第一章(八)-系统自组织内容
自然辩证法概论（课后习题答案）
自然辩证法概论（课后习题答案）
0.1如何理解自然辩证法的学科性质和主要内容P2
0.2自然辩证法是怎样产生的？现代科学技术发展怎么丰富和发展了马克思的自然辩证法P2
0.3 怎样理解学习自然辩证法的重要意义P2
1.1 如何理解朴素唯物主义自然观、机械唯物主义自然观和辩证唯物主义自然观的辩证关系1.2 如何认识机械唯物主义自然观的方法论意义
1.3 如何理解马克思主义自然观形成和发证的价值和意义
1.4 系统自然观的基本特点的基本特点是什么
1.5 如何理解系统自组织的实现条件
2.1如何理解人与自然协调发展的必要性与可能性
2.2 怎样理解马克思主义生态自然观的基本思想及其重大现实意义
2.3 试论述中国走可持续发展道路的必然性及实践
3.1 怎样认识科学和技术的区别与联系书90
3.2 技术的本质和基本特征是什么
3.3 如何理解科学精神与人文精神的统一的必要性和现实途径
3.4 如何理解科技文化与人文文化之间的冲突与协调
3.5 什么是科学精神，书98如何理解在科学研究中坚持科学精神的重要意义
3.6 论述近现代技术革命内容，并比较其不同特点
4.1 关于科学评价标准的主要观点有哪些？你认为哪种最合理，试说明理由
4.2 波普的证伪主义模式的基本观点和理论局限是什么?
4.3 试评价库恩科学发展的历史主义模式
4.4拉卡托斯的科学研究纲领模式有何特点，其合理之处何在？
4.5 怎样认识当今世界科技发展的总体趋势
4.6 试分析科学技术的社会体制化及其对科学发展的意义
5.1 创立科学理论的思维过程有哪些阶段？创立科学理论的思维方
自然辩证法复习资料
⾃然辩证法复习资料
绪论
1、⾃然辩证法的定义
（1）是马克思主义哲学的重要组成部分
（2）是关于⾃然界和科学技术发展的⼀般规律以及⼈类认识和改造⾃然的⼀般⽅法的科学。（3）是对⼈类认识⾃然和改造⾃然的已有成果的概括和总结并随着科学技术的发展⽽不断丰富和发展。
2、马克思主义哲学四⼤部分内容：（1）唯物论—世界的本质、物质和意识。（2）唯物辩
证法—⾃然、社会和思维发展的最⼀般规律和最基本的范畴；对⽴统⼀规律质量互变规律否定之否定规律。
既要坚持四项基本原则，⼜要坚持改⾰开放，要学会说“两句话”，要注意“两⼿抓”。这些思想就是辩证法的⼀分为⼆、两点论思想⽅法在实际⼯作中的⽣动体现。（3）认识论—认识产⽣和发展的⼀般规律、认识和实践的辩证关系；认识的真理性。（4）唯物史观—社会历史发展的⼀般规律、⼈的本质和⼈的价值。
3、⾃然辩证法是对⼈类认识⾃然和改造⾃然的已有成果的概括总结和展望。⼈类
认识⾃然和改造⾃然的已有成果，也就是科学技术发展的已有成果，概括总结已有的成果，就能了解它的历史和现状，根据历史和现状，⼜能预测未来。创造新知识的最基本的⽅法，即科学研究⼯作的三步曲，即总结历史，了解现状，预测未来。
第⼀章：马克思主义⾃然观
⾃然观：⾃然观是关于⾃然界及其与⼈类关系的总的观点；它是⼈们认识和改造⾃然的本体
论基础和⽅法论前提；它和⾃然科学发展相⼀致，并随其每⼀时代科学技术的发展⽽改变⾃⼰的形式；它在发展历程中，始终存在着唯物主义和唯⼼主义、辩证法和形⽽上学等论争，并由此推动其演化和进步。辩证唯物主义⾃然观是⾃然观的⾼级形态，是马克思主义⾃然观的核⼼；马克思主义⾃然观是具有⾰命性、科学性、开放性和与时俱进等特点的辩证⾃然观，是⾃然辩证法的重要理论基础
第一章系统论
Subsystem
A system which is a part of a larger system. They can work parallel to each other or in a series with each other. neither system elements nor the system itself changes much over time in relation to the environment
构成系统必须具备三个必要条件： 有两个以上的要素； 要素之间要相互联系、相互作用； 要素之间的联系和作用必须产生整体功能。 理解： 系统具有普适性 宇宙是最大的系统 要素是构成系统的子系统 任何事物必然属于某个系统 要素：构成系统的组成部分。
Common elements
