系统科学方法.ppt

1、系统科学方法：1，系统系统论，2，系统系统论，1，系统和系统方法1，系统是什么？ “系统是一定的相互关系，是与环境相关的各构成要素的总和。 2 .系统方法系统论由奥地利生物学家贝塔兰菲创立。3、2、系统方法的基本原则、1、整体原则理解了要素间的协同作用对整体的影响作用，4、都江堰位于四川省成都平原西部的岷江，建于公元3世纪，是中国战国时代秦蜀郡县李冰及其子率群众建设的大型水利工程，是世界上年代最长、唯一残留的多年来，至今仍发挥着巨大的利益，李冰治水，功在现代，利在千秋，不愧是文明世界的伟大杰作，使人民幸福的伟大水利工程(2000年被联合国教科文组织列入世界文化遗产)、5、都江堰水利工程的形象，

2、6、都江堰水路前三个主体工程， 都江堰水路的首项工程，科学地解决了主要由鱼口分水堤、飞砂堰溢洪道、宝瓶口进水口三大部分组成的河水自动分流、自动排沙、控制水流量等问题，消除水灾，使川西平原成为“水旱依赖人”的“天府之国”。 鱼口分水工程，“鱼口”是都江堰的分水工程，以鱼口的形式命名，在岷江江心抬起头，把岷江分成了内外两江。 西被称为外江，通称“金马河”是岷江正流，主要用于排洪的东缘脚下的内江是人工引水的途径，主要用于灌溉。 “飞沙堰”溢洪道，飞沙堰的作用主要是在内江的水量超过宝瓶口流量的上限时，如果遇到多馀的水从飞沙堰溢出的特大洪水的情况，它就会自己崩溃，使大量的河水回到岷江正流。 另一个作用是

3、“飞沙”，岷江从万山丛中突然来，夹着大量的泥沙、石头，它沿着内江下来，就堵塞了宝瓶口和灌区。 飞沙堰真的很理解人的意思，很难排除人，从上游搬来的泥沙和砾石，还有重量千公斤的巨石从这里扔进外江(主要利用离心力的作用)，确保了内江的流利，有鬼斧神功之妙。9、宝瓶口、宝瓶口是前山(现在名灌口山、玉垒山)朝岷江的长脊挖的孔，它是人工地刻在抑制内江浸水的喉咙上的，因为瓶口具有形状，所以功能奇特，故名宝瓶口。 都江堰水利工程、10、都江堰水利工程、11、都江堰水利工程、12、都江堰的建设对岷江天然河道在鱼口和宝口处的两个弯曲有很大贡献。 现代水利科学有“弯道环流”的原理。 因为河水是分层的，上层的水很清，

4、下层的水很浊，清水的流动很快，先向凹岸，再拿着从凹岸落下的泥沙沉到凸岸，因为浑浊的水流很慢，碰到上述折回的水，水流被阻碍，水流因为凹岸的弯曲而被凸岸鱼口和宝瓶口的建设选择是两个弯曲的河道，正好利用水流的上述规律，清水直接冲入内江河道，浊流被折到外江。 从构成部分的相互关系来考虑、14、整体的功能，“整体大于部分之和”、“整体小于部分之和”、“15、16、“整体大于部分之和”的拿破仑， 分析马木留克骑手和法兵战斗力的对比：马法331003003001500，17，2，优化原则整体效果最佳目标设计最佳控制最佳运动最佳效果，18，优化设计实例，19，系统的优化和系统的整体性密切相关，使整体最佳化例如

5、，一千多年前，开封皇城着火，宫殿烧毁了。 大臣丁魏奉宋信州的旨意，主持修复工程。 他提出的施工方案，很有系统方法的特色。首先，在宫殿前的街道上挖一条大沟，当场烧瓷砖，然后在沟中加入水，完成了可以用船直接运送必要的其他建筑材料的宫殿后，把废物埋在沟中，修复原来的街道。 这个优秀的施工方案，把所有的修复工程当作一个整体来处理，根据工程内部各部分的工程的联系顺序来合理安排，避免远处取土，远处搬运废材的浪费，利用了当时的水运比陆运更方便等条件。 丁魏实际上考虑到了整体的“优化”，制定了最佳施工方案。20、多阶段优化(确定了最佳目标后，在不同的等级和层次结构中运用模型和计算机等技术手段，对整个系统进行分

