系统科学概论
系统科学概论
– Level – Rate
基本思想：
– 流分析 – 基于差分方程
特点：反馈环, 非线性关系,延迟,宏观趋势
现代系统科学的主要流派（二）
混沌学派（Feigenbaum) 基本概念：
– Chaos (物理系统的状态) – Fractal (数学工具)
– 对于形而上学的批评
参考书：
– 《自然辩证法》，《反杜林论定性系统可能产生随机的结果, – 三体问题。
现代的系统思想的提出（2）
吉布斯：
– 偶然性的宇宙观
参考书：
– 《人有人的用处》
现代的系统思想的提出（3）
维纳，香农
– 信息、 – 控制、 – 反馈。
2000-8会议的内容
中方论文: 蒋正华:“中国的可持续发展模型” “中国股票市场的概念模型” 戴汝为:“手写汉字识别的模型” 郝伯林:“细菌基因的计算复杂性” 杨振中:“石油渗透过程的模拟”
2000-8会议的内容
中方论文: 陈禹:“基于主体的微观经济模型” 方美琪: “SWARM平台的应用和汉化”
以工程系统为主的阶段；
以热力学系统为主的阶段；
以生物和社会系统为主的阶段。
以工程系统为主的阶段
代表人物：维纳，冯.诺意曼 背景：机器 主要思想：信息和反馈 主要工具：早期的控制论和运筹学 管理模式：集中控制 系统元素：死的，被动的，没有自身利 益和目标的对象。
以热力学系统为主的阶段
代表人物：普里高津,哈肯 背景：热力学系统，激光等 主要思想：涨落，自组织 主要工具：概率统计方法 管理模式：间接控制，场，环境 系统元素：具有随机的运动方式，其本 身仍然是无意识的，死的。
系统科学PPT课件
5）系统方法的应用：即将系统科学的思想和方法应用到各 个具体领域中去 。
60年代以后关于非平衡系统自组织理论的产生和发展，
丰富了一般系统理论。系统科学具有重要的方法论意义，
它促进了现代科学的整体化趋势。
12
系统科学的内容：
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4）制造技术与机床 - MANUFACTURING TECHNOLOGY & MACHINE TOOL（月刊 1985年创刊）。主办单位：北京机床研究所，中国机械 工程学会
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五、参考书籍（杂志2）
5）控制理论与应用 - CONTROL THEORY & APPLICATIONS（双月 刊）。主办单位：华南理工大学，中国科学院系统科学研究所
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一、系统的概念
1、系统（System）定义 是由相互作用、相互依存要素（部分）组成
的、具有特定功能的有机整体。
或者说： 系统是具有特定功能的、相互间具有有机 联系的许多要素所构成的一个整体。
“系统”在于“系”，就是组成系统的各要素之间的联系； 其次在于‘统”，要素之间联系成为一个统一的有机整体。
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系统的其它定义
1、韦氏大辞典：有组织的或被组织化的整体；结合着的整 体所形成的各种概念和原理的综合；由有规则的相互作用， 相互依存的形式组成的诸要素集合等等。
2、日本工业标准(JIS) ：许多组成要素保持有机的秩序， 向同一目标行动的东西。
3、贝塔朗菲：相互作用的诸要素的综合体。 4、美国学者阿柯夫教授：系统是由两个或两个以上相互联
三、系统科学的层次结构
我国著名科学家钱学森，从50年代初开始从事系 统工程的研究，积累了丰富的经验，构想了系统 科学的完整体系。他从自然科学“三阶梯结构” 中受到启发，设想系统科学既然是与自然科学属 于同一等次的科学部门，不会只有“系统工程” 这一级阶梯，也应有三级阶梯。而当时系统工程 是一级阶梯，还有它的理论“运筹学”是一级阶 梯，比起自然科学来缺一个台阶。于是1980年提 出了系统科学的第三个阶梯——系统学；又设想 在系统学之上还有个更高阶梯“系统观”——系 统科学体系最后完成了它的“四阶梯”建构。
系统科学概论分解
池塘生态系统
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通神明之德
类万物之情
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生态农业系统
2018/10/26
通神明之德
类万物之情
18
2018/10/26
通神明之德
类万物之情
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电信行业生态系统
2018/10/26
通神明之德
类万物之情
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跨国公司集聚生物圈
