系统科学基本概念

1、第一章 基本概念,120720073 崔贺铭 管理科学与工程,系统 科学,系统 科学,目 录,1.1 系统与非系统,1.2 组分与结构,1.3 环境与开放性,1.4 行为与功能,1.5 秩序与组织,1.6 整合与涌现,1.7 信息与熵,基本特征,系统定义,如果对象集S满足以下两个条件： （1）S中至少包含两个不同对象 （2）S中的对象按一定方式相互联系在一起 则称S为一个系统，称S中的对象为系统的组分，即组成部分。,1.1 系统与非系统,系统 科学,（1）多元性（2）相关性（3）整体性,非系统 定义：对象集合N如果满足以下两个条件之一： （1）N中只有一个不可再分的对象 （2）N中不同对象之间

2、没有按一定方式连成一体 则称N为一个非系统。,系统 科学,1.1 系统与非系统,组分 系统中的对象称为组分。 元素 构成系统的最小组分或基本单元。 结构 元素之间一切联系方式的总和，叫作系统的结构。,系统 科学,1.2 组分与结构,*注意： 1.结构不能离开元素而单独存在。 2.元素和结构是构成系统的两个缺一不可的方面。,系统 科学,1.2 组分与结构,几种结构,空间结构与时间结构,对称结构与非对称结构,深层结构与表层结构,硬结构与软结构,系统 科学,1.2 组分与结构,总系统 定义：Si被称为S的一个分系统，如果它同时满足条件： （1） Si是S的一部分，即Si S （2） Si本身是一个系

3、统 则S被称为总系统。 分系统 成团现象 、独立性 、整体特性,性质 设系统S被划分为n个分系统S1 ,S2 ,Sn 。正确的划分应该满足以下要求： （1）完备性 S= S1 S2 Sn （2）独立性 Si SJ = 空集，I j,环境 广义地讲，一个系统之外的一切事物或系统的总和，称为该系统的环境。 狭义地讲，S的环境，记作Es，是指U中一切与S有不可忽略的联系的事物之和。（这里，U：宇宙全系统，S: 我们考察的系统）,系统 科学,1.3 环境与开放性,环境的性质,边界 把系统与环境分开来的某种界限，叫作系统的边界,系统 科学,1.3 环境与开放性,开放性 系统能够与环境进行交换的特性，叫作

4、开放性。,封闭性 系统自身抵制与环境交换的特性，称为封闭性。,一般来说，一个系统只有对环境开放，与环境相互作用，才能生存和发展。,系统行为的定义 系统相对于它的环境作出的任何变化，或者说，一个系统可以从外部探知的一切变化。,系统 科学,1.4 行为与功能,功能 系统行为所引起的环境中某些事物的有益变化，称为系统的功能。 说明:（1）凡系统都有自己的功能（功能的普遍性）。 （2）一般系统都有多种功能。 （3）元素和环境给定的情况下，结构决定功能。 （4）系统的功能还与环境有关。,性能与功能的关系 （1）性能一般不是功能，功能是特殊的性能。,1.4 行为与功能,系统 科学,（2）性能是功能的基础，

5、提供了发挥功能的可能性。,有序：事物之间规则的相互联系。 无序：事物之间不规则的相互联系。,系统 科学,1.5 秩序与组织,有序性 （1）结构的有序性 （2）行为的有序和功能的有序,组织 系统科学把结构有序的系统称为组织，把结构无序的系统称为非组织，或无组织。,事物,系统 科学,1.5 秩序与组织,统系,织组,织组非,统系非,体整囵囫,合集的系关义定未,整合 把诸多事物联系起来合成一个整体，这样的运作叫做整合。 整体性是整合运作的结果。,系统 科学,1.6 整合与涌现,整体涌现性 若干事物按照某种方式相互联系而形成系统，就会产生它的组分及组分总和所没有的新性质，即系统质或整体质。这种部分及其总

6、和没有而系统整体具有的性质，叫作整体涌现性。,*注意： （1）整合绝不意味着使组分趋同。,系统 科学,1.6 整合与涌现,（2）系统的整体涌现性指的是系统的整体形态、结构、属性、行为模式 的创新，而非组分基质的改变。,1.6 整合与涌现,涌现：包括突现和渐现 突现：突变式出现（地震造成的堰塞湖） 渐现：渐进式出现（旱灾造成的赤地千里）,系统 科学,信息 1.定义： 所谓信息指的是能够表征事物、具有可信性而又从被表征事物中分离出来栖息于载体上的东西。,系统 科学,1.7 信息与熵,性质,表征性,与信源的可分离性,对物质的依赖性,非物质性,不守恒性,熵 熵的概念是由德国物理学家克劳修斯于1865年所提出。 化学及热力学中所指的熵，