系统论、控制论和信息论
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。
⑵系统的相关性：系统中相互关联的部分或部件形成"部件集"，"集"中各部分的特性和行为相互制约和相互影响，这种相关性确定了系统的性质和形态。
系统论、控制论和信息论
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设定其功能的。
复合系统——既包含人造系统又包含自然系统。系 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。
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。
孤立系统：则没有任何交换。理论和实践证明它是 退化系统。
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按系统的规模分：小型系统、中型系统、大型 系统和巨型系统。
按学科领域分：自然系统、社会系统和思维 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、远平 衡系统等等。
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控 制 论 应 用 |
导 弹 技 术
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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。
系统理论
教学也是一个系统，这个系统中包括了教育过程中所要涉及的几个要素： 教学也是一个系统，这个系统中包括了教育过程中所要涉及的几个要素： 教师、学生、教学信息、教学条件等 该系统的功能就是培养人才。 教师、学生、教学信息、教学条件等，该系统的功能就是培养人才。
一、基本概念 二、系统科学的三个基本原理 三、系统方法
一、基本概念
系统：是由两个以上相互作用、相互依赖（具有一定结构） 系统：是由两个以上相互作用、相互依赖（具有一定结构）的要素组成 的具有特定功能的有机整体。 的具有特定功能的有机整体。 构成系统必须具备的三个基本条件： 构成系统必须具备的三个基本条件：
二、系统科学的三个基本原理 反馈原理：只有通过信息反馈，才可能实现有效地控制，从而达到目的； 反馈原理：只有通过信息反馈，才可能实现有效地控制，从而达到目的； 没有信息反馈的系统，要实现有效地控制， 没有信息反馈的系统，要实现有效地控制，从而达到预期的目的是不可 能的。 能的。 有序原理：只有开放、有涨落、远离平衡态，才可能走向有序； 有序原理：只有开放、有涨落、远离平衡态，才可能走向有序；没有开 放、没有涨落、处于平衡态的系统，要走向有序是不可能的。系统开放 没有涨落、处于平衡态的系统，要走向有序是不可能的。 即与外界有物质、能量、信息的交换，是必要条件； 涨落” 即与外界有物质、能量、信息的交换，是必要条件；“涨落”指对系统 稳定状态的偏离，是实际存在的一切系统的固有特征； 稳定状态的偏离，是实际存在的一切系统的固有特征；而系统只有远离 平衡态，才可能形成新的稳定的有序结构。 平衡态，才可能形成新的稳定的有序结构。 整体原理：只有通过相互联系形成整体结构才能发挥整体功能；没有整 整体原理：只有通过相互联系形成整体结构才能发挥整体功能； 体联系，没有整体结构，要使系统发挥整体功能是不可能的。 体联系，没有整体结构，要使系统发挥整体功能是不可能的。一低频系 统作为整体有内部结构和系统的“边界”组成， 统作为整体有内部结构和系统的“边界”组成，任何系统的整体功能 等于各个部分功能的总和“ “E整”等于各个部分功能的总和“∑E部”加上各部分相互联系形成结 构珠功能的总和“ 公式表示为： ∑E部 ∑E联 构珠功能的总和“∑E联”。公式表示为： E整= ∑E部+ ∑E联
控制论 信息论 系统科学与哲学
《控制论 信息论 系统科学与哲学》王雨田 主编 中国人民大学出版社 1987 年； 今天将这本书匆匆浏览了一遍，有一种受震撼的感觉。
我以前对系统科学只有零碎的概 念的了解，而通过本书则将很多概念建立了关联。
后来内心非常羡慕学该专业的人，觉得这是思想的武器，掌握了就会让人变得聪明。
还有在学校读书的时候，可能会不爱学这些课程，其原因一是缺乏体验，二是缺乏生动 性，这是一个教学设计问题，不能照本宣读。
系统无处不在，当我们有意识掌握一些系统方法，可能会更科学有效解决周围存在的问题。
