什么是系统：输入、处理、输出
基础系统由输入、处理和输出三部分组成：输入接收指令或能量，处理把它们转化，输出得出结果。机械、电气、电子、气动和电脑系统都可用同一方法分析。
- 系统是各部分互相配合达成特定功能的整体
- 输入–处理–输出是分析系统的基本框架
- 黑盒方法只看输入输出关系，暂不理会内部构造
文体小知识：科技知识说明文用输入–处理–输出等框架解释系统的运作，把复杂装置化繁为简，方便分析和学习。
§课文原文 Passage
1电风扇、升降机、冷气机、自动门，甚至学校的响钟，都是系统。系统是由多个部分组成、互相配合以达成特定功能的整体。只要功能明确，无论多复杂的装置都可以当作一个系统来分析。学会把日常装置看作系统，便能明白它们怎样运作，坏了也大致知道从哪里入手检查。
2分析系统最常用的方法是输入–处理–输出，又称黑盒方法。输入是加在系统上的指令、能量或资料；处理是系统内部把输入转化的过程；输出是系统最后得出的动作或结果。分析时先不理会内部构造，像对著一个黑盒，只比较两端的关系。举个例子：电水壶的输入是按掣和电能，处理是发热线把电能转为热能，输出是水被烧滚。
3系统按传递的能量和讯号，可分为机械、电气、电子、电脑和气动等形式。机械系统用杠杆、齿轮等机件传动，如单车；电气系统以电力和马达为主，如电风扇；电子系统处理微弱讯号，如收音机；电脑系统以数据运算为核心；气动系统用压缩空气推动，如巴士车门。许多产品是混合系统，例如升降机同时包含机械和电气部分。
4复杂的系统可以再分为一个个子系统，每个子系统各自有输入、处理和输出。有些系统还设有反馈：把输出的状况送回输入端，令系统自动调节。举个例子：冷气机的温度感应器把室温反馈给控制电路，室温降至设定值便停止制冷。学会分析输入、处理、输出和反馈，是设计和检修一切科技装置的共同基础。
1重点摘要 Summary
系统由输入、处理和输出三部分组成：输入接收指令或能量，处理把它们转化，输出得出结果。机械、电气、电子、气动和电脑系统都可用同一方法分析。
2生字卡 Vocabulary
由多个部分组成、互相配合达成特定功能的整体。
加在系统上的指令、能量或资料。
系统内部把输入转化为输出的过程。
系统得出的动作或结果。
只看输入与输出、暂不理会内部的分析方法。
把输出状况送回输入端以自动调节的讯息。
大系统内有独立功能的分部。
用机件传动力量和运动的系统。
以电力和马达为核心的系统。
用压缩空气推动的系统。
3逐步讲解 Steps
- 什么是系统系统是由多个部分组成、按一定方式互相配合，以达成特定功能的整体。判断一件装置是否系统，关键在于它有没有明确功能，以及各部分是否分工合作。家居和学校的系统随处可见。举个例子：电风扇要输出风力，升降机要输出载人上下，学校响钟要准时输出钟声；它们都由多个零件和电路组成，缺一不可。学会认出系统，是科技分析的起点。
- 输入–处理–输出模型分析系统的第一个框架是输入–处理–输出：输入是加在系统上的指令、能量或资料；处理是系统内部的转化过程；输出是得出的动作或结果。写分析时，先问使用者做了什么、系统最后做到什么，中间的转化就是处理。举个例子：按动电风扇的掣并通电是输入，马达把电能转为扇叶旋转是处理，送出凉风便是输出。三段关系清楚，系统便一目了然。
- 黑盒分析方法黑盒方法指暂时不理会系统内部构造，把系统当成一个密封的黑盒，只研究输入和输出的关系。这个方法令复杂装置的分析变得可行：先确定两端，再逐步推测内部。举个例子：一部坏了的搅拌机，先用黑盒方法测试——通电按掣后刀片转不转？若马达有声而刀片不动，问题就锁定在连接部分；这样不用拆开机身，也能缩小检查范围，是工程师常用的思路。
- 五种系统形式系统按传递的能量与讯号分为多种形式：机械系统以杠杆、齿轮、弹簧等机件传动；电气系统以电力驱动马达和开关；电子系统处理微弱电子讯号；电脑系统以数据和程式运算；气动系统用压缩空气推动汽缸。举个例子：单车是机械系统，电风扇是电气系统，收音机是电子系统，智能手带的计步功能属电脑系统，巴士车门靠气压开关是气动系统。许多现代产品是混合系统，兼有数种形式。
- 家居与学校的系统例子用输入–处理–输出分析身边装置，可以练得又快又准。洗衣机：输入是选择程序和按启动，处理是马达、水阀和发热线按程序注水、洗涤、过水，输出是干净衣物。学校响钟：输入是到达预设时间的讯号，处理是控制电路比对时间，输出是铃声响起。举个例子：自动门的输入是感应器探测到有人走近，处理是控制器发出指令，输出是门滑开，方便双手拿著东西的师生。
- 子系统初步大系统往往由多个子系统组成，每个子系统有自己的输入、处理和输出，上一个子系统的输出可以成为下一个的输入。把大系统拆成子系统，问题便容易逐个击破。举个例子：升降机可分为门控子系统、升降子系统和控制子系统；按楼层按钮是门控的输入，钢缆马达转动是升降子系统的处理，到站开门是输出。哪一环出错，就集中检查哪一个子系统。
- 反馈与自动调节有些系统会把输出的状况送回输入端，自动修正运作，这就是反馈。有反馈的系统能按环境变化自行调节，无须人手不停干预。举个例子：冷气机的感应器不停把室温反馈给控制电路，室温高于设定值便制冷，降到设定值便暂停，于是房间保持清凉又不浪费电。学懂辨认输入、处理、输出和反馈，将来学习闭环控制系统和设计自动化装置便水到渠成。
4图解 Diagrams
5例题示范 Example
例题：试用黑盒图分析一部家用电风扇，写出它的输入、处理和输出，并指出哪部分属于电气处理。
- 输入 → 使用者按动开关选择风速档，市电供应电能
- 处理 → 控制电路按档次调节电流，马达把电能转为旋转运动，带动扇叶
- 输出 → 扇叶旋转推动空气，送出凉风
- 分类 → 马达与控制电路把电能转化，属电气处理；扇叶拨风属机械动作
- 答案：电风扇的输入是使用者的指令（按掣选风速）和电能；处理由控制电路与马达完成，把电能转化为扇叶的旋转运动，速度按档次调节；输出是扇叶推动空气形成的凉风。其中把电能转为转动的部分属电气处理，扇叶拨动空气则是机械动作，说明电风扇其实是一个电气加机械的混合系统。用同一框架还可以分析冷气机、搅拌机等家居电器。
6常见错误 Mistakes
75 题快测 Quick check
Q1系统分析的三个基本环节是什么？
Q2电水壶烧水的处理环节是什么？
Q3巴士车门以压缩空气开关，属于哪类系统？
Q4什么是反馈？试举一个有反馈的家居系统。
Q5把大系统拆成子系统有什么好处？
8重点回顾 Recap
- 系统是各部分互相配合达成特定功能的整体
- 输入–处理–输出是分析系统的基本框架
- 黑盒方法只看输入输出关系，暂不理会内部构造
- 系统形式包括机械、电气、电子、电脑和气动
- 反馈令系统按环境变化自动调节；大系统可拆成子系统分析