系统分析与程序设计解读.doc

水利水电工程系统分析与程序设计 2016年7月 第一部分：系统分析 第一节:系统的概念 系统的概念：系统的定义、系统的特征、系统的分类。 系统工程概念：什么系统工程 、系统研究对象与内容、系统工程的产生与发展、系统工程在水资源系统中应用。 一.系统概念 系统的定义：(钱学森)系统是由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合的具有特定功能的有机整体。 教学要点：使学生了解对系统的定义不同学者给出的表述各有不同，钱学森定义的只是其中的一种，掌握系统定义可从以下三个方面学习掌握 第一: 系统是由若干元素组成的有机整体，这些元素可以是单个的事物和过程，也可以是若干事物和过程构成的子系统。 第二:构成系统的元素之间、元素与系统之间、系统与环境之间均存在着一定的有机联系，系统的这种内部和外部结构，决定了系统特定的性质。 第三:任何系统都具有某种特定功能，这种功能是系统整体的功能，并不等于各组成元素部分功能的简单总和，这种特定的功能，是由系统内部的特有结构和有机联系所决定的。 2.系统的特征：整体性、关联性、层次性、适应性、动态性 ?整体性 指系统元素之间的相互关系以及元素与系统之间的关系。系统不是构成要素和某种联系方式的简单组合，而是构成要素相互联系、相互作用在新的本质水平上形成的有机整体。 ?系统整体性有着丰富的内涵: 其一是系统构成要素有机联系的统一性。构成要素对系统的整体功能产生一定程度的影响。而系统使处于其中的任一构成要素，在与其它构成要素的相互联系中，具备其特有的属性，发挥应有的功能；(系统为组成要素提供发挥功能的条件) 其二是系统功能的非加和性，即是系统的整体功能通常并不等于各局部功能之和。一个系统的整体功能不仅取决于它的构成要素，更主要的还取决于构成要素之间的联系总和。构成要素的这种有机联系，使系统在更高层次上具有整体性的新功能。因此，系统整体功能往往大于各局部功能的简单叠加之和。 其三是系统的整体结构性。优化结构是系统获取良好整体功能的有效途径，优良的构成要素并不等于系统整体功能优良。反之，整体功能最优也不等于构成要素最优。这里，起着重要作用的因素是系统的结构性 ?关联性：指系统各元素之间相互作用、相互依赖、相互制约的关系。 内部的关联性：系统中的任何一个元素均通过系统与其它元素相关联，如果某一元素发生变化，与它相关联的元素也会相应地变化和调整，才能保持系统整体上的最优结构和形态。 环境的关联性：一般表现为物质、能量和信息的交换，即环境对系统的输人和系统对环境的 输出。研究系统与环境的关联性，应该明确特定时间和空间条件下系统与环 境的界限。随着时间和空间的变化，系统与环境的界限也会发生相应变化。 在变化中明确系统边界；分析系统的输出和输人，掌握系统的动态特性。 现代系统论研究结果表明，系统的构成要素在一定的环境条件下，相互关联、相互制约、相互依托和相互竞争，最终会形成某种有序结构。而且这种有序化过程，可以使系统产生一定的选择性，沿着特定方向加速进行。 ?层次性：指一般系统都具有一定的层次结构关系。 一个系统可以分解为若干子系统，子系统又可以分解为若干亚子系统，经过逐层分解，直到最终分解为若干要素。这样，就形成一个系统、特定的空间层次结构。系统的层次结构表明，不同层次的子系统、亚子系统之间，同一层次的不同要素之间的相互关系。这种关系或者是序列型的从属关系，或者是非序列型的层次相关关系等。各层次的子系统或元素之间相互关联、相互作用，以其特定的目标而协调运行。 ?适应性：指系统对环境变化的适应程度。 表现在系统与环境的相互作用上： （1）系统存在于一定的环境之中，不断地与环境进行物质、能量和信息的交换，使其与外部环境相适应。 （2）环境发生变化传递到系统内部，必然引起系统要素的波动，导致系统内部有序结构的变化和调整。反之，系统要素功能和结构变化传递到系统外部，也会引起环境要素的波动。 在交换、运动和调整中，系统保持与外部环境的适应性，能够经常与环境保持最佳适应状态的系统，是能够生存和发展的理想系统，不能适应变化环境的系统是难以存在的。系统既适应于环境，又独立于环境，设有这种相对独立性，难以形成特色各异、变化万千的世间万事万物。 ?动态性：系统是发展变化的系统，结构是运动中的结构，联系是过程中的联系，稳定是交换中的稳定，动态性是系统最本质的特性之一。 在时间上：系统的状态不是静止的，而是随着时间变化而变化，必须分析系统结构和功能的动态情况。 在空间上：系统的内部要素之间，系统与环境之间的相互联系、相互作用都是在运动变化中实现的。 正是由于系统与坏境不断地交换物质、能量和信息，使系统在开放和动态中形成新的稳定和平衡。社会经济系统是一个非平衡的复杂开放系统，经常不断地