6、阶段优化处理。 例如，葛洲坝水电站包括几个子系统(栅栏洪、灌溉、发电、航运等)。 葛洲水库水电站21、1、3、动态原则的动态性，意味着系统的状态随时间变化。 动态原则是把系统看作动态系统，动态地协调部分和部分、部分和整体的关系。 系统和系统的各种联系都随着时间而变化。 这要求我们在考察系统时，注意系统关系到全过程历史阶段的具体性，并预测其前景。 要在运动中掌握联系，不要静止地研究联系。 在动态中考察系统内外关系的全过程，才能认识到系统的本质。 为了把系统视为发展的变化过程，一个人的成长分为孩子、少年、壮年和老年人，这个系统是开放、动态的生活系统。24、4、建模原则，在使用系统方法研究规模大、要

7、素多、结构复杂的研究对象时，遵循建模原则，期待工作的成功。 建模原则是在研究复杂系统时，首先建立系统模型，在该模型上建立研究的边界范围，利用模型简单明确系统的联系和规则，并进行定量描述。 特别是高速计算机的出现，给建模手段注入了活力。 人们用计算机进行各种各样的模拟实验。 例如，恒星内部温度的推定，原子炉温度场的分布的控制，航天飞机的飞行和返回时的复杂流动场等，原子炉的地震等特殊条件下的安全性分析。 只有使用建模的研究，才能达到预期的目的。 系统方法中使用的模型通常有实物模型(城市计划等)、理论概念模型(力学质点等)、数学模型(孤立波相互作用的数值模拟等)、物理模型等。25、3、系统方法的作用

8、、1、系统方法提供了识别和解决复杂系统的有效手段。 阿波罗登月计划、26、阿波罗登月计划、到1957年苏联首次发射人造卫星和载人卫星后，美国制定了阿波罗登月计划。 在这个行动中，调动了42万科学家、国内外一百二十所大学和研究机构、两万家以上企业，十一年生产了244亿美元、零件三百万件，研究和解决了好几万件课题，终于实现了预期的目标，把宇航员送到了月球。 对于这样巨大复杂的项目，人们总是从整体上处理各种问题，按照整体目标正确定量所有问题的解决，保证各环节在时间、空间上紧密合作。 因此，要大量使用计算机进行计划、生产、科研和行政管理，重要的是用系统的方法进行有效的组织管理。27、2、系统方法提供了

9、制定系统最佳方案的手段，以执行最佳组合和最佳管理。 合理调配人、财、物，实现最佳组合和最佳管理系统的方法，结合确定目标和实现目标两种功能系统方法，综合运用信息理论、控制理论等系统科学的理论和方法，利用电子计算机、28、3、系统方法为科学认识提供了新的思路，系统方法将不同物质形态的研究对象作为具有共同性质和运动规则的系统进行研究，不仅突破了不同质量的东西和不同学科的边界，而且找到了从一个领域转移到另一个领域的方法，为不同领域的研究者提供了共同的语言，科学系统方法的应用广泛应用于自然科学、技术科学、社会科学、环境科学、医学、管理科学、军事科学等多个领域。 30、例如，某城市计划建焦化厂，预计每年能

10、提供5万m3煤气，这些煤气的用途是？ 运用系统方法进行研究：明确研究对象的范围、性质，系统地考察系统要达到的总目标的可行性研究，制定几个可行性方案来模拟方案，根据计算机模拟数据、结果找到最佳方案用最佳方案来确定系统的构成， 在建立系统各部分关系的基础上，经过可行性研究，提出了3个可行性方案，原产量不变的节炭1万吨/年化肥生产，以节炭1.5万吨/年居民为燃料，节炭3万吨/年、31、5，系统方法程序、1，明确问题和相关情况系统地理解构成问题的各方面和各种影响因素，为进一步的研究提供科学依据。32、2、目标的选择，是根据明显的问题和研究任务，决定系统应实现的总目标，这是考虑其他问题的出发点。 根据系

11、统研究所要达成的总目标，提出各种技术方针和经济效果等，并提出实现总目标的具体标准。33、3、系统综合地根据总目标进行可行性研究，制定实现总目标的几个可行性方案，例如技术方案、政策和控制手段等，明确地提出实施各方案时所采用的手段及其是否成功的测定标准，形成系统整体的概念。34、4、系统分析，设计了以上各种可行性方案的模型，对系统进行实际模拟和电子计算机模拟，进行各种方案的分析和研究，理解和掌握各种方案的优点和缺点。35、5、系统选择，使用各种技术手段，根据模拟和模拟事实、资料对各方案进行比较，找出最佳方案。 在寻找最佳方案中，可继续调整系统结构，直到找到最佳方案。36、6、决策、系统优化的方案通

