系统论、控制论和信息论PPT课件

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系统论,控制论,信息论

系统论,控制论,信息论

一般系统论

亚里斯多德早就说过“整体大于部分之和”。因此对系统的研究可以说从古代就已经开始了。作为现代系统论的基本思想最初产生于本世纪20年代初由奥地利生物学家贝朗塔菲提出的,只不过它一开始被作为"机体生物学",这是生物学中的有机论概念,强调生命现象是不能用机械论观点来揭示其规律的,而只能把它看作一个整体或系统来加以考察。1968年,贝朗塔菲发表了一般系统论的代表著作《一般系统理论――基础发展与应用》。现在系统思想形成了一股重要的思潮,日益发挥重大而深远的影响。

一、系统

1、系统的含义及其分类

系统论的内涵和外延理论界现在说法不一。人们现在把系统论作为介于哲学和具体科学之间的横断科学来对待。它被用作比具体学科更一般化的科学理论加以研究,但又不同于哲学。现代系统论具有可否证性、抽象性、数理性特点。贝塔朗菲把一般系统概念定义为"系统是处于一定相互关系中的与环境发生关系的各组成成分的总体"。或:

系统——由两个或两个以上的要素组成的具有整体功能和综合行为的统一集合体

钱学森把极其复杂的研究对象称为系统。

系统的属性:

⑴系统的整体性:即非加和性。系统不是各部分的简单组合,而有统一性,各组成部分或各层次的充分协调和连接,提高系统的有序性和整体的运行效果。例如:①钢筋混凝土结构的强度就大于钢筋、水泥、沙石的强度之和。②拿破仑说数量小时较多数法国人不敌少数马克留木人,数量大时较少法国人可以战胜较多数马克留木人③没有凡高弟弟凡高就出不了成果;没有赫歇尔妹妹则赫歇尔不能成为伟大的天文学家;没有阿贝尔的老师就没有阿贝尔;没有孟母就没有孟子;没有伽罗华之母就没有伽罗华④人们常说"三个臭皮匠等于一个诸葛亮"⑤反面例子如上网、吸毒、赌博等。⑥"三个和尚没水吃",其原因是他们的能量消耗在内耗上。

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是一个开放的、活的系统。任何开放的、活的系统都和周 围环境发生物质和能量的交换关系。
第一节 系统论及其相关理论
二、系统的特征
(一)整体性和相互依存性 一个系统就是一个独立的整体,其功能是“整体”大于其
各孤立部分。 问题:1、公交车上满满的一车人算不算一个系统?
2、坐在桌边讨论问题的一群人算不算一个系统?
第二章 系统理论
传播研究中最有代表性的基础理论是系统论。 系统论和它的两个相关理论:控制论和信息 论,为观察世界提供了广阔的视角。 系统论研究的是组织各部分之间的相关关系 控制论研究的是系统的控制和调节 信息论的重点在信号的测定和传递上。
这些领域的研究成果直接成为传播学理论的 重要基础。
第一节 系统论及其相关理论
Fra Baidu bibliotek一节 系统论及其相关理论
系统论的三个基本观点: (一)系统观点 系统是相互关联并组成一个整体的一组事物,系统是由四个因 素组成。 (1)客体 它是系统的部分、要素和变量,可能“具体”或 “抽象”或两者兼具。 (2)系统具有其属性。即系统和其客体所具有的性质和特征。 (3)系统中客体之间具有内在联系。 (4)系统具有一个环境。
第一节 系统论及其相关理论
(四)相互作用机制 一个有生命力的系统一定是开放的并与所生存的内外环境 发生相互作用,使每一层的系统之间、所属的不同层级系 统之间产生有序的良性互动。

