3.2(2) 系统的基本特性分析

1、3-2 系统的基本特性分析系统的基本特性分析 系统论是研究系统的一般模式、结构和规律的学问，系统论是研究系统的一般模式、结构和规律的学问，是是美籍奥地利生物学家贝塔朗菲于美籍奥地利生物学家贝塔朗菲于1948年创立年创立的，它的，它是是20世纪世纪40年代与控制论、信息论同时诞生的一门新年代与控制论、信息论同时诞生的一门新兴科学。系统论是一门跨学科的横断科学。它是研究兴科学。系统论是一门跨学科的横断科学。它是研究各种系统的共同特点和本质的综合性科学。各种系统的共同特点和本质的综合性科学。 系统论采用系统论采用逻辑逻辑和和数学数学的方法考察整体和它的各个的方法考察整体和它的各个部分的属性、功能，并

2、在变动中调节整体和部分的关部分的属性、功能，并在变动中调节整体和部分的关系，选取各个部分的最佳结合方式，以达到整体上的系，选取各个部分的最佳结合方式，以达到整体上的最佳目标，如最佳的经济效果、最佳的工作效率等。最佳目标，如最佳的经济效果、最佳的工作效率等。 系系 统统 论论系系 统统 论论 以往研究问题，一般是把事物分解成若干部以往研究问题，一般是把事物分解成若干部分，抽象出最简单的因素来，然后再以部分的性分，抽象出最简单的因素来，然后再以部分的性质去说明复杂事物。质去说明复杂事物。 系统分析方法能高屋建瓴，综观全局，别开系统分析方法能高屋建瓴，综观全局，别开生面地为现代复杂问题提供了有效的思

3、维方式。生面地为现代复杂问题提供了有效的思维方式。 所以所以系统论，连同控制论、信息论系统论，连同控制论、信息论等其他横断科等其他横断科学一起所提供的新思路和新方法，为人类的思维学一起所提供的新思路和新方法，为人类的思维开拓新路，它们作为现代科学的新潮流，促进着开拓新路，它们作为现代科学的新潮流，促进着各门科学的发展。各门科学的发展。老三论与新三轮 系统论、信息论、控制论 耗散结构论、协同论、突变论 控制论控制论 维纳把控制论看作是一门研究机器、生命社会中控制和通讯的一般规律的科学，是研究动态系统在变的环境条件下如何保持平衡状态或稳定状态的科学。 信息论信息论 主要是关于各种通路（包括机器、生

4、物机体）中信息的加工传递和贮存的统计理论。 系统的基本特性整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性整体性、相关性、目的性、动态性、环境适应性系统的基本特性整体性系统的整体性：系统的整体性：系统是一个整体，它不是各个要素的简单系统是一个整体，它不是各个要素的简单相加，系统的整体功能是各要素在孤立状相加，系统的整体功能是各要素在孤立状态下所没有的。态下所没有的。整体性：系统最基本的特性。整体性：系统最基本的特性。1+1 2 传说宋真宗在位时，开封皇宫曾失火。一夜之间，大片的宫室楼台殿阁亭榭变成了废墟。宋真宗派当时的晋国公丁谓主持修缮工程。当时，要完成这项重大的建筑工程，面临着三个大问题：第一第一

5、，需要把大量的废墟垃圾清理掉；第二第二，要运来大批木材和石料；第三第三，需要大量新土。不论是运走垃圾还是运来建筑材料和新土，都涉及到大量的运输问题。如果安排不当，施工现场会杂乱无章，正常的交通和生活秩序都会受到严重影响。请从系统的基本特性方面考虑提出合理的建议请从系统的基本特性方面考虑提出合理的建议丁谓修复皇宫丁谓的方案丁谓的方案 丁谓研究了工程之后，制订了这样的施工方案：丁谓研究了工程之后，制订了这样的施工方案：首先，首先，把皇宫前的一条大街挖成大深沟，把挖出来的把皇宫前的一条大街挖成大深沟，把挖出来的土作为施工需要的新土备用，于是就解决了新土问题。土作为施工需要的新土备用，于是就解决了新土

