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。