2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、第二章 系統(tǒng)工程理論與方法論,第一節(jié):系統(tǒng)工程理論基礎(chǔ)(自學(xué))第二節(jié):系統(tǒng)工程方法論及發(fā)展第三節(jié):系統(tǒng)分析原理及應(yīng)用,第一節(jié):系統(tǒng)工程理論基礎(chǔ),(1)系統(tǒng)科學(xué)體系(2)系統(tǒng)工程理論,(1)系統(tǒng)科學(xué)的科學(xué)體系,系統(tǒng)科學(xué)定義:系統(tǒng)科學(xué)是一門(mén)從總體上研究(復(fù)雜)系統(tǒng)共同運(yùn)動(dòng)規(guī)律的學(xué)科。系統(tǒng)科學(xué)屬于基礎(chǔ)科學(xué)層次,主要討論系統(tǒng)的概念、特征、類(lèi)型及演化(動(dòng)態(tài))規(guī)律,探討系統(tǒng)分析的方法和系統(tǒng)邏輯的具體應(yīng)用。重點(diǎn)是復(fù)雜系統(tǒng)演化規(guī)律的研究,難

2、點(diǎn)是整體與局部關(guān)系(結(jié)構(gòu))的研究。,1、物性與系統(tǒng)性(個(gè)性與共性),物性——描述研究對(duì)象的物質(zhì)特征;系統(tǒng)性——描述研究對(duì)象的整體特征,即整體性。系統(tǒng)往往與一修飾詞組成復(fù)合詞,如自然系統(tǒng)、物理系統(tǒng)、生物系統(tǒng)、軍事系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)。 ( 物性+系統(tǒng)性) 傳統(tǒng)科學(xué)研究物性: 數(shù)、理、化、天、地、生 ... 系統(tǒng)科學(xué)研究系統(tǒng)性: 如整體與局部的關(guān)系

3、 結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系 穩(wěn)定與演化的關(guān)系,2、整體與局部的關(guān)系:涌現(xiàn)性,涌現(xiàn)的定義(斯文森,1989) 涌現(xiàn)是一組元素(或廣義粒子)在一個(gè)廣義的“流場(chǎng)”作用下,從一種雜亂無(wú)章的狀態(tài)向一種協(xié)調(diào)一致的狀態(tài)的自發(fā)轉(zhuǎn)變。從廣義上講,涌現(xiàn)包括了現(xiàn)實(shí)中所有新系統(tǒng)的出現(xiàn)、序的產(chǎn)生和層次復(fù)雜性的增加。,涌現(xiàn)性的特點(diǎn): (1)微觀(guān)不可預(yù)測(cè)性:即使對(duì)低層次元素有完備的知識(shí),也

4、不可能推斷出高層次的結(jié)構(gòu)。 (2)新質(zhì)特性:涌現(xiàn)性對(duì)元素的性質(zhì)而言是全新的,處在一種更宏觀(guān)的層次上,是在微觀(guān)層次不存在的新質(zhì)。 (3)不變性:涌現(xiàn)性相對(duì)于微觀(guān)層次的元素狀態(tài)而言,有一定的不變性,元素總是處于微漲落不斷變化的狀態(tài)中,但整體的特性相對(duì)不變。 (4)宏觀(guān)約束性:系統(tǒng)的整體性約束元素的行為,即元素間的相互作用產(chǎn)生了宏觀(guān)層次上涌現(xiàn)的整體或約束,這種宏觀(guān)約束又反過(guò)來(lái)支配元素的行為。,3、錢(qián)學(xué)森提出的系統(tǒng)科學(xué)體系結(jié)構(gòu)