12、常不仅有一个，而且有多个。 例如，在生产系统中，有产量高的方案，也有成本低的方案。 除了定量目标外，有时也必须考虑政治状况、社会状况、人们的心理状况等定性目标。 这需要决策者根据全面的要求权衡利害得失，进行决策，从多个优化方案中选择一个或几个系统方案进行试用。37、7、实施计划根据决策中选择的方案实施。 在实验中顺利的情况下，或面临的困难少的情况下，只要稍加修改就能实施。 如果问题很多，你必须回到前面的步骤之一，重新开始。38、信息论、39、一、信息的意义及其本质，1、信息的意义是中国文史资料中，信息这个词最早来自唐诗碧云集的晚春怀故人，是“梦想美人沉情，走很长的路靠在大楼上。、40、2、信息

13、的本质、学者的不同视点1 )信息是独立的物质实体，以“信息场”的形式存在2 )信息不是物质的精神上的，单纯的精神活动3 )信息不仅是物质上的，有时也是观念上的4 )信息不是物质上的，也不是精神上的信息是物质的普遍属性和存在方式41、信息是物质的普遍基本属性1 )信息和物质、能量相连，相互区分2 )客观世界的任何物质都可以成为源头，信息的固有特征42、2、信息的识别性是物质和能量在空间结构和时间序列上处于不均匀状态通过感觉进行的是直接认识。通过各种各样的检测手段进行的是间接认识。 对于不同的信息源，可以使用不同的识别方式。43、2、信息的可转换性、信息的可转换性。 信息可以从一种形式变成另一种形

14、式。 例如，物质信息能够根据需要转换为语言、文字、图表等信息形式，计算机的代码、电信、广播、电视信号，代码和信号能够转换为语言、文字、图表、图像等。 认识到这一特征，我们就能接受知识，扩大传播信息的途径和范围。44、3、信息的可记忆性、信息可以大量存储在大脑、计算机、文档等中。 动物的信息记忆称为记忆，人脑的记忆系统由长期记忆和短期记忆两部分组成，计算机也有内部记忆和外部记忆。 随着科学技术的发展，产生了录音、视频等技术，信息的积累范围进一步扩大了。 由于信息传输工具的现代化、传输路线的多样化、信息形式的可转换性，45、4、信息的可扩散性使信息迅速扩散。 例如，奥运会的盛况，通过电视、广播、报

15、纸当天就遍布全国和全世界。46、5、信息的可压缩性，可以让人们对信息进行加工、整理、分析、综合、摘要、汇总，进一步浓缩、精炼。47、6、信息的替代性，信息已经成为现代人类社会能够交换创造价值的东西，是生产力、竞争力的重要因素。 信息的正确利用将代替资金、劳动力和物质材料。 在生产领域掌握信息，就可以减少资金、劳动力和原材料的消耗，降低成本，提高产品质量，提高劳动生产率。 如果在流通领域及时获得市场信息，就能合理地组织来源，开拓销路，没有滞纳，没有“脱销”，最合适地进行购买、销售、采购、库存，提高经济效果。48、7、信息的可传输性，所有信息都可以在一定的信道和载波上传输。 从源(始发者)到宿(接

16、收者)的信息的空间传输从过去到未来是信息的时间传输。 信息存储实质上是时间传输的继续。 由不同材料、能量构成的声道可以承载相同内容的信息的不同信息可以经由相同声道传递。 个人之间的信息传递，主要依赖语言、表情、动作等的社会活动信息，主要通过报纸、告示、广播、电视等其他通信手段(如吹军号、打旗、放信号弹等)发送。 传输的速度和利益取决于传输装置和通信装置。 目前最先进的通信技术是光纤通信和人造卫星通信，这两种通信技术容量大，传输速度快，效果可靠。49、8、信息的可再生性，信息是除了可再生资源和非再生资源以外，维持人类社会生产活动和其他社会活动的第三资源。 人们收集的信息可以在处理之后以语言、字符、图像等的形式播放。 电子计算机收集的信息也可以显示、扩展、描绘等形式播放。、50、9、信息的可共享性、信息与实物不同，一个实物没有分配给别人，信息可以共享。 比如，对同一份学术报告书，一个人听的话一百人听的话，每个人的所得信息是完全相同的，一个人听的话，所得信息不是100%，一百人听的话是百分之一。 自然界和人类社会中潜伏着无限的信息，如果没有一定的基础知识和经验，就会失去更多共享新信息的前提条件，为了共享和掌握更多信息，必须掌握基础知识。 随着时间的流逝和知识的积累，51、10、信息的可扩展性，现代社会的信息比