Cap II Introduccion a Los Sistemas I

SIS 308 INGENIERIA DE SISTEMAS

Conceptos Fundamentales de Sistemas

Ing. Edgar T. Espinoza R.

Cap II

CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE SISTEMAS




Conceptos Relacionados

En rasgos generales pueden indicarse tres aspectos principales

no separables en cuanto contenido, pero distinguibles en

cuanto a intención:

1. Ciencia de los sistemas: Exploración y explicación

científica de los sistemas desde la perspectiva de

diversas ciencias (física, biología, psicología, ciencias

sociales, etc.)

Para conocer un sistema no se trata sólo de comprender

cada uno de sus elementos, sino de conocer las

relaciones entre ellos.

2.1. INTRODUCCIÓN








2. Teoría General de los sistemas (TGS): Al explorar los

diversos sistemas de nuestro universo, aparecen

isomorfismos (patrones) entre ellos, los cuales son

interés de la TGS. La TGS es la exploración científica de

las “totalidades”.

De los estudios de las “totalidades” han surgido concepciones,

modelos y áreas de investigación como: la teoría dinámica de los

sistemas, la cibernética, la teoría de los autómatas, el análisis de

sistemas, teoría de conjuntos, teoría de redes y teoría de gráfos.








2. Filosofía de los sistemas: Reorientación del pensamiento

y visión del mundo resultante a partir de la introducción

del “sistema” como paradigma científico, en contraste

con la ciencia clásica que posee un paradigma analítico,

mecanicista y causal. (ideas presentes en los 60’s, al

inicio del desarrollo de la TGS)




El foco de la teoría General de Sistemas se encuentra en el

estudio de la organización y relaciones entre las partes de un

todo (holón).




Una organización particular determina a un sistema

específico, el cual es independiente de la sustancia con la cual

están hechos los elementos que lo conforman (partículas,

células, transistores, personas, etc.).




Una organización particular determina a un sistema

específico, el cual es independiente de la sustancia con la cual

están hechos los elementos que lo conforman (partículas,

células, transistores, personas, etc.).

Los conceptos y principios de organización de la teoría de

sistemas están presentes en distintas disciplinas (física,

biología, computación, sociología, etc.), y por lo tanto proveen

una base de unificación para estas.




2.2. Sistema (TGS). Es un conjunto organizado de partes (o subsistemas) que se relacionan para alcanzar un conjunto de objetivos, formando un todo unitario y complejo.




2.3. Subsistema: Es un sistema de un sistema mayor. Es un conjunto de partes e interrelaciones que se encuentran estructural y funcionalmente en un sistema mayor.




Sistema (TGS). (Conceptos relacionados)

Enfoque de Sistema: A medida que integramos sistemas vamos pasando de una complejidad menor a una mayor, lo cual nos permite una mayor visión del todo y las interrelaciones de sus partes.

COMPLEJIDAD





Enfoque Reduccionista: A medida que desintegramos los sistemas en subsistemas vamos pasando de una complejidad mayor a una menor. El objetivo de este enfoque es aislar sus partes y determinar el origen de los problemas.





Enfoque de Sistema Enfoque Reduccionista

Medicina: Oriental vs. Occidental





Frontera del Sistema: Es aquella línea divisoria que separa el sistema de su entorno y define lo que le pertenece a él y lo que esta fuera de él.

Sin embargo a veces es difícil establecer fronteras debido a que en algunos sistemas los flujos de entrada y salida entre el sistema y el entorno (información, energía, etc.) son múltiples y continuos.





Autopoiesis: (Maturana/Varela) - PREVIO

... Los seres vivos tienen una extrema habilidad para conservarse a sí mismos, para conservar su identidad, a pesar de los cambios continuos en sus entornos, demostrando con ello una alta y continuada capacidad homeostática, una ultraestabilidad como diría Ashby (1960).

