第1章：系统科学引论 PPT
系统工程引论(第4版)
11.6.1编表说明 11.6.2基本结构和主要概念 11.6.3 《中国2007年投入产出表》编制流程 11.6.4编表的数据口径 11.6.5从2007年投入产出表分析我国的经济状况
11.7.1里昂节夫生平 11.7.2投入产出分析在美国 11.7.3投入产出分析的发展 11.7.4投入产出分析在中国
5
习题
5.3.1反馈 5.3.2控制任务与控制方式 5.3.3基本控制规律
5.4.1信息的含义与特征 5.4.2信息的度量：熵 5.4.3信息与管理的关系
6.2自组织理论的 基本知识
6.1引言
6.3开放的复杂巨 系统
6.5系统的系统 （SoS）
6.4复杂适应系统
习题
6.2.1自组织概念和自组织现象 6.2.2自组织理论的产生与发展 6.2.3自组织现象形成的条件 6.2.4自组织的几种模式
1.4.1系统的结构 1.4.2系统的功能
1
2.1引言
2.2系统工程
2
的定义
3 2.3系统工程
的产生与发展
4 2.4系统工程
的主要特点
5
2.5系统工程 在现代科学技
术体系中的地
位
2.6我国的航 1
天事业及相关 事业
2.7系统工程 2
中国学派—— 钱学森学派
3 *2.8管理科学
中国学派的研 究
2.9系统工程
12.1引言
12.2系统工程人才 的素质
12.3系统工程人才 的培养
12.4系统工程基本 命题ABC
12.6结束语
12.5系统工程基本 原理12条
习题
作者介绍
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系统工程课程(48)教案
《系统工程》课程(48)教案第 1 次课 3 学时授课老师：唐幼纯章节名称第一章系统科学（SS）、系统（S）与系统工程（SE）1．系统科学与系统工程（SS&SE）教学目的1．初步了解并清楚系统科学所解决的“系统性问题”；2．初步了解系统科学与系统工程的关系；3．能够对社会经济系统的“系统性问题”进行分析；4．正确认识系统工程研究的问题是“系统性问题”；5．正确认识系统工程研究的对象是系统。
教学方法课堂授课（√）课堂讨论（）实验（）上机（）教学手段多媒体教学（√）普通教学（）双语教学（）重点难点重点：系统科学解决的问题----- “系统性问题”1.系统科学与传统科学的关系2.系统得概念难点：“系统性问题”的分析1.系统的构成三要素分析主要教学内容1. 系统科学研究的问题---“系统性问题”2. 系统科学研究的内容3. 系统科学与系统工程的关系4. 系统工程的概念5. 系统的概念课后要求课后作业和预（复）习内容：1.各小组给出一个“系统性问题”。
要求：善于发现你身边的关于教育、经济、大学城管理等社会热点问题；学校在建设发展过程中存在的问题；与学生密切相关的诸如如何提高学生的德智体综合素质教育问题、如何提高学生的道德诚信教育、如何提高学生的学习能力等，能够将纷杂的“问题”进行提炼，形成“系统性问题”。
主要参考文献1. 谭跃进. 系统工程原理[M]. 国防科学技术大学出版社, 2003.2. 周德群. 系统工程概论[M]. 科学出版社, 2005.3. 孙东川. 系统工程引论[M]. 清华大学出版社, 2004.4. 许国志. 系统科学[M]. 上海科技教育出版社, 2004.5. 许国志. 系统科学与工程研究[M]. 上海科技教育出版社, 2001.6. 系统工程学报备注《系统工程》课程(48)教案第 2 次课 3 学时授课老师：唐幼纯章节名称第一章系统科学、系统与系统工程2．系统与系统工程（S&SE）教学目的1．掌握系统工程的概念；2．认识系统工程的研究对象是系统；3．掌握系统的功能与特性；4．掌握系统的描述方法特别是集合描述法；5．掌握系统的解释结构模型(ISM) 方法构造系统。
《系统工程》课程(48)教案
《系统工程》课程(48)教案第 1 次课3 学时授课老师章节名称第一章系统科学（SS）、系统（S）与系统工程（SE）1．系统科学与系统工程（SS&SE）教学目的1．初步了解并清楚系统科学所解决的“系统性问题”；2．初步了解系统科学与系统工程的关系；3．能够对社会经济系统的“系统性问题”进行分析；4．正确认识系统工程研究的问题是“系统性问题”；5．正确认识系统工程研究的对象是系统。
