第一章 系统的概念及特点.

系统理论
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§1.4.1一般系统论（general system theory)
一．历史背景 1937年美籍奥地利生物学家冯.贝塔朗菲在对生物学 的研究中发现把生物分解的越多，反而会失去全貌， 对生命的理解和认识反而越来越少。因此就开始了理 论生物学研究，创立了一般系统论。1945年《关于一 般系统论》的发表，成为系统论形成的标志。
一．整体性 整体性是系统最基本、最核心的特性，是系统性最集 中的体现。 系统的整体性主要表现为系统的整体功能，系统的整 体功能不是各组成要素功能的简单叠加，也不是由组 成要素简单地拼凑，而是呈现出各组成要素所没有的 新功能，可概括地表达为“系统整体不等于其组成部 分之和”，而是“整体大于部分之和”。
系统的特性
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二．相关性 系统内部各部件之间存在着相互联系、相互依存、相互 制约的关系。它们通过特定的关系结合在一起，形 成一个具有特定性能的系统。 贝踏朗菲用一组独立微分方程描述了系统的相关性，即
dQ1 f 1 (Q1 , Q2 ,...,Qn ) dt dQ2 f 2 (Q1 , Q2 ,...,Qn ) dt dQn f n (Q1 , Q2 ,...,Qn ) dt
系统的概念
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一．系统思想的形成及演变 1. 古代朴素的系统思想 古代天文学家编制二十四节气 我国讲究天时、地利、人和 军事方面《孙子兵法》 在古代的建筑上，都江堰最具有代表性和系统 性。
古代朴素系统思想
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2. 科学系统思想的形成
古代朴素的系统思想具有“只见森林”和比较 抽象的观点 15世纪下半叶以后，力学、天文学、物理学、 化学、生物学等相继从哲学的统一体中分离出 来，形成了自然科学。这时的系统思想具有 “只见树木”和具体化的特点。 到了19世纪自然科学得到了巨大发展，能量转 化、细胞学说、进化论三大发现，使人类对自 然过程相互联系的认识有了质的飞跃，为辨证 唯物注意的科学系统观奠定了物质基础。这个 阶段的系统思想具有“先见森林，后见树木” 的特点。 科学系统思想
系统的定义
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系统定义的四个要点：
1. 系统及其要素。系统是由两个以上要素组成的整体，构 成这个整体的各个要素可以是单个事物（要素），也可 以是一群事物组成的分系统、子系统等。系统与要素是 一组相对的概念，取决于所研究的具体对象及其范围。 2. 系统和环境。任一系统又是它所从属的一个更大系统的 组成部分，并与相互作用，保持较为密切的输入输出关 系。系统连同其环境一起形成系统总体。系统与环境也 是两个相对的概念。 3. 系统的结构。在构成系统的诸要素之间存在着一定的有 机联系，这样在系统的内部形成一定的结构和秩序。结 构即组成系统的诸要素之间相互关联的方式。 4. 系统的功能。任何系统都应有其存在的作用与价值，在 其运作的具体目的，也即都有其特定的功能。 系统定义的四个要点
第一章
系统的概念及特点
内容：介绍系统的概念、特征、结构与功能、 系统理论与系统科学的研究现状和发展趋势。 要求：学生应理解系统的相关概念。了解系 统理论与系统科学领域近几年来形成的主要 学术流派，并对这些学术思想的重要性和发 展趋势有概念性的认识。
第一章 系统的概念及特点
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§1.1系统的概念
系统的定义：“系统是由两个以上有机联系、相互 作用的要素所组成，具有特定的功能、结构和环境 的整体。
式中：Q1,Q2,…,Qn分别为1，2，…，n个要素的特征； t为时间；f1,f2,…,fn表示相应的函数关系。
系统的特性
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三．目的性 系统活动本身都具有明确的目的。系统各部件就是 为实现系统的即定目标而协调于一个整体之中，并 为此进行活动。系统活动的输出响应就是系统目的 性的反映。 目的1
目的2 目的3
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系统结构
S1 S2
系统环境
系统输入
系统输出
S3
S4
系统周界 S1、S2、S3、S4——系统部件
图1-1 系统的基本概念图
系统的基本概念图
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系统在生活中的例子 例如，汽车是一个系统。它是由轮胎、发动机、传 动系统、车体等相互联系和彼此影响的部件组成的一 个整体。这些部件组成在一起可以去完成交通运输的 特定功能。 又如某个城市是一个系统。它是由交通系统、资源 系统、商业系统、市政系统、卫生系统等相互作用着 的部件组合而成的一个整体，通过系统的各个部件相 互协调运转去完成城市生活和发展的特定目标。它与 农村以及其它城市存在着界限，通过边界在物质、信 息、人员等方面进行交流。
系统举例
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三．系统的分类
1. 按形成的原因划分 • 自然系统。 • 人造系统。 2. 按形态划分 • 概念系统。 • 实体系统。
系统分类
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3. 按所处的状态分 • 静态系统。 • 动态系统。 4. 按与环境的关系分 • 封闭系统。 • 开放系统。
主要明确SE研究什么样的系统问题
系统分类
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§1.2系统的特性
一．现代系统科学体系
马 克 思 主 义 哲 学 哲学 一般系统论 系 统 学 控制论 信息论 多项系统工程 自动化技术 通信技术
基础科学
技术科学
工程技术
系统科学体系
系统理论
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二．系统理论 在系统科学中，构成系统学的几个基本理论是： 一般系统理论、运筹学、控制论、信息论、协 同论、突变论和耗散结构等。其中一般系统理 论、控制论和信息论称为“老三论”；协同论、 突变论和耗散结构称为“新三论”。
目的4
目的5
目的6
目的7
目的8
目的9
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目的13
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Leabharlann Baidu
目的16
目的17
目的树
系统的特性
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四．环境适应性 任何一个系统都存在于一定的环境之中，都与外 界环境进行着物质、能量和信息的交换。一个系 统要能生存和具有活力，就必须适应外部环境的 变化。
系统的特性
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§1.4系统理论
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二 系统的概念 • 韦氏大辞典中的定义是：“系统是有组织和 被组织化了的整体；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、相互依赖的形式组成的诸要素集合等。 • 美国的生物学家贝塔郎菲，他是这样认为系 统的，“系统是相互作用的诸要素的综合 体。”
系统的定义：“系统是由两个以上有机联系、 相互作用的要素所组成，具有特定的功能、 结构和环境的整体。