6、问题。 第二步，第二步，从城外把汴水引入所挖的大沟中，于是就可从城外把汴水引入所挖的大沟中，于是就可以利用木排及船只运送木材石料，解决了木材石料的以利用木排及船只运送木材石料，解决了木材石料的运输问题。运输问题。 最后，最后，等到材料运输任务完成之后，再把沟中的水排等到材料运输任务完成之后，再把沟中的水排掉，把工地上的垃圾填入沟内，使沟重新变为大街。掉，把工地上的垃圾填入沟内，使沟重新变为大街。 按照这个施工方案，不仅节约了许多时间和经费，而按照这个施工方案，不仅节约了许多时间和经费，而且使工地秩序井然，使城内的交通和生活秩序不受施且使工地秩序井然，使城内的交通和生活秩序不受施工太大的影响。工

7、太大的影响。 丁谓的方案丁谓的方案 丁谓所采用的方案为什么能一举三得？丁谓所采用的方案为什么能一举三得？ 丁谓在皇宫修复工程的建设施工中，运用丁谓在皇宫修复工程的建设施工中，运用了整体的解决方案，使烧砖、运输建筑材料了整体的解决方案，使烧砖、运输建筑材料和处理废墟三项繁重的工程任务协调起来，和处理废墟三项繁重的工程任务协调起来，在总体上得到了最佳解决，一举三得，节省在总体上得到了最佳解决，一举三得，节省了大量劳力、费用和时间。了大量劳力、费用和时间。1、请举例说明“系统的整体功能大于组成系统的各部分的功能之和” 这一论点。系统名称系统的整体功能各部分的功能篮球队桥梁“阿波罗”登月计划 20世纪

8、世纪60年代末美国的年代末美国的“阿波罗阿波罗”登月计划把载人登月计划把载人飞船送上了月球，飞船和运载火箭共有飞船送上了月球，飞船和运载火箭共有700多万个零多万个零件，这些零件本身都很一般，没有一个是新研制的，件，这些零件本身都很一般，没有一个是新研制的，但正是这些一般的零件按照一定的结构组成了能把人但正是这些一般的零件按照一定的结构组成了能把人送上月球的性能优越的飞船。送上月球的性能优越的飞船。思考：以上案例说明了什么？思考：以上案例说明了什么？系统的整体功能大于各部分的功能之和。（即系统的整体功能大于各部分的功能之和。（即1+12）07年年8月月17日无锡市区，一辆汽车由于刹车片零日无锡

9、市区，一辆汽车由于刹车片零件质量有问题，使刹车迟缓而造成重大车祸件质量有问题，使刹车迟缓而造成重大车祸。消防员赶到时，车上四人消防员赶到时，车上四人,已经直接被火化了已经直接被火化了.系统的整体性系统的整体性 任何一个要素发生变化或出现故障，都会影响其他要素任何一个要素发生变化或出现故障，都会影响其他要素或整体的功能发挥。或整体的功能发挥。现象现象原因原因一个和尚挑水吃一个和尚挑水吃,两个和尚抬水吃两个和尚抬水吃,三个和尚没水吃三个和尚没水吃.三个小皮匠顶个三个小皮匠顶个诸葛亮诸葛亮一着不慎一着不慎,全盘皆全盘皆输输丢卒保车丢卒保车三个人共同构成一个系统三个人共同构成一个系统, ,每个人都是其

10、每个人都是其组成要素之一组成要素之一, ,如果三人之间的协作关系如果三人之间的协作关系处理得不好处理得不好, ,反而办不好事情反而办不好事情. .三个小皮匠构成一个整体三个小皮匠构成一个整体, ,整体的功能大整体的功能大于部分功能之和于部分功能之和. .在一个系统中在一个系统中, ,局部对整体的制约局部对整体的制约, ,部分的部分的变化会影响整体的变化变化会影响整体的变化, ,甚至还会对全局甚至还会对全局产生决定性的影响产生决定性的影响. .根据系统的整体性特征根据系统的整体性特征, ,解释表中所列的现象解释表中所列的现象. .为了整体的利益为了整体的利益, ,要敢于舍弃局部利益要敢于舍弃局部

