系統(tǒng)工程理論基礎(chǔ)ppt課件(編輯修改稿)
2024-10-08 20:17 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 是信源平均信息量，即信息熵。 ? 計算信源信息量的一般方法 — 申農(nóng)信息熵公式 。整個信源的各狀態(tài)所具有的平均不定性數(shù)量的數(shù)學(xué)期望，即平均信息量： ? （ 23） 22 2022/9/20 ? 信息熵與物理學(xué)中熵在計算公式上僅差一個負(fù)號。 熵是系統(tǒng)紊亂程度的表征，而信息是表示系統(tǒng)不定性的減少 。 ? 一個系統(tǒng)所獲信息量越大，系統(tǒng)就越有序，熵就越小。反之，所獲信息量越小，系統(tǒng)就越無序，熵就越大。 ? “信息量是一個可以看作幾率量的對數(shù)之負(fù)數(shù)，它實質(zhì)上就是負(fù)熵。” ? “熵的獲得永遠(yuǎn)意味著信息的丟失，而不是別的。” ? 信息論及方法論的啟示 ? 信息方法 ，不對事物的整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行剖析，而是從其信息流程加以綜合考察，獲取關(guān)于整體的性能和知識。 信息方法把系統(tǒng)有目的的運動抽象為一個信息變換過程 ,看作是借助于信息的獲取、傳送、加工、處理而實現(xiàn)其有目的性的運動的一種研究方法 。 23 2022/9/20 ? 信息方法的意義就在于它指示了機器、生物系統(tǒng)的信息過程，揭示了不同系統(tǒng)的共同信息聯(lián)系；有利于管理、決策科學(xué)化；指明了信息溝通的重要性。 ? 一般系統(tǒng) 論 ? 一般系統(tǒng)論的產(chǎn)生過程 ? 實驗科學(xué)時代的還原論 自然科學(xué)初期（實驗科學(xué)時代），主要任務(wù)是分析事物內(nèi)部細(xì)節(jié)，收集、整理資料，分門別類地進(jìn)行研究，科學(xué)的主要趨勢是分化，與之相適應(yīng)的是分析解剖法 , 還原論占統(tǒng)治地位，曾取得了很大成功，從而對其他科學(xué)研究產(chǎn)生了巨大影響。 但局限性也日漸顯現(xiàn) 。 24 2022/9/20 ? 一般系統(tǒng)論的產(chǎn)生 ? 20世紀(jì) 20年代美籍奧地利生物學(xué)家馮 貝塔朗菲在對生物學(xué)的研究中發(fā)現(xiàn)： 把生物分解的越多，反而會失去全貌，對生命的理解和認(rèn)識反而越來越少。 ? 因此馮 貝塔朗菲開始了理論生物學(xué)的研究 ,創(chuàng)立了 一般系統(tǒng)論 . ? 1945年 《 關(guān)于一般系統(tǒng)論 》 的發(fā)表，成為系統(tǒng)論形成的標(biāo)志。 25 2022/9/20 ? 一般系統(tǒng)論的基本觀點 ? 系統(tǒng)的整體性 ①要素和系統(tǒng)不可分割。 凡系統(tǒng)的組成要素都不是雜亂無章的偶然堆積，而是按照一定的秩序和結(jié)構(gòu)形成的有機整體。 ②系統(tǒng)整體的功能不等于各組成部分的功能之和。 在系統(tǒng)論中， 1加 1不等于 2，這是貝塔朗菲著名的“非加和定律”。 ③系統(tǒng)整體具有不同于各組成部分的新性質(zhì)或功能。 ? 系統(tǒng)的開放性 ? 系統(tǒng)的動態(tài)相關(guān)性 ? 系統(tǒng)的層次性 26 2022/9/20 ? 系統(tǒng)的有序性 ? 系統(tǒng)方法論的啟示 ? 系統(tǒng)方法論主張以系統(tǒng)的觀點去看整個世界，不能片面、孤立地看問題。 ? 系統(tǒng)方法論主張以整體論代替還原論。對事物的層層剖析，弱化事物各部分間的聯(lián)系，認(rèn)為整體是部分的簡單加和，這種思想不利于從總體把握事物，對事物的整體功效認(rèn)識不清。 ? 系統(tǒng)方法論主張以目的論代替因果論。 ? 系統(tǒng)方法 ? 從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，在系統(tǒng)與要素、要素與要素、系統(tǒng)與外部環(huán)境的相互關(guān)系中揭示對象系統(tǒng)的系統(tǒng)運動規(guī)律。 27 2022/9/20 ? 系統(tǒng)方法要求遵循整體性、動態(tài)性和最優(yōu)化原則。 ? 耗散結(jié)構(gòu)理論 耗散結(jié)構(gòu)理論、協(xié)同學(xué)、突變論是對系統(tǒng)論的發(fā)展。 ? 起源 ? 牛頓時間和梅格森時間 ? 在牛頓力學(xué)體系中時間無方向性（可逆的），具有對稱性 ? 但在進(jìn)化論中時間卻是不可逆的 ,梅格森強調(diào)指出：“物理學(xué)時間和進(jìn)化論及生物學(xué)時間不同，前者是可逆的，其中沒有新生事物出現(xiàn)；后者是不可逆的，不斷出現(xiàn)新生事物?！? ? 退化與進(jìn)化兩種趨勢 28 2022/9/20 ? 退化，即從有序向無序的轉(zhuǎn)變。 如冷熱物體相接觸，冷變熱、熱變冷趨于相同溫度；一滴墨水滴入水中而淡化；非生命系統(tǒng)從高級向低級的變遷。 ? 進(jìn)化則是向更高有序狀態(tài)的轉(zhuǎn)變 ，如生物由簡單到復(fù)雜，由低級到高級的轉(zhuǎn)變。 ? 在 19世紀(jì)熱力學(xué)第二定律認(rèn)為孤立體系總是朝著熵取最大值的狀態(tài)即最無序的狀態(tài)演化。熵增原理讓人們得出了“宇宙熱寂說”的悲觀結(jié)論，認(rèn)為世界在退化。 ? 而達(dá)爾文的生物進(jìn)化論認(rèn)為，生物界的從簡單到復(fù)雜，由低級到高級，序是不斷增進(jìn)的，向人們描述的是世界在由低級向高級轉(zhuǎn)變的進(jìn)化場景。 ? 生物進(jìn)化論這兩種截然相反的結(jié)論造成了科學(xué)界、哲學(xué)界的長期爭論。 29 2022/9/20 ? 熱力學(xué)第二定律和熵 ? 熱力學(xué)第二定律的克勞休斯 (Clolisius)表述為：不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體，而不產(chǎn)
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