系统论、控制论和信息论20 世纪 40 年代，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、控制论和信息论。
系统论是研究系统的模式、性能、行为和规律的一门科学。
它为人们认识各种系 统的组成、结构、性能、行为和发展规律提供了一般方法论的指导。
系统论的创始人 是美籍奥地利理论生物学家和哲学家路德维格·贝塔朗菲。
系统是由若干相互联系的 基本要素构成的，它是具有确定的特性和功能的有机整体。
如太阳系是由太阳及其围 绕它运转的行星（金星、地球、火星、木星等等）和卫星构成的。
同时太阳系这个" 整体"又是它所属的"更大整体"--银河系的一个组成部分。
世界上的具体系统是纷繁复 杂的，必须按照一定的标准，将千差万别的系统分门别类，以便分析、研究和管理， 如：教育系统、医疗卫生系统、宇航系统、通讯系统等等。
如果系统与外界或它所处 的外部环境有物质、能量和信息的交流，那么这个系统就是一个开放系统，否则就是 一个封闭系统。
开放系统具有很强的生命力，它可能促进经济实力的迅速增长，使落 后地区尽早走上现代化。
如改革开放以来已大大增强了我们的综合国力。
而我国的许 多边远山区农村，由于交通不便，相对封闭，还处于比较落后的状态。
人们研究和认识系统的目的之一，就在于有效地控制和管理系统。
系统论 信息论 控制论 信息技术
系统论、信息论、控制论和信息技术是当代科学技术中的重要理论和方法。
它们在工程技术、管理科学、计算机科学等多个领域都有着重要的应用和意义。
本文将从系统论、信息论、控制论和信息技术这四个主题展开讨论，深入探究它们的核心概念、发展历程及其应用情况。
一、系统论1. 系统论的概念系统论是研究“系统”概念的一门综合性科学。
系统是由一组相互作用和相互通联的部件组成的整体，它具有统一的特性和功能。
系统论研究系统的结构、性质、规律和行为规律，并提出了系统整体性、结构性和动态性的基本原理。
系统论的出现和发展，有效地促进了人类对于复杂系统的认识和处理。
2. 系统论的发展历程系统论的概念最早可以追溯到古希腊的柏拉图，他提出了“整体”的概念并强调了整体与部分的统一。
在20世纪初，系统论逐渐形成了独立的学科体系，克劳德·香农、诺伯特·韦纳等学者在这一领域进行了深入研究。
1948年，《论数学与通信》一文标志着信息论的诞生。
20世纪50年代，美国的诺伯特·韦纳、罗斯·阿什比等提出了控制论。
20世纪60年代，信息技术开始逐渐应用于工业自动化领域，成为研究的热点。
3. 系统论的应用系统论广泛应用于工程技术、管理科学、计算机科学等领域。
在工程技术中，系统论被应用于系统建模、系统仿真、系统优化等方面，为复杂工程系统的设计与运行提供了理论支持。
在管理科学领域，系统论被应用于组织管理、生产管理、信息管理等方面，帮助管理者更好地理解和处理复杂管理系统。
在计算机科学中，系统论被应用于分布式系统、网络系统、智能系统等方面，促进了计算机科学的不断发展。
二、信息论1. 信息论的概念信息论是研究信息传输、存储和处理等问题的一门科学。
信息论的核心概念是“信息”，它是一种用于传达知识和理解的信号，具有一定的内在特性。
信息论研究信息的度量、编码、压缩、传输、保护等问题，为信息处理和通信系统提供了理论基础。
2. 信息论的发展历程信息论的概念最早由美国数学家克劳德·香农提出。
控制论 信息论 系统论
控制论信息论系统论一、控制论：1、控制论的概念：控制论是一门研究系统之间相互作用的科学，其研究的核心是构建能够实现所期望的系统行为的有效控制系统。
它涉及到控制技术、计算机科学、生物机器人技术、算法设计和信息处理等诸多领域。
2、控制论的研究历史：控制论的研究始于1940年的美国科学家Warren S.McCulIock。
他受到俄国科学家A.A.Andronov和B.V.Kufedulov杂志论文的启发，提出了一个系统的科学理论，将线性系统和非线性系统统一在同一框架下研究——控制论。
20世纪50年代，控制论迅速发展，原始的线性控制理论发展为完整而成熟的理论体系，此后出现了微分几何学和微分算术控制论。
20世纪80年代以后，基于计算机技术的控制论发展迅速，涌现出各种新的控制方法和技术，如自适应控制、计算机优化控制、人工智能控制、时变系统算法控制等。
二、信息论：1、信息论的概念：信息论是一门关于信息修饰、传输ng存储、处理和可靠性的科学。
它关注的是用户以及用户和系统之间进行信息交流的技术，以及实现信息可靠传输的有效方法。
