《系统理论及应用》简要笔记

第一章

系统科学简况

1.1系统思想的萌芽与形成;

古代:生产生活等社会实践经验;

15世纪:近代科学的兴起;

19世纪:自然科学三大学说(能量守恒、细胞学说、进化论)

20世纪初:相对论,量子理论等微观物理学;

20世纪中期:计算机科学的发展;

20世纪70年代:耗散结构理论、协同学、突变论、混沌与分形理论;

20世纪80年代:复杂性研究兴起。

1.2系统科学发展过程

早期:一般系统论;

中期:运筹学、信息论、博弈论;

近代:耗散结构理论、协同学、突变论、混沌与分形理论和复杂性研究。

第二章

系统科学的基本概念

2.1什么是系统

系统具有三个基本属性:多元性、相关性、整体性。系统是系统科学研究的对象。

2.2系统与环境

环境与系统之间的分界称之为系统的边界。

系统可分为开放系统和封闭系统,取决于与环境之间有无物质、能量和信息的交换,相互作用。

2.3系统的结构与功能

基元:系统的最小组成部分。

子系统:系统的组成部分也可以是一个系统。

基元+子系统=系统的组成部分(组分)

2.4系统的状态与演化

状态:系统可以观察和识别的状况、特征等,可用状态量这样的一组参量来表征,例如质量 动量等表征系统状态。

状态量可以用数组表示,其数值随系统的不同而不同。

同一个系统对象可以采用不同的状态变量组来描述,而选择的状态变量组都必须具有独立性和完备性。一般是时间的函数。

演化:系统的行为、结构、功能、状态、特性等随时间的推移而发生的变化。

演化具有普遍性,只要观测的时间尺度足够大,一切系统都处于演化中。

演化的方向:(1)简单到复杂、低级到高级(进化);

(2)复杂到简单、高级到低级(退化)。

      原因:内因,系统内部组分之间的相互作用例如竞争与合作;

      外因:系统与环境之间的联系方式变化。

在系统学中,研究系统的演化就是研究系统的状态变量随时间演化的规律及特点。

可根据其特点分为非稳定、不可逆的暂态和稳定的终态。

系统终态特点存在以下四种情况:

(1)定态解;

(2)周期解;

(3)准周期;

(4)混沌解

2.5系统的分类

按环境分:

(1)孤立系统;

(2)开发系统;

(3)封闭系统;

按组成系统的实际内容;物质系统、生物系统、人类系统。

按照系统内各子系统的关系:线性系统和非线性系统。

按照系统与时间的关系:静态系统和动态系统。

确定系统和随机系统;

简单系统和巨系统。

第三章

一般系统论

3.1一般系统论的产生

  源于自然科学(实验科学)的产生和发展

3.2一般系统论理论概述

核心思想:系统的整体观念。系统各要素不是孤立的存在着,每个要素都起着特定的作用。

一般系统论基本观念:

(1)系统的整体性;

(2)系统的开放性;

(3)系统的动态相关性;

(4)系统的层次等级性;

(5)系统的有序性。

3.3一般系统论的不足

定性研究,缺乏定量研究。

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