什麼是系統：輸入、處理、輸出
基礎系統由輸入、處理和輸出三部分組成：輸入接收指令或能量，處理把它們轉化，輸出得出結果。機械、電氣、電子、氣動和電腦系統都可用同一方法分析。
- 系統是各部分互相配合達成特定功能的整體
- 輸入–處理–輸出是分析系統的基本框架
- 黑盒方法只看輸入輸出關係，暫不理會內部構造
文體小知識：科技知識說明文用輸入–處理–輸出等框架解釋系統的運作，把複雜裝置化繁為簡，方便分析和學習。
§課文原文 Passage
1電風扇、升降機、冷氣機、自動門，甚至學校的響鐘，都是系統。系統是由多個部分組成、互相配合以達成特定功能的整體。只要功能明確，無論多複雜的裝置都可以當作一個系統來分析。學會把日常裝置看作系統，便能明白它們怎樣運作，壞了也大致知道從哪裏入手檢查。
2分析系統最常用的方法是輸入–處理–輸出，又稱黑盒方法。輸入是加在系統上的指令、能量或資料；處理是系統內部把輸入轉化的過程；輸出是系統最後得出的動作或結果。分析時先不理會內部構造，像對著一個黑盒，只比較兩端的關係。舉個例子：電水壺的輸入是按掣和電能，處理是發熱線把電能轉為熱能，輸出是水被燒滾。
3系統按傳遞的能量和訊號，可分為機械、電氣、電子、電腦和氣動等形式。機械系統用槓桿、齒輪等機件傳動，如單車；電氣系統以電力和馬達為主，如電風扇；電子系統處理微弱訊號，如收音機；電腦系統以數據運算為核心；氣動系統用壓縮空氣推動，如巴士車門。許多產品是混合系統，例如升降機同時包含機械和電氣部分。
4複雜的系統可以再分為一個個子系統，每個子系統各自有輸入、處理和輸出。有些系統還設有反饋：把輸出的狀況送回輸入端，令系統自動調節。舉個例子：冷氣機的溫度感應器把室溫反饋給控制電路，室溫降至設定值便停止製冷。學會分析輸入、處理、輸出和反饋，是設計和檢修一切科技裝置的共同基礎。
1重點摘要 Summary
系統由輸入、處理和輸出三部分組成：輸入接收指令或能量，處理把它們轉化，輸出得出結果。機械、電氣、電子、氣動和電腦系統都可用同一方法分析。
2生字卡 Vocabulary
由多個部分組成、互相配合達成特定功能的整體。
加在系統上的指令、能量或資料。
系統內部把輸入轉化為輸出的過程。
系統得出的動作或結果。
只看輸入與輸出、暫不理會內部的分析方法。
把輸出狀況送回輸入端以自動調節的訊息。
大系統內有獨立功能的分部。
用機件傳動力量和運動的系統。
以電力和馬達為核心的系統。
用壓縮空氣推動的系統。
3逐步講解 Steps
- 什麼是系統系統是由多個部分組成、按一定方式互相配合，以達成特定功能的整體。判斷一件裝置是否系統，關鍵在於它有沒有明確功能，以及各部分是否分工合作。家居和學校的系統隨處可見。舉個例子：電風扇要輸出風力，升降機要輸出載人上下，學校響鐘要準時輸出鐘聲；它們都由多個零件和電路組成，缺一不可。學會認出系統，是科技分析的起點。
- 輸入–處理–輸出模型分析系統的第一個框架是輸入–處理–輸出：輸入是加在系統上的指令、能量或資料；處理是系統內部的轉化過程；輸出是得出的動作或結果。寫分析時，先問使用者做了什麼、系統最後做到什麼，中間的轉化就是處理。舉個例子：按動電風扇的掣並通電是輸入，馬達把電能轉為扇葉旋轉是處理，送出涼風便是輸出。三段關係清楚，系統便一目了然。