Homeostasis: (RAE)1. f. Biol. Conjunto de fenómenos de autorregulación, que conducen al mantenimiento de la constancia en la composición y propiedades del medio interno de un organismo.




2.4. ORÍGENES DE LA TEORÍA DE SISTEMAS




Este nuevo tema motivó a la comunidad científica a investigar.

En torno a intereses comunes, surgió en 1956 un grupo

llamado:

Sociedad para la Investigación de Sistemas Generales

Society for General Systems Research (SGSR)




Society for General Systems Research (SGSR)

International Society for General Systems Research (ISGSR)

International Society for the Systems Sciences (ISSS)

www.isss.org

http://www.isss.org/




International Society for the Systems Sciences, www.isss.org

... Los principales principios a los cuales aspiramos...

• Investigar el isomorfismo de conceptos, leyes, y modelos en varios

campos, y ayudar en transferirlos constructivamente de un campo a

otro (dominio científico)

• Promover el desarrollo adecuado de modelos teóricos en áreas

deficientes de ellos

• Eliminar la duplicación de esfuerzos teóricos en diferentes campos, y

• Promover la unidad de la ciencia a través del mejoramiento de la

comunicación entre especialistas

• The direction is as valuable today, as it was in 1956.





International Society for the Systems Sciences, www.isss.org





Definición de integrante

Conjunto de Objetos o Fenómenos exteriores al sistema.

Una modificación cuyos atributos afectan

al sistema

Una modificación cuyos atributos se ven

alterados por el comportamiento del

sistema.




SISTEMA

Integrantes del sistema




Ejemplo de integrante

• El estado tecnológico del sistema

• Los integrantes naturales(clima, facilidades de

la planta, etc).

• Política de organización.

• Condiciones económicas para nuevos sistemas.

• Factores humanos.




3. SISTEMAS NATURALES

3.1. Sistemas Abiertos (TGS).

Las definiciones anteriores se concentran fuertemente en

procesos sistémicos internos, que deben ser

complementadas con una concepción de sistemas abiertos,

en donde se establece como condición para la continuidad

sistémica el establecimiento de un flujo de relaciones con el

ambiente.




Sistemas Abiertos (TGS).

EJEMPLO?





A partir de la concepción de sistema abierto, la TGS puede

ser desagregada, dando lugar a dos grandes grupos de

estrategias para la investigación en sistemas generales:

1) Las perspectivas de sistemas en donde las

distinciones conceptuales se concentran en una relación

entre el todo (sistema) y sus partes (elementos).

2) Las perspectivas de sistemas en donde las

distinciones conceptuales se concentran en los procesos

de frontera (sistema/ambiente).





En el primer caso, la cualidad esencial de un sistema

está dada por la interdependencia de las partes que lo

integran y el orden que subyace a tal interdependencia.

En el segundo, lo central son las corrientes de entradas y

de salidas mediante las cuales se establece una relación

entre el sistema y su ambiente. Ambos enfoques son

ciertamente complementarios.

EJEMPLOS???




Sistemas Abiertos [Definición Resumida]

(http://rehue.csociales.uchile.cl/publicaciones/moebio/03/frames45.htm).

Se trata de sistemas que importan y procesan elementos

(energía, materia, información) de sus ambientes y esta es

una característica propia de todos los sistemas vivos.

Que un sistema sea abierto significa que establece

intercambios permanentes con su ambiente, intercambios

que determinan su equilibrio, capacidad reproductiva o

continuidad, es decir, su viabilidad.




3.1.1. Sistemas Cerrados (TGS).

En un sistema cerrado, ningún elemento del ambiente

(fuera de la frontera del sistema) entra a él, y ninguno de

los elementos dentro de él sale al ambiente.

Estos sistemas alcanzan su estado máximo de equilibrio

al igualarse con el medio (equilibrio).




Sistemas Cerrados (TGS).

