一、系统与控制
在日常工作或生活中,为了完成某个目标总是将一些部件搭配在一起使用,这些部件组装后能进行协调的工作,并能提高效率。如自行车,这些配件装配后,可提高人的行走速度。人们把这种作法称为构建系统。
系统概念是管理信息系统三大基础之一,目前系统理论已经广泛应用于各个领域而成为一门综合性的学科。
1.系统的定义
系统就是由多个元素有机地 (相互有合理的关系)结合在一起,并执行特定的功能(设定的)以达到特定目标的集合体。也就是说,系统由各元素和子系统组成;各元素之间相互作用或相互制约;系统是有目标的;系统和环境有关,要适应环境的变化;系统有强烈的整体性,单元要服从整体。
系统的特性如下:
(1)整体性。组成系统的各元素不是简单集合在一起,而是有机地组成一个整体,每个元素都要服从整体,追求整体最优,而不是每个元素最优,即l+1＞2。
(2)层次性。系统的每个元素也还可以看成一个系统,通常称其为子系统。一个子系统中含有众多的模块,而这些模块也可以认为是一个系统,这些模块还含有子模块,其子模块也是一个系统,直至模块中的元素。
(3)相关性。系统内的各元素是有联系和相互作用的,它们之间相互联系和制约,从而有机地集合在一起形成一个具有特定功能的系统。
(4)目的性。任何一个系统都有一定的目标或目的,该目标就是通过系统的功能达到的,因此任何系统都有某种功能,而功能是通过组织某些组织、机构来实现的。
(5)适应性。任何系统都处于环境之中,所以系统必须可以适应周围的环境。
2.系统方法
从本质上讲,系统方法是一个哲学名词,它是研究系统工程的思考问题和处理问题的方法论。所谓系统工程,一是以研究大规模复杂的系统为对象的一门新兴边缘学科,二是具有和一般工程技术相同的特征,但又具有本身的特点,它并不研究特定的工程物质对象,而是研究任何物质系统、概念系统。
系统方法的核心是:系统的思想、数学的方法、计算机的技术。
所谓系统的思想即把研究对象作为整体来考虑,着眼于整体最优运行。数学的方法就是用定量的技术即数学方法研究系统,通过建立系统的数学模型和运行模型,将得到的结果进行分析,再用到原来的系统。计算机技术是求解数学模型的工具,在系统的数学模型上进行模拟,以实现系统的最优化。
3.系统与控制
系统构成后(对象)要进行运转,它将有输入量和输出量。如自行车在人力的驱动下(输入),使自行车向前行驶(输出)。系统在运转时同时也会受到环境的影响,产生系统运转的偏差,通常把这种受环境影响的因素称为干扰。如自行车在前进时前方有障碍物(前方有人、车、红灯等),需进行改变方向、刹车或停止运转等。为了使系统能正常运转,需要对系统进行控制,这样带有控制功能的系统称为控制系统。如自行车的车把、刹车装置都是为控制系统进行运转而设计的。
由于不同系统(对象)的功能不一,所运行的环境不同,其输入、输出要求也不一,因此对系统的控制要求显然就不同了。这主要取决于系统 (对象)本身的稳定性和自适应性。