Sistemas y Modelos (Teoria)
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Este documento presenta un resumen de los conceptos clave de sistemas, modelos y algoritmos. Explica que un sistema es un conjunto de elementos que se relacionan entre sí para cumplir una función específica. También describe los tipos de modelos como los verbales, gráficos y matemáticos, así como los pasos para construir modelos que incluyen definir el problema, formular el modelo, obtener una solución y probar el modelo.
Sistemas y Modelos (Teoria)
- 1. INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERIA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS INFORMATICA APLICADA A LA INGENIERIA Exposición “Sistemas y Modelos “ Equipo 2: CASTAÑEDA HERNANDEZ JESÚS DAVID GUTIERREZ GARCIA CESAR EDUARDO HERNANDEZ GUERRERO CARLOS MANUEL RAMIREZ ROJO ERICK MANUEL RODRIGUEZ TENORIO JHOISETH ALINA Secuencia: 4IV1
- 2. UNIDAD 2 “SISTEMAS, MODELOS Y ALGORITMOS” 2.1 Concepto de Sistemas Un sistema es un objeto compuesto cuyos componentes se relacionan con al menos algún otro componente; puede ser material o conceptual. Los sistemas adquieren siempre un propósito o función específica, cuando entran en relación con otros sistemas o subsistemas. Es el que determina el papel del sistema a estudiar dentro de su sistema general o microsistema al que pertenece. En realidad, el propósito lo define el contexto y no el mismo sistema Componentes del sistema. Estos pueden ser considerados también sistemas o subsistemas. Los elementos que alimentan el sistema se llaman entrada y los resultados, de determinado proceso, son salidas del sistema. Existe otro elemento denominado FEEDBACK o control para realimentación del sistema. Un sistema para que pueda funcionar, debe importar ciertos recursos del medio. Estos pueden ser recursos materiales, recursos financieros, recursos humanos y/o información. Con el fin de utilizar un término que comprenda todos estos insumos, podemos emplear el concepto de “energía”. Por lo tanto, los sistemas a través de su corriente de entrada, reciben la energía necesaria para su funcionamiento y manutención. El medio es el ente más importante de un sistema, ya que determina sus límites e interrelaciones entre sus elementos. Todo sistema está incorporado a alguna clase de ambiente. El medio ambiente. El medio ambiente. El medio ambiente de un sistema es, el conjunto de sistemas que están en relación con el. Los sistemas se encuentran en comunicación dinámica con su ambiente y mantiene con éste numerosas, intercambios y relaciones. Ayudan a definir y orientar los resultados que se esperan obtener del sistema. Estos, al contrario del propósito o función del sistema, los define el sistema mismo. Deben ser planteados desde un comienzo, al pensar en un sistema se piensa en los objetivos del mismo.
- 3. 2.2 Teoría General de los Sistemas Se la considera como una teoría de teorías, ya que busca reglas de valor general que puedan ser aplicadas a cualquier sistema y en cualquier nivel de la realidad. Cabe destacar que los sistemas son módulos ordenados de elementos que se encuentran interrelacionados y que interactúan entre sí. En conclusión, la teoría de sistemas tiene un enfoque dinámico, multidimensional y multidisciplinario Consiste en un intento por explicar, complementar y ordenar todos los sistemas que se encuentran en la realidad (organismos, sociedades, etc.), pese a que puedan pertenecer a ramas diferentes. Algunos la llaman teoría de las teorías pues pretende buscar reglas de carácter general, aplicables a todos los sistemas y en cualquier nivel de la realidad. En una primera instancia se limitó tan sólo al campo de la biología, pero con el tiempo superó las barreras creando un amplio campo de la sistemática, como son la Teoría del Caos, la Teoría del Juego, la Teoría de la Informática, entre tantas más. La Teoría de Sistemas tiene como objetivo buscar en los sistemas de la realidad las mismas estructuras (isomorfismos). De esta manera podrá utilizar los mismos términos y conceptos para distintos sistemas y así generar leyes universales y operantes. Teoría General de Sistemas Definición. Boulding define la TGS de la siguiente manera: La Teoría General de Sistemas describe un nivel de construcción teórico altamente generalizado de las matemáticas puras y las teorías específicas de las disciplinas especializadas y que en estos últimos años han hecho sentir, cada vez más fuerte, la necesidad de un cuerpo sistemático de construcciones teóricas que pueda discutir, analizar y explicar las relaciones generales del mundo empírico. La TGS busca la necesidad de un cuerpo sistémico de construcciones que pueda discutir, analizar y explicar, relaciones generales del mundo empírico, esta es la razón de la TGS para K. Boulding. Cuerpo sistémico. Viene a ser una estructura que tiene relaciones. La TGS no busca reemplazar a todos los sistemas y las explicaciones para ellos sino que respeta las particularidades de cada especialidad así como evidencia la necesidad de conceptos generales. La TGS esta presente por para explicar conceptos ni de uno ni de otro sino para tener una comunicación entre especialistas aquí nace el concepto de “oído generalizado”, ejemplo: biofísica: no es biología pura ni física pura.