2、信息论的研究历史：信息论在20世纪50年代出现，是由美国电信学家Claude E. Shannon在发表的名为《现代电信及其技术》的论文中系统的阐述形成的，该文提出了信息论的基本概念，如信息的概念，信息熵和信息率等。
此后，由位于美国的Ralph Hartley和Peter Elias以及日本的Abe Masami等人持续优化和完善了这一理论，使之变得更加成熟完整。
20世纪60年代以来，随着信息技术的发展，信息论得到了广泛应用，形成了信息编码理论、信息安全理论、信息认知理论等一系列信息论的应用领域。
三、系统论：1、系统论的概念：系统论是一门涉及系统的全面性和系统性分析的科学，包括系统分析、系统设计、系统实施和系统管理等，它以一种集成的方法思想对整个系统进行建模理解，其有效的组织管理手段可以很好的维护系统的稳定运行，且系统的稳定性在大量自然界中也受到验证。
系统论、控制论和信息论
系统论、控制论和信息论信息社会被广泛认为是继农业社会、工业社会之后的第三次伟大的科技革命与社会变革，系统论、控制论和信息论成为信息社会最为基础的理论体系。
20世纪40年代，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、控制论和信息论。
1、系统论General System Theory系统论是研究系统的模式、性能、行为和规律的一门科学。
它为人们认识各种系统的组成、结构、性能、行为和发展规律提供了一般方法论的指导。
系统论的创始人是美籍奥地利理论生物学家和哲学家路德维格·贝塔朗菲。
系统是由若干相互联系的基本要素构成的，它是具有确定的特性和功能的有机整体。
如太阳系是由太阳及其围绕它运转的行星（金星、地球、火星、木星等等）和卫星构成的。
同时太阳系这个"整体"又是它所属的"更大整体"--银河系的一个组成部分。
世界上的具体系统是纷繁复杂的，必须按照一定的标准，将千差万别的系统分门别类，以便分析、研究和管理，如：教育系统、医疗卫生系统、宇航系统、通讯系统等等。
如果系统与外界或它所处的外部环境有物质、能量和信息的交流，那么这个系统就是一个开放系统，否则就是一个封闭系统。
开放系统具有很强的生命力，它可能促进经济实力的迅速增长，使落后地区尽早走上现代化。
2、控制论Control Theory人们研究和认识系统的目的之一，就在于有效地控制和管理系统。
控制论则为人们对系统的管理和控制提供了一般方法论的指导，它是数学、自动控制、电子技术、数理逻辑、生物科学等学科和技术相互渗透而形成的综合性科学。
控制论的思想渊源可以追溯到遥远的古代。
但是，控制论作为一个相对独立的科学学科的形成却起始于本世纪20~30年代，而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。
几十年来，控制论在纵深方向得到了很大发展，已应用到人类社会各个领域，如经济控制论、社会控制论和人口控制论等。
关于系统论,控制论和信息论的哲学思考
关于系统论,控制论和信息论的哲学思考系统论、控制论和信息论是现代科学中的重要理论框架，其中系统论强调整体性和相互作用，控制论强调反馈和稳定性，信息论强调信息的度量和传输。
这些理论不仅被广泛应用于自然科学和工程技术领域，也被运用于社会科学、人文学科以及哲学研究中。
从哲学的角度来看，这三个理论涉及到了许多哲学问题，例如：整体与部分的关系、因果性与随机性的关系、目的性与自发性的关系、信息与意义的关系等。
系统论强调整体性，表明整体和部分之间存在相互作用和相互依赖的关系，这引出了一个哲学问题：整体与部分的关系是如何相互作用的？在这个问题上，有些哲学家认为整体是超越部分的，因此整体对部分的作用是直接而非间接的，而有些哲学家则认为整体是由部分构成的，因此整体对部分的作用是间接而非直接的。
控制论强调反馈和稳定性，表明系统在受到外界干扰时会出现反馈，以维持系统的稳定性，这引出了一个哲学问题：因果性与随机性的关系是如何相互作用的？在这个问题上，有些哲学家认为因果关系是绝对的，因此系统的稳定性是由因果关系所决定的，而有些哲学家则认为随机性是客观存在的，因此系统的稳定性是由因果关系和随机性共同作用的。
信息论强调信息的度量和传输，表明信息的传输是由信息的度量所决定的，这引出了一个哲学问题：信息与意义的关系是如何相互作用的？在这个问题上，有些哲学家认为信息是意义的原材料，因此意
义是由信息所决定的，而有些哲学家则认为信息是意义的表现形式，因此意义是由信息所表达的内容所决定的。
