第2章-系统工程基本理论
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层次是系统由元素整合为整体过程中的涌现等级，不同性 质的涌现形成不同的层次，不同层次表现出不同的涌现性。
2020/11/18
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2.2 系统论基础
2.2.2 系统的环境、行为和功能 1. 系统的环境
广义上讲，一个系统之外的一切与它相关联的事物构 成的集合，称为该系统的环境。
环境与系统之间的相互关系是系统的外部规定性。 在一定意义上，抽象系统界限的划分和确定主要取决于 分析人员或决策者。不同的决策者或分析人员可能会根据自 己的研究目的取不同的界限来划分系统和环境。
科学研究对象：系统、整体、整体性 方法论上反对还原论
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2.2 系统论基础
一般系统论的延伸: 有关的学科和理论，如管理理论、运筹学、信息论、控制
论、科学学、哲学、行为科学等。它给各门学科带来新的动力 和新的研究方法，沟通了自然科学与社会科学、技术科学与人 文科学之间的联系，促进了现代科学技术发展的整体化趋势， 使许多学科面貌焕然一新。
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2.2 系统论基础
2.2.1 系统的观点
贝塔朗菲将系统定义为“相互作用的诸要素的复合体”。 这个定义强调了系统的整体性和联系性，是系统科学的基本 观点。
结构功能相关规律、信息反馈规律、竞争协同规律、涨 落有序规律、优化演化规律作为系统的五个重要规律。
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2.2 系统论基础
2.2.1 系统的观点 1.整体与涌现性
系统观点首先是整体观点 。整体才具有而孤立的部 分及其总和不具有的特性，称为整体涌现性或突现性（ whole emergence）。
（1）整体是指由事物的各内在要素相互联系构成的有机 统一体及其发展的全过程（整体性观点应用于过程系统）。
系统工程的方 向
工程系统工程
对应的学科基础 工程设计
系统工程的方 向
教育系统工程
科研系统工程
科学学
社会系统工程
企业系统工程 生产力经济学 计量系统工程
信息系统工程 信息学、情报学 标准系统工程
军事系统工程
军事科学
农业系统工程
经济系统工程 政治经济学 行政系统工程
环境系统工程
环境科学
法治系统工程
对应的学科基 础
教育学 社会学、未来
学 计量学
标准学
农事学
行政学
法学
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第2章 系统工程基本理论
2.1 概述 2.2 系统论基础 2.3 控制论基础 2.4 信息论基础 2.5 运筹学基础 2.6 复杂系统理论
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2.2 系统论基础
贝塔朗菲是美籍奥地利生物学家，1945年，他在《德国哲 学周刊》第18期上发表了《关于一般系统论》，这是系统科学 的奠基之作，标志着系统科学的诞生。
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2.2 系统论基础
2.2.1 系统的观点 2.结构、子系统、层次
系统组分（元素）及组分之间一切联系方式的总和称为 系统的结构（structure）。
子系统（subsystem）相对于系统整体而言就是系统的部分 或组分，但它本身就是一个系统，具有系统的基本特性。
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2.1概述
为系统工程提供理论和方法的技术科学主要有系统论，控 制论和信息论、最优化理论等（其中，系统论、信息论、控制 论简称“三论”，是系统科学的重要理论基础及工具）。
系统论是系统科学的主体理论基础。
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2.1概述
表2-1 系统工程的部分方向
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2.2 系统论基础
2.2.3 系统的状态及其演化 1. 系统的状态
状态变量一般是时间的函数 ，不同时刻状态变量通常取 不同的值。
时间
状态变量：
独立性和完备性
环境参数
位置
状态变量也是环境参数的 函数，参数的变化反映了 系统外界环境的变化引起 的系统结构的改变。
系统工程
Systems Engineering
2020/11/18
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本章主要内容
2.1 概述 2.2 系统论基础 2.3 控制论基础 2.4 信息论基础 2.5 运筹学基础 2.6 复杂系统理论
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第2章 系统工程基本理论
2.1 概述 2.2 系统论基础 2.3 控制论基础 2.4 信息论基础 2.5 运筹学基础 2.6 复杂系统理论
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2.2 系统论基础
2.2.2 系统的环境、行为和功能 3. 系统的功能
功能是指系统与外部环境相互联系和相互作用中表现 出来的性质、能力和功效。功能是刻画系统行为，特别是系 统与环境关系的重要概念。
结构是功能的基础，功能依赖于结构；结构决定功能， 功能对结构具有一定的反作用。
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状态变量经常也是位置 的函数，当系统所处的 范围较大时，往往存在 一定的空间分布，不同 位置上系统的状态变量 有不同的取值。
（2）局部是指组成有机统一体的各个方面、要素、分支 及其发展全过程中的某一阶段或某一区间。
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2.2 系统论基础
2.2.1 系统的观点 1.整体与涌现性
系统的整体特性既包括质的方面又包括量的方面，并以 二者的统一体现出来。如果整体与部分之间存在某种可以从 量上比较的同质特性，整体涌现性就是“整体不等于部分之 和”。
一般系统论用相互关联的综合性思维来取代分析事物的分 散思维，概括了整体性、关联性、动态性、有序性、终极性（ 目的性）等系统的共性，突破了以往分析方法的局限性。
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2.2 系统论基础
一般系统论的基本思想是：从系统观点、整体观点、动态 观点测绘法，把有机体描绘成由诸多要素、按严格等级层次组 成的动态的开放系统，具有特殊的整体功能。
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2.2 系统论基础
2.2.2 系统的环境、行为和功能 2.系统的行为
