系统论信息论控制论~~(大家共享)---转载

系统论（SystemTheory）: 系统论是研究系统的一般模式，结构和规律的学问，它研究各种系统的共同特征，用数学方法定量地描述其功能，寻求并确立适用于一切系统的原理、原则和数学模型，是具有逻辑和数学性质的一门新兴的科学。

 一般系统论创始人美籍奥地利人、理论生物学家L.V.贝塔朗菲（L.Von.Bertalanffy），就把他的系统论两部分。他的狭义系统论与广义系统论两部分。他的狭义系统论着重对系统本身进行分析研究；而他的广义系统论则是对一类相关的系统科学来理行分析研究。其中包括三个方面的内容：1.系统的科学、数学系统论；2.系统技术，涉及到控制论、信息论、运筹学和系统工程等领域；3.系统哲学，包括系统的本体论、认识论、价值论等方面的内容。

 系统论的核心思想是系统的整体观念。贝塔朗菲强调，任何系统都是一个有机的整体，它不是各个部分的机械组合或简单相加，系统的整体工功能是各要素在孤立状态下所没有的新质。他用亚里斯多德的“整体大于部分之和”的名言来说明系统的整体性，反对那种认为要素性能好，整体性能一定好，以局部说明整体的机械论的观点。同时认为，系统中各要素不是孤立地存在着，每个要素在系统中都处于一定的位置上，起着特定的作用。要素之间相互关联，构成了一个不可分割的整体。要素是整体中的要素，如果将要素从系统整体中割离出来，它将失去要素的作用。正象人手在人体中它是劳动的器官，一旦将手从人体中砍下来，那时它将不再是劳动的器官了一样。

系统论的基本思想方法，就是把所研究和处理的对象，当作一个系统，分析系统的结构和功能，研究系统、要素、环境三者的相互关系和变动的规律性，并优化系统观点看问题，世界上任何事物都可以看成是一个系统，系统是普遍存在的。大至渺茫的宇宙，小至微观的原子，一粒种子、一群蜜蜂、一台机器、一个工厂、一个学会团体、……都是系统，整个世界就是系统的集合。

系统论的任务，不仅在于认识系统的特点和规律，更重要地还在于利用这些特点和规律去控制、管理、改造或创造一系统，使它的存在与发展合乎人的目的需要。也就是说，研究系统的目的在于调整系统结构，直辖市各要素关系，使系统达到优化目标。

 系统论认为，整体性、关联性，等级结构性、动态平衡性、时序性等是所有系统的共同的基本特征。这些，既是系统所具有的基本思想观点，而且它也是系统方法的基本原则，表现了系统论不仅是反映客观规律的科学理论，具有科学方法论的含义，这正是系统论这门科学的特点。

 “系统是有组织的和被组织化的全体”，“系统是有联系的物质和过程的集合”

 通常把系统定义为：由若干要素以一定结构形式联结构成的具有某种功能的有机整体。在这个定义中包括了系统、要素、结构、功能四个概念，表明了要素与要素、要素与系统、系统与环境三方面的关系。

 

  信息论是一门关系信息的本质，用数学理论研究描述的度量信息的方法，以及传递、处理信息的基本理论科学。

  信息论的创始人是美国贝尔电话研究所的数学家C.E.仙农（C.E.Shamon 1916-2001  ）.     

  信息论产生的直接原因是第二次世界大战以及战后通讯事业迅猛发展的需要。

  信息理论可分为三个方面：
    （1）以编码为中心的信息论，主要研究信息系统模型、信度的度量、信道的容量、信源统计特性、信源的编码、位道编码等，这些是引发信息论的核心问题。
    （2）以信息作为主要研究对象，包括信号噪声的统计分析、信号的检测、滤波、估计和预测等理论。

    （3）以计算机为中心的信息处理的基本理论，包括语言，文字、图像的模式识别，自动翻译等。在基本理论和实际运用方面，信息不断取得新的进展；模糊信息论、算法信息论、相对信息论、主观信息以及智能信息处理，自动化信息控制等大量崭新的课题相继发展。

  信息论的主要贡献是：
    （1）在通信的定义下把信息定义为"用来消除信息接收者某种认识上的不定性的东西"，并导出了概率性语法信息的度量公式--概率熵和互信息公式；
    （2）建立了一些重要的性能界；信源的最大可能信息量，为了满足一定失真度的要求必须传递的最小信息量，信道上的最大可能通过能力等；
    （3）建立了一组重要的编码定理，从理论上指明了为达到上述性能界限应当遵循的信息处理的方法和原则。这就不仅从定性方面而且也从定量方面深刻地揭示了信息传递和处理的规律，使通信的研究从经验的阶段转变为科学。

申农的信息量公式：H(x) =ΣP(xi)h(xi)= —ΣP(xi)·log2P(xi)

 

 控制论 cybernetics :研究生物系统、非生物系统内部的通信、控制和调整的科学。系统工程运用的控制论，主要指工程控制论。它包括：线性系统理论，概率和统计方法的应用，最优控制理论，自适应、自学习以及自组织系统的理论，还有系统辨认理论和大系统理论等。

 控制论研究的对象是包括人在内的生物系统和各种非生物系统（如工程系统、化工系统、通讯系统、经济系统等）。 

  1948年美国数学家维纳(NorpertWiener)发表的《控制论》一书，奠定了这门新兴学科的理论基础。

  在控制论中，信息概念是一个基本的概念，控制论是建立在信息论基础之上的。

  信息论的反馈原理，在控制论中占有很重要的地位，几乎一切控制都包含反馈――系统输送出去的信息，作用于被控对象后产生的结果，再输送回来，并对信息的再输出发生影响。

  二十世纪五十年代后，控制论向自然科学和社会科学的各个领域渗透，广泛地应用于心理学、管理科学、领导科学等学科。

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