大系统理论 theory of big system 研究大系统的自动控制和实现整体最优化的理论。是20世纪70年代以来在科学技术和生产规模日益扩大、系统日益复杂的情况下发展起来的一个新领域。它以控制论、信息论、运筹学、系统工程、社会经济学等学科为理论基础,以电子技术、控制技术、计算机技术为基本条件,研究各种大系统的自动化问题。大系统是自然系统、社会系统、思维系统和人工系统的综合,具有规模庞大、结构复杂、目标多样、功能综合、因素众多等基本特征。其构成要素分为两大类,硬件要素和软件要素。硬件要素是各种各样的实体或实体系统,大都由具有一定的物理与化学性质的事物构成,如天体、矿物、生物、工程建筑物、电气设备、机械、能量等。软件要素是由狭义的信息、概念、定理、方法、步骤、手续、规定、制度等非物理性质的存在物所构成。自然系统大都由硬件要素所组成;人工系统,由自然和人工组合成的系统一般由硬件要素和软件要素组合而成。构成大系统的诸要素,都可以看作是物质、能量和信息的特定的组合体。大系统的结构,按其控制方式可分为三种:集中控制式、分散控制式、多级递阶控制式。设计研究大系统的方法是“分解——协调”法。任何大系统都可以分解为许多子系统,子系统又可分解为更低层次的子系统。分析和处理大系统问题,可根据它的等级结构逐级分解,使各层次的子系统在构造上都比较简单,便于逐一解决。然后再自下而上逐级综合,最后从全局解决问题。大系统研究显示了攻关科学的交叉性和跨学科性,对象时空的大跨度性和一体性,以及系统网络的动态性和复杂性。深入研究大系统问题,可以从整体上提高最优设计、最优控制和最优管理的水平,使人类从处理单因素、静态和简单系统进到能够解决多因素、动态和复杂系统的众多的疑难问题。大系统理论拓展了人类的视野,促进了科学知识的整体化,为人类认识世界和改造世界提供了新的科学方法和认识工具。 |