All systems have common elements. These are: input output throughput or process feedback control environment goal
Goal
To educate students, to support people during illness & restore them to health, to make money, to create social order, etc. Rules are made, policies & protocols are written, approved & communicated to staff; laws are enacted & violators are held accountable; a marathon runner in training gradually is able to run farther. The disorganization after a hurricane, a rigid, frightened family produces a child who is unable to think independently or leave home, a new business has no forms or protocols for handling consumer complaints. Pilots use instrument panels & devices to constantly evaluate & make course corrections; teachers grade papers & give students grades on exams; parents measure their children's height & weight & may adjust the child's diet; health care agencies use TQM or Quality Assurance programs; employee health nurses review records to see who needs immunization updates. A nursing assistant assigned to empty catheter bags on a unit could begin in the middle of the hall, on the right side, on the left side, at the front or back of the hall & still end up with all the bags emptied. A traveller could take the interstate or back country roads & still arrive at their destination. The traveller could go by train, plane, bus or car &
微型计算机控制系统的组成
第一章 绪论
管理命令 管理命令 报告 人工监管 人工监管 给定值 给定值 测量值 测量值 报告
.
.
DDC A/D D/A 多路开关
A/D
多路开关
. .
检测元件 生产过程
微型计算机 给定信号 被控参数 微处理器 D\A转换器 执行机构 被控对象
A\D转换器
图1-3 计算机控制系统基本框图
第一章 绪论
1. 硬件组成
微型计算机控制系统的硬件一般是由微型计算机、 外部设备、输入输出通道和操作台等组成，如下 图1-4所示。
第一章 绪论
图1-4 微型计算机控制系统原理图
第一章 绪论
第一章 绪论
至其它工厂
企业级 经营管理计算机
至其它工厂
工厂级 集中控制计算机
车间级监控计算机（SCC）
车间级监控计算机（SCC）
装置控制级（DDC）
装置控制级（DDC）
装置控制级（DDC）
装置控制级（DDC）
工厂对象A
工厂对象B
工厂对象C
工厂对象D
图1-9 分级计算机控制系统
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第一章 绪论
第一章 绪论
智能控制理论及其应用-第一章概述