行为是刻画系统与环境相互关系的概念。系统相对于 它的环境所表现出来的任何变化，或者说，系统可以从外部 探知的一切变化，称为系统的行为。
行为属于系统自身的变化，是系统自身特性的表现，但 又同环境有关，反映环境对系统的作用或影响。
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2.2 系统论基础
2.2.2 系统的环境、行为和功能 1. 系统的环境
广义上讲，一个系统之外的一切与它相关联的事物构 成的集合，称为该系统的环境。
环境与系统之间的相互关系是系统的外部规定性。 在一定意义上，抽象系统界限的划分和确定主要取决于 分析人员或决策者。不同的决策者或分析人员可能会根据自 己的研究目的取不同的界限来划分系统和环境。
科学研究对象：系统、整体、整体性 方法论上反对还原论
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2.2 系统论基础
一般系统论的延伸: 有关的学科和理论，如管理理论、运筹学、信息论、控制
论、科学学、哲学、行为科学等。它给各门学科带来新的动力 和新的研究方法，沟通了自然科学与社会科学、技术科学与人 文科学之间的联系，促进了现代科学技术发展的整体化趋势， 使许多学科面貌焕然一新。
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2.2 系统论基础
2.2.1 系统的观点
贝塔朗菲将系统定义为“相互作用的诸要素的复合体”。 这个定义强调了系统的整体性和联系性，是系统科学的基本 观点。
结构功能相关规律、信息反馈规律、竞争协同规律、涨 落有序规律、优化演化规律作为系统的五个重要规律。
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2.2.1 系统的观点 1.整体与涌现性
系统观点首先是整体观点 。整体才具有而孤立的部 分及其总和不具有的特性，称为整体涌现性或突现性（ whole emergence）。
（1）整体是指由事物的各内在要素相互联系构成的有机 统一体及其发展的全过程（整体性观点应用于过程系统）。
系统工程的方 向
工程系统工程
对应的学科基础 工程设计
系统工程的方 向
教育系统工程
科研系统工程
科学学
社会系统工程
企业系统工程 生产力经济学 计量系统工程
信息系统工程 信息学、情报学 标准系统工程
军事系统工程
军事科学
农业系统工程
经济系统工程 政治经济学 行政系统工程
环境系统工程
环境科学
法治系统工程
对应的学科基 础
教育学 社会学、未来
学 计量学
标准学
农事学
行政学
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第2章 系统工程基本理论
2.1 概述 2.2 系统论基础 2.3 控制论基础 2.4 信息论基础 2.5 运筹学基础 2.6 复杂系统理论
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贝塔朗菲是美籍奥地利生物学家，1945年，他在《德国哲 学周刊》第18期上发表了《关于一般系统论》，这是系统科学 的奠基之作，标志着系统科学的诞生。
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2.2.1 系统的观点 2.结构、子系统、层次
系统组分（元素）及组分之间一切联系方式的总和称为 系统的结构（structure）。
子系统（subsystem）相对于系统整体而言就是系统的部分 或组分，但它本身就是一个系统，具有系统的基本特性。
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为系统工程提供理论和方法的技术科学主要有系统论，控 制论和信息论、最优化理论等（其中，系统论、信息论、控制 论简称“三论”，是系统科学的重要理论基础及工具）。
系统论是系统科学的主体理论基础。
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2.1概述
表2-1 系统工程的部分方向
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2.2 系统论基础
2.2.3 系统的状态及其演化 1. 系统的状态
状态变量一般是时间的函数 ，不同时刻状态变量通常取 不同的值。
时间
状态变量：
独立性和完备性
环境参数
位置
状态变量也是环境参数的 函数，参数的变化反映了 系统外界环境的变化引起 的系统结构的改变。
系统工程
Systems Engineering
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本章主要内容
2.1 概述 2.2 系统论基础 2.3 控制论基础 2.4 信息论基础 2.5 运筹学基础 2.6 复杂系统理论
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第2章 系统工程基本理论
2.1 概述 2.2 系统论基础 2.3 控制论基础 2.4 信息论基础 2.5 运筹学基础 2.6 复杂系统理论
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2.2 系统论基础
2.2.2 系统的环境、行为和功能 3. 系统的功能
功能是指系统与外部环境相互联系和相互作用中表现 出来的性质、能力和功效。功能是刻画系统行为，特别是系 统与环境关系的重要概念。
结构是功能的基础，功能依赖于结构；结构决定功能， 功能对结构具有一定的反作用。
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状态变量经常也是位置 的函数，当系统所处的 范围较大时，往往存在 一定的空间分布，不同 位置上系统的状态变量 有不同的取值。
（2）局部是指组成有机统一体的各个方面、要素、分支 及其发展全过程中的某一阶段或某一区间。
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2.2 系统论基础
2.2.1 系统的观点 1.整体与涌现性
系统的整体特性既包括质的方面又包括量的方面，并以 二者的统一体现出来。如果整体与部分之间存在某种可以从 量上比较的同质特性，整体涌现性就是“整体不等于部分之 和”。
一般系统论用相互关联的综合性思维来取代分析事物的分 散思维，概括了整体性、关联性、动态性、有序性、终极性（ 目的性）等系统的共性，突破了以往分析方法的局限性。
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2.2 系统论基础
一般系统论的基本思想是：从系统观点、整体观点、动态 观点测绘法，把有机体描绘成由诸多要素、按严格等级层次组 成的动态的开放系统，具有特殊的整体功能。
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2.2 系统论基础
2.2.2 系统的环境、行为和功能 2.系统的行为
行为是刻画系统与环境相互关系的概念。系统相对于 它的环境所表现出来的任何变化，或者说，系统可以从外部 探知的一切变化，称为系统的行为。
行为属于系统自身的变化，是系统自身特性的表现，但 又同环境有关，反映环境对系统的作用或影响。