系统论、控制论和信息论

系统论、控制论和信息论

1 + 1= 2 ; 1 + 1< 2 ; 1+1 > 2
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系统与要素关系
⑴整体的性质不一定是要素具备的。如 整体的性质不一定是要素具备的。 H2O的性质与H或O都不同。 的性质与H 都不同。 ⑵要素的性质影响整体。如一台机器中, 要素的性质影响整体。如一台机器中, 一个部件出错,机器就会不正常。 一个部件出错,机器就会不正常。 要素性质之间相互影响。 ⑶要素性质之间相互影响。改变要素间的 相互作用是改变系统性质的方法之一。 相互作用是改变系统性质的方法之一。
按系统的规模分:小型系统、中型系统、 按系统的规模分:小型系统、中型系统、 大型系统和巨型系统。 大型系统和巨型系统。 按学科领域分:自然系统、 按学科领域分:自然系统、社会系统和思 维系统。 维系统。 按状态划分:有静态系统和动态系统。 按状态划分:有静态系统和动态系统。还 有平衡系统、非平衡系统、近平衡系统、 有平衡系统、非平衡系统、近平衡系统、 远平衡系统等等。 远平衡系统等等。 还有:实体系统和抽象(概念)系统;宏观 还有:实体系统和抽象(概念)系统; 系统、微观系统。 系统、微观系统。
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2、系统基本特征
系统论认为,整体性、关联性, 系统论认为,整体性、关联性,等级 结构性、动态平衡性、时序性等是所有系 结构性、动态平衡性、时序性等是所有系 统的共同的基本特征。 统的共同的基本特征。 系统论显然把那些不具备这些属性的 集合体不看成系统。 集合体不看成系统。常常把一团散沙和系 统相对立。 统相对立。

系统论、控制论和信息论

系统论、控制论和信息论
行为——系统在外界环境作用(输入)下 所作的反应(输出)。
生物系统的目的性行为是指外界环境的改变 对生物体的刺激对生物系统来说就是一种信息 输入,生物体对这种刺激的反应对生物系统来 说就是信息的输出。推而广之,控制论认为任 何系统要保持或达到一定目标,就必须具有一 定的反馈行为。
第二十五页,共40页。
机器控制
第三十页,共40页。
控制量——受控对象
所谓受控对象是指在一个控制系统中被 控制的事物或生产过程,比如发电机的端电压,
火炮的角度和方向,锅炉气包温度等等。
在设计和分析一个控制系统时,了解控 制对象的特性是非常重要的。因为,如果对 象的特性不一样,其所需要的控制策略也会 大相径庭的,最终控制效果也大不相同。
信息论的创始人 是美贝尔电话研
究所的数学家申 农 (C.E.Shannon 1916——),
第三十三页,共40页。
一般通信系统模型
消息
消息+ 噪声
消息
信源 编码
译码 信宿
噪声
第三十四页,共40页。
信息的定义
就本体论意义而言,信息是标志事物存 在及其关系的属性。这样的描述难以将信 息定量化。
就认识论意义而言,信息是认识主体接收
第十六页,共40页。
系统工程
系统工程——是从整体出发合理开发、设计、 实施和运用系统科学的工程技术。

系统论控制论和信息论

系统论控制论和信息论
第11页,共41页。
结构与功能
⑴要素不变时,结构决定功能。如种类无数的有机物
几乎都主要是碳、氢、氧、氮组成。常常是组成结构 不同。又如电子元件不同的组合可以形成各种家电。 (反过来,结构相同,要素不同,功能不同)
⑵结构、要素都不同则可以有相同的功能。如人脑系 统和计算机系统在部分功能上相似。利用这一原 则,可以设计各种仿真系统。
相互作用的诸要素的复合体;
2、动态观点,即生命机体是一个能保持动态稳定的系统;
生命过程是生物体和环境的相互作用。活的东西的基本特征 是组织。处于积极的活动状态,
3、等级观念,即有机体是按等级组织起来的,生物系 统是分等级的,从活的分子到多细胞个体,再到超个 体的聚合体,可谓层次分明,等级 森严。
第5页,共41页。
第24页,共41页。
二、控制论
控制论是自动控
制、通讯技术、计算
机科学、数理逻辑、
神经生理学、统计力 学、行为科学等多种 科学技术相互渗透形
1948年美国数学家维纳出版了
《控制论》一书,标志着控制 论的正式诞生。控制论一词
成的一门横断性学科。Cybernetics,来自希腊语,愿
意为掌舵术,包含了调节、操
第33页,共41页。
控 制 论 应 用 | 导 弹技 术
第34页,共41页。
三、信息论
1948年申农发表的《通讯的 数学理论》一文,成为信息论 诞生的标志。申农为解决通讯 技术中的信息编码问题,把发 射信息和接收信息作为一个整 体的通讯过程来研究,提出发 通讯系统的一般模型;同时建 立了信息量的统计公式,奠定 了信息论的理论基础。

老三论与新三论

老三论与新三论

老三论与新三论

一、简介

系统论、控制论和信息论是本世纪四十年代先后创立并获得迅猛发展的三门系统理论的分支学科。虽然它们仅有半个世纪,但在系统科学领域中已是资深望重的元老,合称“老三论”。人们摘取了这三论的英文名字的第一个字母,把它们称之为SCI论。