1.4 智能控制理论的主要特征
维纳创立控制论的直接背景，就是维纳在当时所处的时代已 经充分地认识到：在科学发展上可以得到最大收获的领域是 各种已经建立起来的部门之间的被忽视的无人区，正是这些 科学的边缘区域，给有修养的研究者提供了最丰富的机会。 正是基于这样的思想，维纳和生理学家麦克卡络、罗森布莱 特，信息论创始人申农，计算机的创始人图灵，神经学家匹 茨等进行多次讨论、切磋、交流、合作，正是在这样的环境 中，维纳才创立了“关于在动物和机器中控制和通讯的科 学”。 维纳不仅是控制论的创造人，同时他对于信息论的创立做出 了重要贡献。
1.1 控制理论的几个阶段
第二阶段：现代控制理论
20世纪60～70年代。由于计算机的飞速发展，推动了空间技术的 发展。古典控制理论中的高阶常微分方程可转化为一阶微分方程 组，用以描述系统的动态过程，即所谓状态空间法。这种方法可 以解决多输入多输出问题，系统既可以是线性的、定常的，也可 以是非线性的、时变的。主要采用状态空间（时域分析）方法。 主要代表人物：庞特里亚金于1961年发表了极大值原理； 贝尔曼(Bellman)在1957年提出了动态规则； 卡尔曼(R．E．Kalman）和布西1959年发表了关于线性滤波器和 估计器的论文，即所谓著名的卡尔曼滤波。 瑞典的奥斯特隆姆(K．J．Astrom)和法国的朗道(L．D．Landau) 教授70年代初在自适应控制理论和应用方面做出了贡献。
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第一章测试
1.最小的细胞是（）。
参考答案:
支原体
2.原核细胞不具备（）。
参考答案:
线粒体
3.虽然原核细胞与真核细胞具有明显差异，但二者仍具有共性，其中包括二者
均具有（）。
参考答案:
核糖体
4.原核细胞的呼吸酶定位在（）。
参考答案:
质膜上
5.最早发现细胞并对其进行命名的学者是（）。
参考答案:
胡克(R.Hooke)
6.真核细胞的基本结构体系包括（）。
参考答案:
生物膜结构系统;细胞骨架系统;遗传信息传递与表达系统
7.细胞是生命活动的基本单位，包括以下内容()。
参考答案:
细胞是代谢与功能的基本单位;细胞是代谢和功能的基本单位;细胞是繁殖的基本单位;细胞是构成有机体的基本单位
8.细胞学史上的第一个具有代表意义的细胞模型，是由()绘制的。
参考答案:
E.B. Wilson
9.细胞都具有细胞核。
参考答案:
错
10.细胞是高度有序的，具有自组装能力的自组织体系。
参考答案:
对
第二章测试
1.光学显微镜和电子显微镜下都可以观察到彩色图像。
参考答案:
错
2.亚显微结构就是超微结构。
参考答案:
对
3.光学显微镜和电子显微镜的差别在于后者的放大倍数远远大于前者，所以能
看到更小的细胞结构。
参考答案:
错
4.原位杂交技术只能应用在光学显微镜水平上。
参考答案:
错
5.在普通光镜下可以观察到的细胞结构是（）。
参考答案:
核仁
6.冷冻蚀刻技术主要用于（）。
参考答案:
电子显微镜
7.分离细胞内不同细胞器的主要技术是（）。
参考答案:
超速离心技术
8.光学显微镜与电子显微镜比较，下列各项中正确的是（）
环境生态工程
第一章导论
一.我国生态与环境的现状
答：生态恶化形势严峻、环境污染触目惊心、环境健康问题日渐突出、全球变暖加剧我国生态环境恶化、温室气体气溶胶等排放居高不下。
二.我国生态与环境面临的挑战
答：（1）人口、经济增长对生态、环境压力不断加大；（2）城镇化将增加城市生态、环境压力；（3）农村环境问题不容忽视。
三.生态工程的定义、内涵、应用和遵循原则。
答：（1）定义：生态工程是指应用自然生态系统原理，通过同自然环境合作，进行的对人类社会和自然环境双方都有利的复合生态系统设计的科学。研究对象是自然、经济和社会复合体系。
（2）生态工程的主要内涵：①生态工程是基于生态学等理论；②生态工程是一个宽泛的概念，包括所有类型的生态系统以及与之相互联系、相互作用的潜在人类活动；③包括工程设计的概念与含义；④存在一个潜在的价值体系。
（3）应用：①生态环境工程；②恢复受损生态系统，缓解对资源的过度开发，生态恢复；③人工生态系统；4)生态产业。
（4）遵循原则：①协调与平衡；②减少地貌改变；③增加绿带面积；④增加蓝带面积；⑤多孔性结构物；⑥使用天然材料。
四.生态工程与传统工程的区别。
答：
五.