综上所述，系统论、控制论和信息论的哲学思考不仅涉及到自然科学和工程技术领域，也涉及到社会科学、人文学科以及哲学研究中的许多哲学问题，这些问题可以通过对这些理论的深入思考而得到更为深刻的理解。
浅谈系统论、信息论、控制论对数学教学的启示
浅谈系统论、信息论、控制论对数学教学的启示摘要】依据系统论、信息论和控制论的根本思想，探讨系统论、信息论、控制论对数学教学设计和教学过程调节的启示.【关键词】系统论;控制论;信息论;数学教学一、系统论、信息论和控制论的根本内容〔一〕系统论著名科学家钱学森认为，系统是由相互联系和相互作用的假设干要素结合而成的具有特定功能的整体.比方，教学系统的要素主要包括教师、学生、教材和教育影响.系统的根本特征有整体性、目的性、动态性、相关性和环境适应性.整体性是系统最根本的属性.系统并不是各个要素功能的简单相加，其整体功能大于组成系统的各局部功能之和.系统中任何一个要素发生变化时，都会影响其他要素和整体功能的发挥.〔二〕信息论1948年，美国数学家申农发表了?通讯的数学问题?方法研究信息处理和信息传递规律的科学.信息传递的一般模型如图1所示.信源即产生信息和信息序列的源头，它可以是人或物.信源编码是将信息数字化的过程，以提高信息的传输效率.信道是信息传输的通道，也即信息传输媒质.信道编码是在信源码中参加纠错码，提高信息在传递过程中的抗干扰能力.信源译码和信道译码那么是将被編码的信息复原成初始信息的过程.信宿是信息的接收者.〔三〕控制论1948年，数学家诺伯特·维纳发表了?控制论?一书，标志着控制论的诞生.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科学，是跨及众多学科的交叉学科.控制论的根本方法有反响方法、黑箱方法和模拟方法.反响是指信息从被控制者输出端回输到控制者，并对系统的再输出产生影响的过程.如图2所示.反响反响反响应在被控系统状态改变之前，否那么不能调节下一次控制的反响信息，再准确也是没有意义的【1】.二、系统论、信息论和控制论对数学教学的启示〔一〕系统论对数学教学设计的启示第一，把握数学知识的整体性数学是一门逻辑性、结构性非常强的学科.在初中数学教材中，从有理数到实数、一元一次方程到二元一次方程、一次函数到二次函数再到反比例函数等知识，都是螺旋式上升的过程.在此过程中，前面知识是后续知识的根底和铺垫，后续知识又是前面知识的升华.因此，在进行教学设计时，教师不能只关注一个个孤立的知识，而必须理清各知识之间的内在联系，通读教材，充分把握数学知识的整体结构，确保前面根底性知识的学习，为后续知识打好根底，并且在学习后续知识时充分利用学生已有经验，激活学生的思维.比方，八年级下册第十九章一次函数19.1.2函数图像之中出现了如下的二次函数图像和反比例函数图像〔如图3，图4所示〕.而二次函数和反比例函数分别是九年级上册和九年级下册的知识点，这两幅图的意义何在呢？显然，编者是想学生在八年级时对二次函数和反比例函数有个初始印象，使这两幅图起到“先行组织者〞的作用.当学生到九年级真正接触二次函数和反比例函数时，已有经验就会成为学生搭建新知识的桥梁，促进学生对新知识的理解与内化.因此，教师在设计函数图这节课时，应重视这两幅图像，力求给学生留下深刻印象，不能为赶进度一带而过，导致因小失大.第二，把握教学过程的整体性倘假设学校是一个交响乐的场所，教学便是师生共同演奏的一篇欢快乐章.显然，教师在教学过程中不是单向传输知识的表演者，而是与学生、教材等要素组成的有机整体.因此，教师在进行教学设计时，还应注重教学过程的整体性.首先，重视目标对教学过程的调控作用.教学目标是教学的起点和归宿，它影响着教法学法、教学策略、手段和评价等多个方面，对教学过程有着支配和指导作用.因此，教师应时刻牢记教学目标，始终围绕教学目标开展活动.其次，重视教学过程的整体性.目前数学教学普遍存在着“重结果轻过程〞的现象，但数学教学传递的不仅仅是一个命题或公理，而是蕴含在命题之中的逻辑思维与数学思想方法.教师要重视教学过程的搭建，处理好知识与能力、结论与过程，以及师生情感等各局部关系.苏霍姆林斯基说：“教学活动的主导是教师在课堂上讲解，但不要总是教师在讲，这种做法不好，要让学生通过自己的努力去理解东西，才能成为自己的东西，才是学生真正掌握的东西.〞因此，教师应努力协调导与学、讲与做的关系，适时采用以教师为主导，学生为主体的合作探究教学模式，激起学生学习兴趣，实现教师与学生的共赢.〔二〕信息论对数学教学过程的启示课堂教学是一个信息传递的过程.信源是教材和教师，信源编码和信道编码那么是教师精心备课和技巧讲授的过程.信源编码和信道编码的目的是提高信息的传输效率，增强信息的抗干扰能力.