11、利益. .巴尔扎克雕像 相关性是指组成系统的各要素之间或系统相关性是指组成系统的各要素之间或系统整体与部分之间的相互作用、相互联系。整体与部分之间的相互作用、相互联系。如：建筑物的梁柱关系如：建筑物的梁柱关系 钢材中的碳含量的高低钢材中的碳含量的高低 与强度、硬度、韧与强度、硬度、韧性的关系。性的关系。(2)(2)相关性相关性思考 为了保护草原植被，当地政府颁布了，禁止大量捕杀野狼的法令，这是什么道理？ 1、在装修开始，没有进行整体化的规划和布局，如考虑厨具、在装修开始，没有进行整体化的规划和布局，如考虑厨具的摆放位置、电线和水管的走向、排风口和下水道口的预留等。的摆放位置、电线和水管的走向、

12、排风口和下水道口的预留等。 2、没有根据厨房的空间位置恰当的购置厨具。、没有根据厨房的空间位置恰当的购置厨具。 厨房用品购置好了以后发现的一些问题：厨房用品购置好了以后发现的一些问题： 1、抽油烟机的出风口与预留的位置相距较远。、抽油烟机的出风口与预留的位置相距较远。 2、水盆的位置离水源远，又与下水道不在同一侧。、水盆的位置离水源远，又与下水道不在同一侧。 3、微波炉和电冰箱的放置处没有电源插座。、微波炉和电冰箱的放置处没有电源插座。 4、燃气灶具与热水器的位置较远。、燃气灶具与热水器的位置较远。 5、线路的安装不合理，可能造成隐患、线路的安装不合理，可能造成隐患问题思考？问题思考？ 结论：

13、结论： 观察和处理事物的时候，应多从事物的观察和处理事物的时候，应多从事物的内部内部和外部联系和外部联系上看问题，从上看问题，从全局和整体全局和整体上把握事上把握事物，才能进行科学的系统分析，选择最佳方案，物，才能进行科学的系统分析，选择最佳方案，进行科学的决策进行科学的决策。(3)(3)目的性目的性任何系统都任何系统都具有某种目的具有某种目的，都要，都要实现实现一定的功能一定的功能，这也正是区别不同系统，这也正是区别不同系统的标志。的标志。(3)(3)目的性目的性设计这个钟表的目的是为了满足人们对计时功能的需要 经营管理系统通过优化和配置企业的人力资源和物力资源而经营管理系统通过优化和配置企

14、业的人力资源和物力资源而形成，其目的是：形成，其目的是：_实现企业利润的最大化、成本和能源使用的最小化 任何系统都是一个动态的系统，任何系统都是一个动态的系统，处在运动变化和发展之中。处在运动变化和发展之中。 运用系统动态的观点运用系统动态的观点, ,有助有助于我们不仅看到系统的现状于我们不仅看到系统的现状, ,还还看到系统的发展变化看到系统的发展变化, ,从而预测从而预测系统的未来系统的未来, ,掌握系统发展的规掌握系统发展的规律。律。病人从住院到出院这段时间内病人从住院到出院这段时间内, ,医生医生常常会开不同的药方常常会开不同的药方, ,请分析其中的请分析其中的原因原因? ?“太阳每天都

15、是新的太阳每天都是新的”，这说明任何事物都是不，这说明任何事物都是不断变化的。任何系统都是一个动态的系统，处在断变化的。任何系统都是一个动态的系统，处在运动变化和发展之中。运动变化和发展之中。例如，任何一个机械传动系统的零件之间都会有例如，任何一个机械传动系统的零件之间都会有磨损，为了保持系统的性能，必须定期给零件添磨损，为了保持系统的性能，必须定期给零件添加润滑剂或更换零件。加润滑剂或更换零件。5 5、环境适应性、环境适应性对环境的适应能力，保持和恢复系统原有的特性。对环境的适应能力，保持和恢复系统原有的特性。例如：例如：“春捂秋冻春捂秋冻” 人自身就是一个系统，春天穿多一些是对冬天的一种适