答：
生态工程与环境工程的最大区别在于：生态工程考虑利用生态系统的自我设计特点，是有利于人类和自然两者的设计。而环境工程则是利用一系列科学原理，去净化或防治环境污染。与传统工程相比，生态工程是一类低消耗、多效益、可持续的工程体系。
六.生态工程的发展趋势
答：（1）研究对象的扩大、理论的进一步充实；（2）生态工程的方法论与技术手段尺度进一步扩展：①从物理过程的量化走向生态过程的序化；②从工程结构的优化走向生态格局的进化；③多学科、多技术结合调控社会—经济—自然复合生态系统的全生态过程；④环境保护与生产和消费结合，废弃物处理与利用结合；（3）生态工程生产出的生态产品功能化、保健化和高效化。
德勒兹 控制论
德勒兹控制论
德勒兹控制论：揭示现实世界的秩序与混沌
第一章：引言
控制论是法国哲学家德勒兹与数学家古安巴德于20世纪50年代提出的理论，它试图解释和描述复杂系统中的秩序和混乱。这一理论深刻地影响了许多学科领域，包括生物学、社会科学和工程学等。本文旨在以人类视角，通过描述控制论的基本概念和应用，揭示现实世界中的秩序与混沌之间的关系。
第二章：控制论的基本概念
2.1 自组织性
控制论认为，复杂系统具有自组织性，即系统中的各个组成部分相互作用并自发地形成秩序。这种自组织性可以在生物体中观察到，例如细胞的分化和组织的形成。同样，在社会系统中，人们的行为和交互也会产生一种自组织的秩序。
2.2 反馈机制
控制论中的另一个关键概念是反馈机制。反馈机制是指系统对其输出进行监测和调整的过程。正反馈会增强系统的变化，而负反馈则有助于维持系统的稳定。这种反馈机制在生物体中起着重要的作用，例如体温的调节和免疫系统的功能。在社会系统中，经济市场和政
治系统也存在各种反馈机制。
第三章：控制论的应用
3.1 生物系统中的控制论
在生物学中，控制论提供了解释生物体内组织和器官如何自组织和自调节的框架。例如，心脏如何控制血液的流动，大脑如何控制思维和行为等。控制论的应用还可以帮助我们理解生物系统中的疾病和失调，例如癌症的发生和神经系统疾病。
3.2 社会系统中的控制论
在社会科学中，控制论被用来分析社会系统的运行和变化。例如，经济市场中的供求关系和价格调节可以用控制论的方法来解释。政治系统中的权力和决策也可以通过控制论的视角来理解。此外，控制论还可以应用于城市规划、交通系统和环境管理等领域。
01第一章 系统科学的原理与方法
《物流系统论》第一章 系统科学的原理与方法
2
系统的特征
Characteristics of system 1.组成性。系统由两个或两个以上要素组成
2.层次性。系统要素应该能够区分
3.边界性。要素的边界小于系统的边界
4.相关性。要素相互联系，要素和系统都是相对的
5.目的性。要素的结合是为了达到特定的目的 6.整体性。系统是一个整体 “系统”二字往往可以省略
《物流系统论》第一章 系统科学的原理与方法
7
4、系统目的性原理：组织系统在与环境的相互作用中，在一定的范 围内，其发展变化不受或少受条件变化或途径经历的影响，坚持表 现出某种趋向预先确定的状态的特性。
5、系统突变性原理：系统通过失稳，从一种状态进入另一种状态是 一种突变过程，它是系统质变的一种基本形式，突变方式多种多样， 同时系统发展还存在着分叉，从而有了质变的多样性，带来系统发 展的丰富多彩。 6、系统稳定性原理：在外界作用下开放系统具有一定的自我稳定能 力，能够有一定范围内自我调节，从而保持和恢复原来的有序状态， 保持和恢复原有的结构和功能。
2.信息反馈规律
3.竞争协同规律
4.涨落有序规律
5.优化演化规律
《物流系统论》第一章 系统科学的原理与方法
4
（一）基本规律