耗散结构论、协同论、突变论是本世纪七十年代以来陆续确立并获得极快进展的三门系统理论的分支学科。它们虽然时间不长,却已是系统科学领域中年少有为的成员,故合称“新三论”,也称为DSC论。

二、“老三论”、“新三论”理论概述

1、系统论、控制论和信息论

系统论的创始人是美籍奥地利生物学家贝塔朗菲。系统论要求把事物当作一个整体或系统来研究,并用数学模型去描述和确定系统的结构和行为。所谓系统,即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的、具有特定功能的有机整体;而系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。贝塔朗菲旗帜鲜明地提出了系统观点、动态观点和等级观点。指出复杂事物功能远大于某组成因果链中各环节的简单总和,认为一切生命都处于积极运动状态,有机体作为一个系统能够保持动态稳定是系统向环境充分开放,获得物质、信息、能量交换的结果。系统论强调整体与局部、局部与局部、系统本身与外部环境之间互为依存、相互影响和制约的关系,具有目的性、动态性、有序性三大基本特征。

控制论是著名美国数学家维纳(Wiener N)同他的合作者自觉地适应近代科学技术中不同门类相互渗透与相互融合的发展趋势而创始的。它摆脱了牛顿经典力学和拉普拉斯机械决定论的束缚,使用新的统计理论研究系统运动状态、行为方式和变化趋势的各种可能性。控制论是研究系统的状态、功能、行为方式及变动趋势,控制系统的稳定,揭示不同系统的共同的控制规律,使系统按预定目标运行的技术科学。

系统论、控制论和信息论

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有序性、层次性和等级
高级的复杂的系统不仅是有序的,而且往往具 有复杂的层次结构和很高的目的性。一般系统论的 一个重要成果是把生物和生命现象的有序性和目的 性同系统的结构稳定性联系起来。行政系统分为科、 处、局、部、委…;军事系统分为排、连、营、团、 师、军…,表现出系统的层次性。根据系统层次的 有序程度和目的性程度可以划分不同的等级。一般 来说,结构层次复杂有序,目的性很强,则系统等 级就高。比如说人比动物等级高级,就在于人因获 取信息处理信息的能力比动物强了多,则人的目的 性远远比动物强。
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机械论的错误
贝塔朗菲认为机械论的观点主 要错误是:
1、简单相加的观点,即把有机体 分解为各 要素,并采用简单地相加来说明有机体 的属 性;
2、机械观点,即把生命现象简单地比 作机 器;
3、被动反映的观点,即把有机体看作 只有 受到刺激时才能反映。
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生物机体论
生物机体论主要观点:
1、系统 观点,即有机体都是一个系统,并把系统 定义为相互作用的诸要素的复合体;
要素——系统中原子系统即基本组成部分。
结构——是系统内部各要素之间相互联系和 相互作用的方式。它表现为各要素在时间和 空间上的组合形式。
功能——是系统在与外部环境相互联系和相 互作用过程中所具有的行为、能力和功效。 是系统对外的表现。
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2、系统基本特征

系统论,控制论,信息论

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系统论,控制论,信息论

一般系统论

亚里斯多德早就说过“整体大于部分之和”。因此对系统的研究可以说从古代就已经开始了。作为现代系统论的基本思想最初产生于本世纪20年代初由奥地利生物学家贝朗塔菲提出的,只不过它一开始被作为"机体生物学",这是生物学中的有机论概念,强调生命现象是不能用机械论观点来揭示其规律的,而只能把它看作一个整体或系统来加以考察。1968年,贝朗塔菲发表了一般系统论的代表著作《一般系统理论――基础发展与应用》。现在系统思想形成了一股重要的思潮,日益发挥重大而深远的影响。

一、系统

1、系统的含义及其分类

系统论的内涵和外延理论界现在说法不一。人们现在把系统论作为介于哲学和具体科学之间的横断科学来对待。它被用作比具体学科更一般化的科学理论加以研究,但又不同于哲学。现代系统论具有可否证性、抽象性、数理性特点。贝塔朗菲把一般系统概念定义为"系统是处于一定相互关系中的与环境发生关系的各组成成分的总体"。或:系统——由两个或两个以上的要素组成的具有整体功能和综合行为的统一集合体

钱学森把极其复杂的研究对象称为系统。

系统的属性:

⑴系统的整体性:即非加和性。系统不是各部分的简单组合,而有统一性,各组成部分或各层次的充分协调和连接,提高系统的有序性和整体的运行效果。例如:①钢筋混凝土结构的强度就大于钢筋、水泥、沙石的强度之和。②拿破仑说数量小时较多数法国人不敌少数马克留木人,数量大时较少法国人可以战胜较多数马克留木人③没有凡高弟弟凡高就出不了成果;没有赫歇尔妹妹则赫歇尔不能成为伟大的天文学家;没有阿贝尔的老师就没有阿贝尔;没有孟母就没有孟子;没有伽罗华之母就没有伽罗华④人们常说"三个臭皮匠等于一个诸葛亮

系统论、信息论,控制论

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第一章系统论产生的历史概况

第一节现代系统论的产生

一、什么是系统论

系统论是研究客观现实系统共同的特征、本质、原理和规律的科学。它所概括的思想、理论、方法,普遍地适用于物理、生物、技术和社会系统。系统论最明显的特征是具有新科学思想和方法论的意义,它主张从整体出发去研究系统与系统、系统与要素以及系统与环境之间的普遍联系。它从揭示系统的整体规律上,为解决现代科学技术、社会和经济等方面的复杂问题,提供了新的理论武器。系统论的思想渊源是辩证法,它强调从事物普通联系和发展变化中研究事物。现代系统论不仅从哲学角度提出了有关系统的基本思想而且通过科学的、精确的数学方法,定量地描述系统机制及其发展变化过程。所以,系统论的原理及方法具有普通的适用性。

二、系统论思想的产生过程

一般系统论创始人是美籍奥地利生物学家贝塔朗菲(L.V.Bertalanffy,1901--1972),系统论作为一门科学,产生于本世纪20--30年代。贝塔朗菲创立系统论是有—个历史过程的,他是生物学家,他的系统论思想的形成与当时的生物学界的学术争论以及他本人亲自参加这场讨论有关。

在生物学史上,一直存在着机械论与活力论之争。机械论在生物学中表现为一种简化论和机械决定论,他们用分析方法把生物简化为物理的和化学的问题,纯粹用物理的、机械的和化学的原因来说明一切生命的生理现象和心理过程,即一种原因产生一种结果,反之亦然。法国18世纪唯物论学者拉·梅特立是机械论最典型的代表人物之一。他的主要著作《人是机器》就是把人这种高级生物看成是一架机器,人就是出各种零件组成的机器。活力论则认为在生物体内部存在着一种特殊的“活力”,它支配着整个生命过程,活力论者断言:“在有机

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一般系统论

亚里斯多德早就说过“整体大于部分之和”。因此对系统的研究可以说从古代就已经开始了。作为现代系统论的基本思想最初产生于本世纪20年代初由奥地利生物学家贝朗塔菲提出的,只不过它一开始被作为"机体生物学",这是生物学中的有机论概念,强调生命现象是不能用机械论观点来揭示其规律的,而只能把它看作一个整体或系统来加以考察。1968年,贝朗塔菲发表了一般系统论的代表著作《一般系统理论――基础发展与应用》。现在系统思想形成了一股重要的思潮,日益发挥重大而深远的影响。

一、系统

1、系统的含义及其分类

系统论的内涵和外延理论界现在说法不一。人们现在把系统论作为介于哲学和具体科学之间的横断科学来对待。它被用作比具体学科更一般化的科学理论加以研究,但又不同于哲学。现代系统论具有可否证性、抽象性、数理性特点。贝塔朗菲把一般系统概念定义为"系统是处于一定相互关系中的与环境发生关系的各组成成分的总体"。或:

系统——由两个或两个以上的要素组成的具有整体功能和综合行为的统一集合体

钱学森把极其复杂的研究对象称为系统。

系统的属性:

⑴系统的整体性:即非加和性。系统不是各部分的简单组合,而有统一性,各组成部分或各层次的充分协调和连接,提高系统的有序性和整体的运行效果。例如:①钢筋混凝土结构的强度就大于钢筋、水泥、沙石的强度之和。②拿破仑说数量小时较多数法国人不敌少数马克留木人,数量大时较少法国人可以战胜较多数马克留木人③没有凡高弟弟凡高就出不了成果;没有赫歇尔妹妹则赫歇尔不能成为伟大的天文学家;没有阿贝尔的老师就没有阿贝尔;没有孟母就没有孟子;没有伽罗华之母就没有伽罗华④人们常说"三个臭皮匠等于一个诸葛亮"⑤反面例子如上网、吸毒、赌博等。⑥"三个和尚没水吃",其原因是他们的能量消耗在内耗上。