16、应和衔接 秋天穿少一点是对夏天的衔接和向冬天过渡到一种准备。 两者都是为了使人的身体逐渐适应外界气温的变化而不至于生病另外，保护色的作用也是为了保护动物自身的生存。另外，保护色的作用也是为了保护动物自身的生存。绿色草丛中的蝈蝈绿色草丛中的蝈蝈北极熊北极熊冬天和夏天的雷鸟冬天和夏天的雷鸟小结：系统的基本特性系统的基本特性(5)(5)环境适应性环境适应性(4)(4)动态性动态性(3)(3)目的性目的性(2)(2)相关性相关性(1)(1)整体性整体性整体的角度整体的角度联系的观点联系的观点发展的眼光发展的眼光哲学哲学观点观点分析以下例子反映系统的哪方面基本特性。分析以下例子反映系统的哪方面基本特性。

17、1、西游记西游记中师徒四人需要中师徒四人需要齐心协力才能取得真经。齐心协力才能取得真经。2、某大桥使用后发生垮塌，、某大桥使用后发生垮塌，经调查事故原因是建筑水泥的经调查事故原因是建筑水泥的标号没有达到国家标准。标号没有达到国家标准。3、火车铁轨每段之间需要有、火车铁轨每段之间需要有一定的缝隙，以免热胀冷缩后一定的缝隙，以免热胀冷缩后铁轨变形发生脱轨。铁轨变形发生脱轨。整体性整体性相关性相关性相关性相关性环境适应性环境适应性当堂检测：当堂检测：1 1、飞机在空中飞行时，时常受到大气对流的影、飞机在空中飞行时，时常受到大气对流的影响而产生颠簸，当飞机的检测装置接收到这一响而产生颠簸，当飞机的检测

18、装置接收到这一信号后，经过控制器的调节，能在很短的时间信号后，经过控制器的调节，能在很短的时间内调整好飞行状态，克服大气对流对飞机飞行内调整好飞行状态，克服大气对流对飞机飞行的影响，保持平稳飞行。这个现象说明了系统的影响，保持平稳飞行。这个现象说明了系统的什么基本特性？（的什么基本特性？（ ） A A、整体性、整体性 B B、相关性、相关性 C C、环境适应性、环境适应性 D D、动态性、动态性c当堂检测：当堂检测：2 2、一堆沙子、钢筋、水泥等等材料散、一堆沙子、钢筋、水泥等等材料散放在一起没什么意义，但是如果将它们放在一起没什么意义，但是如果将它们按照一定的结构形式造成一座桥梁，就按照一定

19、的结构形式造成一座桥梁，就具有了交通的功能，这个案例说明系统具有了交通的功能，这个案例说明系统最基本的特性是：（最基本的特性是：（ ）A A、目的性、目的性 B B、动态性、动态性 C C、整体性、整体性 D D、适应性适应性c当堂检测：当堂检测：3 3、赵明同学家所在街道的人行道路在一、赵明同学家所在街道的人行道路在一年内进行了铺设通讯线路、煤气管道、年内进行了铺设通讯线路、煤气管道、下水管道修理三次施工，给市民带来了下水管道修理三次施工，给市民带来了生活的不便，这说明对于道路的改造不生活的不便，这说明对于道路的改造不符合系统设计的（符合系统设计的（ ）原则）原则A A 整体性原则整体性原则

20、 B B 动态性原则动态性原则 C C 综合处理的原则综合处理的原则 D D人性化设计的原则人性化设计的原则A4.4.在大自然中，鹿、兔奔跑速度快，能逃在大自然中，鹿、兔奔跑速度快，能逃避猛兽追捕；刺猬身上长尖刺，使猛兽无避猛兽追捕；刺猬身上长尖刺，使猛兽无从下口；黄鼬遇敌时突放臭气，扰乱猛兽从下口；黄鼬遇敌时突放臭气，扰乱猛兽神智，影响其情绪，在其迟疑间跑掉。这神智，影响其情绪，在其迟疑间跑掉。这是生态系统基本特性中的（是生态系统基本特性中的（ ） A.A.整体性整体性 B.B.目的性目的性 C.C.动态性动态性 D.D.环境适应性环境适应性D当堂检测：当堂检测：龙舟竞渡龙舟竞渡 龙舟竞渡的