1、结构功能相关规律 （1）系统的结构与功能存在相互关系。 系统的结构决定功能，功能是结构的外在表现， 改变系统的结构就能改变功能，如果只改变系统的功 能而不改变系统的结构，或者反过来，都是不能实现 的目标。 （2）系统结构与系统功能有明显区别。 结构是内在的，功能是外在的。 （3）认识事物可以从功能开始，也可从结构开始。 从结构开始分析法 从功能开始归纳法
基于多智能体的自组织系统研究
基于多智能体的自组织系统研究第一章绪论
随着信息技术和智能技术的不断发展，自组织系统成为了研究
的热点和趋势。多智能体技术作为自组织系统的一种重要手段，
已经在工业、军事、交通、医疗等领域得到了广泛应用。本文旨
在探讨基于多智能体的自组织系统的相关概念、技术和应用。
第二章多智能体系统
多智能体系统是一种由多个智能体相互交互、协调合作的系统。在多智能体系统中，每个智能体都具有一定的感知、决策和行动
能力，且可以相互通讯和协作。多智能体系统的设计和实现是基
于自组织、分布式、协同等理念，可以应用于各种领域，如机器人、网络、社会系统等。
第三章自组织系统
自组织系统是一种基于局部相互作用的全局调整机制，在不需
要中心调度或全局信息的情况下，系统能够自动地达到一定的稳
定状态。自组织系统具有分布式、去中心化、自适应等特点，能
够应对不确定性和复杂性环境的变化。自组织系统的研究和应用，可以为工业、城市、交通、生态等领域提供可靠和经济的解决方案。
第四章多智能体自组织系统
多智能体自组织系统是一种由多个智能体通过自主协调和相互
作用，实现自组织效应的系统。多智能体自组织系统具有分布式、反应性、自治性等特点，能够应对复杂环境和多变条件下的挑战。多智能体自组织系统的设计和实现，需要考虑智能体之间的通讯、协调和命令控制等问题。
第五章多智能体自组织系统的应用
多智能体自组织系统的应用已经涉及到多个领域。在交通领域，多智能体自组织系统可以应用于交通控制、车辆管理、智能驾驶
等方面。在工业领域，多智能体自组织系统可以应用于流程控制、生产调度、自动化物流等方面。在医疗领域，多智能体自组织系
自然辩证法考试试题及答案
自然辩证法试题一：绪论
(1)：自然辩证法的性质和研究范围
自然辩证法主要是以科学技术以其与社会的关系为研究内容是马克思主义关于科学，技术及其社会的关系的已有成果的概括和总结，是马克思主义的重要组成部分。
自然辩证法是自然科学，社会科学，思维科学相交叉的哲学性质的学科。
研究范围：自然界，科学，技术，与社会
（2）：自然辩证法与科学技术的关系
1.自然辩证法主要以科学技术及其
社会的关系为研究内容它的产生与发展同科学技术及其社会的相互作用有着密切的关系。
2.自然辩证法研究涉及的领域构成
一个开放的复杂巨系统对它的研究以辩证的观点出发并牢牢抓住系统中的科学技术。
（3）自然辩证法在自然观方面的新进展
1.在自然观方面提出系统自然观和生态自然观
2.系统自然观深入揭示了自然界从
微观到宇宙系统演化的自组织，自我运动，自我创造的本质和规律认为自然系统不仅是确定的，而且会自发的发生不可预测的随机性，自然系统不仅是简单的线性的，而且是复杂的，非线性的。
3.生态自然观强调生态系统是一个
由相互依赖的各个部分组成的共同体，人则是这个共同体的平等一员和公民人类和大自然其他构成者在生态上是平等的，主张把人的角色从大地共同体的征服者改变成共同体的普通成员与公民，强调人类不仅要尊重生命共同体中的其他伙伴而且要尊重共同体本身。二：第一章
（1）：在人类的历史上，唯物主义自然观经历了哪几种重要形
态？试评述古代朴素自然观
和近代机械唯物主义自然观1..古代朴素辩证法自然观，17世纪、
18世纪机械唯物主义自然观，19
世纪马克思和恩格斯创立的辩证
(PPT制作技巧)第一章系统科学的原理与方法