- 4. “La Teoría General de Sistemas se encarga de analizar un sistema en forma general, posteriormente los subsistemas que los componen o conforman y las interrelaciones que existen entre sí, para cumplir un objetivo. Es decir busca semejanzas que permitan aplicar leyes idénticas a fenómenos diferentes y que a su vez permitan encontrar características comunes en sistemas diversos.” La Teoría General de Sistemas a través del análisis de las totalidades y las interacciones internas de éstas y las externas con su medio, es una poderosa herramienta que permite la explicación de los fenómenos que suceden en la realidad y también hace posible la predicción de la conducta futura de esa realidad.” es Una forma ordenada y científica de aproximación y representación del mundo real, y simultáneamente, como una orientación hacia una práctica estimulante para formas de trabajo trans disciplinario Modelos de diseño según la teoría general de sistemas Sistema de enseñanza aprendizaje es el proceso que realiza el diseñador al generar un programa Con esta acción no hace sino originar un sistema capaz de producir un aprendizaje. Los elementos que componen un SISTEMA son entrada, salida, proceso, ambiente, retroalimentación. Las entradas son los elementos de que el sistema puede disponer para su propio provecho. Las salidas son los objetivos resueltos del sistema; lo que éste se propone, ya conseguido. El proceso solo forman las «partes» del sistema, los «actos específicos». Para determinarlos es necesario precisar las misiones, tareas y actividades que el sistema debe realizar para lograr el producto deseado. Son misiones los «elementos principales» que se deben realizar para lograr los resultados del sistema. Son funciones los «elementos» que deben hacerse para realizar cada una de las misiones. Son tareas las «actividades» que deben hacerse para realizar cada una de las funciones. El ambiente compren de todo aquello que, estando «fuera» del control del sistema, determina cómo opera el mismo. Integra las cosas que son constantes o dadas; el sistema no puede hacer nada con respecto a sus características o su comportamiento. La retroalimentación (feed-back) abarca la información que se brinda a partir del desempeño del producto, la cual permite cuando hacia ocurrido una desviación del plan, determinar por qué se produjo y los ajustes que sería recomendable hacer. Nadie puede jactarse de haber estipulado los objetivos generales correctos o una definición correcta del medioambiente o una definición precisa de los recursos, ni una definición definitiva de los componentes. Por lo tanto, una de las tareas del sistema ha de ser la de brindar información que permita al administrador informarse de cuándo son erróneos los conceptos del sistema y qué ajustes deberá realizar en el mismo
- 5. 2.3 Tipos y Características de los Modelos La transmisión de ideas o modelos inexpresivos puede hacerse de varias maneras Los modelos transmitidos serán tanto mejores cuanto mayor sean las habilidades de quien los transmite. Un buen orador comunicará, probablemente, un modelo verbal mucho más rico que otra persona poco expresiva; un buen dibujante trazará un árbol más completo que un niño de pocos años, etc. Los modelos transmitidos pueden ser, por consiguiente. Mejores o peores.