教学方法课堂授课（√）课堂讨论（）实验（）上机（）教学手段多媒体教学（√）普通教学（）双语教学（）重点难点重点：系统科学解决的问题----- “系统性问题”1.系统科学与传统科学的关系2.系统得概念难点：“系统性问题”的分析1.系统的构成三要素分析主要教学内容1. 系统科学研究的问题---“系统性问题”2. 系统科学研究的内容3. 系统科学与系统工程的关系4. 系统工程的概念5. 系统的概念课后要求课后作业和预（复）习内容：1.各小组给出一个“系统性问题”。
要求：善于发现你身边的关于教育、经济、大学城管理等社会热点问题；学校在建设发展过程中存在的问题；与学生密切相关的诸如如何提高学生的德智体综合素质教育问题、如何提高学生的道德诚信教育、如何提高学生的学习能力等，能够将纷杂的“问题”进行提炼，形成“系统性问题”。
主要参考文献1. 谭跃进. 系统工程原理[M]. 国防科学技术大学出版社, 2003.2. 周德群. 系统工程概论[M]. 科学出版社, 2005.3. 孙东川. 系统工程引论[M]. 清华大学出版社, 2004.4. 许国志. 系统科学[M]. 上海科技教育出版社, 2004.5. 许国志. 系统科学与工程研究[M]. 上海科技教育出版社, 2001.6. 系统工程学报备注《系统工程》课程(48)教案第2 次课3 学时授课老师：唐幼纯章节名称第一章 系统科学、系统与系统工程2．系统与系统工程（S&SE ）教学目的1．掌握系统工程的概念；2．认识系统工程的研究对象是系统；3．掌握系统的功能与特性；4．掌握系统的描述方法特别是集合描述法；5．掌握系统的解释结构模型(ISM) 方法构造系统。
系统自然观
问题：（1）一个元素能否构成系统？*
答：否。任何系统都是由若干组成元素构成的 整体，单一元素不能组成系统，必须有两个或 两个以上元素才能构成系统。 （2）是否万物皆系统？* 答：是。因为系统性是自然界和自然界的一切 物质客体的根本属性，一切自然事物都是由一 些有自己特定属性的元素按一定的结构组成的， 在整体上具有特定功能的综合体。它们不仅有 自身的结构，同时也受到周围环境的影响，和 周围的其他物质相互联系而构成另一个系统。 所以在自然界中，万物皆系统，系统无处不在。
什么是“老三论”、“新三论”
系统论、控制论和信息论是本世纪四十年代先后创立并 获得迅猛发展的三门系统理论的分支学科。虽然它们仅 有半个世纪，但在系统科学领域中已是资深望重的元老， 合称“老三论”。人们摘取了这三论的英文名字的第一 个字母，把它们称之为SCI论。耗散结构论、协同论、 突变论是本世纪七十年代以来陆续确立并获得极快进展 的三门系统理论的分支学科。它们虽然时间不长，却已 是系统科学领域中年少有为的成员，故合称“新三论”， 也称为laude Elwood Shannon)美国数学家，信息 论及数字通信时代的奠基 人。 。其理论的重要特征是 熵(entropy)的概念，他证明熵 与信息内容的不确定程度有等 价关系。
H=∑-pi log pi
控制论
诺伯特· 维纳(Norbert Wiener，18941964)维纳是美国数学家，控制论的创 始人。 建立维纳测度 引进巴拿赫—维纳空间 阐述位势理论 发展调和分析 发现维纳—霍普夫方法 提出维纳滤波理论 开创维纳信息论 创立控制论
2．特点：
①低层系统对高层系统有构成性关系， 低层系统必定是包含在高层系统中为高 层系统的构成部分。 ②同一层次系统之间存在着相干关系。
逻辑学教程(第二版)(全套课件175P)
目 录
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章
引论 概念 判断 演绎推理 归纳推理 类比推理与假说 普通逻辑的基本规律 论证
第一章 引论
第一节 普通逻辑的对象和性质 一、逻辑概念与逻辑学科 “逻辑”一词是由英文Logic音译过来的，它源于 古希腊语Logos，有“思想”、“思维”、“理 性”、“言语”等含义。 在现代汉语中，“逻辑”是个多义词，它在不同的 语境里有不同的含义。它可以表示事物发展变化的 客观规律，也可以表示人类思维的规律和规则，还 可以表示一门研究思维形式和思维规律的学科—— 逻辑学，等等。
二、普通逻辑的对象
