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系统科学研究生学位介绍

系统科学是研究系统的结构与功能关系、演化和调控规律的科学,是一门新兴的综合性、交叉性学科。它以不同领域的复杂系统为研究对象,从系统和整体的角度,探讨复杂系统的性质和演化规律,目的是揭示各种系统的共性以及演化过程中所遵循的共同规律,发展优化和调控系统的方法,并进而为系统科学在科学技术、社会、经济、军事、生物等领域的应用提供理论依据。

系统科学是在数学、物理、生物、化学等学科基础上,结合运筹、控制、信息科学等技术科学发展起来的,并在工程、社会、经济、军事、生命、生态、管理等领域得到发展与应用。·系统是由相互联系、相互作用的要素(部分)组成的具有一定结构和功能的有机整体。英文中系统一词(system)来源于古代希腊文(σύστημα),意为部分组成的整体。

系统科学研究主要采用系统论的原理和方法,并紧密结合近现代数学物理方法与信息科学技术等现代研究工具(科学计算、模拟、仿真等)。

系统科学的发展离不开对具体系统的探讨,并通过对具体系统的结构、功能及其演化性质的研究,寻求复杂系统的一般机理与演化规律;同时系统科学的新的思想和方法又深刻地影响着许多实际系统的研究,涉及自然科学和社会科学的许多领域,成为众多工程技术科学发展的理论基础,并为控制科学与工程、管理科学与工程以及生态学、环境的控制等对国民经济与人类生存有关的重要应用领域做出直接的贡献。

一、学科概况

系统科学采用系统论的原理和方法, 结合数学物理方法与信息科学技术等现代研究工具, 研究系统的结构与功能关系、演化和调控规律, 并在自然、技术、和社会诸多领域得以发展和应用。系统科学包括:

(1)系统分析与集成,它研究系统科学在各种实际系统中的应用。由于现实世界存在的系统的多样性与复杂性程度各异,发展系统科学需要对系统进行分门别类地研究,如线性系统、非线性系统、分布参数系统、随机系统、离散事件系统、混合系统等等。以人类思维规律为借鉴而发展起来的智能系统、专家系统等也是系统科学的重要研究课题。对各类系统的研究都涉及到系统的分析与系统的集成两个侧面。系统分析与集成的具体研究内容涉及建立系统的数学模型,对系统运动机理、动力学特性等作定性、定量的研究。以改造系统为目的的系统科学需要研究如何有效地获取系统的信息,并实现不同层次的信息集成,以达到系统的局部或整体的最优化状态。系统分析与集成的研究目的是加深人类对系统运动、演化一般规律的认识,并且为系统实现最优控制与高效益的管理等提供理论依据与各种行之有效的集成方法。属于交叉性学科,以复杂系统为对象进行研究。

(2)系统理论,它研究系统科学的理论方面,探索各种系统的共性理论基础。由于现实世界存在的系统多种多样,如线性系统、非线性系统、分布参数系统、随机系统、离散事件系统、混合系统等等;根据人类思维规律发展起来的智能系统、专家系统等也是系统科学的重要研究课题。提炼各类系统的共性理论基础,有利于把系统的思想推广至更加广阔的领域,也有利于更加合理地运用这些系统。对各类系统的理论研究涉及分析各类系统的量化关系,并在此基础上,构建系统的数学模型。理论模型应能准确完整地刻画系统局部与局部的量化关系、局部与整体的量化关系;应能很好地体现各类系统的共性特征,具有很好的普适性。也就是说,理论模型应该正确反映系统的运行机理。在此基础上,优化系统、推广系统的应用范围也是系统理论需要研究的课题。鉴于可以刻画系统的数学工具非常多,不同数学模型的共性特征,不同数学模型与不同系统的匹配也是需要深入研究的内容。例如,除了作为基础的线性系统理论之外,动力系统和复杂网络也是目前的常用数学工具。

本学科属于交叉性学科,以复杂系统为对象进行研究。该学科师资力量雄厚,学术气氛活跃。本学科的课程设置包括数学、计算机、经济与管理,以及当今系统科学研究的各门专业基础课程。培养学生具有从事系统科学基础理论研究能力,或用系统科学的观点熟练地运用计算及从事有关问题的研究。

二、培养目标

本学科培养的学生应具有扎实的数理基础,掌握系统分析与集成的基本方法和工具,了解本学科的进展与动向,初步具备独立从事本学科领域的基本理论研究及在社会、经济、工程、交通、通讯等方面的应用研究的能力。能够较为熟练地掌握一门外国语,能熟练阅读本专业的外文资料,具有严谨求实的科学态度和作风。

三、学科研究范围

社会经济复杂系统、复杂网络、系统分析与优化、系统生物学、大数据分析

 

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