- 黑盒分析方法黑盒方法指暫時不理會系統內部構造，把系統當成一個密封的黑盒，只研究輸入和輸出的關係。這個方法令複雜裝置的分析變得可行：先確定兩端，再逐步推測內部。舉個例子：一部壞了的攪拌機，先用黑盒方法測試——通電按掣後刀片轉不轉？若馬達有聲而刀片不動，問題就鎖定在連接部分；這樣不用拆開機身，也能縮小檢查範圍，是工程師常用的思路。
- 五種系統形式系統按傳遞的能量與訊號分為多種形式：機械系統以槓桿、齒輪、彈簧等機件傳動；電氣系統以電力驅動馬達和開關；電子系統處理微弱電子訊號；電腦系統以數據和程式運算；氣動系統用壓縮空氣推動汽缸。舉個例子：單車是機械系統，電風扇是電氣系統，收音機是電子系統，智能手帶的計步功能屬電腦系統，巴士車門靠氣壓開關是氣動系統。許多現代產品是混合系統，兼有數種形式。
- 家居與學校的系統例子用輸入–處理–輸出分析身邊裝置，可以練得又快又準。洗衣機：輸入是選擇程序和按啟動，處理是馬達、水閥和發熱線按程序注水、洗滌、過水，輸出是乾淨衣物。學校響鐘：輸入是到達預設時間的訊號，處理是控制電路比對時間，輸出是鈴聲響起。舉個例子：自動門的輸入是感應器探測到有人走近，處理是控制器發出指令，輸出是門滑開，方便雙手拿著東西的師生。
- 子系統初步大系統往往由多個子系統組成，每個子系統有自己的輸入、處理和輸出，上一個子系統的輸出可以成為下一個的輸入。把大系統拆成子系統，問題便容易逐個擊破。舉個例子：升降機可分為門控子系統、升降子系統和控制子系統；按樓層按鈕是門控的輸入，鋼纜馬達轉動是升降子系統的處理，到站開門是輸出。哪一環出錯，就集中檢查哪一個子系統。
- 反饋與自動調節有些系統會把輸出的狀況送回輸入端，自動修正運作，這就是反饋。有反饋的系統能按環境變化自行調節，無須人手不停干預。舉個例子：冷氣機的感應器不停把室溫反饋給控制電路，室溫高於設定值便製冷，降到設定值便暫停，於是房間保持清涼又不浪費電。學懂辨認輸入、處理、輸出和反饋，將來學習閉環控制系統和設計自動化裝置便水到渠成。
4圖解 Diagrams
5例題示範 Example
例題：試用黑盒圖分析一部家用電風扇，寫出它的輸入、處理和輸出，並指出哪部分屬於電氣處理。
- 輸入 → 使用者按動開關選擇風速檔，市電供應電能
- 處理 → 控制電路按檔次調節電流，馬達把電能轉為旋轉運動，帶動扇葉
- 輸出 → 扇葉旋轉推動空氣，送出涼風
- 分類 → 馬達與控制電路把電能轉化，屬電氣處理；扇葉撥風屬機械動作
- 答案：電風扇的輸入是使用者的指令（按掣選風速）和電能；處理由控制電路與馬達完成，把電能轉化為扇葉的旋轉運動，速度按檔次調節；輸出是扇葉推動空氣形成的涼風。其中把電能轉為轉動的部分屬電氣處理，扇葉撥動空氣則是機械動作，說明電風扇其實是一個電氣加機械的混合系統。用同一框架還可以分析冷氣機、攪拌機等家居電器。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1系統分析的三個基本環節是什麼？
Q2電水壺燒水的處理環節是什麼？
Q3巴士車門以壓縮空氣開關，屬於哪類系統？
Q4什麼是反饋？試舉一個有反饋的家居系統。
Q5把大系統拆成子系統有什麼好處？
8重點回顧 Recap
- 系統是各部分互相配合達成特定功能的整體
- 輸入–處理–輸出是分析系統的基本框架
- 黑盒方法只看輸入輸出關係，暫不理會內部構造
- 系統形式包括機械、電氣、電子、電腦和氣動
- 反饋令系統按環境變化自動調節；大系統可拆成子系統分析