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| 內容簡介： |
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综合与集成是近几十年产生和发展起来的当代科学技术新方法，目前已经成为解决巨大工程系统、复杂社会系统、生态系统、计算机网络系统和人工智能（artificial intelligence，AI）系统等问题的有效方法，被一些科学家认为是21世纪科学技术方法中最有发展前途的方法之一。本教材介绍了现代科学技术的特征及发展趋势，通过对复杂性科学的探索引入综合与集成的方法论和科学思维方法，概述了综合与集成的基本方法及综合评价方法；通过信息网络建设对技术集成的要求，重点介绍了系统集成的概念、方法及机制；最后，用若干个应用案例介绍了综合集成方法的应用效果。本书可供高等院校理、工、经、管、文、医等各专业大学生作为通识课程教材使用，也可供研究生和相关科学研究及工程技术人员阅读参考。
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| 關於作者： |
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程光旭 西安交通大学教授、博士研究生导师，长期从事教学科研与高等教育管理工作。历任西安交通大学副校长，陕西师范大学校长、党委书记等职，在高校管理与教育教学改革方面具有丰富的实践经验。作为项目负责人，先后主持完成国家自然科学基金项目、国家”863计划”基础研究课题、”973计划”重点专项及国家重点研发计划等科研项目。以第一完成人荣获国家级教学成果一等奖、二等奖，并获陕西省科技进步一等奖、中国石油与化学工业联合会科技进步一等奖等。主编《千秋基业——西安交通大学本科教育的百年历程》《嬗变与启示——改革开放四十年来中国大学发展的道与思》等学术著作，系统梳理我国高等教育发展脉络，为新时代高校建设提供理论支撑。获评”全国高等学校优秀骨干教师”。
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| 目錄：
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第1章绪论 001
1.1科学与技术 004
1.1.1科学与技术的目标及推动力 004
1.1.2科学思想 006
1.1.3科学方法 008
1.1.4还原论与整体论 009
1.1.5科学思维方法 011
1.2工程 012
1.2.1工程的定义 012
1.2.2现代工程技术的新特点 012
1.3综合、集成的含义 014
1.3.1综合 014
1.3.2集成 016
1.4综合集成方法 017
1.5综合与集成方法在工程技术中发挥着关键的作用 019
1.6综合集成思维与方法课程教学的必要性 024
1.6.1高等教育普及化时代的通识教育 024
1.6.2培养“通专相济”的拔尖创新人才 029
思考题 033
参考文献 033
第2章现代科学技术的特征及发展趋势 035
2.1现代科学技术发展引起的工业革命 037
2.2现代科学技术体系结构 039
2.3当代科学技术发展趋势 042
2.4学习现代科学技术知识的路径 051
思考题 053
参考文献 054
第3章复杂系统与当代科学方法论 055
3.1系统科学的基本概念 057
3.1.1系统 057
3.1.2线性系统 061
3.1.3非线性系统 063
3.2复杂性及复杂系统 069
3.2.1复杂性 069
3.2.2复杂系统 071
3.3复杂性对科学方法论的挑战及复杂性科学的崛起 072
3.4研究复杂性科学的基本方法 076
3.5复杂巨系统 080
3.5.1复杂巨系统的定义 080
3.5.2解决复杂巨系统问题的方法 082
3.6自组织系统及自组织方法论 086
3.6.1自组织理论 087
3.6.2自组织类型 090
3.6.3自组织判据 090
3.6.4自组织原理 093
3.6.5自组织的描述方法 095
3.7分形理论的基本思想 098
3.8混沌理论的基本思想及方法论意义 100
思考题 103
参考文献 103
第4章综合与综合评价方法 105
4.1过程综合的基本概念及主要方法 107
4.1.1过程综合的定性方法 109
4.1.2过程模拟综合的方法 111
4.1.3过程系统管理与过程集成 115
4.2非线性复杂系统的综合技术及综合评价方法 117
4.2.1非线性系统结构的分解 119