信息系统的实践应用有助于 提高信息处理和利用的效率 和效果，促进企业或组织的 决策科学化和管理工作的高 效化。
社会系统
• 总结词：社会系统是运用系统科学原理和方法研究社会现象的实践应用，旨在 揭示社会现象的内在规律和演化机制。
• 详细描述：社会系统是一个复杂的巨系统，包括经济、政治、文化等多个子系 统。社会系统的研究运用系统科学的原理和方法，分析社会现象的内在结构和 演化机制，为解决社会问题提供理论支持和实践指导。
在系统综合过程中，需要发挥创新性思维 ，探索新的解决方案和思路。
系统评价方法
确定评价标准
在进行系统评价时，需 要明确评价的标准和指 标，以确保评价的客观
性和准确性。
收集信息
收集与系统相关的各种 信息，包括性能数据、
用户反馈等。
分析评价
根据收集的信息和评价 标准，对系统进行评价 和分析，找出优点和不
信息论原理
信息论原理
信息论是研究信息传输、处理和变换规律的科学。信息论 的核心思想是信息的有序性和可预测性。
信息的可预测性
信息的可预测性是指信息具有一定的可预测性。通过信息 的分析和处理，可以提取出有用的信息和知识，用于指导 决策和预测未来的发展趋势。
信息的有序性
信息的有序性是指信息在传递和处理过程中具有一定的规 律和结构。通过信息的组织和编码，可以实现信息的有效 传递和可靠存储。
第一章 系统思想
4. 按系统与环境的关系
按照系统与环境的关系可将系统分为： 开放系统。 封闭系统 与 开放系统
开放系统是指其与环境之间有物质、能量或信息交换的系统， 开放系统 如生命系统、社会系统都是开放系统。封闭系统 封闭系统是与环境之 封闭系统 间没有任何物质、能量或信息交换的系统。 系统的开放与封闭是相对的，严格意义上的封闭是不存在的， 系统的开放与封闭是相对的 因此对系统的开放性与封闭性不能绝对化。 系统具有边界，边界划分系统与环境 系统具有边界，边界划分系统与环境。边界的概念可以帮助 我们理解开放系统与封闭系统的区别，封闭系统具有不可贯 穿的边界， 而开放系统的边界具有可渗透性。
太阳总是从东方升起 彩虹的颜色总是一样的
人工系统包括：人工物理系统、人工抽象系统
和人类活动系统三种系统。
人工物理系统起源于人类的某个目的，是为某个目的设计出来的。它的存 人工物理系统 在也是服务于该目的的， 如火车、锤子、火箭 是人工物理系统。火车是为了运输而发明和制 造的，人为了钉钉子而设计和制造了锤子；火车、锤子都有一定的物理形 态，而且一旦形成后不易改变。 人工抽象系统代表着人类有序、有意识的产品。 人工抽象系统 如数学、诗歌、软件和哲学，它们本身都是抽象系统，有了书、磁带、 图纸、蓝图、计算机等人工物理系统作为载体，才为人们所把握。它们也 是与某个目的有关而存在的，例如为了扩大知识面。 人类活动系统（human activity system）是有目的的人类活动的集合。 人类活动系统 这类活动起源于人的自我意识。人类活动系统与自然系统、人工系统 的根本区别在于，后者一旦显现出来就再也不能是别的样子，而人类活动 系统往往不会有唯一的（可检验的）认识， 观察者可根据世界观不同而 有不同的理解。 需要指出的是，人类活动系统离不开其它一些系统，如 铁路是人类活动的场所，就与人工物理系统铁路网、火车站、铁轨、机车 补给站等联系在一起。
第一章(六)-协同论
1.4.2协同学(synergetics)
协同学的创始人是西德斯图尔加特大学理论物理学教授赫尔曼·哈肯(Hermann Haken)。他在60年代研究激光理论的基础上，70年提出激光理论，于1973年首次提出“协同”这个概念，1976年出版了《协同学导论》，1978年又发行第二版，增加了“混沌”一章。1983《Advanced Synergetics》