系统论,控制论,信息论

系统论,控制论,信息论

一般系统论

亚里斯多德早就说过“整体大于部分之和”。因此对系统的研究可以说从古代就已经开始了。作为现代系统论的基本思想最初产生于本世纪20年代初由奥地利生物学家贝朗塔菲提出的,只不过它一开始被作为"机体生物学",这是生物学中的有机论概念,强调生命现象是不能用机械论观点来揭示其规律的,而只能把它看作一个整体或系统来加以考察。1968年,贝朗塔菲发表了一般系统论的代表著作《一般系统理论――基础发展与应用》。现在系统思想形成了一股重要的思潮,日益发挥重大而深远的影响。

一、系统

1、系统的含义及其分类

系统论的内涵和外延理论界现在说法不一。人们现在把系统论作为介于哲学和具体科学之间的横断科学来对待。它被用作比具体学科更一般化的科学理论加以研究,但又不同于哲学。现代系统论具有可否证性、抽象性、数理性特点。贝塔朗菲把一般系统概念定义为"系统是处于一定相互关系中的与环境发生关系的各组成成分的总体"。或:

系统——由两个或两个以上的要素组成的具有整体功能和综合行为的统一集合体

钱学森把极其复杂的研究对象称为系统。

系统的属性:

⑴系统的整体性:即非加和性。系统不是各部分的简单组合,而有统一性,各组成部分或各层次的充分协调和连接,提高系统的有序性和整体的运行效果。例如:①钢筋混凝土结构的强度就大于钢筋、水泥、沙石的强度之和。②拿破仑说数量小时较多数法国人不敌少数马克留木人,数量大时较少法国人可以战胜较多数马克留木人③没有凡高弟弟凡高就出不了成果;没有赫歇尔妹妹则赫歇尔不能成为伟大的天文学家;没有阿贝尔的老师就没有阿贝尔;没有孟母就没有孟子;没有伽罗华之母就没有伽罗华④人们常说"三个臭皮匠等于一个诸葛亮"⑤反面例子如上网、吸毒、赌博等。⑥"三个和尚没水吃",其原因是他们的能量消耗在内耗上。

控制论、系统论、信息论

控制论、系统论、信息论

控制论、系统论、信息论

控制论

是研究动物(包括人类)和机器内部的控制与通信的一般规律的学科,着重于研究过程中的数学关系。综合研究各类系统的控制、信息交换、反馈调节的科学,是跨及人类工程学、控制工程学、通讯工程学、计算机工程学、一般生理学、神经生理学、心理学、数学、逻辑学、社会学等众多学科的交叉学科。

概述编辑

1834 年,著名的法国物理学家安培写了一篇论述科学哲理的文章,他进行科学分类时,把管理国家的科学称为“控制论”,他把希腊文译成法“Cybernetigue”。在这个意义下,“控制论”一词被编入19 世纪许多著名词典中。维纳发明“控制论”这个词正是受了安培等人的启发。

在控制论中,“控制”的定义是:为了“改善”某个或某些受控对象的功能或发展,需要获得并使用信息,以这种信息为基础而选出的、于该对象上的作用,就叫作控制。由此可见,控制的基础是信息,一切信息传递都是为了控制,进而任何控制又都有赖于信息反馈来实现。信息反馈是控制论的一个极其重要的概念。通俗地说,信息反馈就是指由控制系统把信息输送出去,又把其作用结果返送回来,并对信息的再输出发生影响,起到制约的作用,以达到预定的目的。

主要特征编辑

第一个特征

要有一个预定的稳定状态或平衡状态。例如在上述的速度控制系统中,速度的给定值就是预定的稳定状态。

第二个特征

从外部环境到系统内部有一种信息的传递。例如,在速度控制系统中,转速的变化引起的离心力的变化,就是一种从外部传递到系统内部的信息。

第三个特征

这种系统具有一种专门设计用来校正行动的装置。例如速度控制系统中通过调速器旋转杆张开的角度控制蒸汽机的进汽阀门升降装置。第四个特征

系统科学概论

系统科学概论

For personal use only in study and research; not for commercial use

系统论、控制论和信息论是本世纪四十年代先后创立并获得迅猛发展的三门系统理论的分支学科。虽然它们仅有半个世纪,但在系统科学领域中已是资深望重的元老,合称“老三论”。人们摘取了这三论的英文名字的第一个字母,把它们称之为SCI论。耗散结构论、协同论、突变论是本世纪七十年代以来陆续确立并获得极快进展的三门系统理论的分支学科。它们虽然时间不长,却已是系统科学领域中年少有为的成员,故合称“新三论”,也称为DSC论。

