chap 1 系统与系统科学.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 组织与结构的区别 只要组分间存在相互作用，就有系统结构，但有结构并不等于有序 结构分为无序和有序 组织仅指有序结构，有组织的系统都具有有序结构的系统 * 系统的结构分析 内容：划分子系统，分析各子系统的结构，阐明不同子系统之间的关联方式 同一系统可按不同标准划分子系统 按同一标准划分的子系统具有可比性 系统结构的分类方式很多，一般从框架结构与运行结构、空间结构与时间结构两方面进行分类 当系统处于尚未运行或停止运行状态时，各组分之间的直接联接方式称为框架结构 系统处于运行过程中所体现出来的组分之间相互依存、相互支持、相互制约的方式，称为系统的运行结构 * （三）整体与涌现性 整体和部分是系统科学的一对重要范畴，系统科学重点考察系统的整体性 若干部分按照某种方式整合为一个系统，就会产生出整体具有而部分或部分总和所没有的东西，如整体的形态、特性、行为、状态、功能、困难、机遇、途径等。系统科学把这种整体才有、孤立的部分及其总和不具有的特性，称为整体的涌现性（whole emergence) 整体涌现性是一种规模效应，不同的系统规模，描述和处理的方法是不同的 产生整体涌现性的原因，是由系统组分按结构方式相互作用、补充、制约而激发出来的，是结构效应、组织效应 * 整体思想最核心的观体观点是系点，系统科学是关于整体性的科学 涌现性的另一种解释是高层次具有低层次没有的特性 层次是系统由元素整合为整体过程中涌现等级，不同性质的涌现形成不同的层次，不同层次表现不同性质的涌现性 层次提供一个参照系，出现新的涌现性不一定产生新的层次 * （四）系统的分类 规模：小系统、大系统、巨系统 结构：简单系统、复杂系统 状态：静态系统、动态系统 性质：自然系统、人工系统、复合系统 环境：封闭系统、开放系统 形态：实体系统、概念系统 * 二、环境、行为、功能 系统的环境 一个系统之外的一切与它相关联的事物构成的集合 系统与环境之间的关系是系统的外部规定性 环境也是决定系统整体涌现性的重要因素 环境意识是系统思想的另一个基本点 * 系统的边界 把系统与环境分开来的东西 边界的存在是客观的 边界存在的相对性 开放性与封闭性 开放性：系统能够同环境进行交换的属性 封闭性：系统阻止自身同环境进行交换的属性 开放越充分有效，越利于系统的生存发展 系统性是开放性与封闭性的统一 * 系统的行为 系统相对于环境所表现出来的任何变化 行为属于系统自身的变化，是系统特性的表现，但又同环境有关，反映了环境对系统的作用或影响 不同的系统有不同的行为，同一系统在不同情况下也有不同行为 系统行为包括：维生，学习，适应，演化，自组织、平衡、非平衡、稳定、动态等 * 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与发展的作用 凡系统都有功能，功能具有整体特性 系统是由相互制约的各部分组成的具有一定功能的整体 子系统的功能是指子系统对整系统存续发展所负责任、所作贡献 把功能子系统的划分及其相互关联方式称为系统的功能结构 * 功能与性能的区别 性能（performance)：指系统在内部和外部联系中表现出来的特性和能力。如水可以流动 功能(function)：是一种特殊的性能，如水能灌溉、供水、发电等 性能是功能的基础，提供了系统发挥功能的依据 功能是性能的外化，在系统行为过程中表现出来 系统性能的多样性决定了系统功能的多样性 功能与结构有关 * 三、状态、演化、过程 系统状态 是指系统的那些可以观察和识别的状况、态势、特征等 用来表述系统状态的数字变量，称为状态变量 状态变量的选择要求：（1）完备性，可以全面反映系统的状态过程；（2）独立性，任一状态变量都不能表示为其它状态变量的函数 存在一定的状态空间和状态转移 动态系统的特点是在状态空间中从一个状态向另一个状态转移不可能瞬间完成，需要耗费一定的时间，呈现出状态随时间变化的特征 * 系统的演化 指系统的结构、状态、特性、行为、功能等随着时间的推移而发生的变化 系统演化存在狭义与广义两种基本方式，狭义演化是系统由一种结构或形态向另一种结构或形态的转变；广义演化包括从无到有、从不成熟至成熟、一种结构到另一种结构、系统的老化或退化、从有到无的消失等 系统演化的动力源于系统内部或外部 系统演化的方向有两种：低 高,高 低 * 系统与过程 凡演化都有发生、发育、相变、老化、消亡等过程 过程是在时间维中展开的，时间是一种算子，一切事物都是它的运算对象 对象不同，时间可能具有方向性，即时间反号能否改变运动方程符号 系统分类：连续过程与离散过程、线性过程与非线性过程、确定性过程与随机过程、平衡过程与非平衡过程、有记忆过程与无记忆过