21、习俗，过去传说是为了救溺水的屈原。其实，在屈原未跳汨罗江之前，我国各地就有龙舟竞渡这种水上运动了。但大多不在端午节举行。旧唐书杜亚传载：“江南风俗，春中有竞渡之戏，方舟前进，以急趋疾进者为胜”。后来为了纪念屈原，竞渡的风俗才慢慢集中到端午节的。龙舟竞渡龙舟竞渡 隋炀帝是暴君，可唐代诗人皮日休还是说了句公道话：“若无水殿龙舟事，共禹论功不较多”。翻译成白话就是说，要不是他开通大运河是为了坐上龙舟到扬州去玩，那么他的功绩就足以和治水的夏禹相提并论了。 过龙舟瘾和挖大运河孰因孰果还不好说。不过也的确，从公元613年起，隋炀帝倚仗着国力强劲，曾经三度乘着大龙舟，沿大运河浩荡出游，远及扬州。 被誉为“水

22、上宫殿”的大龙舟也实在是了得上下共有四层，高15米以上，长约六七十米，几乎相当于一个足球场的长度！船上有120个房间，船体饰以丹粉，装以金碧珠翠，雕镂奇丽。联想到那艘豪华的泰坦尼克号，却不过是一千三百多年之后的产物了。更让人称奇的是，沿着大运河一路南下的船远不止皇帝陛下这一艘，皇后也有自己的龙舟，此外还有奴侍、诸王、公主、百官、僧尼、道士、藩客按品位分别乘坐的大小船只数千艘，且各有各的名号，可说是当时最大的龙舟了。龙舟竞渡龙舟竞渡 当然，作为一项有着两千多年历史的传统比赛项目，赛龙舟仍然具有不可替代的魅力。 1983年，经国家体育总局批准，龙舟成为国家开展的正式体育项目。常州在2001年正式恢

23、复了自明代就已有之的“六龙竞渡白云溪”地方民俗活动。在市区最繁华的地段，组织龙舟队伍竞渡，配合以舞龙大赛、龙风筝竞技、龙文化展示、水陆空立体式表演等系列活动。 现在，端午习俗如今已飘香海内外，龙舟竞渡更成为世界性的体育项目 。龙舟竞渡龙舟竞渡系统工程的产生与发展系统工程的产生与发展 系统工程的含义系统工程的含义 系统工程是以大型复杂系统为研究对象，按一定目的进行 设计、开发、管理与控制，以期达到总体效果最优的理论与方法。 系统工程的产生与发展系统工程的产生与发展 系统工程有三个特点: ( 1)研究的对象广泛研究的对象广泛， 包括人类社会、生态环境、自然现象和组织管理等。 (2)系统工程是一门跨

24、学科的边缘学科系统工程是一门跨学科的边缘学科。 不仅要用到数、理、化、生物等自然科学，还要用到社会学、心理学、经济学、医学等与人的思想、行为、能力等有关的学科，是自然科学 和社会科学的交叉。 (3)在处理复杂的大系统时，常采用在处理复杂的大系统时，常采用定性定性分析和分析和定量定量计算相结合的方法计算相结合的方法。系统工程的产生与发展系统工程的产生与发展 系统工程作为一间科学技术虽然形成于本世纪中叶，但系统工程的思想方法和实际 应用可追溯到远古时代。中华民族的祖先在了解和改造自然的辛勤实践和大量的社会活 动中，早有许多朴素的系统概念和应用实例。 在军事方面，早在公元前500年的春秋时期，就有著名的军事家孙武写出了孙子兵 法十三篇，指出战争中的战略和策略问题，如进攻与防御、速决和持久、分散和集中等之 间的相互依存和相互制约的关系，并依此筹划战争的对策，以取得战争的胜利。其著名论 点，知已知彼，百战不殆，以我之长，攻敌之短等，不仅在古代，而且在当代的战争中都 有指导意义，