“老三论”、“新三论”理论概述

1、系统论、控制论和信息论

系统论的创始人是美籍奥地利生物学家贝塔朗菲。系统论要求把事物当作一个整体或系统来研究,并用数学模型去描述和确定系统的结构和行为。所谓系统,即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成的、具有特定功能的有机整体;而系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。贝塔朗菲旗帜鲜明地提出了系统观点、动态观点和等级观点。指出复杂事物功能远大于某组成因果链中各环节的简单总和,认为一切生命都处于积极运动状态,有机体作为一个系统能够保持动态稳定是系统向环境充分开放,获得物质、信息、能量交换的结果。系统论强调整体与局部、局部与局部、系统本身与外部环境之间互为依存、相互影响和制约的关系,具有目的性、动态性、有序性三大基本特征。

控制论是著名数学家维纳(Wiener N)同他的合作者自觉地适应近代科学技术中不同门类相互渗透与相互融合的发展趋势而创始的。它摆脱了牛顿经典力学和拉普拉斯机械决定论的束缚,使用新的统计理论研究系统运动状态、行为方式和变化趋势的各种可能性。控制论是研究系统的状态、功能、行为方式及变动趋势,控制系统的稳定,揭示不同系统的共同的控制规律,使系统按预定目标运行的技术科学。

系统论、信息论、控制论

系统论、信息论、控制论

霍尔三维结构分析
7. 制定计划有了决策就要付诸 实施,实施就要依靠严格的 有效的计划。
案例:以工厂为例,为实现 工厂的生产任务和发展 战 略目标,就要制定当年的生 产计划和未来的发展规划。 厂内还要按厂级、车间级和 班组级分别制定实施计划。 案例:一项大的开发项目, 涉及设计、开发、研究和施 工等 许多环节,每个环节 又涉及组织大量的人、财、 物。在系统工程申常用的计 划评审技术(PERT)和关键路 线路(CPM)在制定和实施计 划方面起了重要的作用。
霍尔三维结构分析
6. 决策"决策就是管理","决策就是决定",人类的决策管理活 动面临着被决策系统的日益庞大和日益复杂。 ① 决策有个人决策和团体决策、定性决策和定量决策、单目标决 策和多目标决策之分。战略决策是在更高层次上的决策。在系 统分析和系统综合的基础上,人们可 根据主观偏好、主观效 用和主观概率做决策。决策的本质反映了人的主观认识能力, 因此,就必然受到人的主观认识能力的限制。 ② 近年来人们日益重视决策支持系统,系统分析者将各种数据、 条件、模型和算法植入决策支持系统中,该系统甚至包含了有 推理演绎功能的知识库,使决策者在做出主观决策后,力图从 决策支持系统中尽快得到效果反应,以求得到主观判断和客观 效果的一致。决策支持系统在一定条件下起到决策科学化和合 理化的作用。但在真实的决策中,被决策对象往往包含许多不 确定因素和难以描述的现象。群决策有利于克服某些个人决策 中主观判断的失误,但群决策过程比较长。为了实现高效率的群 决策,在理论方法和应用软件开发方面,许多人做了大量工作。 如多人多目标决策理论、主从决策理论、协商谈判系统、冲突分 析等,有些应用软件已实用化。

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控制论
本世纪兴起了三大“横断科学”——控制论、信息论和系 统论,对现代科学发挥巨大作用,影响深刻。
一、控制论的涵义 控制论是关于动物(包括人类)和机器内部的控制和通讯的
一般规律的学科。它着重研究机器的自动控制或动物在自然界 中活动的信息传递、变换、处理的共性问题,研究其过程的数 学关系。而对过程内在的物理、化学和生物现象以及人类社会 的具体现象并不涉及。
工程学》一书,为系统工程学的诞生奠定了基础。 六十年代初,美国电气工程师学会在科学与电子部门设立
了系统科学委员会。 1965年,麦克霍尔编写了《系统工程手册》,使系统工程
学成为了一个比较完整的科学体系。 系统工程的实践也进展很快,特别是研制原子弹的曼哈顿
计划和登月的阿波罗计划,被人们公认是系统工程实践成功的 典范。
控制论
四、控制论的产生和发展的过程 1946年在纽约召开了一个包括心理学家、解剖学家、人类
学家、经济学家在内的学术讨论会,集中讨论反馈问题。维纳 总结了这些会议的思想和讨论的成果,把既是机器又是动物中 的控制和通讯理论的整个领域叫做“控制论”。
1948年,维纳出版了《控制论》一书,宣告控制论作为一 门独立学科正式诞生。
组成的、具有特定功能的有机整体。 我国战国时期秦国太守李冰父子主持修建的四川都江堰水
利工程,就是运用系统方法的典范,充分体现了把工程看作一 个整体统筹安排的系统思想。

