1.1　基于模型的系统工程的历史背景

1.1.1　系统

1.系统的概念

系统是指物质世界中既相互制约又相互联系着的、能够实现目的的一个整体。系统概念是一种广泛应用的概念，包括系统的定义、结构、层次、实体、属性、行为、功能、环境、演化和进化等方面。这些方面都与系统建模有关，尽管如此，人们对系统的定义、实体、属性、行为和环境更为关注。系统论的创始人贝塔朗菲认为，系统是由多个相互作用的元素组成的复合体。在自然界和人类社会中，任何按照某些规律结合起来相互关联、相互制约、相互作用、相互依存的事物总体，均可称之为系统。

由系统论可知，独立的系统通常可以通过其特定的外部表征和内在特性而与其他系统区别开来。这些特征主要涉及构成系统的实体、属性、行为和环境等方面的差异。具体来说，实体是指系统的具体对象；属性是指描述实体特征的信息，通常用状态、参数或逻辑关系等方式来表征；行为是指随时间推移而发生的状态变化；环境是指系统所处的界面状况，包括干扰、约束、相关因素等。

2.系统的分类

系统的分类可以基于不同的属性进行划分，下面介绍常见的几种分类方式。

（1）根据系统的性质和特点分类。

●自然系统：指由自然界中的各种元素和现象组成的系统，如气候系统、生态系统等。

●人工系统：指由人类设计、建造和控制的系统，如航空系统、交通系统等。

●混合系统：指自然和人工元素相互作用和结合而成的系统，如城市生态系统、环境管理系统等。

（2）根据系统的规模和复杂程度分类。

●大型系统：指规模较大、结构较为复杂的系统，如国家经济系统、电力系统等。

●中型系统：指规模适中、结构相对简单的系统，如工厂生产线、医院管理系统等。

●小型系统：指规模较小、结构相对简单的系统，如家庭、计算机等。

（3）根据系统的功能和目的分类。

●控制系统：用于监控、调节和控制某一过程或现象的系统，如工业自动化控制系统、家用电器控制系统等。

●信息系统：用于处理、储存、传输和管理信息的系统，如计算机信息系统、互联网等。

●决策支持系统：用于辅助决策者进行决策的系统，如管理信息系统、人工智能决策支持系统等。

（4）根据系统的时间和空间属性分类。

●静态系统：指系统的状态、属性和结构在时间上保持不变或变化缓慢的系统，如固定物体、建筑物等。

●动态系统：指系统的状态、属性和结构在时间上不断变化的系统，如机械系统、生态系统等。

●空间系统：指系统中各个元素的位置、空间关系和空间分布等特性具有重要意义的系统，如城市规划系统、地理信息系统等。

（5）根据对系统的认知和研究现状分类。

●白盒系统：指我们对系统内部结构和元素的全部信息都了解清楚，并可以对其进行精细的建模、分析和控制的系统，如机械系统、电路系统等。

●灰盒系统：指我们对系统内部结构和元素的部分信息已经掌握，但仍有一些无法准确地描述和预测的系统，如生物系统、社会经济系统等。

●黑盒系统：指我们对系统内部结构和元素的信息几乎一无所知，只能通过观察和实验来推断和猜测其行为和特性的系统，如大气系统、地球系统等。

需要注意的是，这种分类方式强调的是对系统的认知和研究现状，同一个系统在不同的人、领域、时间和问题背景下，可能被归为不同的类型。因此，在实际应用中，需要根据具体的问题需求和研究目的，选择合适的系统分类方式进行研究和分析。