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谭璐、姜璐：《系统科学导论》，北京师范大学 出版社，2009。 常绍舜：《系统科学方法概论》，中国政法大学 出版社，2004。 杨博文：《社会系统工程概论》，石油工业出版 社，2008。 汪应洛：《系统工程》，机械工业出版社，2008。 许国志：《系统科学》，上海科技教育出版社， 2000。
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通神明之德
类万物之情
4
第一讲
系统的概念
1．引例 2. 系统是什么 3. 系统的特征与类型 4. 系统同形性举例 5. 啤酒游戏
2018/1பைடு நூலகம்/26
通神明之德
类万物之情
5
1．引例
青蛙与睡莲
一群青蛙幸福地生活在一个大池塘的一角，池塘的另一边 是一片睡莲。 一天，池塘里面流进了一些刺激睡莲生长的化学污染物， 它们可以让睡莲每24小时增 长一倍。 如果睡莲可以在50天内覆盖整个池塘，而青蛙有一种阻止 睡莲生长的方法，但是需要花10天时间来将这个方法付诸实 施。 那么，什么时候池塘会被覆盖一半？在池塘被睡莲覆盖的 面积达到多少时，青蛙才有可能采取行动去挽救它们自己？ 启示：为什么我们总是不能正确判断局势？
通神明之德
类万物之情
系统科学概论
系统科学概论1. 引言系统科学是一门研究复杂系统的学科，它涉及多个学科领域，包括数学、物理、生物学、社会学等。
本文将介绍系统科学的定义、基本原理和应用领域，并探讨其在解决现实世界问题中的重要性。
2. 定义与基本原理2.1 定义系统科学是一种研究和描述事物相互作用关系的综合性方法论。
它通过抽象建模和分析来理解和解释现实世界中的复杂现象和问题。
2.2 基本原理系统科学有以下几个基本原理：2.2.1 综合性原理综合性原理是指将事物看作一个整体，而不仅仅是其组成部分的简单叠加。
系统科学强调整体性思维，通过研究事物之间的相互关系来揭示其内在规律。
2.2.2 动态性原理动态性原理是指事物在时间上的演化和变化。
系统科学认为事物并非静止不变的，而是处于不断变化和发展之中。
因此，研究事物的动态性对于理解其本质和规律至关重要。
2.2.3 多样性原理多样性原理是指事物具有多种形式和表现。
系统科学研究的对象包括自然界、社会系统以及人类思维等各个领域，这些领域都具有不同的特点和规律。
2.2.4 反馈原理反馈原理是指事物之间存在相互影响和相互作用的关系。
系统科学通过研究反馈机制来揭示事物之间的相互依赖和相互调节关系。
3. 应用领域系统科学在各个领域都有广泛的应用，下面介绍其中几个重要的应用领域：3.1 管理与决策系统科学在管理与决策中起到重要作用。
通过建立模型和分析数据，可以帮助管理者更好地了解组织内部运作，并做出合理决策。
3.2 生态与环境生态与环境是系统科学研究的重要领域之一。
通过建立生态模型和环境监测，可以预测生态系统变化趋势，并提出相应的保护措施。
3.3 社会与经济系统科学在社会与经济领域应用广泛。
通过建立社会经济模型，可以研究人口变动、经济增长等问题，并提出政策建议。
3.4 生物与医学生物与医学是系统科学的重要研究领域之一。
通过建立生物模型和医学数据分析，可以揭示生物系统的内在规律，并为医学诊断和治疗提供支持。
4. 系统科学的重要性系统科学具有以下几个重要性：4.1 综合性思维系统科学强调整体性思维，能够帮助人们从更宏观的角度看待问题，避免过分关注局部细节而忽视整体影响。
系统科学概论(课件整理)
在闭环控制系统中, 对系统输出量不断地进行测量并反馈到系统的输入端，与输入量进行比较产生偏差信号，按偏差实现控制。
闭环控制又称为反馈控制；闭环控制系统并不直接测量干扰来实施控制，而是根据干扰引起的偏差信息来实施控制，它对干扰处理的方式是通过偏差信息间接的获得的，是一种后处理的方式。
优点：适应面广控制原理简单，易于把握既能应付有规律的干扰，也能应付无规律的干扰缺点：不能防患于未然组合控制系统由预处理开环控制系统和闭环控制系统组合而成（补小图）2>根据控制目的分类第三节基本控制方式一、反馈控制1、反馈控制的定义及其结构定义：反馈控制就是用反馈的方法使被控量的值和目标值进行比较，然后根据比较的结果对输入值进行修正以达到被控量和目标值一致的控制目的。
由定义可以看出反馈控制中的反馈实际上是负反馈，通常我们把负反馈简称反馈。
结构：从以上分析可以看出，反馈控制系统为了实现反馈控制，需要有几个部分组成，下图表达了一个完整的控制系统的主要构成元件和信息传递的方块图。
(自己画图)对于一个具体的系统而言，这些元件未必都是完全的，而且各个组成部分的划分也不是十分明确的。
2、反馈控制的局限性反馈控制的优点：只依据施控结果与给定目标的偏差信息来进行调节和控制，而不必事先考察可能出现的干扰因素和测量干扰的大小、强弱，从而给控制带来了很大的方便。
局限性：1>反馈过时一方面是指检测装置没有及时的检测出被控量值的变化信息并及时传递造成调节和控制过时；另一方面是控制器没有及时地依据偏差信息来实施调节和控制，从而造成的系统沿其偏差方向运行一段时间，增大偏差，降低系统稳定性。
反馈过时所造成的后果——积重难返。
与其相对应的是反馈及时，就是一旦被控量偏离目标被反馈装置及时检测出来并及时传递给控制器，控制器则及时地处理此信息并利用它及时地加以调节和控制。