因此，信息传递的量及表示就显得尤为重要.在教学过程中，单位时间内教学信息量过多或过少都会影响教学效果，过多学生不易消化吸收，过少又浪费了学生珍贵的时间.因此，教学信息量的把握至关重要.如何才能恰到好处把握信息量呢？首先，要通读教材和大纲，理清重难点，根据课时合理安排课容量;其次，做好学情分析，根据学生生理、心理、知识根底、能力上下等情况安排课容量;最后，根据学生课堂学习反响，灵活改变要讲授的信息量.信息传递的最后环节译码、信宿，仍需教师精心设计.马斯洛需求层次理论提出，自我实现的需要是最高层次的需要，只有当根本需要被满足时人才会产生自我实现的需要，而学习就是自我实现的需要.因此，教师应关心学生的日常生活，使其根本需要得到满足，激起学生学习动机.〔三〕控制论对调节数学教学的启示由反响方法反响的两个必要条件是准确性和及时性，教师在教学过程中如何准确及时地获取反响信息呢？首先是观察，大到课堂气氛，小到学生的表情、神态、动作，尤其是眼神，眼睛是心灵的窗户.其次是提问，提问有两种，一是教师精心设问，既可以了解学生学习情况，又可以切中重难点，诱导学生深度思考;二是学生提问，既可以反映学生对知识的理解程度，又可以培养学生语言表达能力.最后，学生或小组汇报学习成果，并根据强化理论进行适当奖惩，既可以了解学生的学习情况，又可以激起学生学习的积极性【2】.在教学过程中，经常会出现这种现象：当学生的答案不是教师的预设时，教师会略过，甚至置之不理.显然这不利于调动学生学习的积极性，并且显露出教师自身素养的缺乏.因此，数学教师应树立终身开展观，不断提升自身修养，以至能自如地应对学生的反响，根据反响信息及时调整教学容量和教学活动，而不是默守成规，唯教案是从.【参考文献】【1】李诚忠，王序荪.教育控制论[M].长春：东北师范大学出版社，1986.【2】陈锦铎.控制论信息论系统论在教学设计中的应用[J].湖南中学物理，2021〔1〕：57-58.。
系统科学中的老三论 新三论
系统科学领域“老三论”、“新三论”一、引言老三论系统论、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。
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。
老三论
三论三论，即系统论、控制论、信息论，二十世纪四十年代末，随着科技的发展，各个科学研究领域的分支日益细化，但与此同时，各学科之间相互渗透的现象越来越明显。
适应这一趋势，系统论、控制论、信息论这三门边缘学科几乎同时产生。
它们的出现对科学技术和思维的发展起到了巨大的推动作用，为现代多门新学科的出现奠定了坚实的基础。
二十世纪四十年代末，随着科技的发展，各个科学研究领域的分支日益细化，但与此同时，各学科之间相互渗透的现象越来越明显。
适应这一趋势，系统论、控制论、信息论这三门边缘学科几乎同时产生。
它们的出现对科学技术和思维的发展起到了巨大的推动作用，为现代多门新学科的出现奠定了坚实的基础。
一系统论（1）系统论的概念确切地说，系统论应当称为“一般系统论”，其创始人贝塔朗菲（L.Bertalanffy）是这样描述这一理论的：“一般系统论是一个逻辑----数学领域，它的任务是表述和推导适用于‘系统’的一般原理，不论其组成要素以及其相互关系或‘力’的种类如何”。
“在所有领域中所涉及的是关于系统的科学时，就出现不同领域的规律性形式上的一致和逻辑上的‘同一’”。
“…在严格的形式中，一般系统论具有公理性质。
”对于“一致”、“同一”等概念，贝塔朗菲是这样解释的：“…出现了进一步普遍化倾向。
在生物学以及在行为科学和社会科学中的很多现象已经应用数学表达式和模型了。
在不同领域中这些模型及其与异质同型的其他模式在结构上的类似性是显而易见的，正是这些有关秩序、组织、整体性、目的论等等最重要的问题…就是‘一般系统论’的观念。
”由此可见，一般系统论是一门跨学科的学说，它超然于具体学科之外，是概括各学科普遍具有的基本规律性的理论。
其目的是用一般系统论的成果指导具体学科的研究并通过开拓思维空间使具体科学的研究达到更高的层次，拓展到更广阔的领域，这正是系统论的精髓所在。
贝塔朗菲成立的“一般系统研究会”的最初纲领恰好体现了这一思想：“研究各个领域中概念法则和模型的同型性，并促进各领域之间有益的转换；尽量减少不同领域中重复性的理论工作；通过加强各专家之间的交流来促进科学的统一。
系统论 控制论 信息论
系统论控制论信息论系统论、控制论、信息论，简称“三论”。
三论是标志着人类现代文明历史进程中光辉里程碑。