Estos sistemas alcanzan su estado máximo de equilibrio

al igualarse con el medio (equilibrio). En ocasiones el

término sistema cerrado es también aplicado a sistemas

que se comportan de una manera fija, rítmica o sin

variaciones, como sería el caso de los circuitos cerrados.




1) continuous input of energy

from the Sun and loss of

longwave radiation make it an

open system

2) according to conservation

of mass, no substances can

leave the earth system, e.g.

water, with only conversion to

different forms, hence the

earth can be considered as a

close system in this way

Sistemas Cerrados (TGS).

En un sistema es cerrado, ningún elemento del

ambiente (fuera de la frontera del sistema) entra a él, y

ninguno de los elementos dentro de él sale al ambiente.




Sistemas... OTRAS CLASIFICACIONES

Sistemas reales:

tienen existencia

independiente del

observador (quien los

puede descubrir)

Sistemas ideales: son

construcciones

simbólicas, como el

caso de la lógica y las

matemáticas

Modelos: abstracciones

de la realidad, en donde

se combina lo

conceptual con las

características de los

objetos.




3.2. Estado estable en sistemas Abiertos

Estado (según RAE):

m. Situación en que se encuentra alguien o algo, y en especial cada

uno de sus sucesivos modos de ser o estar.

m. Fís. Cada uno de los grados o modos de agregación de las

moléculas de un cuerpo. Estado sólido, líquido, gaseoso.

Vamos a resumir estado como la condición en que se

encuentra un sistema en un determinado instante.




Estado estable en sistemas Abiertos

Estable estable (según RAE):

adj. Constante, firme, permanente, que no está en peligro de sufrir

cambios.

Diremos que un sistema se encuentra en estado estable

cuando mantiene su condición en el tiempo.





Extracto libro Teoría General de Sistemas (Sistemas cerrados y

abiertos, limitaciones de la física ordinaria):

“Todo organismo viviente es ante todo un sistema abierto.

Se mantiene en continua incorporación y eliminación de

materia, constituyendo y demoliendo componentes, sin

alcanzar, mientras la vida dure, un estado de equilibrio

químico y termodinámico, sino manteniéndose en un

estado llamado uniforme”. Tal es la esencia misma del

fenómeno fundamental de la vida llamado “metabolismo”.





Extracto libro Teoría General de Sistemas (Sistemas Abiertos y

Estados uniformes):

En este estado “uniforme” la composición del sistema se

mantiene constante, a pesar del continuo intercambio de

componentes.






Estados uniformes):

Estos estados uniformes son

equifinales: esto significa que el

mismo estado, independiente del

tiempo, puede ser alcanzado a

partir de diferentes condiciones

iniciales y por distintos caminos.






Estados uniformes):

Observando los cambios de los sistemas abiertos en el

tiempo, vemos como un sistema vivo que inicialmente

puede estar en un estado inestable, tiende hacia un

estado uniforme. Tales fenómenos son (a grandes

rasgos), los fenómenos del crecimiento y el desarrollo.






Estados uniformes):

A su vez el estado uniforme del sistema puede ser

perturbado por un cambio en las condiciones externas

(estímulo), lo cual comprenderá a rasgos generales

adaptación y estímulo-respuesta.





Resumen:

Los estados de equilibrios sistémicos pueden ser

alcanzados en los sistemas abiertos por diversos caminos,

esto se denomina equifinalidad.

La mantención del equilibrio en sistemas abiertos implica

necesariamente la importación de recursos provenientes

del ambiente. Estos recursos pueden consistir en flujos

energéticos, materiales o de información.




3.3. Sistemas Feedback

Es un dispositivo que vuelve hacer un efecto sobre una de sus causas, capacitándose así para cumplir con una determinada finalidad.




El Feedback negativo:

Se caracteriza por la

homeostasis y en conseguir y

mantener la estabilidad de las

relaciones.

El Feedback positivo: Conduce al cambio, es decir, la pérdida de

estabilidad o equilibrio.

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