2〉正反馈效应负反馈效应的获得取决于施控主体对偏差的性质和方向的判断的准确与否，调节措施得当与否。
系统科学概论
启示：为什么我们总对危险茫然不知？
2021/4/21
通神明之德 类万物之情
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➢ 小学生的数学题
有“5，5，5，1”四个数，请让他加减乘除等于 24，要求每个数都要使用，但只能用一次。
启示：如何“搭配”原来如此神奇！
2021/4/21
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➢聪明的一休智斗大力士
有一个大力士，常常欺负老百姓。一休知道 后，决定要跟他比力气。
例：CAU管理机关
2021/4/21
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➢ 系统实例
热 带 雨 林 食 物 链
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池塘生态系统
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通神明之德 类万物之情
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生态农业系统
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通神明之德 类万物之情
2021/4/21
通神明之德 类万物之情
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➢供应链牛鞭效应
一个小幅的扰动，透过整个系统的加乘作用，竟使订购量 都大幅增加，然后再陡然下降。而且愈往上游愈放大。
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通神明之德 类万物之情
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➢实例
• 1989年美三大汽车商通生产的汽车远高于销 售量，经销商库存不断累积，造成大幅度裁员。
春 春夏间
冬 夏 冬春间 秋
特性 健 顺 动 入 陷 附 止 悦
家人 父 母
• 整个国家的经济也常经历所称“存货加速器理 论”的商业景气循环。
• 房地产业抢购的盛况以及随后严重的滞销。 • 各种服务业也常发生这种类似波动。
2021/4/21
系统科学概论
系统科学简介陈忠上海交通大学管理学院 管理科学与工程系 教授, 教授,博士生导师本讲内容引言、 引言、为什么要学系统科学？ 为什么要学系统科学？ 一、科学与科学精神 二、系统的概念与定义 三、系统科学的理论体系 四、系统科学的起源与发展引言： 引言：为什么要学系统科学了解一门有趣， 了解一门有趣，有用， 有用，有启迪的现代 科学； 科学； 接受一次科学思想与精神的熏陶 学会一些思考问题， 学会一些思考问题，解决问题的思路 与方法学习系统科学的意义系统科学是现代科学的重要组成部分，和典型代表，学习 它不仅能丰富我们的知识，更能提升我们的思想素质 和工作能力， 和工作能力，帮助我们看问题： 1、站得更高（会当临绝顶，一览众山小） 2、看得更远（不仅现在而且未来） 3、更全面（不仅局部而且整体） 4、更深入（不仅表面而且内层）， 5、更细致，更定量 6、更实用，更高效。
一、科学与科学精神人们到处在谈论和宣扬科学，运用科学的成 果，提倡科学精神，和科学发展观，但是，现 在的情况不容乐观： 打着科学的旗号干着各种各样的坏事，公众的 科学水平已下降到一个“新低” 科学被片面理解和解释，失去了本来的意义和 价值 科学精神被歪曲阉割，五四的口号变味 需要一个新的“科学启蒙运动”科学探索是人类的生活方式科学研究不是“科学家的专利”，而是人 类的本性。
科学起源于人类的探究本能 科学探索与生产实践是密不可分的两个 环节，在社会活动中到处都有探索的成 分 科学活动是人类的生活方式科学是什么？科学是一种工具？是各门学科的知识体系?(格 致，学科) 科学是人类探索未知世界的社会活动 科学是一种有目的、有计划的理性的社会活动 科学以认识客观未知世界，发现新的现象与规律 为目的（求真），科学的“可证伪”性 科学文化的重要组成部分，其成果以论文、专著 等形式表达的理论、原则、程序 科学家通常属于一个或多个流派，社团科学精神：追求与捍卫科学精神是一种文化素养 1、求真精神； 2、创新精神； 3、平等，民主精神； 4、自由探索的精神 5、怀疑一切的精神 6、献身精神当代科学的新特点面对更加复杂，不确定性的问题 更加注重思维方法和方法论的创新 更加强调人，特别是人的智能和悟性； 更加提倡合作共赢，遵守科学研究的社 会道德规范 更加关注科学的社会功能与价值，提升 人类幸福与社会进步创新与科学创新“前无古人”，但并非所有看起来是新的 东西都是创新的结果 后有来者 有科学依据和基本 增加社会福利二、系统与系统科学系统是具有整体性的事物，系统科学是关 于事物整体及其环境的科学。
