系统科学概论分解ppt课件.ppt
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1、我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-21我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情2主 要 内 容一、系统的概念一、系统的概念二、系统理论二、系统理论 三、信息与控制 四、系统思考工具五、系统动力学建模六、自组织与混沌我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物
2、2022-8-2通神明之德 类万物之情3我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情4主要教材及参考书谭璐、姜璐:系统科学导论,北京师范大学出版社,2009。常绍舜:系统科学方法概论,中国政法大学出版社,2004。杨博文:社会系统工程概论,石油工业出版社,2008。汪应洛:系统工程,机械工业出版社,2008。许国志:系统科学,上海科技教育出版社,2000。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有
3、错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情5第一讲 系统的概念1 1引例引例 2. 2. 系统是什么系统是什么3. 3. 系统的特征与类型系统的特征与类型4. 4. 系统同形性举例系统同形性举例5. 5. 啤酒游戏啤酒游戏我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情6 青蛙与睡莲 一群青蛙幸福地生活在一个大池塘的一角,池塘的另一一群青蛙幸福地生活在一个大池塘的一角,池塘的另一边是一片睡莲。边是一片睡莲。 一天,池塘里面流进了一些刺激睡莲生长的化学
4、污染物,一天,池塘里面流进了一些刺激睡莲生长的化学污染物,它们可以让睡莲每它们可以让睡莲每2424小时增小时增长一倍。长一倍。 如果睡莲可以在如果睡莲可以在5050天内覆盖整个池塘,而青蛙有一种阻天内覆盖整个池塘,而青蛙有一种阻止睡莲生长的方法,但是需要花止睡莲生长的方法,但是需要花1010天时间来将这个方法付诸天时间来将这个方法付诸实施。实施。 那么,什么时候池塘会被覆盖一半?在池塘被睡莲覆盖那么,什么时候池塘会被覆盖一半?在池塘被睡莲覆盖的面积达到多少时,青蛙才有可能采取行动去挽救它们自己?的面积达到多少时,青蛙才有可能采取行动去挽救它们自己? 启示:为什么我们总是不能正确判断局势?启示:
5、为什么我们总是不能正确判断局势?1引例 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情7 Y23理论设设 Y Yt+1t+1=Y=Yt t2 2当当 Y Yt t=1=1,Y Yt+1t+1永远是永远是1 1当当 Y Y1 1=1.0000001=1.0000001时,时,t=t=2323以后,以后,Y Yt+1t+1将会突增将会突增 Y Y3030=2.07=2.07* *10102323l启示:为什么我们总是忽视细节的力量?启示:为什么我们总是忽视细节的力量? 我
6、吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情8我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情9我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情10 为什么越保护大象的数量越少? 我们一直认为非洲的大象遭到越来越多的屠杀
7、是我们一直认为非洲的大象遭到越来越多的屠杀是因为偷猎者越来越猖狂,是因为对大象的保护力度不因为偷猎者越来越猖狂,是因为对大象的保护力度不够,殊不知这种现象的形成可能正源于人们对于大象够,殊不知这种现象的形成可能正源于人们对于大象的保护。的保护。 由于大象被保护起来,象牙随之减少;当象牙减由于大象被保护起来,象牙随之减少;当象牙减少的时候,象牙价格会大幅上升;当象牙的价格上升少的时候,象牙价格会大幅上升;当象牙的价格上升到一对象牙在黑市可以卖到到一对象牙在黑市可以卖到1200012000美金的时候,大象美金的时候,大象就会遭到更多的屠杀。就会遭到更多的屠杀。 启示:为什么我们总是越搞越糟?启示:
8、为什么我们总是越搞越糟?我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情11我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情12 煮青蛙现象 把一只青蛙扔进很烫的水中,它会立刻意识到危把一只青蛙扔进很烫的水中,它会立刻意识到危险,并马上跳出,而把它放进冷水中,最初它会感到险,并马上跳出,而把它放进冷水中,最初它会感到很舒适,当温度不断升高,它意识
9、到危险时,因身体很舒适,当温度不断升高,它意识到危险时,因身体虚脱而无法逃脱虚脱而无法逃脱 告诫我们不仅要挑战环境的剧烈变化,更要警惕告诫我们不仅要挑战环境的剧烈变化,更要警惕缓慢渐进的变化。特别注意那些细微以及不太寻常的缓慢渐进的变化。特别注意那些细微以及不太寻常的变化。变化。 启示:为什么我们总对危险茫然不知?启示:为什么我们总对危险茫然不知?我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情13 小学生的数学题 有有“5 5,5 5,5 5,1 1”四个数,请让他加
10、减乘除等四个数,请让他加减乘除等于于2424,要求每个数都要使用,但只能用一次。,要求每个数都要使用,但只能用一次。 启示:如何启示:如何“搭配搭配”原来如此神奇!原来如此神奇!我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情14聪明的一休智斗大力士 有一个大力士,常常欺负老百姓。一休知有一个大力士,常常欺负老百姓。一休知道后,决定要跟他比力气。道后,决定要跟他比力气。 第一场:第一场:“请大人坐在台子上,我用食指请大人坐在台子上,我用食指顶着你的额头,要是你能站起来的
11、话,我就输顶着你的额头,要是你能站起来的话,我就输了。了。” 第二场:第二场:“你能一拳把石板上的蚂蚁打死你能一拳把石板上的蚂蚁打死吗吗? ?”。一休则只用一个小手指就能把它摁死。一休则只用一个小手指就能把它摁死。启示:找到杠杆解就会事半功倍;启示:找到杠杆解就会事半功倍; 选择正确的路径是解决问题的关键。选择正确的路径是解决问题的关键。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情152. 系统是什么定义具有特定功能的、具有特定功能的、由若干相互关联的由若干相互关联
12、的要素组成的有机整要素组成的有机整体。体。例:例:CAUCAU管理机关管理机关我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情16热带雨林食物链 系统实例我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情17池塘生态系统我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活
13、的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情18生态农业系统我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情19我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情20电信行业生态系统我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万
