能电池板可以根据太阳的位置调整自己的角度。 16、从功能角度可以将自行车分为传动、控制、支撑等子系统。下列要素中属于传动子系统的是