1系统科学概述
系统科学还很年轻，人们至今仍很难于把握其学科特性， 相关的理论与观点依然是见仁见智、真知灼见与似是而非的观 点并存，其研究有待进一步深入。
2．系统科学的对象与特点
由于对事物的观察角度、思考方法的差异，形成了新 的知识体系和不同于传统意义上的学科分类方法，即不同 的学科门类。 系统科学的研究对象，并不是客观世界中所存在的某 种或者某一类具体事物，而是对各种事物观察和思考方法 的探讨及其结果，其中的观点和结论对人们，具有普遍的 指导意义。
演化： 演化： 系统的结构、状态、特性、行为、 系统的结构、状态、特性、行为、功能等随着时间的推移而发生
的变化 系统的普遍特性
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动力学状态： 描述系统所必需的最小一组变量，只要知 动力学状态： 描述系统所必需的最小一组变量， 时的输入， 道了 t = t 时的这组变量和 t ≥ t 时的输入，
0 0
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序
描述系统各元素之间关系状况
例： 无任何结构构造时： 无任何结构构造时：无序 一盒黄沙 用其构造河流、道路等模型时： 用其构造河流、道路等模型时：有序
扩散过程中：呈现一定构造， 一滴墨汁 扩散过程中：呈现一定构造，有序 滴入水中 最终达到完全均匀：无序 最终达到完全均匀：
从熵的角度看，系统总是自发的向着熵增大的方向、即无序的方向发展； 从熵的角度看，系统总是自发的向着熵增大的方向、即无序的方向发展；要从 无序走向有序，必须从外界输入负熵。 无序走向有序，必须从外界输入负熵。 如：铁矿石被磁化前，它的各磁畴磁极呈杂乱无章的状态，即无序； 铁矿石被磁化前，它的各磁畴磁极呈杂乱无章的状态，即无序； 一旦输入负熵，使之磁化后，各磁畴按磁性有规律的排列，即有序 一旦输入负熵，使之磁化后，各磁畴按磁性有规律的排列，
独家原创-剖析系统科学概论研究论文(全文)
独家原创:剖析系统科学概论研究论文引言：本文主要是剖析系统科学，通过对系统科学的定义---历程—内容----方法---原则----目的-----研究方向----成果来对系统科学做了一个概论。
系统科学是对系统的存在方式和运动变化规律的正确反映和真理性认识。
除外系统科学又是以系统思想为中心、综合多门学科的内容而形成的一个新的综合性科学门类。
系统科学按其进展和现状，可分为狭义和广义两种。
狭义的系统科学一般是指贝塔朗菲左其著作《一般系统论：基础、进展和应用》中所提出的将"系统"的科学、数学系统论、系统技术、系统哲学三个方面归纳而成的学科体系。
广义的系统科学包括系统论、信息论、操纵论、耗散结构论、协同学、突变论、运筹学、模糊数学、物元分析、泛系方法论、系统动力学、灰色系统论、系统工程学、计算机科学、人工智能学、知识工程学、传播学等一大批学科在内，是20世纪中叶以来进展最快的一大门综合性科学。
一．系统科学的进展历程20世纪40年代，在大型军事科研项目的社会背景：计算机技术不断进展的技术背景：整体思维的科学背景下。
由于自然科学、工程技术、社会科学和思维科学的相互渗透与交融汇流，产生了具有高度抽象性和广泛综合性的系统论、操纵论和信息论（老三论）。
由于系统论、操纵论和信息论的相互联系与相互结合，形成了具有普遍意义的系统科学理论与系统科学方法。
60年代，美国将《系统工程》杂志改为《系统科学》。
ZG在技术领域的杂志则有《系统科学与教学》、《系统工程的理论和实践》、《系统工程学报》、《系统工程》等。
也是这样出现了一门新的综合性科学门类。
70年代以来，又相继产生了耗散结构理论、协同学理论、突变论（新三论）和超循环理论，极大的深化和进展了系统科学理论。
二．系统科学包括的内容系统科学所包括的内容有系统概念、一般系统论、系统理论分析论、系统方法论和系统方法的应用。
关于系统科学的内容和结构最详尽的框架，是我国著名科学家钱学森提出来的。
华中科技大学系统科学概论第一章
整体小于部分之和
W i pi
n
一个和尚挑水吃 两个和尚抬水吃 三个和尚没水吃
第1章
第1章 系统学概述
非系统集合体的基本特性是加和性原理， 表述为“整体等于部分之和”。
W i pi
n
涌现的构成论表述：系统已经给定，不问 它如何产生和演化，只考察已产生或演化 完毕后呈现出来的系统特征，通过比较整 体与部分的异同，揭示整体涌现性。
理论提供指导。
第1章
第1章 系统学概述
1.2 整体涌现性的表述
涌现现象和涌现性的实质：整体大于部分
之和。（亚里士多德的命题）
令 W 记系统整体，由 n 个部分组成，令 pi 记
第i个部分，i=1，2，…，n，以∑记求和运 算，则亚氏命题可形式化表示为
W
n
i
pi
第1章
第1章 系统学概述
为复杂系统涌现现象提供了普遍可用的实
验研究手段。计算机仿真正在演变成为社 会实践的一种基本形式。
走向计算主义
第1章
第1章 系统学概述
阅读材料
突现(emergence)——系统研究的新观念.