14、物之情21跨国公司集聚生物圈我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情22城市是一个开放的复杂巨系统 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情23M M型型领领导导模模式式分分析析我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通
15、神明之德 类万物之情243. 系统的特征与类型系统的主要特征行为整体性:行为整体性:整体突现;整体大于个体之和。整体突现;整体大于个体之和。要素多元性:要素多元性:两个以上要素构成;多元系统;无限系统两个以上要素构成;多元系统;无限系统结构层次性:结构层次性:子系统;不同层次有不同涌现;同层内和层次子系统;不同层次有不同涌现;同层内和层次间作用(间作用(例:人的系统)例:人的系统)功能有效性:功能有效性:整体贡献;效率;功能结构整体贡献;效率;功能结构环境适应性:环境适应性:环境依赖;环境约束;系统边界环境依赖;环境约束;系统边界演化动态性:演化动态性:结构形态变化;形成、发育、存续、老化、解
16、结构形态变化;形成、发育、存续、老化、解体。体。(例:青蛙生活史)(例:青蛙生活史)我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情25人人的的系系统统层层次次结结构构我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情26青蛙生活史我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表
17、里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情27系统的类型划分按形成过程:按形成过程:自然系统;人工系统;复合系统自然系统;人工系统;复合系统按构成要素:按构成要素:实体系统;概念系统实体系统;概念系统按运动状态:按运动状态:静态系统;动态系统静态系统;动态系统按环境关系:按环境关系:孤立系统;封闭系统;开放系统孤立系统;封闭系统;开放系统按功能目标:按功能目标:控制系统;行为系统控制系统;行为系统按规模大小:按规模大小:小系统、大系统、巨系统小系统、大系统、巨系统按复杂程度:按复杂程度:简单系统、复杂系统简单系统、复杂系统按对象性质:按对象性质:农业、工业、金融、交通农业、工业、
18、金融、交通 . . 我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情284.系统同形性举例指数增长 dQ/dt dQ/dtaQaQ, 其解为其解为 Q=QQ=Q0 0e eatat,其中其中Q Q0 0为为Q Q的初值。的初值。 a0a0:细菌繁殖;人口增长;细菌繁殖;人口增长; 连锁信;复利计算;传销连锁信;复利计算;传销 a0a0:细菌中毒;种群灭绝;细菌中毒;种群灭绝; 放射性衰变;恐怖主义放射性衰变;恐怖主义我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在
19、这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情29摩尔定律(1965年)每18个月,芯片上集成的晶体管数量将翻一番我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情30Internet 安全威胁事件我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情31中国人均GDP我吓了一跳,
20、蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情32Logistic曲线 dQ/dtdQ/dtaQ-bQaQ-bQ2 2, 其解为其解为 Q=aceQ=aceatat/(1-bce/(1-bceatat) ) c c由初始条件决定。资源限制时的指数增长。由初始条件决定。资源限制时的指数增长。我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情33城市化进程我吓了
21、一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情34我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情35我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情36我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界
22、里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情375. 啤酒游戏 MIT网址:http:/beergame.mit.edu/我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情38制造商制造商批发商批发商零售商零售商信息流物流p每周4箱p库存12箱p订单每周1次,但1个月后才能到货p每周4货车p库存12货车p订单每周1次,但1周后才能到货p每周4批p库存12批p酿酒时间需要2周我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为
23、什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情39零售商订货量010203040周246810121416182022到货量010203040周246810121416182022我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情40库 存-300306090120周246810121416182022我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也
24、感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情41 批发商订货量020406080周246810121416182022到货量015304560周246810121416182022我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情42库存-1000100200300周246810121416182022实际销售量015304560周246810121416182022我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个
25、美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情43订货量01020304050周246810121416182022产量01020304050周246810121416182022 制造商我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖的东西,为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢?但是我也感到愉快,证实我的猜测没有错:表里边有一个活的生物2022-8-2通神明之德 类万物之情44库存-60060120180周246810121416182022c实际销售量0816243240周246810121416182022我吓了一跳,蝎子是多么丑恶和恐怖
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