5、(1981),(2)SE理論,系統(tǒng)工程是一門(mén)交叉學(xué)科。理論基礎(chǔ)涉及老三論、新三論、運(yùn)籌學(xué)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)學(xué)等諸多學(xué)科。錢(qián)學(xué)森——我認(rèn)為把運(yùn)籌學(xué)、控制論和信息論同貝塔朗菲(一般系統(tǒng)論)、普利高津(耗散結(jié)構(gòu)理論)、哈肯(協(xié)同學(xué))、艾根(超循環(huán)理論)等人的工作融會(huì)貫通,加以整理,就可以寫(xiě)出《系統(tǒng)學(xué)》這本書(shū)了。可見(jiàn),系統(tǒng)論、控制論、運(yùn)籌學(xué)的理論基礎(chǔ)地位和重要性。,運(yùn)籌學(xué),運(yùn)籌學(xué)是應(yīng)用分析、試驗(yàn)、量化的方法,對(duì)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng)中的人、財(cái)、物等有限資

6、源進(jìn)行統(tǒng)籌安排,為決策者提供有依據(jù)的最佳化方案,以實(shí)現(xiàn)最有效的管理運(yùn)籌學(xué)往往運(yùn)用模型化的方法,將一個(gè)已確定研究范圍的問(wèn)題,依據(jù)預(yù)期的目標(biāo),將問(wèn)題中的主要因素及各種限制條件間的因果關(guān)系、邏輯關(guān)系建立數(shù)學(xué)模型,通過(guò)模型求解來(lái)找出最佳方案運(yùn)籌學(xué)的分支線(xiàn)性規(guī)劃、非線(xiàn)性規(guī)劃、動(dòng)態(tài)規(guī)劃、排隊(duì)理論、決策理論等,一般系統(tǒng)論(general system theory) 1924-1928;奧地利理論生物學(xué)家L.VON 貝塔朗菲;

7、 1945年發(fā)表《關(guān)于一般系統(tǒng)論》 研究復(fù)雜系統(tǒng)一般規(guī)律的學(xué)科 基本觀(guān)點(diǎn) 整體性 開(kāi)放性及目的性(有效性、適應(yīng)性、尋的性) 動(dòng)態(tài)相關(guān)性(動(dòng)態(tài)性取決于相關(guān)性) 等級(jí)層次性 有序性(結(jié)構(gòu)或空間;發(fā)展或時(shí)間)啟示:主張以整體論代替還原論。(思想作用更大)提出了系統(tǒng)的方法:核心在于優(yōu)化,整體最優(yōu)?。,1、老三論,還原論和整體論之爭(zhēng),20世紀(jì)基礎(chǔ)

8、科學(xué)的三大成就相對(duì)論、量子論和復(fù)雜科學(xué)的核心思想和結(jié)論分別從宇觀(guān)(時(shí)空折疊、速度與應(yīng)力)、微觀(guān)(非連續(xù)性)和宏觀(guān)尺度下證實(shí)了還原論的局限性:其中,量子論從根本上動(dòng)搖了還原論。復(fù)雜科學(xué)徹底動(dòng)搖了還原論:混沌理論(蝴蝶效應(yīng))推動(dòng)了復(fù)雜科學(xué)的誕生,排除了拉普拉斯決定論的可預(yù)見(jiàn)性的思想。因此,復(fù)雜科學(xué)的問(wèn)世徹底動(dòng)搖了還原論——能用還原論近似描述的僅僅是我們世界的很小的一部分。整體性體現(xiàn)的是非還原性或非加和性。,量子論從根本上動(dòng)搖了還原論:

9、描述微觀(guān)世界最為成功的理論是量子論。量子論認(rèn)為,我們的世界是一個(gè)非機(jī)械的、相互聯(lián)系的、不可分割(還原)的世界。物質(zhì)世界的根本元素就不是被分割的機(jī)械的原子、質(zhì)子、中子,而是一個(gè)有機(jī)聯(lián)系的整體。量子論問(wèn)世導(dǎo)致了測(cè)不準(zhǔn)原理的提出。測(cè)不準(zhǔn)原理認(rèn)為無(wú)法還原位置和速度兩個(gè)基本量。這表明,在對(duì)待位置和速度這兩個(gè)基本量上,還原論是失效的。微觀(guān)層次上的還原論失效,導(dǎo)致了機(jī)械的決定論的失效。,復(fù)雜科學(xué)徹底動(dòng)搖了還原論:混沌理論推動(dòng)了復(fù)雜科學(xué)的誕生,排除了拉