控制与决策，1999(2)
从计算的观点看.
哲学研究，2004(3)
复杂系统从组分层次到整体层次的涌现不可
(3)等级层次结构 能经过一次整合就完成，须要经过多次逐级 整合，逐级涌现，才能完全实现从元素质到 系统质的飞跃。
在这种逐级整合的过程中，每一次整合形成
一个新层次，每一次整合完成一次部分质变， 这样就形成一个低层次支撑高层次，高层次 管束低层次，每一层次都有自己现的刻画
系统学主要是研究系统动态性质的理论，其
系统科学概论
系统科学概论一、引言系统科学是一门综合性学科，其研究范围涉及自然、社会和人类行为等多个领域。
该学科的发展历史可以追溯到20世纪初期，随着信息技术、网络技术和智能技术的不断进步，系统科学在现代社会中的应用越来越广泛。
二、系统科学的定义系统科学是一门研究复杂系统及其演化规律的综合性学科。
复杂系统指由多个相互作用且具有内部结构和功能的元素组成的系统。
系统科学主要包括以下几个方面：1. 系统理论：研究复杂系统的结构和功能，探讨各种复杂现象背后的规律和机制。
2. 系统方法：包括模型建立、仿真实验、数据分析等方法，用于对复杂系统进行分析和预测。
3. 系统工程：将系统理论和方法应用于实际工程中，设计和开发各种复杂系统，并对其进行优化。
三、系统思维1. 定义：指通过整体性思考来认识事物本质，并从整体上把握事物之间的关系。
2. 特点：系统思维具有综合性、整体性、动态性和开放性等特点。
3. 应用：系统思维被广泛应用于各个领域，如管理、决策、创新等。
四、系统分析1. 定义：指通过对系统进行分析和研究，找出其内部结构和功能，并探讨其演化规律。
2. 方法：系统分析主要包括模型建立、仿真实验和数据分析等方法。
3. 应用：系统分析可以应用于各种领域，如经济学、社会学、物理学等。
五、系统工程1. 定义：指将系统理论和方法应用于实际工程中，设计和开发各种复杂系统，并对其进行优化。
2. 过程：系统工程主要包括需求分析、设计方案确定、实施和测试等过程。
3. 应用：系统工程可以应用于各种领域，如航空航天、电子信息等。
六、信息科学与技术1. 定义：信息科学是研究信息的产生、传输和处理的一门综合性学科；信息技术是指利用计算机技术和通信技术对信息进行处理的一种手段。
2. 发展历史：信息科学与技术的发展可以追溯到20世纪50年代，随着计算机技术和通信技术的不断发展，信息科学与技术在现代社会中的应用越来越广泛。
3. 应用：信息科学与技术可以应用于各种领域，如互联网、智能家居等。
第一章系统科学概述
混沌
混沌 （chaos ）：混沌不是纯粹的无序、混乱、模糊，而 是具有确定性的非线性系统。
自然界物质运动三种形式： 1、严格确定性的运动 2、 彻底随机混乱的运动 3、就是介于这两者之间的混沌运动， 被严格限制在稳定范围之内的混乱运动。
在混沌运动中，初始条件有微小的改变，就可能引起后来 的运动变得面目全非。
突变论
是由法国数学家勒内·托姆（Rene·Thorn）于1972年创
立的。 突变论从量的角度研究各种事物的不连续变化问题，进行
从量变到质变的研究。 突变论以结构稳定性为基础，通过对系统稳定性的研究，
说明系统的稳定及非稳定、渐变及突变的特征及其相互关 系，揭示系统状态演变的内部因素及外界条件。
为了正确地认识并有效地管理及控制系统，必须 了解和掌握系统的各种信息的流动及交换，信息 论为此提供了一般方法论的指导。
耗散结构理论
由比利时物理学家普利高津1969年创建。
开放系统在远离平衡态的情况下，在外界条件发 生变化达到一定阈值时，会突然出现以新的方式 组织起来的现象产生新的质变，从原来混饨无序 的混乱状态，转变为在时空上或功能上的有序状 态。
协同学是一种研究各种不同系统在一定外部条件下， 系统内部各子系统之间通过非线性相互作用产生协 同效应，使系统从混饨无序状态向有序状态，从低 级有序状态向高级有序状态，以及从有序状态向混 饨状态转化的机理和共同规律的理论。