1）与耗散结构的区别
①耗散结构理论着重研究处于远离平衡态的开放系统如何在一定条件从无序走
向有序，而协同学则是在发现激光形成过程中，热力学平衡系统的相变遵循相
同的方程，因此协同学揭示事物发展规律不仅适用于远离平衡系统，也适用于
平衡系统。
②耗散结构理论主要是研究处于远离平衡态的开放系统如何在一定条件下从无
序走向有序，而协同学既研究从无序到有序的现象，又研究从有序到混沌现象。
③耗散结构理论在吸收平衡热力学理论等的基础上，提出一系列的理论如局域
（部）平衡理论等。
协同论既吸收了耗散结构理论的成果，又汲取了平衡相变理论的序参量的概念
和绝热消去（approximation）原理。
④协同论吸收了法国数学家托姆所创立的突变论。他首先将主方程化为标准形
式，然后按序参量势函数的形式进行分类。这样只要知道了势函数的形式就可
以知道它形成有序结构过程的大体情况。
⑤协同论的局限性小，适用性强。
协同学要点：
1，子系统间的非线性协同性是产生有序结构的直接原因：
a)协同论认为，系统开放性只是产生有序结构的必要条件。系统的非线性是产生有序
结构的基础，而只有子系统间的协同性才是产生有序结构的直接原因。
第1章 自然的演化
三、自然界的层次结构
高 级
自然界的 层次结构
低 级
三、自然界的层次结构
高 级
层次结构 基本特征
纵向等级构成 性 横向多元相干 性 间断性与连续性
无序
无序 宏观结构 不变 有序
（4）开放系统
（5）开放系统
四、自然界演化的自组织机制
• 平衡态处处均匀，无序；近平衡态有一定的 远离平 衡态 正反馈 差异，最终会趋向无序；趋使系统远离平衡
状态依靠开放及内在因素。
• 放大系统内部的差异
四、自然界演化的自组织机制
一只南美洲亚马逊河流域热带雨林 中的蝴蝶，偶尔扇动几下翅膀，可 以在两周以后引起美国德克萨斯州 的一场龙卷风。
远离平衡
态
作用
四、自然界演化的自组织机制
• 与环境交换物质、能量、信息的系统。 • 熵与熵流 • 熵变公式：ds=dis+des • dis系统内部产生的熵，叫做熵产生，根据
开放系统
热力学第二定律dis>0；des表示系统与环
境交换的熵，叫做熵流，可正可负。
四、自然界演化的自组织机制
系统状态分析图
杨子之邻人亡羊,既率其党;又请杨子之竖追 之.杨子曰:"嘻!亡一羊,何追者之众 "邻人 曰:"多歧路."既反,问:"获羊乎 "曰:"亡之矣." 曰:"奚亡之 "曰:"歧路之中又有歧焉,吾不知 所之,所以反也." <<列子·说符 >>
微型计算机控制系统的组成
第一章 绪论
THANK YOU VERY MUCH ！
第一章 绪论
1.2 微型计算机控制系统分类
1．操作指导控制系统 2．直接数字控制系统（DDC） 3．计算机监督系统（SCC） 4．分级计算机控制系统
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第一章 绪论
1．操作指导控制系统
图1-5 操作指导控制系统组成框图
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第一章 绪论
2．直接数字控制系统（DDC）
管理命令 报告 人工监管 给定值 测量值
微型计算机 给定信号 被控参数 微处理器 D\A转换器 执行机构 被控对象
A\D转换器
图1-3 计算机控制系统基本框图
第一章 绪论
1. 硬件组成
微型计算机控制系统的硬件一般是由微型计算机、 外部设备、输入输出通道和操作台等组成，如下 图1-4所示。
第一章 绪论
图1-4 微型计算机控制系统原理图
第一章 绪论
反多路开关 检测元件
..
生产过程
..