- 6. Representamos los conceptos anteriores mediante un ejemplo muy sencillo de comprender. Un álamo visto por una Realidad persona La imagen mental que Modelo Inexpresivo capta la persona de el arbol La descripcion que hace la Modelo Verbal persona sobre el arbol a un receptor Modelo Grafico Un dibujo del arbol o una fotografia Una representacion de 3 Modelo Fisico dimenciones (maqueta) Puede representar un Modelo Matematico codigo
- 7. CARACTERISTICAS DE LOS MODELOS 1. MODELO INEXPRESIVO O MENTAL Son intuitivos Su carácter es difícil de formalizar Se desarrolla por medio de la educación, practica y experiencia Su interpretación del sistema es real 2. MODELO VERBAL Se basa en el conocimiento que existe Es cualitativo por naturaleza Explica las características de una imagen de modo verbal 3. MODELO ESCRITO Nos explica ciertas imágenes o información por medio de una descripción 4. MODELO GRAFICO Se representa por medio de dibujos, graficas, símbolos o tablas Lo podemos ver visualmente Nos representa datos 5. MODELO FISICO Son a pequeña escala Investigan el comportamiento del sistema real 6. MODELO MATEMATICO Se relaciona entre diferentes variables en un sistema Se emplea por medio de relaciones matemáticas (ecuaciones) Sus fórmulas empleadas son lo suficientemente exactas para determinar un resultado
- 8. 2.4 CONSTRUCCIÓN DE MODELOS ¿Cuáles son los pasos para la construcción de modelos? Una manera de resumir las etapas usuales en la construcción de modelos son: 1. Definición del problema de interés y recolección de los datos relevantes. 2. Formulación de un modelo que represente el problema 3. Solución del modelo 4. Prueba del modelo 5. Preparación para la aplicación del modelo 6. Puesta en marcha o implantación del modelo Definición del problema y recolección de datos La primera actividad que se debe realizar es el estudio del sistema relevante, esto incluye determinar los objetivos, las restricciones sobre lo que se puede hacer, los diferentes cursos de acción posibles las interrelaciones del área bajo estudio con otras áreas de la organización, los límites de tiempo para tomar una decisión. Este proceso de definir el problema es muy importante ya que afectará en forma significativa las conclusiones en estudio, lo cual hace imposible extraer una respuesta correcta de un problema equivocado. Formulación del modelo Una vez definido el problema la siguiente etapa consiste en reformularlo para su análisis, mediante la construcción de un modelo que represente la esencia del problema. Los modelos son representaciones idealizadas de la realidad. Los modelos tienen muchas ventajas sobre una descripción verbal del problema, una ventaja obvia es que el modelo describe un problema en forma mucho más concisa. Al desarrollar el modelo, se recomienda empezar con una versión muy sencilla y moverse, en forma evolutiva, hacia modelos más elaborados que reflejen mejor la complejidad del problema real. Los modelos siempre deben ser menos complejos que el sistema real, de otra manera, no tiene sentido trabajar con modelos si se puede trabajar con el sistema real en sí. Obtención de una solución a partir del modelo Una vez formulado el modelo para el problema bajo estudio, la siguiente etapa de un estudio consiste en desarrollar un procedimiento para derivar en una solución al problema a partir de este modelo, según el tipo de modelo este puede hacerse en computadora. Puede pensarse que esta debe ser la parte principal de estudio, pero por lo general no lo es, encontrar la solución es la parte divertida del estudio, mientras que el verdadero trabajo se encuentra en las etapas anteriores y
- 9. posteriores del estudio. Un tema común es la búsqueda de una solución óptima, es decir, la mejor, es necesario reconocer que estas soluciones son óptimas sólo respecto al modelo que se está utilizando. Como el modelo necesariamente es una idealización y no una representación del problema real, no puede existir una garantía de que la solución óptima del modelo resulte ser la mejor solución posible que pueda llevarse a la práctica para el problema real. Esto, por supuesto, es de esperarse si se toma en cuenta los muchos imponderables e incertidumbre asociados a casi todos los problemas reales, pero si el modelo está bien formulado la solución debe tener una buena aproximación de curso de acción ideal para el problema real. Prueba del modelo Sin duda que la primera versión de un modelo grande tenga muchas fallas, por lo tanto antes de usar el modelo debe probarse para identificar y corregir todas las fallas que se pueda, este proceso de prueba y mejoramiento se conoce como validación del modelo. Un modelo es válido si, independientemente de sus inexactitudes, puede dar una predicción confiable del funcionamiento del sistema. Un método común para probar la validez de un modelo es comparar su funcionamiento con algunos datos pasados disponibles del sistema actual (se le llama también prueba retrospectiva). Debe notarse que tal método de validación no es apropiado para sistemas que no existen, ya que no habrá datos disponibles para poder comparar. Otro método podría ser incluir a una persona que no haya participado en la formulación del modelo, para poder encontrar errores que el. Preparación para la aplicación del modelo El siguiente paso es instalar un sistema bien documentado para aplicar el modelo. Este sistema incluirá el modelo y el procedimiento de solución (además del análisis postóptimo) y los procedimientos operativos para su implantación (este sistema casi siempre está diseñado para computadora). Parte de este esfuerzo incluye el desarrollo de un proceso de mantenimiento durante su uso futuro, por lo tanto si las condiciones cambian con el tiempo, este proceso debe modificar al sistema como al modelo. Implantación del modelo Una vez desarrollado el sistema para aplicar el modelo, la última etapa consiste en la implantación de los resultados probados del modelo. Esto básicamente implicaría la traducción de estos resultados en instrucciones de operación detallada, emitidas en una forma comprensible a los individuos que administrará y operarán al sistema. A la culminación del estudio, es apropiado que se documente su metodología utilizada con suficiente claridad para que el trabajo sea reproducible.