普通逻辑不同于辩证逻辑，因为辩证逻辑的研究对 象是辩证思维的形式、规律和方法，而普通逻辑并 不研究这些。普通逻辑虽然与数理逻辑关系密切， 但也有所区别，因为数理逻辑是用特制符号（即人 工语言）和数学方法来研究处理演绎推理的科学， 普通逻辑研究的对象要比数理逻辑宽泛，它所使用 的工具主要是人们日常应用的自然语言。关于普通 逻辑的对象，我们可以作如下概括：普通逻辑是研 究思维的逻辑形式及其基本规律和简单逻辑方法的 科学。
二、概念与语词
概念与语词有着密切的联系。人们对客观事物本质 属性的认识所形成的概念，还只是头脑中的思想。 它必须借助语言的形式表达出来，以传达给别人。 语词是表达概念的声音与符号，是概念的语言形式， 概念是语词的思想用语词来表达，但并非所有 的语词都表达概念。 第二，不同的语词可以表达同一个概念。 第三，同一个语词可以表达不同的概念。
【复习思考题】
1．普通逻辑研究的对象是什么？ 2．怎样理解普通逻辑是一门工具性的科学？ 3．思维的逻辑形式由哪两部分构成？区别 各种逻辑形式的标志是什么？ 4．学习普通逻辑有什么意义？
1.1操网
教学内容
第一部分 操作系统
操作系统引论 进程管理 作业管理 存储管理 设备管理 文件管理
操作系统引论(1) 操作系统引论(1)
1.计算机系统的组成 计算机系统的组成 硬件系统（裸机）：CPU、存储器（主存、辅 硬件系统 存）、I/O、I/O控制系统 软件系统：系统软件、应用软件 软件系统
系统软件：管理计算机本身的操作。如操作系统、 系统软件 编辑软件、编译软件等。 应用软件：提供给用户进行解题。如，科学计算、 应用软件 事物管理等。
9. 操作系统的分类 (1)单用户操作系统 (1)单用户操作系统
一次只能运行一个用户作业，运行其作业期间， 全部硬件、软件资源均被该用户作业“独占”，效率 全部硬件、软件资源均被该用户作业“独占 独占”，效率 低，如MS-DOS。 低，如MS-DOS。
(2)批处理操作系统 (2)批处理操作系统
单道批处理操作系统 把用户作业以“成批”的方式 提交给计算机，由计算机系统自动地顺序地执行每个 作业，缺乏 参与感” 作业，缺乏“参与感”，纸带或卡片输入，现很少 缺乏“ 使用。 多道批处理操作系统 多道作业同时运行，且作业可 随时被调入系统，形成作业队列，对各类资源管理功 能全而强，一般用于计算中心的较大系统中。
操作系统引论(76) 操作系统引论(76)
多道程序设计技术
程序A：计算50ms，打印100ms，再计算50ms，打印100ms。 程序A：计算50ms，打印100ms，再计算50ms，打印100ms。 程序B：计算50ms，输入80ms，再计算100ms。 程序B：计算50ms，输入80ms，再计算100ms。
操作系统引论(2) 操作系统引论(2)
2.计算机系统的层次结构 计算机系统的层次结构
第1章系统工程概述
质。
一般系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、协同 学及自组织理论等是系统理论的重要内容和SE的理论基础。
二、系统工程的发展概况
阶段 年代（份） 重大工程实践或事件
重要理论与方法贡献
1930
美国发展与研究广播电视
正式提出系统方法（ Systems approach ）的概念
认识到必须从系统的角度来考察和研究整个世界。系统思
想正是在这种历史背景下产生和发展起来的。
系统思想的成熟与发展
系统思想的出现，彻底改变了人们的思维方式，使人 们在改造世界的活动中，逐步地认识并揭示出客观世界的 本质联系和内部规律。现代科学技术的发展以及计算机技 术和信息技术的高度发展，使得系统思想方法从一种哲学 思维逐步形成了独特的系统理论，并在此基础上形成了一 门专门的科学——系统科学。
14 14
第二节 系统工程的研究对象
一、系统的概念及特点
研究对象： 系统工程的研究对象是组织化的大规模复杂系统。而
“系统”作为系统理论、系统工程和整个系统科学的基本 研究对象，需要正确理解和深刻认识。
15 15
一、系统的概念及特点
系统—— System，我们并不陌生，在现实生活中， “系统”是一个被广泛使用的词。比如：人体就是一个 系统，人体系统是由神经、呼吸、消化、循环、运动、 内分泌、泌尿生殖这些子系统构成的；交通运输系统是 由铁路运输、公路运输、水路运输、航空运输、管道运 输这些子系统构成的。
7 7
⒈ 古代朴素的系统思想
?
