系统的概念与特征ppt课件

1 系统分析理论与方法 参考教材 系统工程理论 方法与应用 汪应洛 2 问题一系统的概念和特征 系统的概念和思想来源于人类在长期的社会实践中 对现实世界认识的不断深化 系统思想经历了从经验到哲学再到科学 从思辨到定性再到定量的发展过程 最终形成了当今的一门从总体上研究各类系统共性规律的系统科学 3 用系统的一般理论来认识系统 也就是以系统为对象 研究系统的要素 结构 层次 功能 特性及分类等 并在时间和空间上研究系统的动态发展 即了解系统的概念和范畴 思维方式的不同 研究的专业角度不同 侧重点不同 对系统有不同的定义 对其内涵也有不同的理解 4 我国著名学者汪应洛认为 系统是具有特定功能的 相互间具有有机联系的许多要素所构成的一个整体 美国韦氏大辞典认为 系统是有组织的或被组织化的整体 结合着整体所形成的各种概念和原理的结合 由有规则的相互作用 相互依存的形式组成的诸要素集合 等等 日本的JIS标准中认为系统是由许多要素保持有机的秩序 向同一目的行动的集合体 5 美国著名学者阿柯夫认为系统是由两个或两个以上相互联系的任何种类的要素所构成的集合 美籍奥地利生物学家贝塔郎菲对系统的定义是 相互作用的多元素的复合体 钱学森 把极其复杂的研究对象称为系统 即由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成具有特定功能的有机整体 而这个系统本身又是它所从属的更大系统的组成部分 6 数学定义令 记系统 中全部要素构成的集合 设 中把所有要素关联在一起的那些特有方式可以用数学中的关系概念来表达 以r记要素之间的关系 R记所有这种关系的集合 中不存在相对于R的孤立元 则系统S可以用数学式表示如下 S A R 上式表明 系统是由要素集和关系集共同决定 7 系统的特性 1 系统的集合性系统的集合性是系统最基本的属性 系统是全部元素的集合 集合是指具有某种属性的事物的全体 系统的集合性表明 系统是由两个或两个以上有共同属性又可以互相区别的元素所组成的 例如 一个计算机系统 一般都是由中央处理机 CPU 存储器 输入与输出设备等硬件所组成 同时 还包含有操作系统 程序设计 数据库等软件 从而形成一个完整的集合 所以系统都具有集合性 8 2 系统的相关性组成系统的要素是相互联系 相互作用 相互影响的 系统的相关性说明这些联系之间的特定关系 例如 构成人体的呼吸 消化 循环 排泄 神经等各组成部分 它们之间通过特定的相互依存 相互制约关系 而有机地结合在一起 才使人成为一种具有特殊高级功能和高度智慧的高等动物 如果某一器官出现了问题 就会影响其它部位器官的正常运行 人便会有不舒服的感觉 9 系统的相关性 城市的系统联系 在城市系统中 由人 财 物 能量 信息的流通 产生联系 没有这些流通 就会中断城市的系统联系 由于城市系统具有经济集中的特点 它是商品生产和商品交换集中的地方 随着社会分工的扩大 生产社会化程度的提高和商品经济的发展 各种功能不同 规模不一的城市 其联系的区域范围会不断扩大 且城市与城市 城市与乡村集镇联系成为一个城市体系 从而把全国经济联系起来 把国内外市场和世界市场联系起来 由于联系和运动在系统的范畴中是统一的 所以 城市系统是在联系中运动 在运动中发展着联系 离开了城市系统各要素之间及其与外部环境之间的物资 能量和信息的交流 运动过程 城市系统的功能是无从表现和考虑的 10 3 系统的阶层性系统作为一个相互作用的诸要素的总体 它可以分解为一系列的子系统 并存在一定的层次结构 这就是系统空间结构的有特定形式 系统的层次结构表述了系统中不同层次子系统之间的从属关系或相互作用关系 在不同的层次结构中存在着动态的信息流和物质流 构成了系统的运动特性 为深入研究系统层次之间的控制与协调功能提供了条件 一般来说 层次越高 组织性越强 层次越低 组织性越差 11 城市系统的层次结构 社会系统人口 总数 龄组 素质 劳动力 就业 失业 其他 软环境 性质 规模 体制 文物 历史 民族 风尚等等 管理 政府 人大 政协 公检法 交通警 经济系统基础系统生态系统 12 社会系统经济系统农业 粮食 渔业 林业 牧业 副业 蔬菜等 重工业 钢铁 能源 机电 建筑 矿业 你 航天 电子等 轻工业 纺织 服装 烟酒 塑料 食品 造纸等 运输业 铁 公 水 航空 管理 搬运 起重 集装箱等 财贸服务 网点 市场 修配 外贸 财政 金融 生活服务 第三产业 科技 教育 文化 出版 新闻 体育 卫生基础系统生态系统 13 社会系统经济系统基础系统能源 供电 发电 供热 供气 加油 供煤 燃料通讯 邮电 广播 电视 计算机网络 传真 信息服务交通 公共汽车 地铁 电车 出租车 长途车给排水 供水网 下水道 再循环 污水处理 水塔公用设施 体育场 文化馆 博物馆 展览馆 政府用房住宅建筑 居民点 生产建筑 公用建筑 城市雕塑游乐 公园 戏院 游乐场 旅游点 酒店 餐饮紧急服务 抗灾 救火 医疗 血库 防盗 警察 抢险生态系统 14 社会系统经济系统基础系统生态系统 资源 水 土地 矿产 地质 动物 植物 生态 森林环境 绿化 垃圾 污染治理 景观 风貌灾变 地震 洪水 台风 龙卷风 其他灾害 15 系统的整体性整体性是系统最基本的特性 在一个系统中 系统整体的特性和功能在原则上不能归结为组成它的要素的特征和功能的总和 处于系统整体中的要素的特征和功能也异于它们在孤立状态时的特征和功能 如 三个臭皮匠赛过诸葛亮 三个和尚没水吃 都是三个元素 由于素质不同 效果差别悬殊 所以系统不是简单的数量相加 整体大于部分之和也是系统所具有的主要特征之一 16 系统不是各个要素的简单集合 否则它不会具有作为整体的特定功能 脱离了整体性 要素的机能和要素间的作用便失去了原有的意义 单独研究任何系统的要素不能使你得出有关整体的结论 构成系统的要素和要素机能 要素的相互联系均服从系统整体的目的和功能 在整体功能的基础上展开各要素及其相互之间的活动 这种活动的总和形成了系统整体的有机行为 17 系统的目的性通常系统都具有某种目的 要达到既定目的 系统就必须具有一定的功能 不同的系统有不同的目的 需要具有不同的功能 系统的目的一般通过更具体的目标来体现 复杂的系统通常不止一个目标 而是多个目标 因此需要一个指标体系来描述系统的目标 在指标体系中 有时指标之间是相互矛盾的 有时是互为消长的 需要相互协调 达到整体最优 18 系统的环境适应性环境适应性是指系统随环境的变化而改变其结构和功能的能力 任何系统都存在于一定的物质环境之中 并与环境进行物质 能量和信息的交换 外部环境的变化必然引起系统内部各要素之间的变化 系统必须适应外部环境的变化 否则没有生命力 不能生存与发展 经常与外界环境保持最优适应状态的系统 才是理想的系统 19 城市系统的环境适应性 城市的环境 城市属于周围的区域或者全国更大的系统 在这些更大的系统中它又是一子系统或要素了 这样它必然地要与其他的要素或子系统发生关系 其他的要素和子系统相对于城市这个子系统来说 就是环境 城市是一个开放系