协同学研究和揭示了在一定条件下，不同系统通 过子系统间的协同作用及自组织，从无序向有序 转变的共同规律和特征，因而在自然科学和社会 科学领域有着比耗散结构理论有更广的适用领域 和应用前景。
都江堰，包括“鱼咀”岷江分水工程、“飞 沙堰”分洪排沙工程、“宝瓶口”引水工程 三大主体工程和一百二十个附属渠堰工程， 工程之间的联系处理得恰到好处，形成一个 协调运转的工程总体。
系统科学一级学科-概述说明以及解释
系统科学一级学科-概述说明以及解释1.引言1.1 概述系统科学是一门跨学科的科学，旨在研究和理解系统的结构、规律和行为。
系统科学的出现源于对复杂系统的研究需求，它不仅关注于系统各部分之间的相互作用，更注重系统整体的性质和行为。
在系统科学中，系统被看作一个整体，而不是简单地由各部分组成的集合。
通过系统科学的方法，人们可以更好地理解和解决复杂问题，推动科学和技术的发展。
在系统科学领域，研究者们常常运用系统理论、系统模型、系统分析等方法，从整体的角度来考虑问题，寻求系统内在的联系和规律。
系统科学在各个学科领域都发挥着重要作用，如管理学、生态学、计算机科学等。
通过系统科学的研究，人们可以更好地理解和预测复杂系统的行为，为实践应用提供科学依据。
本文将从系统科学的定义和历史、核心概念、在不同领域的应用等方面进行探讨，旨在深入介绍系统科学的重要性和发展前景。
系统科学的研究将不断推动科学技术的发展，为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。
1.2 文章结构本文分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，将对系统科学进行概述，并介绍文章的结构和目的。
接着在正文部分，将详细讨论系统科学的定义和历史，系统科学的核心概念，以及系统科学在不同领域的应用。
最后，在结论部分，将总结系统科学的重要性，展望系统科学的发展前景，并进行一些结语。
通过这样的结构，读者可以全面了解系统科学的基本概念、历史和应用领域，同时也能够对系统科学的未来发展有一定的认识和展望。
1.3 目的系统科学是一门跨学科的科学，它涉及到多种学科知识，如数学、物理学、计算机科学、生物学等，通过研究和分析各种系统之间的相互作用和复杂性，帮助人们更好地理解和解决现实世界中的问题。
本文的目的是介绍系统科学一级学科，探讨系统科学的定义、历史和核心概念，以及系统科学在不同领域的应用。
通过本文的撰写，我们希望读者能够对系统科学有一个全面的了解，认识到系统科学在科学研究和实践中的重要性，同时展望系统科学未来的发展前景。
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。
信息论是由美国数学家香农创立的，它是用概率论和数理统计方法，从量的方面来研究系统的信息如何获取、加工、处理、传输和控制的一门科学。
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5.举例说明整体与环境的关系
①整体可以调节和改变环境森林系统可以改变生态环境
b大系统：成百上千个元素或子系统组成
②巨系统（成万上亿个元素伙子系统组成）
a简单巨系统
b复杂巨系统：一般复杂巨系统和特殊复杂巨系统
8.运筹学特点
①其应用范围广，不受行业部门限制，它被广泛应用于军事部门、工商部门、民政事业等
②具有很强的实践性
③它以整体最优为目标，从系统的观点出发，力图以整个系统最佳的方式来解决系统各部门之间的利害冲突
光合作用二氧化碳进入植物，氧气进入大气环境
b能量交换：整体内一定形式的能量扩散出去，而将外界环境中的能量吸收进来。植物吸收光能制造出的有机物（化学能）供其他生物利用
C信息交换：系统整体接受到某种信息，又经过加工改造以另一种方式传递出去。
6.试论系统科学是一门横断学科
哲学（抽象程度高，方法论适用范围广）具体科学（抽象程度低，适用范围广）系统科学（抽象程度介于两者之间）
