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什么是系统和系统状态

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什么是系统

系统是由若干相互联系、相互制约的组成部分结合而成的、具有特定功能的一个有机整体(集合)。系统可以从以下三个方面理解:

组成要素:

系统由若干要素(部分)组成,这些要素可能是一些个体、元件、零件,也可能其本身就是一个系统(或称之为子系统)。例如,计算机的硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入/输出设备组成,而硬件系统又是计算机系统的一个子系统。

结构:

系统有一定的结构,是其构成要素的集合,这些要素相互联系、相互制约。系统内部各要素之间相对稳定的联系方式、组织秩序及失控关系的内在表现形式,就是系统的结构。

功能:

系统有一定的功能,或者说系统要有一定的目的性。系统的功能是指系统与外部环境相互联系和相互作用中表现出来的性质、能力、和功能。系统各主量和的贡献大于各主量贡献的和,即常说的1+1>2。

什么是系统状态

系统状态是指系统在某一特定时刻的特定情况或状况。它由一组物理量来表征,这些物理量反映了系统在该时刻的宏观特性。例如,对于热力学系统,状态可以由温度、压力、体积等物理量来确定。系统状态的变化反映了系统从一个状态(始态)到另一个状态(终态)的过程。

系统的动态特性

动态系统:

系统的结构和状态具有产生、变化与发展、消亡过程的系统。若系统在任一时刻的响应不仅与该时刻的激励有关,而且与它过去的历史状况有关,则称为动态系统或记忆系统。

静态系统:

系统的结构和状态不随时间的推移延续而变化的系统。

系统的分类

开放系统:

系统中存在要素的流入和流出,其组成要素发生着更换。开放系统具有一个重要性质:等终极性,即系统可以由不同的初始状态和不同方式达到相同的终态。

封闭系统:

无要素流入、流出的系统称为封闭系统。封闭系统的行为不可能是等终极的,即系统只能由不同的初始状态达到不同的终态。

自然系统:

由天然物质自然形成的系统。

人工系统:

由人类设计和构建的系统。

复合系统:

由多个子系统组合而成的系统。

总结

系统是由若干相互联系、相互制约的组成部分结合而成的具有特定功能的有机整体。系统状态是系统在某一特定时刻的特定情况或状况,由一组物理量来表征。系统可以是动态的或静态的,可以是开放的或封闭的,可以是自然的或人工的,还可以是复合的。理解系统的概念和状态有助于更好地分析和设计各种复杂的系统。