SIS 308 INGENIERIA DE SISTEMAS
Conceptos Fundamentales de Sistemas
Ing. Edgar T. Espinoza R.
Cap II
CONCEPTOS FUNDAMENTALES DE SISTEMAS
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Ing. Edgar T. Espinoza R.
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
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Conceptos Relacionados
En rasgos generales pueden indicarse tres aspectos principales
no separables en cuanto contenido, pero distinguibles en
cuanto a intención:
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.
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Conceptos Relacionados
En rasgos generales pueden indicarse tres aspectos principales
no separables en cuanto contenido, pero distinguibles en
cuanto a intención:
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)
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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).
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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.).
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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.
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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.
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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.
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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
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Sistema (TGS). (Conceptos relacionados)
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.
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Sistema (TGS). (Conceptos relacionados)
Enfoque de Sistema Enfoque Reduccionista
Medicina: Oriental vs. Occidental
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Sistema (TGS). (Conceptos relacionados)
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.
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Sistema (TGS). (Conceptos relacionados)
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.
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2.4. ORÍGENES DE LA TEORÍA DE SISTEMAS
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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)
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Society for General Systems Research (SGSR)
International Society for General Systems Research (ISGSR)
International Society for the Systems Sciences (ISSS)
www.isss.org
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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.
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International Society for the Systems Sciences, www.isss.org
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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.
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SISTEMA
Integrantes del sistema
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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.
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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.
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Sistemas Abiertos (TGS).
EJEMPLO?
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Sistemas Abiertos (TGS).
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).
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Sistemas Abiertos (TGS).
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???
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Sistemas Abiertos (TGS).
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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.
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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).
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Estado estable en sistemas Abiertos
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”.
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Estado estable en sistemas Abiertos
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.
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Estado estable en sistemas Abiertos
Extracto libro Teoría General de Sistemas (Sistemas Abiertos y
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.
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Estado estable en sistemas Abiertos
Extracto libro Teoría General de Sistemas (Sistemas Abiertos y
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.
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Estado estable en sistemas Abiertos
Extracto libro Teoría General de Sistemas (Sistemas Abiertos y
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.
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Estado estable en sistemas Abiertos
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.
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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.
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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.