6.层次：通常是指构成系统的元素之间按照整体与部分的构成关系而形成的不同质态的分系统及其排列方式。
7.环境：系统整体存在和发展的全部条件的总和。
8.系统的边界：把系统和环境分开的的东西，从空间上看，边界是把系统与环境分开的所有点的集合。
9.系统的功能：系统行为所引起的，有利于环境中某些事物乃至整个环境存续和发展的作用。
⑤程序控制使受控系统按给定的时间次序和运动方式而变化（关键是程序设计）
⑥随动控制施控系统能够根据受控系统的运动状态而自动调节目标。
三、论述题
1.试举例论述信息获取技术
①被动式获取信息（人类作为信宿，通过单纯的感知外界作用的方式来获取信息）
a直接通过感官去获取信息
b通过媒体间接获取事物信息
c运用各种科学仪器直接获取信息
18.黑箱方法：通过分析未知系统输入和输出地对应关系，来认识其内部结构并加以控制的方法。
19.灰箱方法：运用已有知识结合黑箱方法去推测系统内部结构特征的认识方法。
20.控制：指在一定环境中，一个系统通过一定方式驾驭或支配另一个系统做合目的的运动的行为及过程。
21.系统工程：以组织建立或经营管理某一系统为目的的工程，如筹建矿山开建的工程为工业系统工程，农业农田建设的工程为农业系统工程。
14.控制论：研究动物（包括人类）和机器内部控制和通信的科学。
15.模拟：根据原型来制造或组织模型，使模型与原型之间具有相似特征的过程。
16.信息论：关于信息的本质和传递规律的科学理论，是研究信息的计量、发送、传递、交替、接受和贮存的一门新兴学科。
17.信息：是指事物在内部或外部因素作用下所产生的变化或结果，其中作用者称为致信物，被作用者称为信息载体。
①随机控制（试探性控制）对一个系统的受控条件不了解，只有在一定范围内经过试探，能发现其受控条件并加以控制的方法。
②记忆控制把随机控制所获得的经验记录下来，用于指导下一次控制的控制方法。
③共轭控制把对甲系统的控制经验应用于和甲系统相似的乙系统的控制方法。
④反馈控制施控系统先给受控系统输入一个控制力或信号，受控系统再返回一个结果的力或信号，施控系统根据反馈的力或信号进行控制和调整（根据反馈信息或力进行控制的过程）
14．信息存档条件
①必须有存储信息的材料或载体
②必须有信息转化手段
③必须有一定的环境，离开特定的环境，信息存储就会失败
15.信息方法的优点
①作用迅速，不受距离限制
②简便易行
③节省物质和能量
16.系统工程方法的基本原则
①目的——整体原则任何系统工程都有明确的目的、目标制定正确、系统工程能成功
②综合——整体原则
22.数学模型：是描述元素之间，子系统之间，层次之间相互作用以及系统与环境相互作用的数学表达式。
1．简述结构的基本形式。
①．数量结构：由构成系统的各个元素在数量比例关系方面所表现出来的连接方式。
②．时序结构：由构成系统的各个元素在时间顺序方面表现出来的连接方式。
③．空间结构：由构成系统的各个元素在空间方面所表现出来的连接方式。
横断科学的研究对象，不只是某一领域或某种物质，而是横向贯穿于众多领域甚至一切领域之中。如数学是研究事物的数量关系和空间形式，各个领域中都会碰到数量或空间形式，因此，都会用到数学。从而，数学是一门横断学科。系统科学是以系统为研究对象的基础理论和应用开发的学科组成的学科群。以系统思想为中心、综合多门学科的内容而形成的一个新的综合性科学门类，因此系统科学是一门横断学科。
10.系统的演化：系统的结构、状态特性、行为、功能等随时间的推移而发生的变化。
11.系统方法：凡使用系统的方法认识和处理问题的方法，不管是理论的还是经验的，数学的还是非数学的等都是系统方法。
12.模型：给对象实体以必要的简化，用适当的表现形式或规则，把它的主要特征描绘出来，这样的得到的模仿品。
13.运筹学：是利用现代数学特别是统计数学的成就研究人力物力财力的运用和筹划，使能发挥最大效率的科学。
③某一层的质变，也必然会导致系统整体功能的丧失，越是高级层次，对整体的影响越大越直接。
5.系统论的原则：
①整体性原则（系统论的核心思想）