高新科技的发展和创新都要求“三论”作理论基础进行指导，例如在航空航天、宇宙天体、原子核能源、军事兵器等，促使科研中庞大复杂的系统工程的目标实现，都离不开“三论”的指导。
我国著名科学家钱学森是创立所谓“中国三论”的学术带头人。
1.系统论的概念、特点：（1）概念：系统论是研究系统的一般模式，结构和规律的学问。
它研究各种系统的共同特征，用数学方法定量的描述其功能，寻求并确立适用于一切系统的原理，原则和数学模型，是具有逻辑和数学性质的一门科学。
（2）类型：系统论是多种多样的，可根据不同的原则和情况来划分系统的类型，按人类干预的情况可划分为自然系统和人工系统，按科学领域可分为自然系统、社会系统、思维系统（城市生态管理学涉及系统论的人工系统知识。
）（3）特点：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基本特征，这些既是系统所具有的基本思想观点，也是系统方法的基本原则，表现了系统论不仅是反映客观规律的科学理论，且具有科学方法的含义。
城市生态管理的基本点就是将系统论的方法论引入到城市管理中，从而建立了城市生态管理的科学体系。
2.控制论控制论是研究各类系统的调节和控制规律的科学。
自从1948年诺伯特·维纳（Norbert Wiener）发表了著名的《控制论关于在动物和机器中控制和通信的科学》一书以来，控制论的思想和方法已经渗透到了几乎所有的自然科学和社会科学领域。
维纳把控制论看作是一门研究机器、生命社会中控制和通信的一般规律的科学，是研究动态系统在变化的环境条件下如何保持平衡状态或稳定状态的科学。
他特意创造“cybernetics”这个英语新词来命名这门科学。
“控制论”一词最初来源希腊文“mberuhhtz”，原意为“操舵术”，就是掌舵的方法和技术的意思。
在柏拉图（古希腊哲学家）的著作中，经常用它来表示管理人的艺术。
系统论 现代管理学知识点总结
系统论、控制论、信息论与管理理论的丛林1、系统论、控制论、信息论的产生与基本内容诞生于20世纪40年代1、系统论是研究系统的模式、原则和规律，并对其功能进行描述的一站学科2、控制论是研究各类系统的控制和调节的一般规律的科学，是自动控制、电子技术、无线电通信、生物学、数理逻辑等多种学科的技术相互渗透的一门综合性学科。
3、信息论是揭示信息的本质，并运用数学方法研究信息的计量、变换和存储的一门学科2、现代管理理论的丛林1、管理过程学派(哈罗德`孔茨和西里尔`奥唐奈)2、经验主义学派(彼得`德鲁克)3、社会系统学派(巴纳德)4、决策理论学派(西蒙)P5、系统管理学派(卡斯特和罗森茨韦克)6、权变理论学派(伍德沃德和菲德勒)行为科学理论1、行为科学含义：是指运用心理学、社会学理论和方法，从人的工作动机、情绪、行为与工作环境之间的关系出发、探索影响劳动生产率因素的科学。
早期行为科学又称人际关系论，1949年正式将人际关系论定义为行为科学。
2、早期行为科学理论(梅奥)：早期行为科学的代表人物是梅奥，1927年在哈佛大学开始了管理史上有名的霍桑实验。
早期行为科学理论的内容：(1)企业职工都是“社会人”，是复杂的社会系统的成员(2)劳动生产效率主要取决于职工的工作态度及其人际关系状况(3)企业中存在着非正式组织3、后期行为科学理论的内容：1、有关人的需要、动机、行为方面的理论2、有关人的特性方面的理论3、有关领导行为方面的理论1、古典管理理论：指以泰勒为代表的科学管理理论，以法约尔为代表的一般管理理论和以韦伯为代表的科层组织理论。
2、科学管理理论(泰勒)：1911年发表其代表著作《科学管理原理》“科学管理之父”泰勒科学管理理论的内容：1、科学管理的中心问题是提高劳动生产率2、为了提高劳动生产效率必须为工作挑选第一流的工人3、为了提高劳动生产效率必须实现标准化4、在制定标准定额基础上实行差别计件工资制5、设置计划层、实行职能制6、对组织机构的管理控制实行例外原则7、为实现科学管理应开展一场“心理革命”3、一般管理理论(法约尔)：1916年出版的代表作《工业管理与管理》一般管理理论的主要内容：1、区分了经营与管理的概念并论述了人员能力的相对重要性2、概括并分析了管理的五项职能：即计划、组织、指挥、协调与控制3、阐述了管理教育和建立管理理论的必要性4、提出了管理中具有普遍意义的十四项原则(劳动分工、权力与责任、纪律、统一指挥、统一领导、个人利益服从集体利益、合理的报酬、适当的集权和分权、秩序、公平、保持人员稳定、首创精神、人员的团结、跳板原则管理学时期的管理思想1、中外古代管理思想1原始社会是管理思想的萌芽阶段：2中国古代的管理思想：1中国古代朴素的系统管理思想2中国古代的用人思想3中国古代的经济管理思想3世界其他民族古代的管理思想：1行政管理思想2生产管理思想3教会管理思想2、古代管理思想的局限性：1、具有直观性：(1)孤立，零散，缺乏理论的系统性(2)肤浅，简单，缺乏理论的深刻性2、具有明显的阶级局限性：(1)有许多反科学的方面。