在哲学上，朴素的系统思想表现在把自然界当作一个统
一的整体。如我国春秋末期的思想家老子也强调自然界的统
一性。
实验心理学(第一章 引论)
—勘破心理世界的侦探
聊聊暑假，反思自我
我为什么会变成这样！ 《实验心理学》能做什么？到底要怎么做？ 又该如何设计实验？
实验心理学
把实验法应用于心理问题是心理研究史上 无可比拟的伟大事件！
—波林
实验心理学
“一位心理学家可以对心理学任意领域、 任意分支感兴趣，可以专门从事工业心理、 医学心理、教育心理或知觉心理、记忆心理、 思维心理、以至社会心理的研究，但是他们 必须有一个共同的特点，即是确切的掌握了 实验心理学的研究方法，了解应当如何科学 地考察心理和行为的规律，这就是证明实验 心理学的重要性。” ——杨治良
实验心理学
—勘破心理世界的侦探
喝水的原因 病情的原因
工作的原因
饮食的原因
肾结石
运动的原因
奶粉导致肾结石事件”
实验心理学
—勘破心理世界的侦探
为什么有那么多人喜欢看“中国好声音”？
经典实验举例
吉布森和沃克深度知觉（视崖实验）
经典守恒实验
经典依恋实验
经典的条件反射
巴甫洛夫的经典条件反射
他人助长
（2）程序变量
是指由于实验程序不当引起的 无关变量。 实验程序因素具体包括：设计方法的选择、被试的分派、被试 反应的测量、实验日期的安排、实验的顺序等。 顺序效应：由实验刺激的呈现顺序不同导致不同实验结果的效应。 顺序效应有两种形式： 次序效果：由于实验次序不同而混淆自变量效果的现象，包括练习效应与 疲劳效应 例：在“视觉与听觉刺激反应时”研究中，若先一起测完听觉反应时 ，后测视觉反应时；则反应时的差异的原因不清？ ——思考：这种差异可能由什么原因引起？ 遗留效果：是指由于实验次序的不同而造成的一种条件对另一种条件的遗 留影响。 例：研究两种药物A、B的不同效果。若一种为兴奋剂，一种为镇静剂 ，则一种条件影响另一种条件导致遗留效果。在学习实验中这种效果 较突出。如用两种记忆策略记忆英语单词。先用任何一种策略都会影 响另一种策略。 顺序效应的克服方法：ABBA法 和 拉丁方法 A B C B C A C A B
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1.1 系统科学的产生与发展
1.1.4 20世纪80年代从复杂性、复杂 系统到复杂适应系统理论
➢ 简单性与复杂性 复杂性并不等同于组成系统的要素在数量上“多”， 简单的根源是线性，而复杂的根源是非线性。
➢ 复杂性研究热潮 1984年，美国圣菲研究所（SFI）。运用自组织、混沌 概念及提出涌现（emergence）、复杂适应系统 （complex adaptive system）来研究复杂性。 复杂性研究领域包括社会系统、经济系统、生命系统、 免疫系统、生态系统及人脑系统。
研究一个开放系统由混沌向有序转换的机理、 条件和规律。
1.1 系统科学的产生与发展
1.1.3 20世纪70年代从耗散结构论、 协同学、突变论到非线性科学 ➢ 协同学 (synergetics)
1969年，德国理论物理学家哈肯提出。 系统从无序到有序的关键是系统内部各子系统间通过
非线性相互作用和协作，在一定条件下，自发产生在 时间、空间或功能上稳定的有序结构，这就是自组织 理论。 系统在临界点（分支点）附近的行为仅由少数变量决 定，系统的慢变量支配快变量，即支配原理。
1948年，香农发表《通信的数学理论》标志 信息论(informatics)的诞生。
信息论乃是关于系统的信息传递和处理的科 学理论。
1.1 系统科学的产生与发展
1.1.2 20世纪40—60年代从系统论、 控制论到系统工程 ➢ 计算机
1946年，世界上第一台冯·诺伊曼计算机诞 生。
人类智能物化
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
1.1 系统科学的产生与发展
1.1.2 20世纪40—60年代从系统论、 控制论到系统工程 ➢ 系统工程
解决复杂的工程问题 美国国家智库兰德公司利用“系统分析”研
究社会、经济系统，供美国政府参考决策 泰勒为代表的管理科学学说 1969年，美国阿波罗飞船登月，系统工程最
1.1.3 20世纪70年代从耗散结构论、 协同学、突变论到非线性科学 ➢ 混沌学
研究确定性动力学系统所表现出来的具有貌似 随机，无规则性复杂行为混沌运动的非线性动 力学。
研究混沌运动中从无序到有序的演化及其反演 化的规律和控制的科学。
混沌(chaos)一词由李天岩和约克在1975年提出。
上帝如何掷骰子?