4.2.2复杂系统的综合评价方法 121
4.3系统输入和输出的多变量综合 128
4.3.1综合前的预先处理及综合指标的编制 128
4.3.2多个变量分类和综合的方法 130
4.3.3综合动态指数及复杂系统的综合评价 141
思考题 153
参考文献 154
第5章集成与系统集成 155
5.1集成 157
5.2技术集成 160
5.2.1技术集成的内容 161
5.2.2技术集成的形式 161
5.2.3技术集成的作用 163
5.3系统集成 167
5.3.1系统集成的定义 167
5.3.2系统集成的基本内容 168
5.3.3系统集成的实现原理及方式 170
5.4信息系统集成 175
5.4.1信息和信息系统 176
5.4.2信息系统集成 177
5.5管理信息系统集成 182
5.5.1管理信息系统集成的概念 182
5.5.2开发管理信息系统的实施方案 183
5.5.3集成化管理信息系统 184
5.6离散制造工业中的系统集成 186
5.6.1产品与过程 186
5.6.2产品与过程集成的重要特征 187
5.6.3计算机集成制造系统中的系统集成 193
5.7过程工业中的系统集成 198
5.7.1过程集成 198
5.7.2计算机集成过程系统中的系统集成 201
5.7.3计算机集成过程系统的体系结构 202
5.8企业信息化工程中的集成概念 205
思考题 208
参考文献 208
第6章综合集成方法及其应用案例 210
6.1综合集成方法论 212
6.2从定性到定量综合集成方法 214
6.2.1综合集成的定义 214
6.2.2综合集成的方法 216
6.3综合集成方法在解决复杂系统问题中的作用 217
6.3.1综合集成方法在社会科学中的作用 218
6.3.2综合集成方法在软科学中的作用 218
6.3.3综合集成方法在管理科学中的作用 219
6.3.4综合集成方法在地理科学中的作用 221
6.3.5综合集成方法在军事科学中的作用 223
6.4综合集成研讨厅体系 224
6.5综合集成方法的应用举例 226
思考题 259
参考文献 259
附录主要缩略语 261
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| 內容試閱：
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科学技术的发展对人类认识世界、改造世界到提高生活质量，再到促进社会进步和提升国家竞争力，都起到了决定性的作用。
忆往昔，以牛顿经典力学为代表的“机械力”思想，深刻地影响了科学技术发展长达300多年！以相对论和量子力学为代表的新物质和宇宙图景，打破了经典力学中时空相对分离的绝对时空观，成为现代最重要的科学思想的发端点！
看如今，复杂性、非线性思想的产生带来科学方法论的变革；多功能一体化的信息网络和人工智能带来产业技术革命；知识经济时代的悄然来临，推动着社会意识形态的更新！科学技术发展之快、网络信息分布范围之广、人工智能功能之强、工程项目规模之大、生态系统结构之复杂等都是前所未有的。在这些科学和技术的进展中，至关重要的不是科学中的学术，而是科学中的研究方法。
那么“方法”何在？就在引起人们思维革新的方法——综合与集成方法。综合与集成方法针对某个应用目标，将分散的各种因素或单元结合成为一个更加协调有机联系的整体，共享内部资源，使整个系统获得更好的结果。它作为一种科学的方法论，其理论基础是思维科学，方法基础是系统科学，技术基础是以计算机为主的信息技术，哲学基础是马克思主义认识论和实践论。它被一些科学家认为是21世纪最有前途的科学技术方法。
科学在经历了分支细化向纵深发展的过程以后，已迎来融合的时代！你需要掌握综合性知识和综合分析的方法，具备解决重大科学技术问题的集成创新能力！你想要在激烈的社会竞争中求得大的发展，就必须具有全新的思维方法，站得更高、看得更远！面对三峡工程、人类基因组计划、神舟号飞船计划等诸多复杂系统，是否觉得它们复杂得令你茫然不知所措？纷乱的知识是否在你的头脑中激烈碰撞却找不到合适的出路？感受着高速、多功能、媒体化的信息网络的便捷，你是否知晓它的构建机理？科技的发展是社会进步的动力，思维方法的革新是科技的源泉！
面对科学技术日益迅猛发展的浪潮，当代大学生应该如何应对？应该掌握哪些知识和本领？这对我国高等教育的教材内容和教学方法提出了新的改革要求，仅仅传授知识的教学方法和传统的科学方法论正面临新的挑战，如何把工程实际中综合、复杂的问题带入课堂和将教材中的知识应用于真实、复杂的工程实际，培养大学生面向市场的应用技术以及分析问题的综合能力，掌握现代科学技术方法论成为教学改革的热点问题。