信息论控制论系统论
信息论控制论系统论信息论、控制论和系统论是现代科学中的三大基础学科，它们的发展和应用在各个领域都有广泛的影响。
本文将从三个方面介绍这三个学科的基本概念、发展历程和应用现状，以期为读者提供一些有益的启示和思考。
一、信息论信息论是由美国数学家香农于1948年提出的一种研究信息传输和处理的数学理论。
它的基本思想是将信息看作是一种不确定性的度量，用信息熵来表示信息的不确定性程度。
信息熵越大，信息的不确定性就越高，反之亦然。
信息熵的计算方法是用信息源的信源熵和信道的信道熵相加，即：H(X) = Hs(X) + Hc(Y|X)其中，H(X)是信息源X的信息熵，Hs(X)是信源熵，Hc(Y|X)是条件熵，表示在已知X的情况下，Y的不确定性程度。
信息论的另一个重要概念是信息量，它是用来度量一条消息所包含的信息量的大小。
信息量越大，消息所包含的信息就越多，反之亦然。
信息量的计算方法是用信息熵除以消息的概率，即：I(x) = -log2P(x)信息论的应用非常广泛，涉及通信、编码、压缩、加密等多个领域。
其中最著名的就是香农的通信模型和编码理论。
香农的通信模型包括信源、编码器、信道、解码器和接收器五个部分，通过对这五个部分的分析和优化，可以使信息传输的效率和可靠性得到提高。
编码理论则是研究如何利用编码来提高信息传输的效率和可靠性，其中最著名的编码方式就是香农编码和哈夫曼编码。
二、控制论控制论是由美国数学家维纳于1948年提出的一种研究控制系统的数学理论。
它的基本思想是将控制系统看作是一个动态系统，通过对系统的输入和输出进行监测和调节，使系统的行为符合预期的要求。
控制论的核心概念是反馈，即将系统的输出作为输入的一部分，通过比较输出和期望输出之间的差异，来调节系统的行为。
控制论的另一个重要概念是稳定性，即系统在一定的输入条件下，输出是否能够保持在一定的范围内。
稳定性是控制系统设计中最基本的要求之一。
控制论的应用也非常广泛，涉及到自动控制、机器人、航空航天、化工等多个领域。
系统论、信息论,控制论
系统论，信息论，控制论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：“在有机界与无机界之间隔着一道不可逾越的鸿沟；因为有机界是由一种支配着生物体内全部物理化学过程的、有一定目的的超物质的(超自然的）力量所产生的”。
德国的杜里舒是新活力论的代表，他分别用半个和两个完整的海胆做实验，结果都能生产出一个正常的海胆来。
系统论、信息论、控制论在工程设计工作中的指导运用
系统论、信息论、控制论在工程设计工作中的指导运用摘要：工程设计是一门综合性的学科，情况复杂，影响因素众多。
本文阐述了系统论、信息论和控制论在水利工程设计中的指导运用。
对比传统工程设计的目标单一、阶段割裂的做法，运用“三论”的工程设计，吸收行之有效的技术，提高工程设计的创新能力，完善规划设计与运用管理的联系，使工程设计达到全局优化。
关键词：工程设计；系统论；信息论；控制论；全局优化The guiding application of system theory，information theory and cybernetics in Engineering DesignAbstract：Engineering design is a comprehensive discipline，complex and affected by many factors.This paper expounds the the application of system theory，information theory and cybernetics in water conservancy engineeringpared to traditional engineering design，whose state is single-target and fragementation，using system theory，information theory and cybernetics to create engineering design，can