教学重点
第1章为全书的序篇。在课 堂上，我们重点掌握几个内 容：
✓系统科学产生和发展的三个重 要阶段 ✓系统的定义、结构、层次、开 放性、功能、演化等基本概念 ✓系统一些分类方法及重要特征
1.1 系统科学的产生与发展
1.1.1 系统科学的形成
➢ 历史背景 古代整体观思想认为，自然界作为统一体， 人和自然是统一的 16、17世纪确立机械自然观和科学方法论 19世纪上半叶能量守恒、细胞学和进化论 20世纪中叶计算机、航空、航天、信息、生 物等领域的辉煌成就
不是简单的拼加，要考虑子系统与整体之 间的关系
1.1 系统科学的产生与发展
1.1.2 20世纪40—60年代从系统论、 控制论到系统工程 ➢ 运筹学
20世纪30年代末，战争武器系统的发展 分析制约因素 —— 要实现的目标
目标函数
（约束条件 ———— 极大或极小值）
1.1 系统科学的产生与发展
1.1 系统科学的产生与发展
1.1.3 20世纪70年代从耗散结构论、 协同学、突变论到非线性科学 ➢ 分形学
分形（fractal）由美国IBM公司数学家曼德布 罗德1973年提出。
分形几何研究自然景物不规则图形，核心在于 自相似性和递归性。
分形注重对某一动力行为而产生的吸引子的研 究。
1.1 系统科学的产生与发展
1.1.3 20世纪70年代从耗散结构论、 协同学、突变论到非线性科学
➢ 分形学 fractal
1.1 系统科学的产生与发展
1.1.3 20世纪70年代从耗散结构论、 协同学、突变论到非线性科学 ➢ 超循环理论 (hypercycle theory)
德国学者艾根（M.Eigen）根据进化论和自 组织理论于1979年提出
1.1 系统科学的产生与发展
1.1.3 20世纪70年代从耗散结构论、 协同学、突变论到非线性科学 ➢ 突变论 (catastrophe theory)
1972年，法国数学家托姆出版专著《结构稳定 性和形态发生学》。
研究系统的状态随外界控制参数连续改变而发 生不连续变化的数学理论。
1.1 系统科学的产生与发展
1.1.2 20世纪40—60年代从系统论、 控制论到系统工程
பைடு நூலகம்
➢ 控制论
20世纪40年代末，火炮自动瞄准飞机与狩猎 行为——反馈机制
控制论：输入、输出、信息、反馈、控制行
为及目标
Ui* + ei(t) -
比例 积分 微分
+ +
xi(t)
+
被控对象 Ui(t)
1.1 系统科学的产生与发展
1.1.2 20世纪40—60年代从系统论、 控制论到系统工程 ➢ 信息论
成功的范例
1.1 系统科学的产生与发展
1.1.3 20世纪70年代从耗散结构论、 协同学、突变论到非线性科学 ➢ 耗散结构论 (dissipative structure theory)
1969年，比利时自由大学化学家普利高津提 出，因而获得诺贝尔奖。
开放系统远离平衡状态所形成的需要消耗物 质和能量的有序结构称为耗散结构。
研究分子自组织进化现象 将生命起源解释为自组织现象
1.1 系统科学的产生与发展
1.1.3 20世纪70年代从耗散结构论、 协同学、突变论到非线性科学
非线性科学出现前：
机械整体观——整体等于局部之和，认识了局部就等于 认识了整体； 系统整体观——整体大于局部之和，认识了局部不等于 认识整体。
非线性科学出现后：
1.1 系统科学的产生与发展
1.1.1 系统科学的形成 ➢ 历史背景
进入21世纪，科技飞速发展，信息大 爆炸，人类生存环境协调和谐发展， 多学科交叉融合
1.1 系统科学的产生与发展
1.1.2 20世纪40—60年代从系统论、 控制论到系统工程
➢ 一般系统论
1937年，理论生物学家贝塔朗菲所提出。 概括出系统共性：整体性、关联性、动态 性、有序性、终极性（目的性）