系统科学理论控制论(共10张PPT)

系统科学理论控制论(共10张PPT)
一、培养学生自主学习的兴趣 课堂上充分利用多媒体教学,设计图案、问题、活动等。 教学信息量(u):根据时间计算教学内容; 这样学生可联系实际掌握课本内和课本以外的知识。 这样学生可联系实际掌握课本内和课本以外的知识。
学习的目的在于优化教学
根据教育控制论,为了较好地实现教学目标,首先需要考虑优 化教学的五个指标:
如何提高小学语文课堂教学效率(2)
我们在教学时就二应该、做到学: 生灵活获取知识的方法
教学信息量(u):根据时间计算教学内容;
在教学中要理论联系实际,有必要抽出时间来让学生 这样学生可联系实际掌握课本内和课本以外的知识。
鼓励他们多看一些好的与课文有关的课外书,多积累词汇、好句子、好的写作方法。
用它通于是过所 研 自有究身学教的科育体领系验回的域统和的中体归知普运会遍用,大识的信发科息现自运学反一方馈些然用法来现。控象,到制、和一让实调些节变他 际系化统。们生的行通活为,过中从而感去达到官,既定系再教学统把目标,从的理发生论。挥活想中象获力得,的把知学识到在 四、教学中要面课向全堂体学上生 表述出来。通过自身的体验和体会,发现一些现象、
如这何样提 学高生小可学联语系教文实课际育堂掌教握控学课制效本率内论(和课1)是本以以外的提知识高。 教学效率和教学质量为控制目标,以信息
控制论在教育领流域中为应主用所要形成传的理输论形称为式教育的控制系论统。 。它是研究教育系统中运用信息反馈来 因的此控, 制要。取得最控好的制教和学效调果,节就需系要统对教的学目行标、为教,学内从容、而教学达形到式、既教学定手段教、学教学目结构标、教的学理程序论以及。教学质量进行全面、系统
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1、系统 观点,即有机体都是一个系统,并把系统 定义为相互作用的诸要素的复合体;
2、动态观点,即生命机体是一个能保持动态稳定 的系统;生命过程是生物体和环境的相互作用。活 的东西的基本特征是组织。处于积极的活动状态,
3、等级观念,即有机体是按等级组织起来的,生 物系统是分等级的,从活的分子到多细胞个体,再 到超个体的聚合体,可谓层次分明,等级 森严。
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1、系统的基本概念
系统——有相互作用的元素的综合体。
要素——系统中原子系统即基本组成部分。
结构——是系统内部各要素之间相互联系和 相互作用的方式。它表现为各要素在时间和 空间上的组合形式。
功能——是系统在与外部环境相互联系和相
互作用过程中所具有的行为、能力和功效。
是系统对外的表现。
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自然系统——原始的系统都是自然系统,如天体、 海洋、生态系统等。又如呼唤系统、消化系统、循 环系统、免疫系统等。
人造系统——如人造卫星、海运船只、机械设备等。 又如:交通系统、商业系统、金融系统、工业系统、 农业系统、教育系统、经济系统、文艺系统、军事 系统、社会系统等等。
复合系统——既包含人造系统又包含自然系统。系
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2、系统基本特征
系统论认为,整体性、关联性,等级 结构性、动态平衡性、时序性等是所有系 统的共同的基本特征。
系统论显然把那些不具备这些属性的 集合体不看成系统。常常把一团散沙和系 统相对立。
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整体性和相关性
系统是由若干部分组成,各部分之间有机 的联系的复杂程度是系统的主要特征。构成 系统的各个部分可以具有不同的功能,但系 统的整体功能往往不是各部分功能的简单组 合。子系统相互关联越强,系统的整体功能 功能就越显示出与部分功能的组合不同。
统工程所研究的对象大多复合系统。
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按系统与环境的关系分:
开放系统:物质、能量和信息都有交换。有活力有 生命的系统如:商业系统、生产系统或生态系统, 都是开放系统。只有开放系统才有可能在环境发生 变化时,开放系统通过系统中要素与环境的交互作 用以及系统本身的调节作用,使系统达到某一稳定 状态。但并不是说开放系统都是进化的。
设定其功能的。
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结构与功能
⑴要素不变时,结构决定功能。如种类无数的 有机物几乎都主要是碳、氢、氧、氮组成。常 常是组成结构不同。又如电子元件不同的组合 可以形成各种家电。(反过来,结构相同,要 素不同,功能不同)