absorpt effective technology，improve the innovative ability of engineering design，bring the planning design and management closer，and achieve global optimization in engineering design.Key words：engineering design；systems theory；information theory；cybernetics；global optimization1、引言设计对于一项工程具有十分重要的意义。
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控制论
• 人们研究和认识系统的目的之一， 就在于有效地控制和管理系统。控 制论则为人们对系统的管理和控制 提供了一般方法论的指导，它是数 学、自动控制、电子技术、数理逻 辑、生物科学等学科和技术相互渗 透而形成的综合性科学。
控制论在科学上的两点重要贡献
第一，给出一种新的研究方法，使对复 杂系统的研究成为可能 • ①确定系统。根据所研究对象的机理、 研究的目的、约束条件及假设条件， 把研究对象作为受控系统来处理
系统论
• 系统是指相互联系、相互作用并具有 一定整体功能和整体目的的诸要素的 有机综合体 • 系统论是研究系统的一般模式、结构 和规律的一门学科，主要研究各种系 统的共同特征，用数学方法定量地描 述其功能，寻求确立适用于一切系统 的原理、原则和数学模型等具有逻辑 和数学性质的基本理论问题
一般系统论的基本观点
控制论的应用
• 控制论是一门实用性很强的边缘学 科，其一般原理和方法在技术、经 济、社会等许多领域都有广泛的应 用，形成了多门边缘学科。 • 几十年来，控制论在纵深方向得到 了很大发展，已应用到人类社会各 个领域，如经济控制论、社会控制 论和人口控制论等。
信息论
• 信息论是应用概率论与数理统计方法 来研究信息处理和信息传递的科学， 研究的是通信和控制系统中普遍存在 着的信息传递的共同规律以及如何最 优地解决信息的获取、变换、存储、 处理等问题，其任务是解决电子通信 技术的编码和对抗等问题，从而提高 通信系统的传输效 信道 译码器 信宿
噪声
信息论的应用
信息论被广泛应用在： 编码学 密码学与密码分析学 数据传输 数据压缩 检测理论 估计理论
• 信息社会被广泛认为是继农 业社会、工业社会之后的第 三次伟大的科技革命与社会 变革，系统论、控制论和信 息论成为信息社会最为基础 的理论体系，为人类认识世 界和改造世界提供了强有力 的武器
• • • • • 系统的整体性 系统的有机联系 系统的动态性 系统的层次性 系统的目的性
• 耗散结构理论：主要讨论一个系统从混沌 向有序转化的机理、条件和规律，是研究 耗散结构的性质及其形成、稳定和演化规 律的一门学科 • 协同理论：研究远离平衡态的开放系统， 在保证与外界有物质、能量和信息交换的 条件下，系统能自发地产生一定的有序结 构和功能的一种理论
系统论的思想
• 系统论的思想是一种相关与演化的思 想，这与唯物主义普遍联系、变化发 展的观点是一致的。
• 系统论抽象掉不同事物、不同现象的 各种差异，而把它们归结到“系统” 这一概念，并揭示了其规律
• 一般系统论是一门跨学科的学 说，它超然于具体学科之外， 是概括各学科普遍具有的基本 规律性的理论。其目的是用一 般系统论的成果指导具体学科 的研究并通过开拓思维空间使 具体科学的研究达到更高的层 次，拓展到更广阔的领域
• ②收集有关数据，并进行必要的加工 处理，以作为研究的基础
• ③建立控制模型。数学模型的建立一
般是从研究对象的机理出发采用统计 数据的处理方法 • ④基于模型的系统分析。根据系统模 型研究在控制作用下系统的运动规律 • ⑤将控制模型、研究结果与实际情况 进行比较，做出模型精度分析
第二，控制论给出一套统一的 描述系统的概念，因而可以 建立各门学科之间的准确关 系。通过它们所具有的共同 语言，把一门学科上的发现 和成果用到另一门学科上去， 使它们相互促进。
• 三论，即系统论、控制论、信息论。 • 二十世纪四十年代末，随着科技的发 展，各个科学研究领域的分支日益细 化，但与此同时，各学科之间相互渗 透的现象越来越明显。适应这一趋势， 系统论、控制论、信息论这三门边缘 学科几乎同时产生。它们的出现对科 学技术和思维的发展起到了巨大的推 动作用，为现代多门新学科的出现奠 定了坚实的基础。