系统科学及其发展趋势.ppt

八十年代 钱学森“三论”：一般系统论、控制论、信息论
系统科学及其发展趋势
陈潮填
（计算机学院院长、教授、博士）
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一、系统科学的含义
1．学科范围　
理学 系统科学
（01 系统理论 02 系统分析与集成）
工学　 控制科学与工程（…… 系统工程）2．系统科学的体系(钱学森)
系统是由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体，
而且这个系统本身又是它所从属的一个更大系统的组成部分。
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钱学森提出的系统科学体系结构
马克思主义哲学
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系统学
运筹学－→各门系统工程
控制论－→自动化技术
信息论－→通信技术
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系统论是研究系统的一般模式、结构、性能、行为和规律的学问，研究各种系统的共同特征，定量地描述其功能，寻求并确立适用于一切系统的原理、原则和模型。
1)认识系统和特点――弄清系统的组成和特点，
如元素、结构，环境，整体性、功能、特性、行为等
2)发现现象和规律――揭示和描述系统存在、演化、协同、发展的一般规律
如物理、化学、生物、经济学等
3)探索思路和方法――分析问题思考路径和技术方法，
如控制论、信息论、运筹学等
4)解决现实和工程――协调、控制、管理、改造、设计和运用系统，达优化目标：
如各种系统工程 自动化技术、通信技术等
5)丰富哲学和思维――系统哲学、系统思维
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（1）.系统的特性
整体性：系统整体的功能不等于各部分功能之和，1+1>2, 涌现
关联性：包括整体内部的关联、整体与环境的联系，结构性
层次性
目的性
环境适应性
开放性
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（2）.系统的行为 演化过程动态性――系统的结构、状态、特性、行为、功能等随着时间的变化, 稳定性、发展、自组织、自适应
（3）.系统的功能――系统整体性的外在表现
发动机的功能是为车辆或飞行器提供推力
学校的功能是为社会培养人才、提供科研成果、提供社会服务。
了解功能结构是把握系统特性的重要方面
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1)学科交叉，以理为主、理工交叉、理工经管相结合，“T”字型人才
2)方法互通　
了解对象――要素、结构、环境，信息、反馈；　　　
处理问题―认识、描述、规划、设计、管理、控制
熟悉工具－－数学、计算机
3)成果实用――研究课题现实、与社会实际紧密结合，与国计民生密切相关。
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二、系统科学的主要方法
1系统工程方法论
1) 美国霍尔（A. D. Hall）的“三维结构”方法论(1969)
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时间进程（时间维）：
①规划阶段；②方案阶段；③研制阶段；
④生产阶段；⑤运行阶段；⑥更新阶段
系统论方法的基本步骤（逻辑维）：
①提出、明确问题；②选择目标、要素及其相互关系；
③调查研究收集数据，系统综合，构建逻辑和数学模型；
④根据问题的性质和研究目标，分析系统的特点和研究采用的具体方法；⑤系统评价、根据要求选择最佳方案，提出备选方案和评价标准；⑥评估备选方案、作出决策、提出最可行方案；⑦付诸实施、总结提高。
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2) 英国切克兰德的软系统方法
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