图1-7 SCC+模拟调节器控制系统原理图
图1-8 SCC+DCC控制系统原理图
第一章 绪论
4．分级计算机控制系统
分级计算机控制系统是一个四级系统， 各级计算机的功能如图1-9所示。
装置控制级（DDC级）
车间监督级（SCC级） 工厂集中控制级（MIS） 企业管理级（MIS）
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<系统自组织> 陈忠（上海师大）87.1 百科
提出问题：系统是怎么形成演化和消亡的？
㈠什么是自组织理论
⑴研究对象
“自组织理论主要研究组织过程，即原来分散的、相对独立的事物（元件、组分等）如何形成一个具有整体结构与属性的新系统过程。”
⑵组织过程的三个基本方面
组织对象、组织能量（力）、组织指令（信息）
⑶组织过程的两大类别（根据组织指令是否来自外部不是自己产生出来的划分）
他组织、自组织
⑷衡量自组织过程进化程度的判据（自组织判据）
自组织过程是一个不可逆过程，因此，自组织系统不单是运动的，而且还是演化的、进化的。衡量其进化程度的判据有：
(a)熵和最大熵的差值—作为组织化的量度（结构）
(b)序参量（结构、功能）—（特别在质变中）
(c)复杂性的程度（内部与外部关联的个数、形式、强度）
(d)层次分化程度
(e)效率
(f )信息流量
㈡系统自组织过程的目标
⑴目的性的概念：维纳目的行为指那些趋向某个终极状态的行为
⑵目的的层次性
⑶目的选择的客观依据目的状态是由自组织系统的内部结构及其与外部环境的关系共同决定的。
⑷目标状态与现实状态之差是产生自组织指令的基础。
⑸目标在自组织过程中的定向，汇聚及划界三方作用。
㈢自组织系统的类别
两种基本形式：适应性自组织、探索性自组织
自组织是能够自行、调节、更新以至重组自身结构与功能的系统，其形态分类如下
适应性自稳
适应性自组
适应性自重组
自组织探索与试错
探索性自组学习
预调节
⑴适应性自组织是当环境已发生了变化，系统力图通过改变自身的结构与功能以适应这种已经出现的变化的自组织行为。适应是以保持系统自身完整性与本质特征为前提的，用数学语言来说，就是让系统保持在状态空间的某个时空区域之内。
(a)适应性自稳是指外界变化程度不大系统无需作过多调节即可恢复原状。
（如动物换毛）
其特点：
调节目标：以回复到系统原来的状态或稳定点为调节目标
调节范围：只调节系统结构中的可变动部分（如车轮、流动基金等），而不涉及基干部分（如车骨架、固定生产资料等）
调节形式：以负反馈（?）为主
(b)适应性自重组：当环境变化很大，干扰强度达到和超过某阈值时，系统回复到原状态已无意义，于是开始寻找一个新的稳定点。
其特点：
调节目标：不是以回复原态为目标，而是以保持系统生存为目标
调节范围：不能仅改变可变动部分，而必须变更原来的结构，将原来的各种关系进行重新组合；
调节形式：调节时正负反馈（?）交替使用，如在跳离原来不适应外界变化的状态时就要用到正反馈。
⑵探索性自组织：是自组织的一种高级形态，与适应性自组织相比，它具有很大的主动性。其特征表现在当外界干扰尚未到来之前，系统在以往经验或科学预测基础上所进行的“预调节”。产生这种自组行为的动力不是来自外界既有的压力，而是来自系统内部超前的“引力”。
(a)探索与试错
根据主观的价值标准将各种探索、试错结果进行选择，并从中产生自调节的信息。
(b)学习：一种高级自组织活动，可以让系统从过去的环境中转变为一个新的自我。
(c)预调节：在试错与学习的基础上，系统对未来的情况作出预测与决策，这才产生了预调节的行为。它可以是对现在状态的修正，也可以是重组，但不能是现有状态的延续。
㈣系统自组织过程三个阶段
⑴系统创生阶段：指系统的“自我”形成阶段
(a)条件：①处在开放系统中
②远离平衡态（哈肯认为也存在于平衡相变之中）
③内部非线性机制（即自催化机制）
(b)创生过程的三种典型状况
①成核：首先产生一个未来系统的种子，这个核起着“凝聚中心”或建构“模板”的作用；
②“元胞”归并，关联长度发散。两步走，先选元件，后做整机；
③互补因素的结合（有性繁殖、化合反应）
(c )边界的形成：系统形成之时即边界封闭之时
⑵系统发展：
(a)边界拓扑性的演化
(b)层次化与系统加速进化
(c)自我更新
(d)自组复制
⑶系统消亡
(a)边界解体
(b)新陈代谢速度减慢，异化大于同化
(c )再生能力，“免疫”能力下降
(d)最后，对外界的微小变化也不能做出有效的调整，只有放弃生存。消亡与新生是互相连接的两极
⑷小结“混沌”—系统自组织的出发点和归宿
混沌(1)（相对无序态）经过临界点有序(1)（新有序态的创立）系统演化发展有序（2）（高级有序态）……经过系统临界点
混沌（2）（自组织的高级阶段）