Sistemas y Tipos de Sistemas

Conceptos básicos de sistemas

Sistemas:

Definición 1:

Un sistema es un objeto compuesto cuyos componentes se relacionan con al menos algún otro componente; puede ser material o conceptual. Todos los sistemas tienen composición, estructura y entorno, pero sólo los sistemas materiales tienen mecanismo, y sólo algunos sistemas materiales tienen figura (forma). Según el sistemismo, todos los objetos son sistemas o componentes de algún sistema. Por ejemplo, un núcleo atómico es un sistema material físico compuesto de protones y neutrones relacionados por la interacción nuclear fuerte; una molécula es un sistema material químico compuesto de átomos relacionados por enlaces químicos; una célula es un sistema material biológico compuesto de orgánulos relacionados por enlaces químicos no-covalentes y rutas metabólicas; una corteza cerebral es un sistema material psicológico (mental) compuesto de neuronas relacionadas por potenciales de acción y neurotransmisores; un ejército es un sistema material social y parcialmente artificial compuesto de personas y artefactos relacionados por el mando, el abastecimiento, la comunicación y la guerra; el anillo de los números enteros es un sistema conceptual algebraico compuesto de números positivos, negativos y el cero relacionados por la suma y la multiplicación; y una teoría científica es un sistema conceptual lógico compuesto de hipótesis, definiciones y teoremas relacionados por la correferencia y la deducción (implicación).

Definición 2:

Un sistema es un conjunto de partes o elementos organizados y relacionados que interactúan entre sí para lograr un objetivo. Los sistemas reciben (entrada) datos, energía o materia del ambiente y proveen (salida) información, energía o materia.

Un sistema puede ser físico o concreto (una computadora, un televisor, un humano) o puede ser abstracto o conceptual (un software).

Cada sistema existe dentro de otro más grande, por lo tanto un sistema puede estar formado por subsistemas y partes, y a la vez puede ser parte de un supersistema.

Los sistemas tienen límites o fronteras, que los diferencian del ambiente. Ese límite puede ser físico (el gabinete de una computadora) o conceptual. Si hay algún intercambio entre el sistema y el ambiente a través de ese límite, el sistema es abierto, de lo contrario, el sistema es cerrado.

El ambiente es el medio en externo que envuelve física o conceptualmente a un sistema. El sistema tiene interacción con el ambiente, del cual recibe entradas y al cual se le devuelven salidas. El ambiente también puede ser una amenaza para el sistema.

Un grupo de elementos no constituye un sistema si no hay una relación e interacción, que de la idea de un "todo" con un propósito.

Sinergia:

Una sinergia es el resultado de la acción conjunta de dos o más causas, pero caracterizado por tener un efecto superior al que resulta de la simple suma de dichas causas.

Sinergia también puede referirse a:

•          Sinergia, un grupo chileno de rock.

•          Sinergia, término que, en ciencias físicas, se refiere a un fenómeno cuya explicación más simple reside en el análisis de la dinámica de un sistema.

•          Efecto sinérgico, la interacción aditiva entre dos fármacos o conjunto de sistemas computacionales, que a su vez aplazan el crecimiento de todo sistema para poder elevar el número de interacciones que ocurren al mismo tiempo que la adición de los mismo por medio de sistemas racionales de carga competitiva para estos.

•          Sinergia, una revista argentina de ficción especulativa.

Atributo:

Es una especificación que define una propiedad de un objeto, elemento o archivo. También puede referirse o establecer el valor específico para una instancia determinada de los mismos.

Sin embargo, actualmente, el término atributo puede y con frecuencia se considera como si fuera una propiedad dependiendo de la tecnología que se use.

Para mayor claridad, los atributos deben ser considerados más correctamente como metadatos. Un atributo es con frecuencia y en general una característica de una propiedad.

Un atributo de un objeto por lo general consiste de un nombre y un valor; de un elemento, un tipo o nombre de clase; de un archivo, un nombre y extensión.

•          Cada atributo nombrado tiene asociado un conjunto de reglas denominadas operaciones: uno no agrega caracteres o manipula y procesa una matriz de enteros como una imagen ni procesa texto como tipo de coma flotante (números decimales).

•          Por tanto, una definición de objeto se puede ampliar mediante la imposición de tipos de datos: un formato de representación, un valor por defecto, y las operaciones legales (normas) y restricciones ("¡División por cero no está permitida!") Son todos los que podrían participar en la definición un atributo, o por el contrario, se puede decir que son atributos de ese tipo de objeto. Un archivo JPEG no es decodificado por las mismas operaciones (por muy similares que sean, estos son todos formatos de datos de gráficos) como un archivo BMP o PNG, ni es un número de coma flotante operado por las normas aplicadas a los enteros largos.

Lenguajes de marca, como HTML y XML, utilizan los atributos para describir los datos y el formato de los datos.

Atributos Emergentes:

Como atributos emergentes se conocen las propiedades nuevas que adquiere un sistema al constituirse y que son diferentes de los atributos independientes o sumados que poseen los elementos constitutivos del mismo; esto es, son atributos propios del sistema y no de sus elementos.