a整体的性质不是要素具备的
b要素的性质影响整体
c要素性质之间相互影响
②结构功能原则：
a要素不变时，结构决定功能
b结构要素都不同，可以有相同的功能
c同一结构可能有多种功能
9.社会控制手段
①政治手段②法律手段③道道手段④经济手段⑤文化手段⑥制度手段
10．灰箱方法的步骤
①根据已知部分推出未知部分
②利用黑箱方法认知未知部分
③将上述两步认知结果综合，得出整个灰箱结构的认识
11.黑箱方法的局限性
①对某些异构同功的系统，很难搞清其内部结构差异
②难以排除、确定内部差别干扰
③很难打开黑箱检验，带有预测的性质
②环境对系统整体的作用
a环境是系统整体保持稳定和发展的必要条件地球的整体环境是人类、动物、植物发展的基础条件
b环境可以加速或延缓系统的发展一个地区的环境适合植物生长，植物生长快
③物质能量信息交换是系统整体与环境关系的基本内容
a物质交换：指构成系统整体的某些要素跑到环境中去，而环境中的某些要素进入系统整体。
③目的性原则：确定或把握目标
④最优化原则：为最好的实现布阵最优，使结构和要素达到最佳
6.系统的属性
①系统的整体性（非加和性）
②系统的相关性
③系统的功能性和目标性（不一定所有的系统都有目的）
④系统的层次性和相关性（有序性）
⑤系统的复杂性和随机性
⑥系统的适应性
7.钱学森对系统的分类
①简单系统
a小系统：几十或十几个元素或子系统组成
③结构——程序原则
④定量——优化原则
⑤反馈——调节原则
17.系统工程与常规工程相比，有哪些特征
①复杂程度高（系统工程构成要素极多，结构极其复杂，需综合使用自然科学、社会科学、思维科学等）
②有一个目标体系
③具有定量化特征
④最优化特征（系统工程最主要的特征）
⑤程序化特征
⑥应用范围广
18.根据施控系统利用信息的方式、控制方式的分类
3.试论利用信息进行管理的方法
①确定管理对象
②获取有关管理对象的信息
③利用信息制定管理方案，进行决策
④实施决策方案
⑤收集管理信息结果
⑥修正管理决策
⑦再实施修正管理决策方案，直到获得整个管理过程的成功
4.举例论述黑箱方法
黑箱方法，也称“黑箱系统辨识法”。通过观测外部输入黑箱的信息和黑箱输出的信息的变化关系，来探索黑箱的内部构造和机理的方法。“黑箱”指内部构造和机理不能直接观察的事物或系统。在日常生活中黑箱普遍的存在。例如一个人在开门，当他打不开门时，不必卸下门锁，即是将门把手上下左右的转动（输入），看门闩开不开（输出）。这就是运用了黑箱方法。
④．逻辑结构：由构成系统的各个元素按一定的逻辑关系形成的连接方式。
2.系统整体性的类型。
①空间整体性：系统要素在空间上的不可分割性和关联性。
②时间整体性：系统要素在时间上的不可分割性和关联性。
③逻辑整体性：系统要素在逻辑上的不可分割性和关联性。
3.层次与要素的关系
层次是构成系统的纵向结构，要素是横向结构，要素是层次的基础，构成系统的要素不同其层次必定有差别，反之亦然。
②主动式获取信息（系统首先发出一定信息，然后通过收集反馈信息的方式获取有关对象的信息）
调查口头调查问卷调查
2.举例说明信息运动过程遵循的程序
信息获取信息存储信息处理信息利用信息传递信息反馈
发现猎物记住猎物的状态判断猎物的价值及捕到的可能性
根据上述判断做出追捕或不追捕的决策是利用信息向四肢发出决策信息指令是信息传递即时了解被追捕猎物的状况并不断调整决策是反馈信息填空一切系Fra bibliotek都有边界和结构
系统的功能分为内功能和外功能
一般来说，系统是在内部和外部动力共同推动下演化的
模拟分为实物模拟、抽象模拟、虚拟模拟。
自然控制手段分为物质手段、能量手段、信息手段。
受控系统主要自然界、社会、人造系统三种类型。
霍尔的系统工程三维结构包括时间维、知识维、逻辑维。
系统方法论的哲学依据，归根结底为辩证唯物主义。
黑箱方法步骤
①确定黑箱
②确定输入与输出
③找出输入与输出的关系并建立模型
④推导出黑箱的内部联系
12.现代通信技术进步的基本内容
①激光通信