系统论、控制论和信息论PPT课件

1、系统 观点，即有机体都是一个系统，并把系统 定义为相互作用的诸要素的复合体；
2、动态观点，即生命机体是一个能保持动态稳定 的系统；生命过程是生物体和环境的相互作用。活 的东西的基本特征是组织。处于积极的活动状态，
3、等级观念，即有机体是按等级组织起来的，生 物系统是分等级的，从活的分子到多细胞个体，再 到超个体的聚合体，可谓层次分明，等级 森严。
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1、系统的基本概念
系统——有相互作用的元素的综合体。
要素——系统中原子系统即基本组成部分。
结构——是系统内部各要素之间相互联系和 相互作用的方式。它表现为各要素在时间和 空间上的组合形式。
功能——是系统在与外部环境相互联系和相
互作用过程中所具有的行为、能力和功效。
是系统对外的表现。
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自然系统——原始的系统都是自然系统，如天体、 海洋、生态系统等。又如呼唤系统、消化系统、循 环系统、免疫系统等。
人造系统——如人造卫星、海运船只、机械设备等。 又如：交通系统、商业系统、金融系统、工业系统、 农业系统、教育系统、经济系统、文艺系统、军事 系统、社会系统等等。
复合系统——既包含人造系统又包含自然系统。系
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2、系统基本特征
系统论认为，整体性、关联性，等级 结构性、动态平衡性、时序性等是所有系 统的共同的基本特征。
系统论显然把那些不具备这些属性的 集合体不看成系统。常常把一团散沙和系 统相对立。
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整体性和相关性
系统是由若干部分组成，各部分之间有机 的联系的复杂程度是系统的主要特征。构成 系统的各个部分可以具有不同的功能，但系 统的整体功能往往不是各部分功能的简单组 合。子系统相互关联越强，系统的整体功能 功能就越显示出与部分功能的组合不同。
统工程所研究的对象大多复合系统。
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按系统与环境的关系分：
开放系统：物质、能量和信息都有交换。有活力有 生命的系统如：商业系统、生产系统或生态系统， 都是开放系统。只有开放系统才有可能在环境发生 变化时，开放系统通过系统中要素与环境的交互作 用以及系统本身的调节作用，使系统达到某一稳定 状态。但并不是说开放系统都是进化的。
设定其功能的。
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结构与功能
⑴要素不变时，结构决定功能。如种类无数的 有机物几乎都主要是碳、氢、氧、氮组成。常 常是组成结构不同。又如电子元件不同的组合 可以形成各种家电。（反过来，结构相同，要 素不同，功能不同）
⑵结构、要素都不同则可以有相同的功能。如 人脑系统和计算机系统在部分功能上相似。利 用这一原则，可以设计各种仿真系统。
⑶同一结构可能有多种功能。如一付中药可能
有多种疗效。
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环境适应性
一个系统和包围该系统的环境之间通常
都有物质、能量和信息的交换，外界环境
的变化会引起系统特性的改变，相应地引
起系统内各部分相互关系和功能的变化。
为了保特和恢复系统原有特性，系统必须
具有对环境的适应能力，例如反馈系统、
自适应系统和自学习系统等。不同的系统
例 ①钢筋混凝土结构的强度就大于钢筋、水
泥、沙石的强度之和。
Hale Waihona Puke Baidu
②拿破仑说数量小时较多数法国人不敌少数马克 留木人，数量大时较少法国人可以战胜较多数马 克留木人。
③人们常说"三个臭皮匠等于一个诸葛亮"。
④上网游戏、吸毒、赌博等往往是哥儿们相互影 响上隐的。
⑤"三个和尚没水吃"，其原因是他们的能量消耗
在内耗上。
封闭系统：没有物质的交换，但有能量和信息的交 换。如密闭罐中的物体。
适应环境的能力是不同的，但也不是非常
高级的系统才有适应能力。
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有序性、层次性和等级
高级的复杂的系统不仅是有序的，而且往往具
有复杂的层次结构和很高的目的性。一般系统论的
一个重要成果是把生物和生命现象的有序性和目的
性同系统的结构稳定性联系起来。行政系统分为科、
处、局、部、委…；军事系统分为排、连、营、团、
回目录
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1
问题
1、古代就有整体思维的思想，系统论 的提出有何意义？ 2、有序、层次、等级有什么区别？ 3、为什么负反馈是控制的核心？ 4、信息与物质、能量有什么区别？ 5、整体思维方法有哪些？
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2
一、系统论
亚里斯多德说过“整体大于部分之和”。 但作为现代系统论的基本思想最初产生于本 世 纪 20 年 代 初 由 奥 地 利 生 物 学 家 贝 朗 塔 菲 （L.Von.Bertalanffy）提出的，强调生命现象不能 用机械论观点，而只能把它看作一个整体或 系统来加以考察。1948年，贝朗塔菲发表了 《生命问题》该书标志着系统论的正式诞生。 1968年，他又发表了《一般系统理论——基 础发展与应用》。成为系统论的代表著作。
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机械论的错误
贝塔朗菲认为机械论的观点主 要错误是：
1、简单相加的观点，即把有机体 分解为各 要素，并采用简单地相加来说明有机体 的属 性；
2、机械观点，即把生命现象简单地比 作机 器；
3、被动反映的观点，即把有机体看作 只有
受到刺激时才能反映。
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生物机体论
生物机体论主要观点：
1 + 1= 2 ; 1 + 1< 2 ; 1+1 > 2
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系统与要素关系
⑴整体的性质不一定是要素具备的。如 H2O的性质与H或O都不同。
⑵要素的性质影响整体。如一台机器中， 一个部件出错，机器就会不正常。
⑶要素性质之间相互影响。改变要素间的 相互作用是改变系统性质的方法之一。
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师、军…，表现出系统的层次性。根据系统层次的
有序程度和目的性程度可以划分不同的等级。一般
来说，结构层次复杂有序，目的性很强，则系统等
级就高。比如说人比动物等级高级，就在于人因获
取信息处理信息的能力比动物强了多，则人的目的
性远远比动物强。
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系统划分
按组成要素的性质（按人类干预的情况）分：
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功能和目的性
大多数系统的活动或行为可以完成一定
的功能，但不一定所有系统都有目的，例如
太阳系或某些生物系统。一个水桶具有储水
的功能，但它没有思维，本身没有目的。动
物的行为有一定的目的性，但主要就是为了
笕食存活。人类具有思想，行为的目的性明
显增强。可见较为高级的系统才有目的性。
人造系统或复合系统都是根据系统的目的来