Los atributos emergentes constituyen objetos nuevos de estudio para la ciencia; en el caso de la ecología, interesan las propiedades de los sistemas ecológicos (poblaciones, biocenosis, ecosistemas, etc.) que no son estudiadas por otras ramas de la biología u otras disciplinas que se ocupan del medio físico y natural. 

Entropía:

El concepto de “entropía” es equivalente al de “desorden”. Así, cuando decimos que aumentó la entropía en un sistema, significa que creció el desorden en ese sistema. Y a la inversa: si en un sistema disminuyó la entropía, significa que disminuyó su desorden.

La palabra entropía procede del griego (ἐντροπία) y significa “evolución o transformación”. La formulación matemática de la variación de entropía de un sistema, luego de una transformación o evolución entre los estados inicial y final del mismo, se corresponde con la integral definida entre el instante inicial y final de los incrementos o diferenciales del componente o sistema en evolución, divididos por la cantidad de elementos que van integrando al componente o sistema en cada instante. Así:

La resolución matemática de la integral planteada para la determinación de la variación de la entropía de un sistema entre los estados inicial y final, resulta ser el logaritmo natural de uno (1) (cantidad de componentes o sistemas resultantes en el instante final), dividido por la cantidad de elementos que fueron integrados al componente o sistema resultante entre los instantes inicial y final de la evolución.

La medida de la entropía permite establecer el “orden” que posee un sistema en determinada instancia, respecto al que poseía o pudo haber poseído en otra. Así, podría determinarse la diferencia de “entropía” para la formación o constitución de un sistema a partir de sus componentes desagregados, y también para cualquier proceso que pueda ocurrir en un sistema ya constituido.

El “orden” que adquirió un sistema en su constitución puede medirse por la diferencia entre la “entropía” del sistema constituido, y la que supuestamente poseía cuando todos los N “entes físicos” elementales que lo componen, existían desagregados e indiferenciados en el nivel de referencia correspondiente al primer nivel de agregación. En dicho nivel, la entropía para cualquier conjunto de una cantidad finita N de “entes físicos” desagregados, resulta igual a 0 (cero), a saber:

Es (0) = N • = N • ln 1 = N • 0 = 0 (cero)

La variación del “orden” en un sistema ya constituido se determina por la diferencia entre la medida de la “entropía” del sistema para los instantes inicial (o) y final (f) de un proceso en estudio. Para ello, se debe considerar la “entropía” de todos los “componentes” existentes dentro del sistema, tanto la de los “componentes” que constituyen el sistema en sí, como la “entropía” de los “componentes de flujo” que circulan por el mismo.

Límites o Fronteras de los Sistemas:

En teoría de sistema, la frontera o límite de un sistema es una línea (real y/o conceptual) que separa el sistema de su entorno o suprasistema.

La frontera de un sistema define qué es lo que pertenece al sistema y qué es lo que no. Lo que no pertenece al sistema puede ser parte de su suprasistema o directamente no ser parte.

Establecer el límite de un sistema puede ser sencillo cuando hay límites físicos reales y se tiene bien en claro cuál es el objetivo del sistema a estudiar. Por ejemplo, el sistema digestivo humano incluye solo los órganos que procesan la comida.

En cambio los límites son más difíciles de establecer cuando no es claro el objetivo o se trata de un sistema lógico o conceptual.

Las fronteras de los sistemas también nos permiten establecer jerarquías entre subsistemas, sistemas y supersistemas.

Niveles de un sistema (subsistema y suprasistema)

Sistema: Es un conjunto de elementos que interactúan entre sí para lograr un objetivo común.

Subsistema: Es un conjunto de partes e interrelaciones que se encuentran estructuralmente y funcionalmente, dentro de un sistema mayor

Suprasistema: Es el sistema que integra a los sistemas desde el punto de vista de pertenencia

Todo sistema, subsistema y suprasistema son SISTEMAS.

Ejemplo

Sistema: UNEFA

Subsistema: Departamento Evaluación y control, Coordinaciones.

Suprasistema: CNU

Medio ambiente

Cuando se estudia un sistema, se identifican aquellos componentes que forman parte del mismo. Por lo tanto, en general, es posible definirle un límite o frontera a un sistema. Todo aquello que está dentro de esos límites es el sistema y todo aquello que está afuera es el entorno o medio ambiente del mismo.

Un sistema abierto tiene entradas y salidas (de información, de materia, de control), por ejemplo, un humano visto como sistema tiene de entrada el alimento, el aire, lo que siente, etc. y de salida sus desechos.

Es el entorno o medio ambiente del sistema el que provee las entradas hacia el sistema y a su vez también recibe las salidas del mismo. 

Modelos para representar sistemas

1. La organización debe ser considerada como un sistema abierto, en constante interacción con el medio, recibiendo materia prima, personas, energía e informaciones y transformándolas o convirtiéndolas en productos o servicios que son exportados al medio ambiente.