10、普拉斯決定論的可預(yù)見(jiàn)性的思想。因此,復(fù)雜科學(xué)的問(wèn)世徹底動(dòng)搖了還原論——能用還原論近似描述的僅僅是我們世界的很小的一部分。,整體論把世界宇宙看作是一個(gè)統(tǒng)一的整體,各種事物之間相互聯(lián)系,不可機(jī)械地分割。整體論思想是:整體的性質(zhì)和功能不等同于其各部分(要素)的性質(zhì)和功能的迭加;整體的運(yùn)動(dòng)特征只有在比其部分(要素)所處層次更高的整體層次上才能進(jìn)行描述;整體與部分(要素)遵從不同描述層次上的規(guī)律。簡(jiǎn)言之整體性也就是非還原性或非加和性。,控制論(C

11、ybernatics) 維納于1948年出版了《控制論》一書(shū) 經(jīng)典控制論——現(xiàn)代控制論——大系統(tǒng)控制理論研究大系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方案、穩(wěn)定性、最優(yōu)化、建模及模型簡(jiǎn)化等。 對(duì)系統(tǒng)方法的啟示: 黑箱-灰箱-白箱法 功能模擬法 反饋 數(shù)量化、最優(yōu)化方法,信息論(不確定的減少) 美國(guó)數(shù)學(xué)家申農(nóng)(C.E.Shannon)和維納(信息科學(xué))以信息為主要研究對(duì)象,以

12、信息的運(yùn)動(dòng)規(guī)律和應(yīng)用方法為主要研究?jī)?nèi)容,以計(jì)算機(jī)、光導(dǎo)纖維等為主要研究工具,以擴(kuò)展人類(lèi)的信息功能為主要研究目標(biāo)。啟示: 類(lèi)比方法 統(tǒng)計(jì)方法,概率論和隨機(jī)過(guò)程 信息方法(運(yùn)用信息的觀(guān)點(diǎn),把系統(tǒng)看作是借助于信息的獲取、傳遞、加工、處理而實(shí)現(xiàn)其有目的性的運(yùn)動(dòng)的一種研究方法)------變量篩選、特征選擇(熵),2、新三論,耗散結(jié)構(gòu)理論(dissipative structure theory) 1969;比

13、利時(shí)統(tǒng)計(jì)物理學(xué)家I.普利高津所謂耗散結(jié)構(gòu)就是包合多基元、多組元、多層次的開(kāi)放系統(tǒng),處于遠(yuǎn)離平衡態(tài)時(shí),在漲落的觸發(fā)下,從無(wú)序突變?yōu)橛行颍纬傻囊环N時(shí)間、空間或時(shí)間-空間的結(jié)構(gòu)(非平衡不一定導(dǎo)致有序,平衡不一定是無(wú)序之本)在耗散結(jié)構(gòu)創(chuàng)立之前,世界被一分為二一個(gè)是物理世界,這個(gè)世界是簡(jiǎn)單的、被動(dòng)的、僵死的、不變的、可逆的、和決定論的量的世界另一個(gè)世界是生物界和人類(lèi)社會(huì),這個(gè)世界是復(fù)雜的、主動(dòng)的、活躍的、進(jìn)化的,不可逆的,和非決定論的

14、質(zhì)的世界耗散結(jié)構(gòu)把這兩個(gè)世界結(jié)合在一起共同思考,研究遠(yuǎn)離平衡態(tài)的開(kāi)放系統(tǒng)從無(wú)序到有序的演化規(guī)律的一種理論,協(xié)同學(xué)(synergetics) 70年代初,聯(lián)邦德國(guó)理論物理學(xué)家 H.哈肯(協(xié)同導(dǎo)致有序) 研究協(xié)同系統(tǒng)從無(wú)序到有序的演化規(guī)律的新興綜合性學(xué)科突變論(catastrophe theory)--風(fēng)險(xiǎn)(飛機(jī)失事、信用失效、自然災(zāi)害等)(漸變) 60年代末,法國(guó)數(shù)學(xué)家 R.托姆

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