为了适应复杂性和综合性分析的要求，有必要在大学开设“综合集成思维与方法”课程。西安交通大学自2004年开始在大学生中开设了“综合集成思维与方法”通识课程，选课的学生除了各专业的大学生外，还包括钱学森试验班的学生和少年班的学生，我们编写了《综合与集成——当代科学技术方法概论》。科学技术在人工智能、量子计算、可控核聚变、生物合成、新材料、新能源、太空探索等领域的突破和发展，创新思维成为推动科学技术的思维方法。这种思维方法的出现，反映了科学技术发展的内在需求和对未来发展的前瞻性思考。我们与时俱进，不断总结经验，开展选课学生问卷调查，听取学生学习过程中的反馈意见，努力改革教学方法，不断充实教学内容，课程教学效果越来越好，选课学生越来越多。尤其是中国共产党第十九次全国代表大会报告提出“实现中华民族伟大复兴，就是中华民族近代以来最伟大梦想”。21世纪中华民族要实现伟大复兴，关键要看我国能不能在科学技术上超越他国，关键要看世界科学中心能否在中国形成，关键要看我国能否培养和造就世界最高水平的科学家和工程技术创新人才。培养和造就一大批拔尖创新的各类人才是实现中国梦的历史要求。这就要求高等学校必须承担起这一历史重任，着力培养家国情怀浓厚、社会责任感强、综合素质高、创新能力突出、能够解决复杂性难题、能担大任的时代新人。在这样的时代背景下，迫切需要培养大学生的创业意识与创新思维，2022年，“综合集成思维与方法”入选为西安交通大学通识核心课程，面向大学一、二、三和四年级的各专业学生开设。
目前尚未见到适合大学生学习的有关综合与集成方法论的教材。虽然，已经出版了许多关于计算机系统集成方面的教材和专著，但是它们都是从某一个系统或某一个应用方面进行阐述，很少专门论述综合与集成的基本概念和方法。我们编写了这本《综合与集成——思维·方法·案例》教材，不仅是适应高等教育进入普及化阶段对科学方法论教学改革的一次尝试，也是我国高等院校非常重要的一部系统讲解综合与集成方法论的教材。
本教材力求激发学生探索复杂社会的兴趣，综合大学学习期间的一些专业知识，培养学生运用综合与集成方法分析和解决大型复杂性问题的能力，教给学生新的思维方法。全书共分6章。第1章绪论，第2章通过现代科学技术发展的特征引出学习综合与集成方法论的必要性。第3章通过探索复杂性现象和复杂性科学提出综合与集成方法论的研究内容和作用。第4章主要讲述综合评价方法及过程综合的基本概念。第5章重点介绍集成与系统集成的概念和方法。第6章的内容是综合集成方法及其应用举例。课程的教学方式可以采用讲课、知识综合与复习、工程案例分析、大型工程设计和综合性实验等。
本教材的主要特点：
（1）系统总结了综合的方法和系统集成的基本概念，按照知识、能力、智慧、素质协调发展的要求构筑新的课程内容，力求充分体现当代科学技术发展的前沿和科学研究方法论，使之适应复合型人才的培养，起到拓展知识、培养能力、增强适应性的作用，形成新的思维框架。
（2）反映当代科学技术方法论研究的最新成果，由浅入深，由易到难，由简到繁。
（3）着重讲述人类社会从工业时代向信息时代过渡时期科学技术发展的特征，培养学生从新的视角、从新的观点、用新的思维方式探索复杂系统和复杂性。
（4）以纸质教材为核心，案例辅之以数字化资源，会使教材体现立体化，学生学习显现个性化，从而在培养学生能力和科学素养等方面起到行稳致远的作用。为进一步帮助学生强化对所学知识的理解与运用，作为新形态课程教材，本书还提供兴趣引导、彩图、视频、典型案例、拓展阅读等线上数字化资源。
《综合与集成——思维·方法·案例》是一本方法论的教材，该教材在中国高等学校教学改革中属于新生事物，要建立系统的教材内容和教学方法是一项长远的战略任务，其中有许多问题还需要从理论上进行深入探讨并在教学实践中不断积累经验。
本书由孙杰、胡海军、钟显康、涂圣文分工编写第1章、第2～4章、第5章、第6章，由程光旭统稿。在本书的编写和课程建设过程中，得到了西安交通大学李云教授、张早校教授、于德弘教授、张陵教授、田东平教授、王秋旺教授、杨建科教授等的大力支持及西安交通大学教改项目的资助，审稿人朱继洲教授、王宏波教授和李建群教授提出了很好的修改建议，在此一并表示衷心的感谢！
需要说明的是，综合与集成是一门新兴多学科交叉渗透的科学，涉及的知识面广，而笔者的知识面和教学经历都十分有限，书中难免存在一些疏漏和不妥之处，敬请读者和有关专家批评指正。
程光旭
于西安交通大学
2024年10月
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