2. La organización debe ser concebida como un sistema con objetivos o funciones múltiples, que envuelven interacciones múltiples con el medio ambiente.

3. La organización debe ser visualizada como constituida de muchos subsistemas que están en interacción dinámica unos con otros.

4. Toda vez que los subsistemas son mutuamente dependientes, los cambios ocurridos en uno de ellos probablemente afectarán el comportamiento de otro o de los otros.

B.- Ciclo básico de un sistema.

Para que un sistema sea útil debe satisfacer una necesidad. El ciclo básico de un sistema comienza con la identificación de una necesidad y termina cuando el sistema se hace obsoleto. 

Entrada: Son todos los datos que hay que ingresar para la solución del problema.

Proceso: Son los diferentes procedimientos en los cuales se usaran los datos proporcionados por el usuario para resolver el problema.

Salida: La solución del problema.

Retroalimentación: La retroalimentación se produce cuando las salidas del sistema o la influencia de las salidas del sistema en el contexto, vuelven a ingresar al sistema como recursos o información.

La retroalimentación permite el control de un sistema y que el mismo tome medidas de corrección en base a la información retroalimentada.

C.- Tipos de sistema

En informática existen gran cantidad de sistemas:

1. Sistemas abiertos y cerrados.

Sistemas Abiertos: son los sistemas que presentan relaciones de intercambio con el ambiente, a través de entradas y salidas. Los sistemas abiertos intercambian materia y energía regularmente con el medio ambiente. 

Sistemas Cerrados: son los que no presentan intercambio con el medio ambiente que los rodea, pues son herméticos a cualquier influencia ambiental. Así, los sistemas cerrados no reciben ninguna influencia del ambiente, y por otro lado tampoco influencian al ambiente. No reciben ningún recurso externo y nada producen que sea enviado hacia fuera. 

2. Sistemas determinísticos y probabilísticos.

•Sistema determinístico: es aquel en el cual las partes interactúan de una forma perfectamente previsible, sin dejar lugar a dudas. A partir del último estado del sistema y del programa de información, se puede prever, sin ningún riesgo o error, su estado siguiente. Por ejemplo, cuando se gira la rueda de la máquina de coser, se puede prever el comportamiento de la aguja.

•Sistema probalístico: es aquel para el cual no se puede suministrar una previsión detallada. Estudiando intensamente, se puede prever probabilísticamente lo cual sucederá en determinadas circunstancias. No es predeterminado. La previsión se encuadra en las limitaciones lógicas de la probabilidad. Por ejemplo, el comportamiento de un perro cuando se le ofrece un hueso; puede aproximarse, no interesarle o retirarse.

3. Sistemas simples, complejos y excesivamente complejos.

• Simples, pero dinámicos: son los menos complejos;

•Complejos: no son simple, son altamente elaborados y profusamente interrelacionados;

•Excesivamente complejos: extremadamente complicados y que no pueden ser descritos de forma precisa y detallada.

4. Sistemas naturales y creados por el hombre.

Los sistemas naturales: Son básicamente aquellos sistemas formados por la naturaleza sin una alteración voluntaria del hombre, por ejemplo el sistema solar, en un sistema en todos sus aspectos, con sub-sistemas y demás, y el hombre no fue quien lo creo, quien lo interconecto ni tampoco lo modifico en algún momento. Otro sistema sería una colonia de hormigas, ellas se organizan, se dividen el trabajo y existen en lugares donde pueden conseguir todos sus recursos para autoabastecerse, y esto lo hicieron sin que el hombre se los enseñe ni se los demuestre, con lo que los sistemas naturales son aquellos creados pese al hombre.

Los sistemas artificiales: son más complejos, obviamente por eliminación son aquellos que el hombre si ha creado, los cuales son más variados o así se los puede considerar, dichos sistemas se dividen en cuatro clases: Sistemas de procedimiento, Sistemas físicos, Sistemas sociales y los Sistemas conceptuales.

5. Sistemas dinámicos y estáticos.

Sistema dinámico: corresponde a todo sistema cuyos valores NO permanecen constantes en el tiempo.

Sistema estático: corresponde a todo sistema cuyos valores permanecen constantes en el tiempo.

Ejemplo: La temperatura y humedad del ambiente natural es un SISTEMA DINÁMICO porque sus valores no permanecen constantes, es decir, cambian durante el día.

La temperatura y humedad del ambiente dentro de un edificio climatizado SISTEMA ESTÁTICO porque sus valores permanecen constantes, es decir, no cambian durante el día. (Efectivamente la climatización se usa para mantener constantes en el tiempo los parámetros de temperatura y humedad.)

6. Sistemas abstractos y concretos.

Sistemas físicos o concretos: Cuando están compuestos por equipos, por maquinaria y por objetos y cosas reales. En resumen, cuando están compuestos de “hardware”.

Sistemas abstractos: Cuando están compuestos por conceptos, planes, hipótesis e idea. En resumen, cuando son compuestos de “software”.

En realidad, en ciertos casos, el sistema físico (hardware) opera en consonancia con el sistema abstracto (software).