⑵结构、要素都不同则可以有相同的功能。如 人脑系统和计算机系统在部分功能上相似。利 用这一原则,可以设计各种仿真系统。
⑶同一结构可能有多种功能。如一付中药可能
有多种疗效。
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环境适应性
一个系统和包围该系统的环境之间通常
都有物质、能量和信息的交换,外界环境
的变化会引起系统特性的改变,相应地引
起系统内各部分相互关系和功能的变化。
为了保特和恢复系统原有特性,系统必须
具有对环境的适应能力,例如反馈系统、
自适应系统和自学习系统等。不同的系统
例 ①钢筋混凝土结构的强度就大于钢筋、水
泥、沙石的强度之和。
Hale Waihona Puke Baidu
②拿破仑说数量小时较多数法国人不敌少数马克 留木人,数量大时较少法国人可以战胜较多数马 克留木人。
③人们常说"三个臭皮匠等于一个诸葛亮"。
④上网游戏、吸毒、赌博等往往是哥儿们相互影 响上隐的。
⑤"三个和尚没水吃",其原因是他们的能量消耗
在内耗上。
封闭系统:没有物质的交换,但有能量和信息的交 换。如密闭罐中的物体。
适应环境的能力是不同的,但也不是非常
高级的系统才有适应能力。
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有序性、层次性和等级
高级的复杂的系统不仅是有序的,而且往往具
有复杂的层次结构和很高的目的性。一般系统论的
一个重要成果是把生物和生命现象的有序性和目的
性同系统的结构稳定性联系起来。行政系统分为科、
处、局、部、委…;军事系统分为排、连、营、团、
回目录
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1
问题
1、古代就有整体思维的思想,系统论 的提出有何意义? 2、有序、层次、等级有什么区别? 3、为什么负反馈是控制的核心? 4、信息与物质、能量有什么区别? 5、整体思维方法有哪些?
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2
一、系统论
亚里斯多德说过“整体大于部分之和”。 但作为现代系统论的基本思想最初产生于本 世 纪 20 年 代 初 由 奥 地 利 生 物 学 家 贝 朗 塔 菲 (L.Von.Bertalanffy)提出的,强调生命现象不能 用机械论观点,而只能把它看作一个整体或 系统来加以考察。1948年,贝朗塔菲发表了 《生命问题》该书标志着系统论的正式诞生。 1968年,他又发表了《一般系统理论——基 础发展与应用》。成为系统论的代表著作。
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机械论的错误
贝塔朗菲认为机械论的观点主 要错误是:
1、简单相加的观点,即把有机体 分解为各 要素,并采用简单地相加来说明有机体 的属 性;
2、机械观点,即把生命现象简单地比 作机 器;
3、被动反映的观点,即把有机体看作 只有
受到刺激时才能反映。
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生物机体论
生物机体论主要观点:
1 + 1= 2 ; 1 + 1< 2 ; 1+1 > 2
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系统与要素关系
⑴整体的性质不一定是要素具备的。如 H2O的性质与H或O都不同。
⑵要素的性质影响整体。如一台机器中, 一个部件出错,机器就会不正常。
⑶要素性质之间相互影响。改变要素间的 相互作用是改变系统性质的方法之一。
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师、军…,表现出系统的层次性。根据系统层次的
有序程度和目的性程度可以划分不同的等级。一般
来说,结构层次复杂有序,目的性很强,则系统等
级就高。比如说人比动物等级高级,就在于人因获
取信息处理信息的能力比动物强了多,则人的目的
性远远比动物强。
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系统划分
按组成要素的性质(按人类干预的情况)分:
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功能和目的性
大多数系统的活动或行为可以完成一定
的功能,但不一定所有系统都有目的,例如
太阳系或某些生物系统。一个水桶具有储水
的功能,但它没有思维,本身没有目的。动
物的行为有一定的目的性,但主要就是为了
笕食存活。人类具有思想,行为的目的性明
显增强。可见较为高级的系统才有目的性。
人造系统或复合系统都是根据系统的目的来
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