Конспект урока на тему: Система и элементы системы
план-конспект урока по информатике и икт (10 класс)

Конспект урока на тему: Система и элементы системы.

Цели: сформировать у учащихся понятие «система», научить учащихся осуществлять системный анализ

Задачи урока:

Образовательная:

• Познакомить учащихся с понятиями: система, целостное функционирование системы, системный эффект.
• Научиться систематизировать объекты системы
• Научиться осуществлять системный анализ

Воспитательная:

• привить интерес к предмету
• воспитать информационную культуру
• воспитывать такие качества личности, как активность, самостоятельность и аккуратность в работе
• воспитывать у учащихся стремление к реализации себя в обществе

Развивающая:

• развитие познавательного интереса учащихся
• развитие логического мышления учащихся
• продолжить развитие таких познавательных процессов, как восприятие, внимание, память

Тип урока: урок сообщения новых знаний

Методы урока: объяснительно–иллюстративный

Этапы урока:

Организационный:

• проверка отсутствующих

Объяснение нового материала:

Система — это целостная совокупность взаимосвязанных элементов (компонентов), взаимодействующих друг с другом и с окружающей средой и имеющих общую цель функционирования. В этом определении указаны основные отличия системы от некоего множества («кучи») элементов, просто собранных в одном и том же месте:

• между элементами системы имеются существенные взаимосвязи, обусловленные определённым назначением каждого элемента в составе системы как единого целого;
• система имеет определённую структуру, т. е. её элементы взаимосвязаны согласно определённой схеме, обеспечивающей функционирование системы в целом;
• указанная совокупность взаимосвязанных элементов создана с определённой целью, выполнение которой обеспечивается функционированием системы.

Кроме того, объединение элементов в систему позволяет получить новые свойства, которыми не обладает ни один её элемент в отдельности и которые проявляются только при взаимодействии этих элементов. Данный факт называют системным эффектом.

Примером системы является электрический фонарик, собранный из батарейки, лампочки, выключателя и электрических проводов:

все элементы взаимосвязаны в соответствии с их назначением;

взаимосвязь указанных элементов выполнена в соответствии с определённой электрической схемой;

• имеется определённая цель, которой подчинено существование данной системы (включение/выключение освещения);
• вся система в целом (фонарик) обладает свойством создавать свет, которым не обладают её элементы в отдельности (например, лампочка не может излучать свет сама по себе, без источника электропитания).

Элемент системы в свою очередь тоже можно рассматривать как систему более низкого уровня. В этом случае подобный компонент системы называют её подсистемой. Точно так же любая система может быть элементом (подсистемой) какой-либо более сложной системы. Например, электрическая лампочка (элемент системы «электрический фонарик») является системой, состоящей из элементов «цоколь», «колба», «нить накаливания» ит. д., а сам фонарик может быть одним из компонентов более сложной системы — велосипеда (использован в качестве фары).

Существует достаточно много различных способов классификации систем. Их можно классифицировать по сферам реализации (социальные, биологические, механические, экономические, физические и т. д.), по степени сложности (в зависимости от количества составляющих системху элементов), по происхождению (естественные — природные и искусственные — созданные человеком) и т. д. В данном учебнике вопросы классификации систем подробно не рассматриваются.

Состояние и взаимодействие компонентов системы

Для любой системы можно определить её состояние — как бы мгновенный «фотоснимок» состояния всех её элементов, определяющий свойства системы в этот момент. При этом можно отдельно определить:

• внутреннее состояние (как множество значений свойств её элементов и взаимосвязей между ними),
• состояние входов системы (фактически — значения параметров окружающей среды, которые влияют на систему),

состояние выходов системы (значения параметров элементов системы, влияющих на окружающую среду).

Например, для электрического фонарика можно определить его текущее состояние как совокупность внутреннего состояния его элементов (скажем, насколько разражена его батарейка), состояния входа — нажата или не нажата кнопка выключателя и состояния выхода — горит или не горит лампочка.

Если система может с течением времени изменять свое состояние, то она (в отличие от неизменной — статической) называется динамической, а процесс изменения её состояний, определяемый взаимосвязями её элементов и определяющий функционирование системы, называют поведением системы.

Информационное взаимодействие в системе и вне её. Управление. Обратная связь

Система предполагает кроме физического (механического, электрического и т. п.) также информационное взаимодействие её компонентов как друг с другом, так и с внешней средой. При этом система может быть как объектом анализа, когда рассмотрению подлежит именно внутреннее взаимодействие её компонентов, так и «чёрным ящиком», когда всё внимание конструктора или исследователя сосредоточено только на взаимодействии системы в целом с окружающей средой. В последнем случае ключевыми характеристиками системы являются состояния её входов и выходов и поведение системы, выражающееся в изменении этих состояний.

Как уже было сказано, любая система предполагает наличие определённой цели, которой подчинено её существование и функционирование. Для достижения этой цели может быть необходимо внешнее управляющее воздействие на систему, вызывающее требуемое изменение её состояния или поведения.

Воздействие одной системы на другую, осуществляемое с определённой целью, называется управлением. Система, которая осуществляет такое воздействие, называется управляющей системой. Система, на которую направлено управляющее воздействие, называется управляемой системой или объектом управления.

Возможны различные стратегии управления системой. Разомкнутое управление (рис. 1.20) — односторонне направленное: воздействие на управляемую систему осуществляется по заранее выбранному алгоритму без учёта происходящих изменений состояния системы (т. е. предполагается, что система реагирует на управляющие воздействия однозначным, заранее предсказуемым образом).

Рис. 1.20

Замкнутое управление — воздействие на управляемую систему с контролем её состояния и поведения с возможной коррекцией управляющего воздействия. Подобный контроль состояния управляемой системы называют обратной связью (рис. 1.21).

Положительная обратная связь организована так, что любые происходящие в системе отклонения от некоторого исходного состояния приводят к ещё большему её отклонению от этого состояния. Обычно такая система является неустойчивой.

Отрицательная обратная связь, наоборот, приводит к уменьшению отклонения системы от исходного состояния. Чем больше система отклоняется от исходного состояния, тем управляющее воздействие сильнее стремится возвратить систему в исходное состояние. Системы с отрицательной обратной связью являются наиболее устойчивыми.

Примером системы с отрицательной обратной связью является обычный холодильник. Если температура, внутри него по каким- то, причинам повышается, срабатывает температурный датчик, включает компрессор и начинается дополнительное охлаждение.

Когда же температура окажется ниже заданной, то температурный датчик отключает компрессор, и температура в холодильнике снова повышается до нормативной.

Подведение итогов: выставление оценок.

 Домашнее задание: п.1.4